钢中常见显微组织的鉴别
合金结构钢焊缝中常见的显微组织及特征
上贝氏体 （Bu）
碳化物在铁素体板条间析出。① Bu在晶的第二相是渗碳 体，而侧FSP板条之间分布的第二 相是细团状P或M等。 碳化物在铁素体板条内析出。析 出物不是在γ →α 相变时析出 的，而是相变形成铁素体中析出 的。下贝氏体的第二相也渗碳 体，但它的分布不同于上贝氏体 。 在块状铁素体上分布有富碳奥氏 体或其分解产物（M-A组元）。富 碳奥氏体分布于铁素体晶界上， 也能分布于铁素体的晶粒内，形 状不规则
合金结构钢焊缝中常见的显微组织及特征
组织名称 特征 形成条件 对性能的影响
高温区发生γ→α相变时优 先共析铁素体 先生成，因为晶界能较高 （PF）（分为 而易于形成新相核心。当 晶界铁素体和 冷却速度较慢或合金成分 晶内铁素体） 少时，在晶内也形成块状 各种铁素体组织对焊缝金属强 或多边形的铁素体 度和韧性的影响。①随着焊缝 中针状铁素体含量的增高，先 比晶界铁素体形成的温度 共析铁素体含量随之减少，强 由晶界向晶内扩展的板条状或锯 低些，长大时，A和F界面 度提高，同时韧性有所改善； 侧板条铁素体 齿状铁素体，实质是魏氏组织， （γ/α）靠γ 一侧的碳浓度 ②继续合金化以后，针状铁素 （FSP）(也属 板条的长宽比很大，多在20：1以 于先共析铁素 增加，当碳浓度接近共析 体的强化作用超过韧化作用， 上。侧板条铁素体晶内位错密度 体) 成分时，A转变为P而存在 韧性有所下降；③合金化程度 与先共析铁素体相当或稍高一些 的加强，除了针状铁素体组织 于侧板条铁素体间隙中 外，焊缝中还会出现条状铁素 体或马氏体组织，韧性显著降 原奥氏体晶内有方向性的细小铁 属中温区γ →α 相变产 低。因此焊缝的强化须兼顾韧 纱体，宽度2μm左右，，长宽比多 物，也称贝氏体铁素体， 性。 但与Bu和BL都不相同。以 在（3：1）—（10：1）的范围。 针状铁素体 氧（氮）化物（如TiO或 相邻的两针状铁素体之间的方位 （AF） TiN）为形核核心，呈放射 差呈大倾角（20°以上），晶内 状生长。在原奥氏体晶内 位错密度约1.2×1010/cm,约为PF 各处形核，呈细小针状分 的2倍。 布 晶界铁素体是沿原奥氏体晶界析 出的铁素体，有的沿晶界呈长条 状扩展，有的呈多边形互相连接 沿晶界分布。先共析铁素体的位 错密度较低，大致为5×109/cm2 珠光体（P） (铁素体+碳化 物集合体)（也 包括碳化物相 与铁素体呈层 状或非层状混 杂部分） ①层状珠光体（PL）:相变温度高 时碳扩散快，F和Te3C生长速度一 致，珠光体呈层状；②变态珠光 体（PD）:相变温度低时，碳扩散 困难，渗碳体生长缓慢，F和Te3C 生长不协调，层状不明显 高强钢焊缝冷却至AC1— 500℃形成的组织，是铁素 体和渗碳体构成的共析组 强度和韧性良好，片层间距越 织。珠光体的成长由铁素 细小，综合力学性能越好 体和渗碳体同时向奥氏体 中延伸而形成。
(完整)合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织.（2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二:实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840～C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体.高速钢是一种常用的高合金工具钢.如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe-Fe3C相图中点E 大大向左移动,所以它虽然只含有w（C）=0．7%~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎.锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成（图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3）。
碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁.白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。
钢的显微组织评定方法课件
在失效分析中的应用
失效原因分析 通过对失效材料的显微组织进行观察和分析，了解材料的 微观结构和性能变化，找出失效原因，为预防措施提供依 据。
失效模式识别 通过显微组织观察，识别材料的失效模式，如韧性断裂、 脆性断裂、疲劳断裂等，有助于采取相应的改进措施。
