金相检验基础知识培训ppt课件
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金相检验培训课件
定量金相学的应用
定量金相学广泛应用于金属材料的研 究和生产过程中。通过测量材料的晶 粒度、相组成和化学成分等参数，可 以评估材料的力学性能、物理性能和 工艺性能。
定量金相学的局限性
定量金相学虽然可以测量金属材料的 各种参数，但对于某些细微结构和化 学成分的分析仍然存在局限性。因此 ，在某些情况下，需要结合其他分析 方法如能谱分析、X射线衍射等进行 分析。同时，定量金相学的测量结果 也会受到样品制备过程和测量方法的 影响，需要采用标准化的测量程序以 保证结果的准确性。
金相检验技术发展趋势与挑战
智能化金相检验
01
结合人工智能和机器学习技术，实现对金相组织的自动识别、
分类和预测，提高金相检验的智能化水平。
跨学科合作
02
加强与其他学科领域的合作，引入新的技术和方法，推动金相
检验技术的创新和发展。
高精度和高灵敏度检测
03
开发更准确、更灵敏的金相检验方法和技术，实现对金相组织
金相检验新技术与发展趋势
金相检验新技术介绍
1 2 3
定量金相分析
利用图像处理和计算机辅助技术，实现对金相组 织的定量测量和分析，提高金相检验的准确性和 可靠性。
数字成像技术
采用高分辨率数字相机和图像处理技术，实现对 金相组织的精细观察和测量，提高金相检验的效 率和精度。
自动化金相检验
利用机器人技术和自动化设备，实现金相组织的 自动取样、研磨、抛光和观察，提高金相检验的 效率和准确性。
经过粗磨、细磨、抛光、 蚀刻等步骤，制备出具有 金相结构的试样。
金相显微镜操作实践与技巧
显微镜型号选择
根据实际需要选择合适的显微镜型号，如光学显 微镜、电子显微镜等。
显微镜操作流程
《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
金相分析试验培训PPT课件
• 注意事项
A. 显微镜关闭时，卤素灯电压应调至最低。 B. 调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。不要用手直接触摸光学部件的表面。 C. 转换物镜时，应旋转物镜架，不要用手直接转物镜。在载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置
时不要切换物镜，以免划伤物镜。 D. 亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也伤害视力。 E. 所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 F. 非专业人员不要调整照明系统，以免影响成像质量。 G. 使用完毕关机时，不要立即盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 H. 不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。 I. 非专业人员不要尝试擦拭物镜及其他光学部件以免损伤镜头。
6
四、金相试样的制备
• 选样
• 首先确定待分析零件（或部位）的一个面作为金相磨面，对于需观察和分析 的部位必须完全包括在试样中。对于轧制板材和带材，要区分纵向磨面和横 向磨面。
① 垂直于锻轧方向的横截面可以检验金属材料从表面层到中心的组织，显示组 织状态、晶粒度、表层缺陷深度、腐蚀层深度，氧化层深度、脱碳层深度、 表面化学热处理及镀层厚度等。
11
化学腐蚀方法
• 一般有浸蚀法、滴蚀法和擦蚀法。见下图所示。 • 1）浸蚀法：将抛光好的样品放入腐蚀剂中，不断观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗时，即可
取出，表面用酒精冲洗，再用吹风机充分吹干。 • 2）滴蚀法：是一手拿样品，表面向上，用滴管吸入腐蚀剂滴在样品表面，观察表面颜色的变化情况，
当表面颜色变灰时，再过2—3秒即可充分冲酒精，再快速用吹风机充分吹干。 • 3）擦蚀法：用沾有腐蚀剂的棉花轻轻地擦拭抛光面，同时观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗
• 抛光时将抛光盘转速调节到合适的转速(例如为200转/分)。
A. 显微镜关闭时，卤素灯电压应调至最低。 B. 调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。不要用手直接触摸光学部件的表面。 C. 转换物镜时，应旋转物镜架，不要用手直接转物镜。在载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置
