金相分析技术ppt课件ppt课件
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《金相分析试验培训》课件
金相分析的局限性
金相分析主要适用于金属材料，对于非金属材料和复合材料等则不太适用。此外 ，金相分析的准确性和可靠性也受到样品制备、观察条件和分析方法等因素的影 响。
02
金相分析试验流程
试样制备
试样选取
根据试验需求，选择具 有代表性的试样。
研磨
使用不同粒度的砂纸或 研磨剂，将试样表面研
磨至平滑。
抛光
晶体取向分析
总结词
通过分析金相样品中晶体取向的分布和变化，研究材料的晶体结构和织构特性。
详细描述
晶体取向分析是利用金相样品中晶体取向的差异和分布，研究材料的晶体结构和织构特性。通过分析 晶体取向的分布和变化，可以了解材料的晶体织构、变形行为和断裂机制等，为材料设计和优化提供 依据。
相组成分析
总结词
计算等。
报告生成
根据分析结果，生成详细的金 相分析报告。
03
金相分析试验技术
定量金相分析
总结词
通过测量金相样品中的晶粒尺寸、位向差和相含量等参数， 对材料的微观结构和性能进行定量评估。
详细描述
定量金相分析是利用图像处理和计算机技术对金相样品进行 定量测量和分析的方法。通过测量晶粒尺寸、位向差和相含 量等参数，可以评估材料的微观结构和性能，进而预测材料 的力学性能、物理性能和化学性能。
案例二：不锈钢的金相分析
总结词
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良好机械性能的合金。通过金相分析，可以深入了解 不锈钢的显微组织结构，进一步优化其性能。
详细描述
不锈钢的金相分析主要关注其晶粒大小、碳化物分布以及铬元素的含量。在显微镜下， 可以看到不锈钢的晶界较为模糊，这是因为其具有较高的合金化程度。同时，不锈钢中 还含有一定量的碳化物，这些碳化物在金相分析中呈现出黑色斑点。铬元素的含量对于
金相分析主要适用于金属材料，对于非金属材料和复合材料等则不太适用。此外 ，金相分析的准确性和可靠性也受到样品制备、观察条件和分析方法等因素的影 响。
02
金相分析试验流程
试样制备
试样选取
根据试验需求，选择具 有代表性的试样。
研磨
使用不同粒度的砂纸或 研磨剂，将试样表面研
磨至平滑。
抛光
晶体取向分析
总结词
通过分析金相样品中晶体取向的分布和变化，研究材料的晶体结构和织构特性。
详细描述
晶体取向分析是利用金相样品中晶体取向的差异和分布，研究材料的晶体结构和织构特性。通过分析 晶体取向的分布和变化，可以了解材料的晶体织构、变形行为和断裂机制等，为材料设计和优化提供 依据。
相组成分析
总结词
计算等。
报告生成
根据分析结果，生成详细的金 相分析报告。
03
金相分析试验技术
定量金相分析
总结词
通过测量金相样品中的晶粒尺寸、位向差和相含量等参数， 对材料的微观结构和性能进行定量评估。
详细描述
定量金相分析是利用图像处理和计算机技术对金相样品进行 定量测量和分析的方法。通过测量晶粒尺寸、位向差和相含 量等参数，可以评估材料的微观结构和性能，进而预测材料 的力学性能、物理性能和化学性能。
案例二：不锈钢的金相分析
总结词
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良好机械性能的合金。通过金相分析，可以深入了解 不锈钢的显微组织结构，进一步优化其性能。
详细描述
不锈钢的金相分析主要关注其晶粒大小、碳化物分布以及铬元素的含量。在显微镜下， 可以看到不锈钢的晶界较为模糊，这是因为其具有较高的合金化程度。同时，不锈钢中 还含有一定量的碳化物，这些碳化物在金相分析中呈现出黑色斑点。铬元素的含量对于
金相检验基础知识培训ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
铁碳合金的基本组织
渗碳体
渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。 渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，
硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。 一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。
体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
相图
❖ 相图是表达合金系中成分、温度与合金相状态关系的图解。
通过合金相图可以确定各种 成分的合金在不同温度下存 在的相、相的成分及其含量。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
