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B氧化铝类：大多没有变形，带角的，形态比（即：长度/宽度） 小（一般＜3）黑色或蓝色颗粒，沿轧制方向排成一行。 C硅酸盐类：具有高延展性，有较宽范围形态比（一般
≥3）的单个呈黑色或深灰色夹杂，一般端部成 锐角。 D球状氧化物：不变形，带角或圆形，形态比小（一般 ＜3），黑色或带蓝色，无规则分布。 DS单颗粒球状类：圆形或近似圆形，直径≥13μm。
金相技术
金相检测基础知识
Write by: Lesin Xu Date:Jun-14-2009
金相技术
主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材 料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学 科分支，既包含材料三维显微组织的成像及其定性、定量表征，亦 包含必要的样品制备、准备和取样方法。
化合物Fe3C称为渗碳体(Cementite)，是一种亚稳定的化合物，在一 定条件下可以分解为Fe和C，C原子聚集到一起就是石墨。因此，铁碳相图 常表示为Fe-Fe3C和Fe-石墨双重相图。 Fe-Fe3C相图主要用于钢，而Fe-石墨相图则主要用于铸铁的研究和生产。
14
金相组织识别——铁碳相图
铁碳相图
同锰矽酸盐
深灰色
透明，由玫瑰到 各向异性，呈玻璃状
褐色
时各向同性
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点，当 Si、Mn量多时呈黑色园 盘
透明、琥珀黄色， 呈玻璃状，各向同性，
园盘好像有些突 含Si较多的夹杂能看
出。
到黑暗的十字叉
11
金相组织识别——
夹杂物
夹杂物名称 氮化钛TiN 碳氮化钛Ti（CN）
来自百度文库纯铁的同素异晶转变如下：
共析成分的Fe-C合金升温 转变成奥氏体之后,在不同冷却 条件下奥氏体所发生的相变。主 要有三种不同的相变过程：珠光 体转变、贝氏体转变、马氏体转 变。
15
金相组织识别——铁碳相图
单相区——5个 液相区(L)——ABCD以上区域 δ固溶体区——AHNA 奥氏体区(γ)——NJESGN 铁素体区(α)——GPQ以左 渗碳体区(Fe3C)——DFK直线
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数 量级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属 夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
2
金相样品制备——取样
常规检验——依据相关国家标准进行 表面检验——有无脱碳、折叠等 失效分析——在失效部位如裂纹附近取样 金相组织不均匀——如铸件须从表面到中心同时
色随MnS量而变，MnS 少时呈淡黄色，增多时 变深蓝色，再变深为深 灰色
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点。
不透明
各向异性，不透明
透明，色由淡黄 各向异性，透明呈玻
到褐色
璃状时各向同性
锰矽酸盐 2MnO·SiO2
铁锰矽酸盐 mFeO·nMnO·SiO2
多为玻璃质，球 状任意分布，易 变形，变形后伸 长
取样观察，了解合金的偏析度
3
金相样品制备——取样
取样部位确定后还要确定金相磨面
试样由表层到中心金相组织变化 晶粒度评级
横截面 表面缺陷的检验，如脱碳、氧化、折叠等
表面处理结果的检验，如表面淬火、渗碳、涂镀等
网状碳化物
4
金相样品制备——浸蚀
目的：显示真实，清晰的组织结构 方法：
化学浸蚀 电解浸蚀 特殊方法：着色、阴极真空浸蚀等
金相组织识别——
夹杂物
夹杂物名称
氧化铝 Al2O3 氧化亚铁 FeO
硫化铁 FeS
形状及分布 明场
暗场
偏光
其他
细小，成串 深灰或暗灰
球状，变形后 灰色稍带褐色 略显椭圆
量多时呈网状 淡黄色，长期 分布在晶界上， 暴露在空气中 量少时成粒状 变为褐色 分布在任意部 位，易变形加 工后伸长
透明黄白色
完全不透明（通 常比基体黑）沿 边有细亮线 不透明，沿边界 有亮线
各向异性
磨光时易剥落， 有托尾
各向异性，不透 明，淡黄色
明显的各向异性。 当钢中含有Mn 不透明，淡黄色 少时才形成，
Mn多时形成 MnS、FeS的固 溶体。
10
金相组织识别——
夹杂物名称
形状及分布
明场
夹杂物