时不要切换物镜，以免划伤物镜。 D. 亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也伤害视力。 E. 所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 F. 非专业人员不要调整照明系统，以免影响成像质量。 G. 使用完毕关机时，不要立即盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 H. 不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。 I. 非专业人员不要尝试擦拭物镜及其他光学部件以免损伤镜头。
6
四、金相试样的制备
• 选样
• 首先确定待分析零件（或部位）的一个面作为金相磨面，对于需观察和分析 的部位必须完全包括在试样中。对于轧制板材和带材，要区分纵向磨面和横 向磨面。
① 垂直于锻轧方向的横截面可以检验金属材料从表面层到中心的组织，显示组 织状态、晶粒度、表层缺陷深度、腐蚀层深度，氧化层深度、脱碳层深度、 表面化学热处理及镀层厚度等。
11
化学腐蚀方法
• 一般有浸蚀法、滴蚀法和擦蚀法。见下图所示。 • 1）浸蚀法：将抛光好的样品放入腐蚀剂中，不断观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗时，即可
取出，表面用酒精冲洗，再用吹风机充分吹干。 • 2）滴蚀法：是一手拿样品，表面向上，用滴管吸入腐蚀剂滴在样品表面，观察表面颜色的变化情况，
当表面颜色变灰时，再过2—3秒即可充分冲酒精，再快速用吹风机充分吹干。 • 3）擦蚀法：用沾有腐蚀剂的棉花轻轻地擦拭抛光面，同时观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗
• 抛光时将抛光盘转速调节到合适的转速(例如为200转/分)。
金相检验培训课件
金相显微镜的特点
详细说明金相显微镜的操作步骤和使用技巧。
使用方法
样品处理
详细介绍样品处理的过程，包括切割、磨削、抛光等步骤。
取样
说明取样的方法和注意事项，如选取有代表性的样品、避免样品污染等。
蚀刻与染色
阐述蚀刻和染色的原理及方法，以突出显示金相显微镜观察区域的特征。
金相样品的制备
介绍各种金相图谱的名称、特点和用途。
文字表述
数据可视化
结论表述
运用图表、图像和数据可视化工具展示实验结果，如金相显微镜下的组织形态、硬度柱状图等。
根据实验结果得出相关结论，如材料的度分布情况、相变温度范围等，为后续应用提供参考依据。
03
实验结果的表述与展示
02
01
THANKS
感谢观看
高分辨激光扫描显微镜的优势
X射线晶体学可以确定材料中各相的组成，对材料的相变和热处理过程进行更精确的分析。
X射线晶体学在金相检验中的应用
确定相组成
X射线晶体学可以检测材料中各晶体的结构和晶体学特征，判断材料的性能和稳定性。
检测晶体结构
X射线晶体学可以分析材料中各晶体的取向和变形行为，对材料的力学性能进行更精确的分析和预测。
如晶粒粗大、碳化物偏析、马氏体淬火不均匀等，可能降低材料的韧性和耐腐蚀性。
热处理组织缺陷
如轧制裂纹、磨削裂纹等，可能影响材料的表面质量和稳定性。
加工组织缺陷
金相组织缺陷的成因及判别
金属材料的力学性能与金相组织密切相关，如低碳钢的强度和硬度随晶粒尺寸的增大而减小，而韧性则随晶粒尺寸的增大而增大。
合金钢的金相组织对力学性能的影响更为显著，如奥氏体不锈钢的金相组织对其耐腐蚀性和高温强度有着重要影响。
详细说明金相显微镜的操作步骤和使用技巧。
使用方法
样品处理
详细介绍样品处理的过程，包括切割、磨削、抛光等步骤。
取样
说明取样的方法和注意事项，如选取有代表性的样品、避免样品污染等。
蚀刻与染色
阐述蚀刻和染色的原理及方法，以突出显示金相显微镜观察区域的特征。
金相样品的制备
介绍各种金相图谱的名称、特点和用途。
文字表述
数据可视化
结论表述
运用图表、图像和数据可视化工具展示实验结果，如金相显微镜下的组织形态、硬度柱状图等。
根据实验结果得出相关结论，如材料的度分布情况、相变温度范围等，为后续应用提供参考依据。
03
实验结果的表述与展示
02
01
THANKS
感谢观看
高分辨激光扫描显微镜的优势
X射线晶体学可以确定材料中各相的组成，对材料的相变和热处理过程进行更精确的分析。
X射线晶体学在金相检验中的应用
确定相组成
X射线晶体学可以检测材料中各晶体的结构和晶体学特征，判断材料的性能和稳定性。
检测晶体结构