铁碳合金的基本组织
奥氏体
碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。 因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但 空隙半径比较大，所以能溶解较多的碳。碳在r-Fe中的 溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148 度时达到最大值2.11%。 奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。
晶格的分类
面心立方晶格 面心立方晶格晶胞的8个角上各有一个原子，构成立方体。在立方
体的6个面的中心各有一个原子。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开Байду номын сангаас 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
《金相检验》课件
金相检验的目的和意义
评估金属材料的质量和性能
通过金相检验，可以了解金属材料的微观结构和夹杂物分 布，从而评估其力学性能、耐腐蚀性能等，为产品的可靠 性和安全性提供保障。
控制生产过程
金相检验可以对生产过程中的金属材料进行实时监控，及 时发现并解决生产过程中出现的问题，提高产品质量和生 产效率。
促进新材料研发
利泽 。
04
金相显微镜观察
金相显微镜的构造与原理
金相显微镜由照明系统、载物台、物 镜、目镜等主要部分组成，能够将物 体放大并清晰地展示在屏幕上。
金相显微镜的原理基于光学成像原理 ，通过透镜的折射和反射将物体放大 并投影到目镜上，以便观察。
02
可以观察金属材料的相 组成、相比例和相分布 等相组成特征。
03
可以观察金属材料的表 面形貌、粗糙度和纹理 等表面特征。
04
可以观察金属材料的内 部缺陷、夹杂物和析出 相等内部特征。
05
金相检验标准与报告编写
金相检验标准
1 2
金属材料的金相检验标准
根据金属材料的种类、牌号和用途，制定相应的 金相检验标准，包括金相组织、晶粒度、夹杂物 等方面的规定。
相变类型
02
共析、包析、马氏体相变等。
相变对性能的影响
03
相变会导致金属材料的性能发生显著变化，如钢铁在冷却时发
生相变，硬度增加，耐磨性提高。
03
金相制备技术
金相试样的选取与截取
选取代表性试样
根据检验目的和要求，选取具有代表 性的金相试样，确保能够反映材料或 零件的整体特征。
截取方法
根据试样的大小和形状，采用适当的 锯切、切割或破碎等方法，将试样从 原始材料中截取下来。
No.5-金相分析技术
48
金相显微镜
2 鉴别率 取决于使用光线的波长（λ）和物镜的数值孔径（A）， 而与目镜无 关，其d值可由下式计算：
性能指标
d
2A
在一般显微镜中，光源的波长可通过加滤色片来改变；当光源 0.55 0.44 的波长一定时，可通过改变物镜的数值孔径A来调节显微镜的 鉴别率。
49
金相显微镜 性能指标
最常用的观察方法，试样 表面略有不平无阴影，能较真 实的显示各种不同的组织形貌。
40
金相显微镜
暗场——Dark field
利用丁道尔现象所产生 的光衍射/绕射,用斜射照明 的方式观察被测试样,可看 到明场看不到的物质.
暗场照明原理图
41
金相显微镜
偏光——Polarizing
利用偏光镜片的单向振 动性，在垂直正交时可对具 有双折射性的物质进行定性 检查。适用于地质岩相和 晶体性夹杂物判别。
3
金相技术概述
金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以生存 与发展的基础。
4
金相技术概述
目前，金相技术仍是材料科学与工程领域最广泛应
用、易行有效的研究检验方法，金相检验则是各国 和ISO国际材料检验标准中的重要物理检验项目类别
5
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。 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。
金相显微镜
2 鉴别率 取决于使用光线的波长（λ）和物镜的数值孔径（A）， 而与目镜无 关，其d值可由下式计算：
性能指标
d
2A
在一般显微镜中，光源的波长可通过加滤色片来改变；当光源 0.55 0.44 的波长一定时，可通过改变物镜的数值孔径A来调节显微镜的 鉴别率。
49
金相显微镜 性能指标
最常用的观察方法，试样 表面略有不平无阴影，能较真 实的显示各种不同的组织形貌。
40
金相显微镜
暗场——Dark field
利用丁道尔现象所产生 的光衍射/绕射,用斜射照明 的方式观察被测试样,可看 到明场看不到的物质.
