金相检验概述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。
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
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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
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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
金相检验技术.pptx
• 3.3.3 感光材料
1、底片的结构 底片的结构主要有：乳胶膜和色基组成。
乳剂膜：由银盐（按照感光速度快慢分为碘化银、溴化银和氯化银）、
动物胶（固定银盐的作用，并使银盐均匀地分布在乳剂层上）和色素（增 加乳剂层的感色能力）；
片基：硝化纤维组成的赛璐珞，透明的软片； 其它还包括： 保护膜：保护乳剂膜在冲洗过程中不致于划伤； 结合膜：使乳剂膜和色基结合牢固； 防晕膜：是一种化学色素，增加片基的光线吸收能力。
• 3.3.1 显微镜的成像原理
图9-1显微镜的成像原理
第25页/共54页
3.3金相显微摄影及暗室技术
第三章 金相检验技术及设备
• 3.3.2 照相显微镜
卧 式 显 微 镜
图9-3 Neophot 21 型卧式金相显微镜光路图 1-光源；2-滤色片；3-补偿透镜；4-外接相机； 5-照相棱镜；第266-页照/相共目54镜页 ；7-快门；8-承影屏
第33页/共54页
宽容度
• 重要参数之一。是感光片在感光度上的伸缩性，即感光范围。宽容度与感光度呈正比，即感光度越高，宽 容度越大。
第34页/共54页
分辨率
• 金相组织细微部分在底片上能分辨清的程度。底片分辨率的大 小与感光乳剂中银盐的颗粒大小有关，银盐颗粒越小，分辨率 越高。此外银盐的均匀程度、乳剂膜本身的均匀程度以及片基 反光膜的好坏都影响底片的分辨能力。
第35页/共54页
反差
• 重要参数之一。即底片上黑白色调的对比程度，也就是底片显 影后明亮部分与阴暗部分密度的差别。反差低，黑白差别少， 反差高的负片，黑白就极为分明。一般来说各类底片的反差性 在乳剂的制造过程中已经确定。银盐粗，感光速度快的底片， 反差低；银盐细，感光速度慢的底片，反差性高。
金相分析及检测基础.pptx
一、纯金属的晶体结构 一、取样
第一章 金相试样的制备 §1.1 取样和镶嵌
（一）取样部位和磨面方向的选择 取样部位必须与检验目的和要求相一致，使所切取的式样具有代表性。
例如： பைடு நூலகம்图中 1 用于检验非金属夹杂物的数量、大小、形状；2 用于检验晶粒的变形程度；3 用 于检验钢材的带状组织消除程度。 （二）取样方法 1. 金相式样的形状 ①Φ12×12mm 的圆柱体。②12×12×12mm 的立方体。③其他不规则的形状。
2
一寸光阴不可轻
2、非金属夹杂物试样的热处理 3、碳化物不均匀度试样的热处理 二、镶嵌 1. 机械夹持法 适用于表层检验，不易产生倒角。 要求：夹具的硬度略高于试样（低、中碳钢均可）；垫片多用铜或铝质；垫片的电极电位 略高于试样。 2. 塑料镶嵌法 一种是用环氧树脂在室温镶嵌；一种是在专用的镶嵌机上进行。 1 环氧树脂镶嵌 要求:材料为环氧树脂+固化剂+磨料；用于较硬且热敏感性不高的材料。 2 镶嵌机镶嵌 是在专用的镶嵌机上进行镶嵌。镶嵌机由加热、加压、压模装置组成。 3 低熔点合金镶嵌 配制合金→熔化浇注即可。
3
一寸光阴不可轻
金相砂纸规格见教材。 手工细磨时应注意： 1 粗磨后的试样须清洗、吹干后进行细磨，直到得到方向一致的磨痕，再更换更细的 砂纸 ，并转 90°后继续磨制。 2 磨制时压力不能过大，否则磨痕过深、发热严重。 3 磨制软材料时，应在砂纸上滴润滑剂。 4磨过硬材料的砂纸不得用于软材料的磨制。 3.机 械细磨 常用装置有预磨机、蜡盘、预磨膏。 1 预磨机细磨 把由粗到细的水砂纸置于旋转盘上，加水润滑兼冷却，试样磨面轻压在砂纸上，沿径向移 动试样并与旋转方向相反转动，待粗磨痕消失，新磨痕一致即可。 水砂纸与金相砂纸的规格不同。 2 蜡盘细磨 把石蜡、磨料加热搅拌均匀，使成糊状，浇注到预磨机或抛光机上，约 5～10mm 厚，待冷 却后刮平后即可使用。 二、抛光 金相试样磨制的最后一道工序。抛光方式有机械抛光、电解抛光、化学抛光、综合抛光等。 （一）机械抛光 目前应用最为广泛，分为粗抛和精抛（抛光粉颗粒大小不同）。较软的金属必须粗磨和精 磨，对钢铁材料仅粗磨即可。 1. 机械抛光设备 国产抛光机有单盘 P-1 和双盘 P-2 型，都是由电动机（0.18KW）带动旋转盘，转速为 1350r/min。旋转盘由铜或铝制成，直径 200～250mm。 2. 抛光原理 1 磨削作用:图 1-15。 2滚压作用：甩出抛光微粉在织物与磨面间滚动，实现滚压作用。 3.抛 光微粉 4.抛光织物（抛光布） 作用：