失效预防措施 根据显微组织评定的结果，制定针对性的失效预防措施， 如改进工艺参数、调整材料成分、加强产品检测等，提高 产品的可靠性和使用寿命。
渗碳体具有较好的耐腐蚀性，而铁素 体和奥氏体则相对较差。
02
显微组织评定方法
金相显微镜观察法
总结词
金相显微镜观察法是一种常用的显微组织评定方法，通过光 学显微镜观察金属材料的显微组织，分析其结构、形态和分布。
详细描述
金相显微镜观察法利用光学显微镜的高倍率放大能力，观察 金属材料的显微组织，包括晶粒大小、形态、相组成等。通 过对不同区域的组织观察和比较，可以对材料的性能和工艺 条件进行分析和评估。
钢的显微组织评定 方法课件
目 录
• 钢的显微组织基础 • 显微组织评定方法 • 钢的显微组织评定标准 • 钢的显微组织评定实践 • 钢的显微组织评定应用 • 钢的显微组织评定展望
contents
01
钢的显微组织基础
钢的显微组织组成
01
02
03
04
铁素体
一种常见的显微组织，具有较 低的强度和韧性，但良好的塑
04
钢的显微组织评定实践
钢材显微组织的制备
切割钢材样品
使用金相切割机将钢材切割成 适合观察的尺寸，确保样品表
面平整、无划痕。
磨平样品
将切割好的样品进行粗磨和细 磨，去除表面的杂质品
使用抛光机对样品进行抛光， 使表面更加光滑，减少观察时 的干扰。
钢的相似显微组织的分析与鉴别
在 实验实 训教 学 和 生 产 实践 中 ， 多材 料 不 同 很 处理 状态 的显 微组 织 非 常 相 似 ， 笔者 通 过 长 期 观 察 比较 、 纳分 类 、 析 整 理 ， 查 阅 资 料 ， 归 分 并 总结 了 几 种相 似 显微组 织 的鉴别 方法 ， 同行商讨 。 与
第７ 卷第 ３ 期
２ １年Ｏ ０ ２ ９月
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｈ ａ ｘ ｏｙｅｈ ｉ ｎｔ ｕｅ ｏ ｒ ａ ｆＳ ａ ｎ ｉ ｌｔｃ ｎｃＩｓｉ ｔ Ｐ ｔ
陕 西 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｖ１ Ｎ． ０７ｏ３ ．
ｓｐ ． ｅ ｔ ２０１ ２
钢 的 相 似 显 微 组 织 的 分 析 与 鉴 别
面析出， 呈片 状或 （ 针状 ） 这种 组 织 称 为魏 氏组 织 。 ，
在过 共析 钢 中先 共 析 渗 碳 体 的形 态 一 般 是 网状 或
片状（ 针状）无块状渗碳体 。网状渗碳体同样是冷 ， 却速度较慢时形成的 ， 而针状渗碳体 （ 即魏 氏组织 ）
是 Ｗｃ＞１ １ 并 在 适 当 的冷 速 下 产 生 的… 。 先 共 ．％
１ 显 微 组 织 的鉴 别
１ １ 铁 素体 与渗碳 体 的鉴 别 ． 钢 材在热 加 工过 程 中 ， 往 会 出 现 网状 铁 素 体 往
析 铁素 体和 先共析 渗碳 体在 ４ 的硝 酸 酒 精溶 液 侵 ％
蚀 后都呈 现 白色 ， 可用 以下 方 法 鉴 别 两种 形 态 比较
相 似 的 白色 网状 （ 或针 状 ） 素体 和渗碳 体 。 铁
ｃ ｏ ｔ ｃ ｕ ｅ ｐ ｏｏ ，ｔ ｅ ｉ ｅ ｔ ｙ ｍｅｈ ｄ ｆ ｅ ｅ ａ ｉ ｌｒｍｉ ｒ ｓ ｕ ｔ ｒ ａ ｒ ｎ ｏｐ ｏ ｌｍｓ ｉ ｅｔ ａ ｈ ｎ ｎ ｒ ｓｒ ｔ ｒ ｈ ｔ ｓ ｈ ｄ ｎ ｉ ｔ ｏ ｓｏ ｖ ｒ ｓｍｉ ｃ ｏ ｔ ｃｕ ｅｔ ｔ ｏ ｅ ｔ ｒ ｂｅ ｔ ｃ ｉ ｇ ａ ｄ ｕ ｆ ｓ ｌ ａ ｒ ｈ ｐ ｎ ｈ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｐ ａ ｔ ｉ ｇ ｗ ｒ ｕ ｒ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃｉ ｎ ｅ ｅ ｓ ｍｍｅ ｐ ｏ ｃ ｄｕ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｓｍｉ ｒｍｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｕ ｎ ｈ；ｔ ｍｐ ｒ ｎ ｌ ｓｓａ ｄ ｉ ｅ ｔ ｉａｉ ｎ ｙ ｒ ｓ ｉ ｌ ｃ ｏ ｔ ｔ ｒ ；ｑ ｅ ｃ ａ ｕ ｅ ｅ ；ａ ａｙ ｉ ｎ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｆ ｏ
钢中常见显微组织的鉴别
钢中常见显微组织的鉴别随着钢的成分不同以及处理工艺不同，钢中将出现：铁素体、渗碳体、珠光体、魏式组织、贝氏体（其中又分为上贝氏体、下贝氏体、和粒状贝氏体）、奥氏体、马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火李氏体。