暗场照明原理图
41
金相显微镜
偏光——Polarizing
利用偏光镜片的单向振 动性，在垂直正交时可对具 有双折射性的物质进行定性 检查。适用于地质岩相和 晶体性夹杂物判别。
3
金相技术概述
金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以生存 与发展的基础。
4
金相技术概述
目前，金相技术仍是材料科学与工程领域最广泛应
用、易行有效的研究检验方法，金相检验则是各国 和ISO国际材料检验标准中的重要物理检验项目类别
5
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。 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。
金相检验培训ppt课件3分解
第三章 宏观检验 1 概述
n 一 检验工具 n 肉眼或放大镜 (〈20倍〉 n 二 检验内容
n 钢中疏松、气泡、缩孔、缩孔残余、裂纹以及各种非正常 断口 缺陷
n §2 酸浸试验
n 一．原理 n 利用酸液对钢材各部分浸融程度的不同，来显示出其低倍
组织及各种缺陷 n 二．显示缺陷 n 裂纹、夹杂、疏松、偏析及气孔等缺陷
10/8/2023
1
三 试样
n 1．取样 应选取能代表全体的部位，根据检验目 的，一般有以下几种取样方式： n (1) 表面取样：检验淬火裂纹，磨削裂纹等缺
陷 n (2) 两端取样：检验钢锭及钢坯 n 一个轴向 (纵割) --显示纤维流线，条带组
织等
n 二到三个横向 (横截面) --显示白点、偏析、 疏松，皮下气泡等
n 2．制样 一般要求试样表面粗糙〈Ra1.6μm
10/8/2023
2
四．执行标准 GB/T 226-1991
n 1．热酸浸试验 n 酸液配方 1：1工业盐酸水溶液 n 作业温度 60~80℃
n 2．冷酸浸试验 n 要求试样表面粗糙度达到Ra0.80μm。
n 酸液配方见表3-2。 n 由于反差对比度比热触效果茶，故评定时要比 热触法低1级。 n 3．仲裁检验时，以热触法为准
10/15/2023
23
n 四、压力容器专用钢板和锻件
n 1．钢板 n (1) 执行标准 GB/T 6654-1996 n (2)代表性钢号 n 16MnR 350 Mpa等级用钢，供货状况
为正火或控制，属铁素体珠光体型钢 n 18MnMoNbR 500 Mpa等级用钢，供
货状况为正火加回火，属马氏体型调制钢
n 3．对C曲线的影响 n (1) 使C曲线右移的元素有Ni、Mn、Cr、Mo等
n 一 检验工具 n 肉眼或放大镜 (〈20倍〉 n 二 检验内容
n 钢中疏松、气泡、缩孔、缩孔残余、裂纹以及各种非正常 断口 缺陷
n §2 酸浸试验
n 一．原理 n 利用酸液对钢材各部分浸融程度的不同，来显示出其低倍
组织及各种缺陷 n 二．显示缺陷 n 裂纹、夹杂、疏松、偏析及气孔等缺陷
10/8/2023
1
三 试样
n 1．取样 应选取能代表全体的部位，根据检验目 的，一般有以下几种取样方式： n (1) 表面取样：检验淬火裂纹，磨削裂纹等缺
陷 n (2) 两端取样：检验钢锭及钢坯 n 一个轴向 (纵割) --显示纤维流线，条带组
织等
n 二到三个横向 (横截面) --显示白点、偏析、 疏松，皮下气泡等
n 2．制样 一般要求试样表面粗糙〈Ra1.6μm
10/8/2023
2
四．执行标准 GB/T 226-1991
n 1．热酸浸试验 n 酸液配方 1：1工业盐酸水溶液 n 作业温度 60~80℃
n 2．冷酸浸试验 n 要求试样表面粗糙度达到Ra0.80μm。
n 酸液配方见表3-2。 n 由于反差对比度比热触效果茶，故评定时要比 热触法低1级。 n 3．仲裁检验时，以热触法为准
10/15/2023
23
n 四、压力容器专用钢板和锻件
n 1．钢板 n (1) 执行标准 GB/T 6654-1996 n (2)代表性钢号 n 16MnR 350 Mpa等级用钢，供货状况
为正火或控制，属铁素体珠光体型钢 n 18MnMoNbR 500 Mpa等级用钢，供
货状况为正火加回火，属马氏体型调制钢
n 3．对C曲线的影响 n (1) 使C曲线右移的元素有Ni、Mn、Cr、Mo等
金相分析技术ppt课件ppt课件
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新 的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消 除的过程。
21
回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
22
回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压 力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样 无法磨平。
3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织 变化。
4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成45°角，以免在磨光及抛光 时将砂纸和抛光织物划破。
Al－Mg2Si相图