金相检验培训2.pptx
粒状珠光体 500×
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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。
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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
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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%
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（2）铁碳状态图（Fe-Fe3C状态图）
《金相检验》PPT课件
A/cm2,
钢 铁
配制时，将高 氯酸缓缓加入 到醋酸中
磷酸
48(重量百分比) 电流密度1～5
3
甘油
A/cm2
50(重量百分比) 温度 70～80℃
水
时间 1～3min
2(重量百分比)
精选课件ppt
不 锈 铅作阴极 钢
15
（四） 抛光
• 2. 电解抛光
• 利用电化学反应时的 阳极溶解原理，以试 样作为阳极，碳棒或 其他材料为阴极，根 据样品材料选用相应 的抛光液、电压、电 流、温度和时间，通 过电化学反应而得到 光亮表面。常用电解 抛光液及使用条件见 表1。
• e. 试样抛光时，若发现较粗磨痕不易去除，或试样抛光后在 显微镜下观察，发现有凹坑等影响试验结果的缺陷时，试样 应重新磨制。
精选课件ppt
14
（四） 抛光
• 2. 电解抛光
• 利用电化学反应时的 阳极溶解原理，以试 样作为阳极，碳棒或 其他材料为阴极，根 据样品材料选用相应 的抛光液、电压、电 流、温度和时间，通 过电化学反应而得到 光亮表面。常用电解 抛光液及使用条件见 表1。
•至边缘来回抛光，并不时滴加少 许磨粉悬浮液。
• b. 绒布的湿度以将试样从盘上取下观察时，表面水膜能在 2～3s内完全蒸发消失为宜。
• c. 试样抛光到磨痕完全除去，表面象镜面为止。
• d. 抛光后的试样用水洗净吹干，使表面不致有水迹或污物残 留。
精选课件ppt
5
（一）取样：
• 1. 1.1.1试样截取的方向、部位、数量应根据规定进行。 • 1.1.2需研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、
晶粒度级别等时，应垂直于锻轧方向取横截面截取试样。 • 1.1.3 需研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、
钢 铁
配制时，将高 氯酸缓缓加入 到醋酸中
磷酸
48(重量百分比) 电流密度1～5
3
甘油
A/cm2
50(重量百分比) 温度 70～80℃
水
时间 1～3min
2(重量百分比)
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不 锈 铅作阴极 钢
15
（四） 抛光
• 2. 电解抛光
• 利用电化学反应时的 阳极溶解原理，以试 样作为阳极，碳棒或 其他材料为阴极，根 据样品材料选用相应 的抛光液、电压、电 流、温度和时间，通 过电化学反应而得到 光亮表面。常用电解 抛光液及使用条件见 表1。
• e. 试样抛光时，若发现较粗磨痕不易去除，或试样抛光后在 显微镜下观察，发现有凹坑等影响试验结果的缺陷时，试样 应重新磨制。
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（四） 抛光
• 2. 电解抛光
• 利用电化学反应时的 阳极溶解原理，以试 样作为阳极，碳棒或 其他材料为阴极，根 据样品材料选用相应 的抛光液、电压、电 流、温度和时间，通 过电化学反应而得到 光亮表面。常用电解 抛光液及使用条件见 表1。
•至边缘来回抛光，并不时滴加少 许磨粉悬浮液。