X射线晶体学可以分析材料中各晶体的取向和变形行为，对材料的力学性能进行更精确的分析和预测。
如晶粒粗大、碳化物偏析、马氏体淬火不均匀等，可能降低材料的韧性和耐腐蚀性。
热处理组织缺陷
如轧制裂纹、磨削裂纹等，可能影响材料的表面质量和稳定性。
加工组织缺陷
金相组织缺陷的成因及判别
金属材料的力学性能与金相组织密切相关，如低碳钢的强度和硬度随晶粒尺寸的增大而减小，而韧性则随晶粒尺寸的增大而增大。
合金钢的金相组织对力学性能的影响更为显著，如奥氏体不锈钢的金相组织对其耐腐蚀性和高温强度有着重要影响。
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
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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
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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
金相检验培训2.pptx
粒状珠光体 500×
2024/10/8
19
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• （1）形3成．：先也共符合析形相核长大的相变规律，形核地点与长大方
式如下：
• 低碳钢先共析铁素体在奥氏体晶界上形核，然后长大增厚直至 彼此相碰最后成块状。
• 中碳钢和过共析钢先共析相也在奥氏体晶界上形核然后长大， 最后变成沿奥氏体晶界连成网状。
9
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2．钢的热处理原理
• 一．临界点 反应固态组织转变的临界温度 • Ac1珠光体向奥氏体转变的实际开始温度（加热） • Ar1奥氏体向珠光体转变的实际开始温度（冷却） • Ac3游离铁素体全部转变为奥氏体的终了温度（加热） • Ar3奥氏体开始析出游离铁素体的温度（冷却） • Accm二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度（加热） • Arcm奥氏体开始析出二次渗碳体的温度（冷却）
• 过共析钢结晶过程 室温组织为珠光体+二次渗碳体
• 共晶白口铁结晶过程 室温组织为低温莱氏体（渗碳体 基体及分布在其上的珠光体）
• 亚共晶白口铁结晶过程 室温组织为珠光体+二次渗碳 体+低温莱氏体
• 过共晶白口铁结晶过程 室温组织为一次渗碳体+低温 莱氏体
• ③选材
• ④指导热工艺制定
2024/10/8
2024/10/8
6
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3．铁碳状态图
(1) 铁碳合金的基本相 • 铁氏体：是碳溶于α-铁中的固溶体，它的溶碳能力很小 • 奥氏体：是碳溶于γ-铁中的固溶体，它的溶碳能力较大 • 渗碳体：是铁的碳化物，Fe3C表示，其含碳量6.69%
2024/10/8
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第8页/共23页
（2）铁碳状态图（Fe-Fe3C状态图）
金相检验培训课件
的安全性能。
案例二
汽车用铝合金零部件的金相检验 。金相检验可以检测铝合金零部 件的内部缺陷、晶粒度等，确保
汽车零部件的质量和安全性。
其他领域金相检验应用案例分析
能源领域
在能源领域，如核能、太阳能等领域，金相检验可以用于检测材 料在高温、高压等极端条件下的组织变化和性能稳定性。
电子领域
在电子领域，金相检验可以用于检测半导体材料、电子元器件等的 微观结构和性能，确保电子产品的质量和稳定性。
检验流程与操作规范
检验流程
包括样品制备、显微观察、图像分析、结果判定等步骤，需按照标准规定的流程 进行操作。
操作规范
如样品制备时应选择适当的磨削、抛光和蚀刻方法，显微观察时应选择合适的放 大倍数和光源等。
检验报告的编写与审核
检验报告编写
应包括样品信息、检验方法、显微组织特征描述、结果判定 等内容，需按照规定的格式和要求编写。
炼钢连铸坯的金相检验。通过金相检 验，可以检测连铸坯的内部裂纹、孔 洞等缺陷，确保产品质量。
铝合金行业金相检验案例分析
铝合金行业概述
铝合金具有轻质、高强度、耐腐 蚀等优点，广泛应用于航空、汽
车、建筑等领域。
案例一
航空用铝合金材料的金相检验。 通过金相检验，可以检测铝合金 材料的微观组织结构，评估其力 学性能和疲劳性能，确保航空器
优点