15
Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
23
回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
24
晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺 性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械 性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高， 在热处理和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机 械性能和工艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸 工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。金属材料的 强度在很大程度上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式 所描述的强度和晶粒尺寸之间的函数关系：
21
回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
22
回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压 力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样 无法磨平。
3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织 变化。
4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成45°角，以免在磨光及抛光 时将砂纸和抛光织物划破。
Al－Mg2Si相图
15
Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
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回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
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晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺 性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械 性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高， 在热处理和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机 械性能和工艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸 工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。金属材料的 强度在很大程度上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式 所描述的强度和晶粒尺寸之间的函数关系：
材料金相组织ppt课件
渗碳体 Fe3C
铁碳合金的基本相
➢ 渗碳体是铁和碳形成的金属化合 物，含碳量为6.69%，熔点为 1227℃。 ➢ 具有复杂的斜方晶体结构。硬度 极高HB800，塑性几乎等于0，是硬 脆相。在钢中，渗碳体以不同形态
和大小的晶体出现在组织中，对钢 的力学性能影响很大。
➢ 在一定条件下（如高温长期停留
或缓慢冷却），渗碳体可以分解而 形成石墨状的自由碳。
对成品奥氏体晶粒粗大后能否恢复？
奥氏体不锈钢由于其导热系数率低，散热慢，在加工和焊 接时易出现受热部位高温停留时间过长，导致局部晶粒粗大。
此类材料焊接应特别注意控制返修次数。二次返修时应将 原焊口割除。
知识点
21
精选课件ppt
成品奥氏体晶粒粗大后能否恢复？
• 奥氏体材质的设备或管道在使用过程中如果发生晶粒 粗大，将会对使用性能产生很大的不利影响，而且奥氏体 材质设备和管道的组织转变是不可逆的，因为奥氏体在热 处理过程中是没有相变，没有重新形核长大过程，只能重 熔或采用机械变形方法即锻造和轧制变形来细化晶粒，所 以奥氏体设备和管道成品如果在制作和安装中发生晶粒长 大是无法挽回的。若到厂材料经检验发现晶粒粗大，只能 做报废处理。
二.金相试验
电解腐蚀： 两相合金的腐蚀主要是一个电化学腐蚀过程。
在腐蚀剂中，形成极多微小的局部电池。阳极相被腐蚀而逐 渐凹下去；阴极相保持原样。因而在显微镜下可清楚地显示 出合金的两相。
另一种方法是薄膜染色法。此法是利用腐蚀剂与磨面上各 相发生化学反应，形成一 层厚薄不均的膜(或反应 沉淀物)，在白光的照射 下，由于光的干涉使各 相呈现不同的色彩，从 而达到辨认各相的目的。
金属材料学基础
目录