• b. 绒布的湿度以将试样从盘上取下观察时，表面水膜能在 2～3s内完全蒸发消失为宜。
• c. 试样抛光到磨痕完全除去，表面象镜面为止。
• d. 抛光后的试样用水洗净吹干，使表面不致有水迹或污物残 留。
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5
（一）取样：
• 1. 1.1.1试样截取的方向、部位、数量应根据规定进行。 • 1.1.2需研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、
晶粒度级别等时，应垂直于锻轧方向取横截面截取试样。 • 1.1.3 需研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、
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。
金相检验及电镜分析ppt课件
金相常规检验项目
A类 硫化物夹杂
B类 氧化物夹杂
金相常规检验项目
C类 硅酸盐类夹杂
Ds 类 单颗粒球状
金相常规检验项目
夹杂物评级： 检验面取平行于轧制方向的试样面，无需腐蚀。观察时有
两种方法，一种是投影到毛玻璃上，另一种是用目镜直接观察， 我们实验室采用第二种方法，评定时需在100倍的放大倍率下， 目镜中标有试验网格图及标线测量网，保证我们评定的每个视 场子区域为0.5mm2且可以直接测量夹杂物的尺寸大小，与评级 图进行对比。观察完整个抛光面后，选择最恶劣的视场子区域 进行评级。
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。
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
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
金相常规检验项目
非金属夹杂物评级 根据夹杂物的形态和分布，标准图谱分为A,B,C,D和 DS五大类。 这五大类夹杂物代表最常观察到的夹杂物的类型和形 态:
A类(硫化物类):具有高的延展性，有较宽范围形态比(长 度/宽度)的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角; B类(氧化铝类):大多数没有变形，带角的，形态比小(一 般<3)，黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排成一行( 至少有3个颗粒);
1、某些丝带片管等尺寸较小或形状不规则的样 品，不易握持时。 2、需检验边缘时 3、标准化半自动制样
镶嵌的方法 ——热镶、冷镶和机械夹持
金相样品制备——热镶嵌
热镶 质量高、尺寸形状统一、省时、经济
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
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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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低碳钢及合金钢淬火后得到低碳马氏体组织。提高淬火温 度，条状形态越明显。在低碳马氏体中，碳原子偏聚于位错线 附近。
11
低碳马氏体(板条马氏体) 500x
低碳马氏体(板条马氏体) 800x
12
（2）高碳马氏体 含碳量高的淬火马氏体呈片状（又称针状、 透镜状或竹叶状）。在高碳马氏体中，马氏体片间不相互平行。 在一个奥氏体晶粒内，初生马氏体片较粗大，往往可以横贯整 个奥氏体晶粒。在每个奥氏体晶粒内马氏体针具有一定的几何 取向，长大时不能穿越奥氏体晶界。它的立体形态宛如一个凸 透镜。
高碳马氏体(针状马氏体) 500x
14
1.6 回火组织
淬火马氏体组织在回火过程中将发生分解，析出碳化物。随着回火温度 的增高，析出的碳化物成为渗碳体，颗粒继续增多，并且聚集长大。
（1）回火马氏体 马氏体在低温（150～200℃）回火时，其中大部分过 饱和的碳以高度弥散的渗碳体和碳化物形式从马氏体内部析出，造成大量的 相界面，使马氏体片在金相试样制备时极易受到腐蚀，而在显微镜下呈现黑 色，在光学显微镜下碳化物质点不能分辨。这样的马氏体称为回火马氏体。 回火马氏体仍具有高硬度，而脆性较小。
（2）下贝氏体 是共格铁素体片，在片内有与长轴方向成60°夹角分布的 碳化物颗粒。铁素体片在晶界、晶内均产生。