现简单介绍一下这些组织的基本形态，以便在实践中加以区别。
属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布。
铁素体软而韧，硬度为30~100HB。
在碳钢中它是碳在α-Fe中的固溶体；在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在A C 1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
铁素体铁素体200×铁素体铁素体铁素体500×轧制电工纯铁铁素体500×退火态是铁和碳的化合物，Fe 3C ，其含碳量为6.69%，在合金中形成(Fe,M)3C，渗碳体硬而脆，硬度为800HB。
在钢中常呈网络状、半网状、片状、针片状和粒状分布。
渗碳体网状渗碳体200×针状渗碳体（魏氏组织）200×网状、粒状、三次渗碳体500×粒状渗碳体500×T12 退火态500×珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，它是钢的共析转变产物，其形态是铁素体和渗碳体彼此相间形如指纹，呈层状排列。
按碳化物分布形态又可分为片状珠光体和球状珠光体二种。
片状珠光体又可分为粗片状、中片状和细片状三种。
片状珠光体200 ×珠光体T8 退火态500×球状珠光体球状珠光体，经球化退火获得，渗碳体成球粒状分布在铁素体基体上；渗碳体球粒大小，取决于球化退火工艺，特别是冷却速度。
球状珠光体可分为粗球状、球状和细球状和点状四种珠光体球状珠光体500x球状珠光体球状珠光体1000x，冷却时又快，故铁素体除沿奥氏体晶界成网状析出外，还有一部分铁素体从晶界向晶内按切变机制形成并排成针状独自析出，这种分布形态的组织称为魏氏组织。
钢材金相组织标准
钢材金相组织标准一、钢材的化学成分钢材的化学成分对其金相组织具有重要影响。
通常，碳是钢材中最重要的元素之一，其含量会影响钢材的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性。
此外，钢材中还含有其他元素，如硅、锰、磷、硫等，它们对钢材的金相组织和性能也有一定的影响。
二、钢材的显微组织钢材的显微组织是指其微观结构，包括铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等。
这些组织的形态、分布和相对数量对钢材的性能产生重要影响。
例如，铁素体具有较好的塑性和韧性，而珠光体具有较高的强度和硬度。
不同的显微组织在钢材中往往同时存在，并受到钢材的化学成分、热处理和加工工艺等因素的影响。
三、钢材的晶粒度钢材的晶粒度是指其晶体结构的粗细程度。
较细的晶粒度可以提高钢材的强度和韧性，而较粗的晶粒度则会降低这些性能。
因此，控制钢材的晶粒度是提高其性能的重要手段之一。
通常，通过控制冶炼、浇注和轧制等工艺参数来控制钢材的晶粒度。
四、钢材的碳化物钢材中的碳化物是指碳元素与另一种元素形成的化合物。
这些碳化物通常以颗粒状分布在钢材中，对钢材的性能产生重要影响。
例如，碳化物可以阻碍位错运动，从而提高钢材的强度和硬度。
然而，过量的碳化物也会降低钢材的韧性，因此需要控制其含量。
钢材在加热或轧制过程中，表层的碳元素会与氧或水蒸气反应形成一层氧化物薄膜，称为脱碳层。
脱碳层会降低钢材的表面硬度和耐磨性，因此需要控制其深度。
通常，通过控制加热温度和气氛来控制钢材的脱碳层深度。
六、钢材的珠光体珠光体是钢材中的一种重要显微组织，由铁素体和碳化物组成。
它具有较高的强度和硬度，但韧性较差。
珠光体的形态和分布对钢材的性能产生重要影响，可以通过热处理和加工工艺进行控制。
七、钢材的贝氏体贝氏体是钢材中的另一种重要显微组织，由铁素体和碳化物组成。
与珠光体相比，贝氏体的强度和硬度略低，但韧性较好。
贝氏体的形态和分布对钢材的性能产生重要影响，可以通过热处理和加工工艺进行控制。
八、钢材的马氏体马氏体是钢材中的一种相变组织，由铁素体和碳化物组成。
实验 合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察
(2) 观察各类成分的合金要结合相图和热处 理条件来分析应该具有的组织，着重区别 各自的组织形态特点。
(3) 认识组织特征之后，再画出所观察试样 的显微组织图。画组织图时应抓住组织形 态的特点，画出典型区域的组织。
实验四 合金钢、铸铁、有色 金属的显微组织观察
一、实验目的
(1) 观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁 的显微组织。
(2) 分析这些金属材料的组织和性能的关系 及应用。