1 金属的结晶 2 金相试验 3 金相识别 44 合金相图 5 热处理
金相组织检验方法PPT82页.ppt
➢ 注意：回火索氏体和回火屈氏体与索氏体和屈氏体 在显微组织形态上是不同的，前者中的渗碳体呈粒 状而后者则为片状。
52
实验概述：
碳钢热处理后的性能
➢ 碳钢热处理后的性能——各种组织的硬度性能 指标范围如下：
珠光体 10～20HRC 索氏体 22～25HRC 屈氏体 36～42HRC 马氏体 62～65HRC 回火马氏体约 60HRC 回火屈氏体 40～48HRC 回火索氏体 25～35HRC
43
实验概述：
保温时间的选择
➢ 保温的意义：为了使工件内外各部分温度均达到指定温度， 并完成组织转变，使碳化物溶解奥氏体成分均匀化，必须 在热处理加热温度下保温一定的时间。
➢ 加热时间：工件升温所需时间和保温所需时间的总合。 ➢ 热处理加热时间的影响因素：工件的尺寸和形状、使用的
加热设备和装炉量、装炉时炉子的温度、钢的成分和原始 组织、热处理的要求和目的等。 ➢ 在空气介质中加热升温达到指定温度后的保温时间， 碳钢：按工件厚度(或直径)每毫米一分钟 到一分半钟估 算； 合金钢：按每毫米两分钟估算。 在盐浴炉中加热，保温时间则可缩短1～2倍。(参见表3-1)
44
实验概述：
冷却方法的选择
热处理时冷却方法（冷却速度）影响着钢的组 织和性能。只有选择适当的冷却方法，才能获得所 要求的组织和性能。 ➢ 退火冷却：一般采用随炉冷却。 ➢ 正火冷却：采用空气冷却，大件可用风冷却。 ➢ 淬火冷却：根据工件状况选择淬火介质。 淬火介质不同 冷却能力不同 工件获得冷速不同 合理选择冷却介质是保证淬火质量的关键 碳钢：通常用室温的水作淬火介质 合金钢：
53
实验概述：
硬度试验与硬度计的使用 ➢ 硬度：金属材料抵抗比它硬的物体压入其表面的
52
实验概述：
碳钢热处理后的性能
➢ 碳钢热处理后的性能——各种组织的硬度性能 指标范围如下：
珠光体 10～20HRC 索氏体 22～25HRC 屈氏体 36～42HRC 马氏体 62～65HRC 回火马氏体约 60HRC 回火屈氏体 40～48HRC 回火索氏体 25～35HRC
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实验概述：
保温时间的选择
➢ 保温的意义：为了使工件内外各部分温度均达到指定温度， 并完成组织转变，使碳化物溶解奥氏体成分均匀化，必须 在热处理加热温度下保温一定的时间。
➢ 加热时间：工件升温所需时间和保温所需时间的总合。 ➢ 热处理加热时间的影响因素：工件的尺寸和形状、使用的
加热设备和装炉量、装炉时炉子的温度、钢的成分和原始 组织、热处理的要求和目的等。 ➢ 在空气介质中加热升温达到指定温度后的保温时间， 碳钢：按工件厚度(或直径)每毫米一分钟 到一分半钟估 算； 合金钢：按每毫米两分钟估算。 在盐浴炉中加热，保温时间则可缩短1～2倍。(参见表3-1)
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实验概述：
冷却方法的选择
热处理时冷却方法（冷却速度）影响着钢的组 织和性能。只有选择适当的冷却方法，才能获得所 要求的组织和性能。 ➢ 退火冷却：一般采用随炉冷却。 ➢ 正火冷却：采用空气冷却，大件可用风冷却。 ➢ 淬火冷却：根据工件状况选择淬火介质。 淬火介质不同 冷却能力不同 工件获得冷速不同 合理选择冷却介质是保证淬火质量的关键 碳钢：通常用室温的水作淬火介质 合金钢：
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实验概述：
硬度试验与硬度计的使用 ➢ 硬度：金属材料抵抗比它硬的物体压入其表面的
金相分析方法ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
金相显微镜的放大倍数
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
金相分析是人们通过金相显微镜来研究金 属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和 性质的一种方法，它在金属材料研究领域中占 有很重要的地位。
利用金相显微镜在专门制 备的试样上放大100-1500倍 来研究金属及合金组织的方法 称为金相显微分析方法。
（4）转动初调焦手轮，降低载物台使试样观察表面接近物镜，但切勿相碰 以免损坏物镜；然后相反方向转动初调焦手轮，升起载物台，使能看到清 晰物像为止。
（5）适当凋节孔径光阑和视场光阑，以获得最理想的物像。
（6）观察结束应及时切断照明电源。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
3、抛光
机械抛光是当前应用最广的抛光方法，它是在专门的金相试样抛光机 上进行的。细磨后的试样经冲洗（避免粗磨粒带入抛光工序）后，将其磨 面轻轻地置于抛光盘上进行抛光。
抛光用的织物可用粘结剂粘在抛 光盘表面，也可用套圈箍紧在抛光盘 上。织物的作用是保存抛光剂和摩擦 磨面使之光亮。
抛光粉有不同粒度，分成W7、 W5、W3直到W0.25等。W7表示最 粗磨粒直径为7μm；如此类推。
第八章金相定量分析ppt课件
把体视学应用于金相学研究的科学 就叫定量金相学