暗场
偏光
硫化铁与硫化锰MnS·FeS 同FeS
铁矽硫盐 2FeO·SiO2
多为玻璃质。球 状任意分布，稍 变性，变形后呈 纺锤装
两相区——7个 L+δ——AHJBA L+γ——BJECB
深灰色 灰色
透明无色 透明亮黄色
各向同性 弱各向异性
三棱或针状分布 无规则
深灰色
透明无色
各向异性
12
金相组织识别——
夹杂物
固熔态中的Ti夹杂
13
金相组织识别——铁碳相图
Fe和C能够形成Fe3C, Fe2C 和FeC等多种稳定化合物。由于化合物是 硬脆相，通常所说的铁碳相图就是Fe-Fe3C部分。
氮化钒VN 碳氮化钒V（CN）
石英 SiO2 铝酸盐 CaO·2Al2O3
3Al2O3·2SiO2
形状及分布
明场
暗场
成群，成串
金黄色
不透明
成群，变形后成 串
随碳含量不同由浅黄变 完全不透明 紫玫瑰
偏光 各向同性 各向同性
孤立或成群 孤立或成群
淡粉色 淡粉
不透明 不透明
各向同性 各向同性
球状 变形后呈链状
7
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998中夹杂物宽度
单位：μm
夹杂物 类型
细系
最小宽度
最大宽度
粗系 最小宽度 最大宽度
A
2
4
＞4
12
B
2
9
＞9
15
C
2
5
＞5
12
D
3
8
＞8
13
D类夹杂物规定为最大直径，串（条）状夹杂物规定为最大宽度
8
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998 中夹杂物级别最小值
5
金相组织识别——
夹杂物
外来夹杂物
截留在金属中的外来物质，其分布
形式是不均匀和不可预测的。
定性——确定夹杂物类型 定量——测定非金属夹杂在金属中的含量、形状及分布。
GB/T10561-2005
6
金相组织识别——
夹杂物评级
A 硫化物类：具有高延展性，有较宽范围形态比的单个 灰色夹杂物，一般边部呈圆角。
评级图 级别
0.5
A总长μm 37
B总长μm 17
夹杂物类别 C总长μm 18
D数量个 1
DS直径μm 13
1
127
77
76
4
19
1.5
261
184
176
9
27
2
436
343
320
16
38
2.5
649
555
510
25
53
3
9
898 ＜1181
822 ＜1147
746 ＜1029
36 ＜49
76 ＜107
≥3）的单个呈黑色或深灰色夹杂，一般端部成 锐角。 D球状氧化物：不变形，带角或圆形，形态比小（一般 ＜3），黑色或带蓝色，无规则分布。 DS单颗粒球状类：圆形或近似圆形，直径≥13μm。
金相技术
金相检测基础知识
Write by: Lesin Xu Date:Jun-14-2009
金相技术
主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材 料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学 科分支，既包含材料三维显微组织的成像及其定性、定量表征，亦 包含必要的样品制备、准备和取样方法。
化合物Fe3C称为渗碳体(Cementite)，是一种亚稳定的化合物，在一 定条件下可以分解为Fe和C，C原子聚集到一起就是石墨。因此，铁碳相图 常表示为Fe-Fe3C和Fe-石墨双重相图。 Fe-Fe3C相图主要用于钢，而Fe-石墨相图则主要用于铸铁的研究和生产。
14
金相组织识别——铁碳相图
铁碳相图
同锰矽酸盐
深灰色
透明，由玫瑰到 各向异性，呈玻璃状
褐色
时各向同性
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点，当 Si、Mn量多时呈黑色园 盘
透明、琥珀黄色， 呈玻璃状，各向同性，
园盘好像有些突 含Si较多的夹杂能看
出。
到黑暗的十字叉
11
金相组织识别——
夹杂物
夹杂物名称 氮化钛TiN 碳氮化钛Ti（CN）
来自百度文库纯铁的同素异晶转变如下：
共析成分的Fe-C合金升温 转变成奥氏体之后,在不同冷却 条件下奥氏体所发生的相变。主 要有三种不同的相变过程：珠光 体转变、贝氏体转变、马氏体转 变。
15
金相组织识别——铁碳相图
单相区——5个 液相区(L)——ABCD以上区域 δ固溶体区——AHNA 奥氏体区(γ)——NJESGN 铁素体区(α)——GPQ以左 渗碳体区(Fe3C)——DFK直线