上贝氏体 300x
针状下贝氏体 500x
8
（3）粒状贝氏体 该组织的形成温度在中温转变区的较高温度， 连续冷却时较之等温处理时更易得到。它是半共格形核、非共格长 大。粒状贝氏体的形核可在晶界形成，但大都在晶内形核。晶粒的 长大可跨越原来的奥氏体晶界。
9
回火贝氏体 500x 钢研102
回火贝氏体 600x 钢研102
回火贝氏体 600x 钢研102
10
1.5 马氏体
在Fe-C合金中，是碳或氮间隙固溶于α -Fe中的过饱和固溶 体。基本上可分为两类：低碳马氏体和高碳马氏体。
（1）低碳马氏体 又称板条状马氏体，是以条状铁素体为 单元，大致相互平行呈定向排列组成晶区。在一颗奥氏体晶粒 内可以有几个马氏体晶区，相邻两个晶区间的位向差较大。每 个晶区是由许多个板条状马氏体组成，板条状马氏体形似薄木 条，相互平行排列在一个晶面上。它的精细结构是具有大量位 错缠结的亚结构，又称位错马氏体。
金相检验概述
省锅检所 王瑜
1
目录
1 金相简介 2 金相检验在电站锅炉检验中的应用 3 金相组织的评定 4 电站锅炉常用金属材料金相组织 5 钢的显微组织缺陷
2
1 金相简介
金属和合金的性能取决与它的成分和组织结构。金属和合金的组织 通常是指它由哪些相所组成以及它们之间的相互配置（包括形状、数量、 大小及分布）。“相”是指体系中成分和性能均匀一致的部分。相与相 之间有明显的分界。金属和合金的组织与其成分、工艺过程以及所处的 状态有关。金相分析主要就是观察、鉴别和分析金属、合金内部的组织 结构，研究成分、组织与性能之间的关系。
金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。不仅如此， 它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。 所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。所谓内在因素主要 指金属或合金的化学成分。 金相组织是反映金属金相的具体形态，常见 的金相组织有：奥氏体、铁素体、珠光体、马氏体、贝氏体、索氏体等 。
3
4
1.1 奥氏体
是碳和合金元素溶解在γ -Fe中形成的固溶体。光学显 微镜下呈规则的多边形。塑性高，屈服极限较低，无磁性。 在加热和冷却过程中所产生的热应力可能使奥氏体发生范性 形变。在奥氏体中有时还可以观察到孪晶和划移线。
奥氏体组织 100x
奥氏体组织 600x
5
1.2 铁素体
碳和合金元素溶解在α -Fe中形成的固溶体。在室温时溶 碳量约为0.00218%左右，光学显微镜下，亚共析钢中的慢冷 铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁 素体沿晶粒边界析出。铁素体硬度低、塑性好。碳和合金元素 在δ -Fe中形成的固溶体称为δ 铁素体。
在奥氏体晶粒形成的第一片马氏体往往比较粗大，横贯整 个奥氏体晶粒，并将奥氏体分割为二，以后相继形成的马氏体 片就受到限制，尺寸较小。这样，在一个奥氏体晶粒内形成的 马氏体大小不均。有些片状马氏体的中间有一道中脊线。片状 马氏体之间没有转变的奥氏体，称为残余奥氏体。
13
高碳马氏体(针状马氏体) 800x
纯铁，退火处理 00x
6
1.3 珠光体
是铁素体和渗碳体形成的机械混合物。在高温缓冷条件下，可得粗 片层状组织。随着奥氏体过冷度增大，片层逐渐变得细密，硬度也逐渐 升高。珠光体的硬度较铁素体高，并有一定的塑性。
片状珠光体常见于碳素钢的退火、正火组织中。过共析钢经球化退 火处理得到球状珠光体（在铁素体的基体上，分布着颗粒状的渗碳体）。 球状珠光体使钢材硬度降低，便于切削加工。
粒状贝氏体是由铁素体和它所包围的小岛状组织所组成。岛状 组织刚形成时为富碳奥氏体。在随后的冷却过程中，高碳奥氏体的 分解或保留，与钢的合金成分和冷却条件等有关。
一般认为组织为粒状贝氏体的低合金耐热钢，具有良好的抗蠕 变性能。
（4）无碳贝氏体 是由先期从奥氏体晶界析出的铁素体开始向晶 内生长的共格条状铁素体。铁素体条内，固溶微量碳，晶间无碳化 物析出。无碳贝氏体与低、中碳钢的魏氏组织没有本质上的差异。 魏氏组织的特点是，除了在原奥氏体晶界上存在有自由铁素体外， 在原来的奥氏体晶粒内部也有成片状的自由铁素体，此片状与奥氏 体具有一定的位向关系，且分布在一定的惯习面上。当奥氏体晶粒 较粗，冷却又较快时，易产生这种组织。在铸钢及焊接接头的热影 响区经常会遇到这种组织。
片状珠光体 500x
球状珠光体 500x
7