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
金相定量 分析测量？
材料组织的：
点数(P) 线长(L) 平面面积(A) 曲面面积(S) 体积(V) 物体的个数(N)
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
1、基本符号 表示被测量与测试用的量(用下标T表示)
用4×4网格覆盖在组织图片上， 石墨落在网格内点数P =1/2+1/2+1=2 网格测试点的总数 PT =16 ， 因此 Vv = Pp = P/PT = 2/16 = 1/8
§8 .2 定量金相的基本方法
三、截线法
截线法是用有一定长度的刻度尺来测量 单位长度测试线上落在待测相上的线段长 度的总长L，然后除以测试线总长度LT，即 得待测相百分数LL= L/LT
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
2、基本方程 (3) LV = 2 PA
①单位测试体积中被测相的线长与单位测 试面积中被测相所占的点数之间的关系
②通过测量单位测试面积中被测相所占的 点数，可以计算出不能直接测量的量LV
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
δ = σ/ n
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用
五、自动图像分析仪的应用
成像系统
扫描系统 组 检测器 成 图像处理器
贮存器 显示屏 电传打印机
自动图像分析仪结构示意图
显示器
试样移动 成像系统 扫描器
探头 计算机
数据处理
打印机 计算器
中央处理机
程序控制器
中央处理机
输出 设备
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用 五、自动图像分析仪的应用
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
金相定量 分析测量？
材料组织的：
点数(P) 线长(L) 平面面积(A) 曲面面积(S) 体积(V) 物体的个数(N)
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
1、基本符号 表示被测量与测试用的量(用下标T表示)
用4×4网格覆盖在组织图片上， 石墨落在网格内点数P =1/2+1/2+1=2 网格测试点的总数 PT =16 ， 因此 Vv = Pp = P/PT = 2/16 = 1/8
§8 .2 定量金相的基本方法
三、截线法
截线法是用有一定长度的刻度尺来测量 单位长度测试线上落在待测相上的线段长 度的总长L，然后除以测试线总长度LT，即 得待测相百分数LL= L/LT
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
2、基本方程 (3) LV = 2 PA
①单位测试体积中被测相的线长与单位测 试面积中被测相所占的点数之间的关系
②通过测量单位测试面积中被测相所占的 点数，可以计算出不能直接测量的量LV
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
δ = σ/ n
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用
五、自动图像分析仪的应用
成像系统
扫描系统 组 检测器 成 图像处理器
贮存器 显示屏 电传打印机
自动图像分析仪结构示意图
显示器
试样移动 成像系统 扫描器
探头 计算机
数据处理
打印机 计算器
中央处理机
程序控制器
中央处理机
输出 设备
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用 五、自动图像分析仪的应用
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σ＝σ0＋Kd-1/2 式中：σ为屈服强度；
σ0 、 K为常数； d为晶粒直径；
晶粒尺度
试验表明，由于晶界强度高于晶内，在拉 力作用下，在晶界处呈竹节状。
晶粒细化
在Al-Mg-Si合金材料 中加入Mg进行晶粒 细化
相的分布、形状、大小对材料的影响
• 第二相粒子细小而弥散地 • 第二相粒子与基体晶粒尺寸 分布在基体晶粒中，称为 属同一数量级，称为聚合型 弥散分布型两相合金---- 两相合金---第二相强化 弥散强化。
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新 的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消 除的过程。
回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
金相分析技术
前言
相是组成材料、影响材料性能的一种微观 结构单元，因此，为了得到具有理想性能的材 料，十分有必要对其进行了解和研究。
我们要求材料不仅在宏观上具有均匀统一 的组织结构，还要求其在微观上协调、均匀。 使材料在变形过程中各晶粒能够相互协调与配 合，从而表现出理想的力学性能。