能够准确确定晶体结构，对样品制备 要求较低。
缺点
操作相对复杂，需要专业人员操作。
03
金相检验标准与规范
国家标准与行业标准
国家标准
如GB/T 18173-2016《金属显微组织检验方法》等，规定了金相检验的基本原 则、方法、步骤和要求。
行业标准
如YB/T 5145-2003《钢铁显微组织检验方法》等，针对特定金属材料制定了相 应的金相检验标准。
案例二
汽车用铝合金零部件的金相检验 。金相检验可以检测铝合金零部 件的内部缺陷、晶粒度等，确保
汽车零部件的质量和安全性。
其他领域金相检验应用案例分析
能源领域
在能源领域，如核能、太阳能等领域，金相检验可以用于检测材 料在高温、高压等极端条件下的组织变化和性能稳定性。
电子领域
在电子领域，金相检验可以用于检测半导体材料、电子元器件等的 微观结构和性能，确保电子产品的质量和稳定性。
检验流程与操作规范
检验流程
包括样品制备、显微观察、图像分析、结果判定等步骤，需按照标准规定的流程 进行操作。
操作规范
如样品制备时应选择适当的磨削、抛光和蚀刻方法，显微观察时应选择合适的放 大倍数和光源等。
检验报告的编写与审核
检验报告编写
应包括样品信息、检验方法、显微组织特征描述、结果判定 等内容，需按照规定的格式和要求编写。
炼钢连铸坯的金相检验。通过金相检 验，可以检测连铸坯的内部裂纹、孔 洞等缺陷，确保产品质量。
铝合金行业金相检验案例分析
铝合金行业概述
铝合金具有轻质、高强度、耐腐 蚀等优点，广泛应用于航空、汽
车、建筑等领域。
案例一
航空用铝合金材料的金相检验。 通过金相检验，可以检测铝合金 材料的微观组织结构，评估其力 学性能和疲劳性能，确保航空器
优点
能够准确确定晶体结构，对样品制备 要求较低。
缺点
操作相对复杂，需要专业人员操作。
03
金相检验标准与规范
国家标准与行业标准
国家标准
如GB/T 18173-2016《金属显微组织检验方法》等，规定了金相检验的基本原 则、方法、步骤和要求。
行业标准
如YB/T 5145-2003《钢铁显微组织检验方法》等，针对特定金属材料制定了相 应的金相检验标准。
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
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铁碳合金的基本组织
铁素体
碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。 因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半 径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度极小，室温下不超 过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时 达到最大值，也仅有0.0218%。 铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧 性高和强度、硬度低的组织。
晶格的分类
体心立方晶格 体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为90度，
构成立方体。晶胞的8个角上各有一个原子，ห้องสมุดไป่ตู้立方体的中心还有 一个原子。
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。
密排六方晶格 密排六方晶格晶胞在晶胞的12个顶角上各有1个原子，构成六方柱
最大0.0218% 最大2.11%
渗碳体Fe3C Fe与C的金属化合物
硬而脆
最大6.69%
钢在加热和冷却时临界温度的定义
AC1 – 加热时，珠光体向奥氏体转变的开始温度。 Ar1 – 冷却时，奥氏体向珠光体转变的开始温度。 AC3 – 加热时，先共析铁素体全部转变为奥氏体的终止温度。 Ar3 – 冷却时，奥氏体开始析出先共析铁素体的温度。 Accm – 加热时，二次渗碳体全部融入奥氏体的终止温度。 Arcm – 冷却时，奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。
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。
体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。
Fe-C相图
Fe-C相图
特性点
温度（℃）
含碳量（%）
特性点的含义
相
A
1538
0
纯铁的熔点
图
B