二、实验原理
1．几种常用合金钢的显微组织
图4.1 W18Cr4V钢的铸态组织
图4.2 W18Cr4V钢锻后退火组织
图4.3 W18Cr4V钢的淬火组织
图4.4 微组织
图4.5 F基体口铸铁
图4.6 P+F基体球墨铸铁 图4.7 P基体可锻铸铁
3．几种常用有色金属的显微组织
图4.8 未变质处理的硅铝明合金组织 图4.9 经变质处理后硅铝明合金组织
图4.10 单相黄铜的组织特征
图4.11 双相黄铜
三、实验内容及方法指导
四、实验报告要求
(1) 写出实验目的。 (2) 分析讨论各类合金钢组织的特点，并与
相应碳钢组织作比较，同时把组织特点与 性能和用途联系起来。 (3) 分析讨论各类铸铁组织的特点，并同钢 的组织作对比，指出铸铁的性能和用途的 特点。
常用金属材料显微组织观察实验报告
常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。
2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。
1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。
GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。
图1、16Mn-淬火-x400马氏体16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。
16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。
加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。
但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。
图2、16Mn-正火-x400铁素体索氏体16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。
在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。
广泛应用于各种板材、钢管。
图3、65Mn-等温淬火-400下贝氏体65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。
特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。
但有过热敏感性和回火脆性。
应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。
常用金属材料的显微组织
03
钢铁材料的显微组织
钢的显微组织分类
铁素体
一种具有体心立方晶格 的相，在钢中通常作为
基体相。
奥氏体
一种具有面心立方晶格 的相，在钢的熔炼过程
中通常形成。
渗碳体
一种具有复杂晶格结构 的相，在钢中作为强化
相。
珠光体
由铁素体和渗碳体组成 的层状相，具有较好的
塑性和韧性。
钢材的显微组织特点
钢材的显微组织结构取决于其制造工艺，如熔炼、 轧制、热处理等。
马氏体
形状记忆合金中的马氏体是 一种有序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 变化。
奥氏体
形状记忆合金中的奥氏体是 一种无序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 恢复。
孪晶
形状记忆合金中的孪晶是一 种特殊的晶体结构，能够通 过温度变化实现形状的变化 和恢复。
06
金属材料显微组织的观察与分析方法
高温合金中的碳化物是一种硬质点，能够 提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
精密合金的显微组织
特点 精密合金是一种具有优异物理、 化学和机械性能的金属材料，其 显微组织通常包括单相、双相、 多相等结构。
多相 精密合金中的多相组织由多种晶 体结构组成，如奥氏体、铁素体 和碳化物，能够提供优异的机械 性能和耐腐蚀性能。
铝及铝合金
纯铝具有轻巧和良好的导电性， 但强度较低。铝合金通过添加镁、 锰等元素来提高其强度和耐腐蚀
性。
钛及钛合金
钛是一种轻巧、高强度的金属， 具有良好的耐腐蚀性和生物相容 性。钛合金通过添加铝、钼等元 素来进一步提高其强度和耐腐蚀
性。
特殊金属材料
不锈钢
功能金属材料
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良 好机械性能的合金钢。常见的类型包 括奥氏体、马氏体和双相不锈钢。