内容
▪ 金属的宏观性能和内部组织结构的关系 ▪ 相的形成过程 ▪ 金属的内部组织结构对宏观性能的影响 ▪ 研究金属组织结构的方法 ▪ 金相样品的制备 ▪ 结论
Cu --20%Ni合金均匀化退火组织 ：多边 形晶粒 放大倍数：100x
枝晶偏析容易导致合金塑性，韧性下降；
易引起晶间腐蚀，降低合金的抗蚀性能。
不同的处理工艺对金属的影响
块状晶
针状晶
Al-12%Si合金 组织分析：块状晶+针状共晶 放大倍数：100X
Al-12%Si合金变质处理 组织分析：树枝状初晶+共晶 放大倍数：100X
内容
▪ 金属的宏观性能和内部组织结构的关系 ▪ 相的形成过程 ▪ 金属的内部组织结构对宏观性能的影响 ▪ 研究金属组织结构的方法 ▪ 金相样品的制备 ▪ 结论
不平衡结晶
热处理对1235铝合金材料的影响
Байду номын сангаас
热处理对1235铝合金材料的影响
复熔共晶球
回复与再结晶
回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但 其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。
的 同体 部 、系 分 均内 称 匀部 为 一， 一 致物 个 （理
相 用性 肉质 眼和 或化 普学 通性 显质 微完 镜全 观相
不同金属的微观组织
不同金属的微观组织
Al-4.5%Cu合金组织 450X
Zn-3%Mg合金共晶组织 400X
不同的处理工艺对金属的影响
Cu --20%Ni的铜合金铸态组织：由于非 平衡结晶，呈现出树枝状晶体（枝晶偏 析） 放大倍数：100x
内容
▪ 金属的宏观性能和内部组织结构的关系 ▪ 相的形成过程 ▪ 金属的内部组织结构对宏观性能的影响 ▪ 研究金属组织结构的方法 ▪ 金相样品的制备 ▪ 结论
相图
物质在温度、压力、成分变化时，其状态可以发 生变化. 相图：描述系统的状态、温度、压力及成分之间关 系的图解。
根据相图可确定在热力学平衡条件下，不同成分 的材料在不同温度下组成相的种类、各相的相对量、 成分及温度变化时可能发生的变化。
Al-Cu合金的相图
合金的强化机理
固溶强化: 纯铝中加入合金元素时，会导致 晶格发生畸变，增加位错运动的 阻力，从而提高铝的强度，同时 获得优良的塑性和良好的压力加 工性能。通常还通过随后的时效 过程使铝合金的强度和塑性得到 进一步提高。
时效强化（沉淀强化）：铝合金 的合金元素在铝中的固溶度随温 度的降低而急剧减小。将铝合金 加热到某一温度保温后水中淬火， 可以得到过饱和铝基固溶体。将 饱和铝基固溶体在室温或加热到 某一温度时，就会析出第二相， 此相会对晶格畸变产生不同影响， 从而使合金的强度和硬度随时间 的延长而提高。
Al-Cu合金的性质
Al2Cu是一种强化相，参与固溶---沉淀强化，使合金再热处理后具 有较高的机械性能，其机械加工性能也得到了改善。但抗腐蚀性能 较差。
Al-Mg-Si 合金
Mg2Si在Al中的固溶度: 共晶温度:1.85wt%， 500ºC:1.05 wt % 200ºC:0.09wt% Al-Mg2Si系合金有明显 的时效硬化效应
Al－Mg2Si相图
Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺性 能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械性能、 工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高，在热处理 和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机械性能和工 艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸工艺、冷热加 工变形程度和退火温度等有关。金属材料的强度在很大程度 上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式所描述的强度和 晶粒尺寸之间的函数关系：
相的分布、形状、大小对材料的影响
钢中的二次渗碳体硬脆相网状分布于晶界中，导致很 大的应力集中，造成早期断裂，影响晶粒的结合，并使晶 粒变形受阻而导致强度降低。
金属材料的结晶
金属材料的结晶
结晶的基本过程：形核－长大。 液态金属中存在着原子排列规则的小原子团，它 们时聚时散，称为晶胚。温度降低到一定时，一些 大尺寸的晶胚将会长大，称为晶核。
晶核形成后便向各方向生长，同时又有新的晶核产 生。晶核不断形成，不断长大，直到液体完全消失。每 个晶核最终长成一个晶粒，两晶粒接触后形成晶界。
σ0 、 K为常数； d为晶粒直径；
晶粒尺度
试验表明，由于晶界强度高于晶内，在拉 力作用下，在晶界处呈竹节状。
晶粒细化
在Al-Mg-Si合金材料 中加入Mg进行晶粒 细化
相的分布、形状、大小对材料的影响
• 第二相粒子细小而弥散地 • 第二相粒子与基体晶粒尺寸 分布在基体晶粒中，称为 属同一数量级，称为聚合型 弥散分布型两相合金---- 两相合金---第二相强化 弥散强化。