1495
中
C
D
特 E
性
F
1148 1227 1148 1148
点
G
912
0.53
包晶转变的液相成分
4.30
共晶点
6.69
渗碳体熔点
2.11
碳在奥氏体中最大溶解度
5 ES线，又称Acm线，是碳在奥氏体中溶解度曲线，即：L→Fe3CII
6 GS线，又称A3线。 7 GP线，是奥氏体向铁素体转变的终止线。
8 PSK线，共析线，又称A1线。
9 PQ线，碳在铁素体中的溶解度曲线。
相图的相区
1.单相区，简化的Fe-Fe3C相图中有F、A、L和Fe3C四个单相区。
2.两相区，简化的Fe-Fe3C相图中有L+A、L+Fe3C、A+F、A+FeC 和F+Fe3C五个两相区。
Q
600
0.008
碳在铁素体中溶解度
相图主要特性线
序号
线名及含义
1 AC线，液体向奥氏体转变的开始线，即：L→A
2 CD线，液体向渗碳体转变的开始线，即：L→Fe3CI ACD线统称为液相线，在此线以上合金全部处于液相状态，用符号L表示。
3 AE线，液体向奥氏体转变的终止线。
4 ECF线，水平线、共晶线。 AECF线统称为固相线，液体合金冷却至此线，全部结晶为固体，此线下为固相区
金相检验的基础
金属和合金在固态下，通常都是晶体。
什么是晶体 ？
晶体就是原子在三维空间中有规 则作周期重复排列的物质，就是 说，在金属和合金中，原子的排 列都是有规则的，而不是杂乱无 章的。
金相检验的基础
晶体通常具有如下的特征： 1.均匀性； 2.各向异性； 3.能自发地组成多面体外形； 4.具有确定的熔点； 5.晶体的理想外形和内部结构都具有特定的对称性； 6.对X射线产生衍射效应。
每个两相区都与相应的两个单相区有相邻两条三相共存线，即： 共晶线：ECF、L、A和Fe3C三相共存。 共析线：PSK、A、F和Fe3C三相共存。
铁碳合金的基本相
基本相
定义
力学性能
容碳量
铁素体F 奥氏体A
碳在a-Fe中的间隙固溶体 强度、硬度低，塑性、 韧性好
碳在r-Fe中的间隙固溶体 硬度低、塑性好
6.69
共晶渗碳体成分点
0
a-Fe← →r-Fe同素异构转变点
符
H
1495
0.09
碳在a-Fe中最大溶解度
号
J
及
K
N
含
P
义
S
1495 727 1394 722 727
0.17 6.69
0 0.00218
0.77
包晶成分点 共析渗碳体成分点 r-Fe ← →σ-Fe同素异构转变点 碳在铁素体中最大溶解度 共析点
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金相检验基础知识培训
主讲：XXXX 2010-11-02
目录
课程大纲
1
金相基础知识
2 金相检验设备简述
3
金相试样的制备
4
常用钢号的分类
1
金相基础知识
金相分析的含义
金相分析—是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观 及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相 检验。宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察 到的金属材料内部所具有的各组成物的直观形貌，微观组织 主要是指在光学显微镜下所观察到得金属材料内部具有的各 组成物的直观形貌。
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。
铁碳合金的基本组织
珠光体
铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。 珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体 之间。 一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布， 称为片状珠光体。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布 在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。
通常把加热时的临界温度加注下标“C”，冷却时的临界温度加注下标为 “r”
铁碳合金的七种类型
1.工业纯铁：w（C）﹤0.0218% 2.共析钢： w（C）=0.77% 3.亚共析钢： w（C）=0.021%～0.77% 4.过共析钢： w（C）=0.77%～2.11% 5.共晶白口铁： w（C）=4.30% 6.亚共晶白口铁： w（C）=2.11%～4.30% 7.过共晶白口铁： w（C）=4.30%～6.69%