实验三 常见钢铁材料的显微组织观察
6
图 3-14 铁素体+珠光体
图 3-15 珠光体+网状分布的铁素体
18CrNiMo 具有较高强度、韧性和淬透性，适宜制作具有一定强韧性的汽车变速箱齿轮
以及轴类，原材料组织铁素体以及珠光体，呈枝晶状分布，如图 3-17 所示；因该钢具有良
好的淬透件，淬火后已经完全渗透，基体全为低碳马氏体，如图 3-18 所示。
高速钢淬火组织：淬火加热温度一般为 1260~1280℃，高温加热的目的是使较多的碳
化物溶解于奥氏体中，淬火后马氏体中合金元素含量高，回火后钢的硬度高且耐磨性好。淬
火采用油冷或空冷，其显微组织为马氏体＋未溶碳化物＋残余奥氏体。马氏体呈隐针状，其
针形很难显示出来，但可看出明显的奥氏晶界及分布于晶粒内的未溶碳化物，淬火后的硬度
B．针状马氏体是含碳量较高的钢淬火后得到的组织。在光学显微镜下，它呈竹叶状或 针状，针与针之间成一定的角度。最先形成的马氏体较粗大，往往横穿整个奥氏体晶粒，将 奥氏体晶粒加以分割，使以后形成的马氏体针的大小受到限制。因此，针状马氏体的大小不 一。同时有些马氏体有一条中脊线，并在马氏体周围有残留奥氏体。针状马氏体的硬度高而 韧性差。
B．下贝氏体是在片状铁素体内部沉淀有碳化物的两相混合物组织。它比淬火马氏体易 受浸蚀，在显微镜下呈黑色针状（见图 3-6）。在电镜下可以见到，在片状铁素体基体中分 布有很细的碳化物片，它们大致与铁素体片的长轴成 55~60°的角度。
C．粒状贝氏体是最近十几年才被确认的组织。在低、中碳合金钢中，特别是连续冷却 时（如正火、热轧空冷或焊接热影响区）往往容易出现，在等温冷却时也可能形成。它的形
约为 HRC61~62，见图 3-26 所示。
高速钢淬火后需经三次回火，其组织为回火马氏体、少量残余奥氏体，大块白色颗粒
钢的显微组织评定
试样的制备
奥氏体晶粒度的显示
晶粒度的测定方法：
1、比较法
•比较法：通过与标准系列评级图对比来评定平均晶粒度，存 在±0.5级偏差
•适于具有等轴晶粒的再结晶材料或铸态材料
•适合大多工业生产检验，如果第二相（或组元）基本上与基 体晶粒大小相同由岛状或片状组成，或者是第二相质点（晶粒） 的数量少而尺寸又小的，并位于初生晶粒的晶界处
i [3.3115lg(d)] 3.22
取样：沿钢材或零件的轧制或锻造方向通过中心取样；钢坯上
切取的检验面应通过钢材（或钢坯）轴心的纵截面20mm×10mm
钢材外表面到中心的中 通过直径的截面的一半 间位置的部分截面
通过整个直径的截 面，长度保证得到 检验面积
宽度1/4初的全厚度截面
检验面位于宽度1/4和从钢板表面到中心 位置，检验面为钢板厚度的1/2截面e出现粗系的夹杂物，s出现细系的夹杂物 如：B1e, B2.5s
B法：表示给定观察视场数（N）中每类夹杂物及每个宽度系 列夹杂物在给定级别上的视场总数
按照协议规定总级别( itol )或平均级别( imoy )
试验报告：
•非传统类夹杂物按与其形态最接近的A、B、C、D、DS类夹杂物评定
•对于A、B、C类夹杂物，纵向距离d≤40μm，横向距离s≤ 10μm，一条夹杂物
•一个串（条）状夹杂物宽度不同，取最大宽度
A类和C类夹杂物
B类夹杂物
结果表示：
通则：用每个试样的级别以及在此基础上所得的每炉钢每类 和每个宽度系列夹杂物的级别算术平均值表示。
四个系列的标准评级图：
评级图适用范围：
1.1 显微晶粒度的评定：
使用与相应标准系列评级图相同的放大倍数，直接对比。
各种钢的显微组织
45钢
渗硼
渗硼组织
表层为硼化物层（呈锯齿状）和过渡层，心部为45钢基体组织。
23
40Cr
软氮化
软氮化组织
表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层，心部为40Cr基体组织
（三）钢的其它组织6种
24
20钢
铸态
低碳铸钢组织
白色网状、针状、块状组织为铁素体，黑色部分为珠光体
25
T8钢
退火脱碳
表层脱碳组织
表层脱碳后这亚共析钢，黑色为珠光体，白色为铁素体，心部为粗片状珠光体。
基体为铁素体，白色颗粒状为渗碳体。
18
GCr15
淬火及回火
回火屈氏体
黑色点状，颗粒状为碳化物，其余为有一定饱和碳的铁素体。
19
GCr15
淬火及回火
回火屈氏体
颗粒状为碳化物，其余这铁素体
20
T12
正火
正火组织
白色呈针状、细网络状分布的为渗碳体，其余为片层状珠光体。
21
15钢
渗碳后退火
渗碳组织
表层为过共析组织（网状渗碳体+珠光体），由表向内含碳量逐渐减少，铁素体增多。
13
65Mn
等温淬火
下贝氏体
黑色针状为下贝氏体，白色基体为淬火马氏体和残余奥氏体。
14
20钢
淬火
低碳马氏体
成束的板条状为低碳马氏体
15
T12
淬火
高碳马氏体