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数 量级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属 夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
2
金相样品制备——取样
常规检验——依据相关国家标准进行 表面检验——有无脱碳、折叠等 失效分析——在失效部位如裂纹附近取样 金相组织不均匀——如铸件须从表面到中心同时
色随MnS量而变，MnS 少时呈淡黄色，增多时 变深蓝色，再变深为深 灰色
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点。
不透明
各向异性，不透明
透明，色由淡黄 各向异性，透明呈玻
到褐色
璃状时各向同性
锰矽酸盐 2MnO·SiO2
铁锰矽酸盐 mFeO·nMnO·SiO2
多为玻璃质，球 状任意分布，易 变形，变形后伸 长
取样观察，了解合金的偏析度
3
金相样品制备——取样
取样部位确定后还要确定金相磨面
试样由表层到中心金相组织变化 晶粒度评级
横截面 表面缺陷的检验，如脱碳、氧化、折叠等
表面处理结果的检验，如表面淬火、渗碳、涂镀等
网状碳化物
4
金相样品制备——浸蚀
目的：显示真实，清晰的组织结构 方法：
化学浸蚀 电解浸蚀 特殊方法：着色、阴极真空浸蚀等
金相组织识别——
夹杂物
夹杂物名称
氧化铝 Al2O3 氧化亚铁 FeO
硫化铁 FeS
形状及分布 明场
暗场
偏光
其他
细小，成串 深灰或暗灰
球状，变形后 灰色稍带褐色 略显椭圆
量多时呈网状 淡黄色，长期 分布在晶界上， 暴露在空气中 量少时成粒状 变为褐色 分布在任意部 位，易变形加 工后伸长
透明黄白色
完全不透明（通 常比基体黑）沿 边有细亮线 不透明，沿边界 有亮线
各向异性
磨光时易剥落， 有托尾
各向异性，不透 明，淡黄色
明显的各向异性。 当钢中含有Mn 不透明，淡黄色 少时才形成，
Mn多时形成 MnS、FeS的固 溶体。
10
金相组织识别——
夹杂物名称
形状及分布
明场
夹杂物
暗场
偏光
硫化铁与硫化锰MnS·FeS 同FeS
铁矽硫盐 2FeO·SiO2
多为玻璃质。球 状任意分布，稍 变性，变形后呈 纺锤装
两相区——7个 L+δ——AHJBA L+γ——BJECB
深灰色 灰色
透明无色 透明亮黄色
各向同性 弱各向异性
三棱或针状分布 无规则
深灰色
透明无色
各向异性
12
金相组织识别——
夹杂物
固熔态中的Ti夹杂
13
金相组织识别——铁碳相图
Fe和C能够形成Fe3C, Fe2C 和FeC等多种稳定化合物。由于化合物是 硬脆相，通常所说的铁碳相图就是Fe-Fe3C部分。
氮化钒VN 碳氮化钒V（CN）
石英 SiO2 铝酸盐 CaO·2Al2O3
3Al2O3·2SiO2
形状及分布
明场
暗场
成群，成串
金黄色
不透明
成群，变形后成 串
随碳含量不同由浅黄变 完全不透明 紫玫瑰
偏光 各向同性 各向同性
孤立或成群 孤立或成群
淡粉色 淡粉
不透明 不透明
各向同性 各向同性
球状 变形后呈链状
7
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998中夹杂物宽度
单位：μm
夹杂物 类型
细系
最小宽度
最大宽度
粗系 最小宽度 最大宽度
A
2
4
＞4
12
B
2
9
＞9
15
C
2
5
＞5
12
D
3
8
＞8
13
D类夹杂物规定为最大直径，串（条）状夹杂物规定为最大宽度
8
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998 中夹杂物级别最小值
5
金相组织识别——
夹杂物
外来夹杂物
截留在金属中的外来物质，其分布
形式是不均匀和不可预测的。
定性——确定夹杂物类型 定量——测定非金属夹杂在金属中的含量、形状及分布。
GB/T10561-2005
6
金相组织识别——
夹杂物评级
A 硫化物类：具有高延展性，有较宽范围形态比的单个 灰色夹杂物，一般边部呈圆角。
评级图 级别
0.5
A总长μm 37
B总长μm 17
夹杂物类别 C总长μm 18
D数量个 1
DS直径μm 13
1
127
77
76
4
19
1.5
261
184
176
9
27
2
436
343
320
16
38
2.5
649
555
510
25
53
3
9
898 ＜1181
822 ＜1147
746 ＜1029
36 ＜49
76 ＜107