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新 的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消 除的过程。
回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
金相分析技术
前言
相是组成材料、影响材料性能的一种微观 结构单元，因此，为了得到具有理想性能的材 料，十分有必要对其进行了解和研究。
我们要求材料不仅在宏观上具有均匀统一 的组织结构，还要求其在微观上协调、均匀。 使材料在变形过程中各晶粒能够相互协调与配 合，从而表现出理想的力学性能。
内容
▪ 金属的宏观性能和内部组织结构的关系 ▪ 相的形成过程 ▪ 金属的内部组织结构对宏观性能的影响 ▪ 研究金属组织结构的方法 ▪ 金相样品的制备 ▪ 结论
Cu --20%Ni合金均匀化退火组织 ：多边 形晶粒 放大倍数：100x
枝晶偏析容易导致合金塑性，韧性下降；
易引起晶间腐蚀，降低合金的抗蚀性能。
不同的处理工艺对金属的影响
块状晶
针状晶
Al-12%Si合金 组织分析：块状晶+针状共晶 放大倍数：100X
Al-12%Si合金变质处理 组织分析：树枝状初晶+共晶 放大倍数：100X
内容
▪ 金属的宏观性能和内部组织结构的关系 ▪ 相的形成过程 ▪ 金属的内部组织结构对宏观性能的影响 ▪ 研究金属组织结构的方法 ▪ 金相样品的制备 ▪ 结论
不平衡结晶
热处理对1235铝合金材料的影响
Байду номын сангаас
热处理对1235铝合金材料的影响
复熔共晶球
回复与再结晶
回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但 其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。
的 同体 部 、系 分 均内 称 匀部 为 一， 一 致物 个 （理
相 用性 肉质 眼和 或化 普学 通性 显质 微完 镜全 观相
不同金属的微观组织
不同金属的微观组织
Al-4.5%Cu合金组织 450X
Zn-3%Mg合金共晶组织 400X
不同的处理工艺对金属的影响
Cu --20%Ni的铜合金铸态组织：由于非 平衡结晶，呈现出树枝状晶体（枝晶偏 析） 放大倍数：100x
内容
▪ 金属的宏观性能和内部组织结构的关系 ▪ 相的形成过程 ▪ 金属的内部组织结构对宏观性能的影响 ▪ 研究金属组织结构的方法 ▪ 金相样品的制备 ▪ 结论
相图
物质在温度、压力、成分变化时，其状态可以发 生变化. 相图：描述系统的状态、温度、压力及成分之间关 系的图解。
根据相图可确定在热力学平衡条件下，不同成分 的材料在不同温度下组成相的种类、各相的相对量、 成分及温度变化时可能发生的变化。
Al-Cu合金的相图
合金的强化机理
固溶强化: 纯铝中加入合金元素时，会导致 晶格发生畸变，增加位错运动的 阻力，从而提高铝的强度，同时 获得优良的塑性和良好的压力加 工性能。通常还通过随后的时效 过程使铝合金的强度和塑性得到 进一步提高。
时效强化（沉淀强化）：铝合金 的合金元素在铝中的固溶度随温 度的降低而急剧减小。将铝合金 加热到某一温度保温后水中淬火， 可以得到过饱和铝基固溶体。将 饱和铝基固溶体在室温或加热到 某一温度时，就会析出第二相， 此相会对晶格畸变产生不同影响， 从而使合金的强度和硬度随时间 的延长而提高。
Al-Cu合金的性质
Al2Cu是一种强化相，参与固溶---沉淀强化，使合金再热处理后具 有较高的机械性能，其机械加工性能也得到了改善。但抗腐蚀性能 较差。
Al-Mg-Si 合金
Mg2Si在Al中的固溶度: 共晶温度:1.85wt%， 500ºC:1.05 wt % 200ºC:0.09wt% Al-Mg2Si系合金有明显 的时效硬化效应
Al－Mg2Si相图
Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺性 能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械性能、 工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高，在热处理 和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机械性能和工 艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸工艺、冷热加 工变形程度和退火温度等有关。金属材料的强度在很大程度 上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式所描述的强度和 晶粒尺寸之间的函数关系：
相的分布、形状、大小对材料的影响
钢中的二次渗碳体硬脆相网状分布于晶界中，导致很 大的应力集中，造成早期断裂，影响晶粒的结合，并使晶 粒变形受阻而导致强度降低。
金属材料的结晶
金属材料的结晶
结晶的基本过程：形核－长大。 液态金属中存在着原子排列规则的小原子团，它 们时聚时散，称为晶胚。温度降低到一定时，一些 大尺寸的晶胚将会长大，称为晶核。
晶核形成后便向各方向生长，同时又有新的晶核产 生。晶核不断形成，不断长大，直到液体完全消失。每 个晶核最终长成一个晶粒，两晶粒接触后形成晶界。