深色针片状组织为马氏体，白色为残余奥氏体
16
45钢
淬火
中碳马氏体
黑色针叶状互成120度夹角的针状马氏体，其余为板条状马氏体
17
T10钢
球化退火
球化体
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织。
(2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二：实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢，由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840~C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体。
高速钢是一种常用的高合金工具钢。
如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe—Fe3C相图中点E大大向左移动，所以它虽然只含有w(C)=0．7％~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎。
锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成(图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解，淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3)。
碳化物呈颗粒状，马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体，腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁。
常用金属材料的显微组织
铝及铝合金的显微组织
纯铝的显微组织
纯铝的显微组织由等轴晶粒组成，晶 界清晰，晶粒大小不均匀。
铝合金的显微组织
铝合金的显微组织由固溶体、金属化 合物和机械混合物组成，不同合金元 素对铝合金的显微组织有不同的影响 。
钛及钛合金的显微组织
纯钛的显微组织
纯钛的显微组织由等轴晶粒组成，晶界清晰，晶粒大小不均匀。
05 金属材料的热处理工艺与 显微组织的关系
退火与显微组织的关系
退火是一种金属热处理工艺，通 过加热至一定温度并保温一段时 间后缓慢冷却，使金属内部组织
结构发生变化。
退火过程中，金属内部的晶体结 构逐渐变得均匀，减少晶体缺陷 和内应力，提高金属的塑性和韧
性。
退火后的显微组织通常表现为晶 粒粗大、组织致密，不同金属材
钛合金的显微组织
钛合金的显微组织由固溶体、金属化合物和机械混合物组成，不同合金元素对钛合金的显微组织有不同的影响。
03 金属材料的相与组织转变
固态相变
相变类型
相变过程
固态相变是指金属材料在固态下发生 的相变，包括调幅分解、马氏体相变 等。
固态相变过程通常包括形核、长大和 粗化等阶段，这些阶段对金属材料的 性能和加工工艺具有重要影响。
详细描述
珠光体具有较好的塑性和韧性，同时 具有较高的强度和硬度。珠光体的形 态和分布对钢的性能有重要影响。在 显微镜下观察，珠光体的层片状结构 清晰可见。
02 有色金属材料的显微组织
铜及铜合金的显微组织
纯铜的显微组织
纯铜的显微组织由晶界和晶粒组 成，晶界清晰，晶粒大小不均匀 。
铜合金的显微组织
铜合金的显微组织由固溶体、金 属化合物和机械混合物组成，不 同合金元素对铜合金的显微组织 有不同的影响。
钢中常见的显微组织及铁碳合金相图共59页
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1Leabharlann 0、倚南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
钢中常见的显微组织及铁碳合金相图
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
35#钢显微组织
35#钢显微组织35钢一般在调质态下使用，截面较大的零件常正火处理。
35钢能制造承受较大载荷的机械零件，如曲轴、轴销、杠杆、连杆、套筒、横梁、星轮、轮圈、螺栓、螺母等，以及轴承座、箱体、缸体等铸件。
光学放大倍数：100×图号：35-01浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：35钢处理：正火处理组织及说明：基体组织为铁素体+片状珠光，晶粒度为6级。
图号：35-02浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：35钢处理：调质处理组织及说明：较粗回火索氏体，仍保持淬火马氏体针叶位向。
光学放大倍数：200×光学放大倍数：500×光学放大倍数：500×图号：35-03浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：35钢处理：调质处理组织及说明：某产品调质处理后心部组织，回火索氏体及白色沿晶界分布的铁素体，硬度为21HRC。
35钢的淬透性较差，当工件截面稍大些，则淬不透，心部组织仍会有铁素体存在。
图号：35-04浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：35钢处理：锻造空冷组织及说明：由于加热温度过高，晶粒粗化，空冷时形成魏氏体组织。
光学放大倍数：100×光学放大倍数：200×图号：35-05浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：35钢处理：940℃加热保温3h后空冷组织及说明：黑色为细片状珠光体，白色为铁素体，铁素体大部分沿奥氏体晶界析出，部分在奥氏体晶粒内成条状或针状析出，呈魏氏组织状态，硬度为198HB。
35钢Ac1为724℃，Ac3为802℃，正常的正火温度应为840～890℃。
由于正火温度过高，使奥氏体晶粒长大至3～4级(个别已长大至2级)，正火后出现魏氏组织，使零件的脆性增加。
为了改善此种组织状态，可以在正常的正火温度重新正火，给予消除。
图号：35-06浸蚀剂：4%硝酸酒精材料及状态：35钢处理：930℃加热水淬组织及说明：基体组织为针状和板条状马氏体，黑色球状为淬火托氏体，羽毛状为贝氏体和少量沿晶界析出的白色铁素体。
t8钢和t12钢显微组织的相同点和不同点
t8钢和t12钢显微组织的相同点和不同点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!t8钢和t12钢显微组织的比较1. 相同点1. 晶粒结构：t8钢和t12钢的显微组织均由细小的晶粒构成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢中常见显微组织的鉴别
随着钢的成分不同以及处理工艺不同，钢中将出现：铁素体、渗碳体、珠光体、魏式组织、贝氏体（其中又分为上贝氏体、下贝氏体、和粒状贝氏体）、奥氏体、马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火李氏体。
现简单介绍一下这些组织的基本形态，以便在实践中加以区别。
属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布。
铁素体软而韧，硬度为30~100HB。
在碳钢中它是碳在α-Fe中的固溶体
；在合金钢中，则是碳和合金元素在
α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在A C 1温
度，碳的最大溶解量为0.0218%，但
随温度下降的溶解度则降至0.0084%
，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会
出现三次渗碳体。
随钢中碳含量增加
，铁素体量相对减少，珠光体量增加
，此时铁素体则是网络状和月牙状。
铁素体铁素体200×
铁素体
铁素体
铁素体500×轧制电工纯铁铁素体500×退火态
是铁和碳的化合物，Fe 3C ，其含碳量为6.69%，在合金中形成(Fe,M)3C，渗碳体硬而脆，硬度为800HB。
在钢中常呈网络状、半网状、片状、针片状和粒状分布。
渗碳体
网状渗碳体200×
针状渗碳体（魏氏组织）
200×网状、粒状、三次渗碳体500×粒状渗碳体500×
T12 退火态500×
珠光体是铁素体和渗碳体的机械
混合物，它是钢的共析转变产物
，其形态是铁素体和渗碳体彼此
相间形如指纹，呈层状排列。
按碳化物分布形态又可分为片状
珠光体和球状珠光体二种。
片状珠光体又可分为粗片状、中
片状和细片状三种。
片状珠光体200 ×
珠光体
T8 退火态500×
球状珠光体
球状珠光体，经球化退火获得，渗碳体成球粒状分布在铁素体基体上；渗碳体球粒大小，取决于球化退火工艺，特别是冷却速度。
球状珠光体可分为粗球状、球状和细球状和点状四种珠光体
球状珠光体500x
球状珠光体
球状珠光体1000x
，冷却时又快，故铁素体除沿奥氏
体晶界成网状析出外，还有一部分
铁素体从晶界向晶内按切变机制形
成并排成针状独自析出，这种分布
形态的组织称为魏氏组织。
过热过共析钢冷却时渗碳体也会形
成针状自晶界向晶内延伸而形成魏
氏组织。
粗晶魏氏组织200×
魏氏组织
粗晶魏氏组织铁素体200×
魏氏组织渗碳体200×
是钢的奥氏体在珠光体转变区以下，Ms点以上的中温区转变的产物。
它也是铁素体与渗碳体两相组织的机械混合物，但形态多变，不象珠光体那样呈层状排列。
从形状特征来看，可将贝氏体分为羽毛状、针
状和粒状三类。
上贝氏体特征是：条状铁素体大体平行排
列，其间分布有与铁素体针轴平行的细条
状（或细短杆状）渗碳体，呈羽毛状。
上贝氏体羽毛状贝氏体500
×羽毛状贝氏体500×
取向，较淬火马氏体易受侵蚀
，极似回火马氏体，在光镜下
极难区别，在电镜下极易区分
；在针状铁素体内沉淀有碳化
物，且其排列取向与铁素体片
的长轴成55~60度，下贝氏体
内不含孪晶，有较多的位错。
下贝氏体、马氏体、残
奥及少量羽毛状马氏体
200×
下贝氏体、马氏体、残余奥氏体200×
当钢的奥氏体冷至稍高于上贝氏体形成温度时，析出铁素体有一部分碳原子从铁素体并通过铁素体/奥氏体相界迁移到奥氏体内，使奥氏体不均匀富碳，从而使奥氏体向铁素体的转变被抑制。
这些奥氏体区域一般型如孤岛，呈粒状或长条状，分布在铁素体基体上，在连续冷却过程中，根据奥氏体的成分及冷却条件，粒贝
内的奥氏体可以发生如下几种变化。
（1）可以全部或部分分
解为铁素体和碳化物。
在
电镜下可见到弥散多向分
布的粒状、杆状或小块状
碳化物。
（2）可能部分转变为马
氏体，在光镜下呈综黄色
（3）仍保持富碳奥氏体粒状贝氏体200×
粒状贝氏体
空冷贝氏体钢500×空冷贝氏体钢200×
粒状贝氏体，铁素体基
体上布有颗粒状碳化物
（小岛组织原为富碳奥
氏体，冷却时分解为铁
素体及碳化物，或转变
为马氏体或仍为富碳奥
氏体颗粒）。
粒状贝氏体10000×
粒状贝氏体
羽毛状贝氏体，基体为
铁素体，条状碳化物于
铁素体片边缘析出。
羽毛状贝氏体8000x
下贝氏体，针状铁素
体上布有小片状碳化
物，片状碳化物于铁
素体的长轴大致是
55~60
度角。
下贝氏体8000x
下贝氏体
6、奥氏体
在碳钢（或合金钢）中，奥氏体是碳（和合金元素）固溶于γ-Fe的固溶体，具有面心立方结构，它是高温相。
在碳素或合金结构钢中奥氏体在冷却过程中转变为其他相。
只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，不易受侵蚀呈白色。
奥氏体200×
T12钢淬火后残A 500×20CrMnTi渗碳淬火M+残A+K 400x
是碳（合金元素）溶于α-Fe中的过饱和固溶体。
是过冷奥氏体快速冷却，在Ms与M f点之间的切变方式发生转变的产物。
这时碳（和合金元素）来不及扩散只是由γ-Fe 的晶格（面心）转变为α-Fe的晶格（体心），即碳在γ-Fe中的固溶体（奥氏体）转变为碳在α-Fe中的固溶体，故马氏体转变是“无扩散”的根据马氏体金相形态特征，可分为板条状马氏体
（低碳）和针状马氏体。
其基本特征是：尺寸大致相同的细马氏体条定向平行排列，组成马氏体束或马氏体领域；在领域与领域之间位向差大，一颗原始奥氏体晶粒内可以形成几个不同取向的领域。
由于板条状马氏体形成的温度较高，在冷却过程中，必然发生自回火现象，在形成的马
氏体内部析出碳化物，故它易受侵蚀发暗。
20#钢低碳马氏体630x低碳马氏体晶粒呈一定
角度相交10000x
低碳马氏体200×
低碳马氏体500×
马氏体间伴有白色残留奥氏体。
粗针状马氏体+残A+颗粒状K 500x过热粗马氏体+残留奥氏体，
粗针马氏体有中脊线和小
裂纹1000x
40Cr中碳M，片针状马氏体（栾晶）
和基体板条M 12000x
40Cr中碳M，部分M成排分布
600x
T8钢片状M，600x
马氏体经低温回火后，自马氏体中析出ε-碳化物，是无规则分布，故仍具有马氏体针状特征。
仅比淬
火马氏体易受侵蚀变暗。
淬火马氏体经中温回火产物，其特征是：马氏体针状形态将逐步消失，但仍隐约可见（含铬合金钢，其合金铁素体的再结晶温度较高，故仍保持着针状形态），析出的碳化物细小，在光镜下难以分辨清楚，只有电镜下才可见到碳化物颗粒，他极易受侵蚀而使组织变黑。
如果回火温度偏上限或保留时间稍长，则使针叶呈白色；此时碳化物偏聚于针
叶边缘，这时钢的硬度稍低，且强度下降。
回火针状屈氏体500x回火屈氏体，电镜下铁素体基体上
分布有细粒状渗碳体20000x
淬火马氏体经高温回火后的产物。
其特征是：索氏体基体上布有细小颗粒状碳化物，在光镜下能分辨清楚。
这种组织又称调质组织，它具有良好的强度和韧性的配合。
铁素体上的细颗粒状碳化物越是细小，则其硬度和强度稍高，韧性则稍差些；反之，硬
度及强度较低，而韧性则高些。
保持马氏体位向布的索氏体500x
保持马氏体位向的回火索氏体15000x 基体铁素体，白色颗粒为碳化物
保持马氏体位向布的回火索氏体
500x
Excellence in Materialography 。