1.4 贝氏体
是中温转变区域的产物。一般来说，它是铁素体和碳化物的两相组织， 贝氏体的组织形态是多样的，其中主要是上贝氏体和下贝氏体，在低碳低合 金钢中还有粒状贝氏体组织，某些钢中也出现无碳贝氏体。
（1）上贝氏体 典型的上贝氏体外貌象羽毛，一般沿奥氏体晶界形成并生 长。它是由铁素体条和平行于条的长轴而析出的碳化物颗粒所组成。
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低碳马氏体(板条马氏体) 500x
低碳马氏体(板条马氏体) 800x
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（2）高碳马氏体 含碳量高的淬火马氏体呈片状（又称针状、 透镜状或竹叶状）。在高碳马氏体中，马氏体片间不相互平行。 在一个奥氏体晶粒内，初生马氏体片较粗大，往往可以横贯整 个奥氏体晶粒。在每个奥氏体晶粒内马氏体针具有一定的几何 取向，长大时不能穿越奥氏体晶界。它的立体形态宛如一个凸 透镜。
高碳马氏体(针状马氏体) 500x
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1.6 回火组织
淬火马氏体组织在回火过程中将发生分解，析出碳化物。随着回火温度 的增高，析出的碳化物成为渗碳体，颗粒继续增多，并且聚集长大。
（1）回火马氏体 马氏体在低温（150～200℃）回火时，其中大部分过 饱和的碳以高度弥散的渗碳体和碳化物形式从马氏体内部析出，造成大量的 相界面，使马氏体片在金相试样制备时极易受到腐蚀，而在显微镜下呈现黑 色，在光学显微镜下碳化物质点不能分辨。这样的马氏体称为回火马氏体。 回火马氏体仍具有高硬度，而脆性较小。
（2）下贝氏体 是共格铁素体片，在片内有与长轴方向成60°夹角分布的 碳化物颗粒。铁素体片在晶界、晶内均产生。
上贝氏体 300x
针状下贝氏体 500x
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（3）粒状贝氏体 该组织的形成温度在中温转变区的较高温度， 连续冷却时较之等温处理时更易得到。它是半共格形核、非共格长 大。粒状贝氏体的形核可在晶界形成，但大都在晶内形核。晶粒的 长大可跨越原来的奥氏体晶界。
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回火贝氏体 500x 钢研102
回火贝氏体 600x 钢研102
回火贝氏体 600x 钢研102
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1.5 马氏体
在Fe-C合金中，是碳或氮间隙固溶于α -Fe中的过饱和固溶 体。基本上可分为两类：低碳马氏体和高碳马氏体。
（1）低碳马氏体 又称板条状马氏体，是以条状铁素体为 单元，大致相互平行呈定向排列组成晶区。在一颗奥氏体晶粒 内可以有几个马氏体晶区，相邻两个晶区间的位向差较大。每 个晶区是由许多个板条状马氏体组成，板条状马氏体形似薄木 条，相互平行排列在一个晶面上。它的精细结构是具有大量位 错缠结的亚结构，又称位错马氏体。
金相检验概述
省锅检所 王瑜
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1 金相简介 2 金相检验在电站锅炉检验中的应用 3 金相组织的评定 4 电站锅炉常用金属材料金相组织 5 钢的显微组织缺陷
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1 金相简介
金属和合金的性能取决与它的成分和组织结构。金属和合金的组织 通常是指它由哪些相所组成以及它们之间的相互配置（包括形状、数量、 大小及分布）。“相”是指体系中成分和性能均匀一致的部分。相与相 之间有明显的分界。金属和合金的组织与其成分、工艺过程以及所处的 状态有关。金相分析主要就是观察、鉴别和分析金属、合金内部的组织 结构，研究成分、组织与性能之间的关系。
金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。不仅如此， 它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。 所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。所谓内在因素主要 指金属或合金的化学成分。 金相组织是反映金属金相的具体形态，常见 的金相组织有：奥氏体、铁素体、珠光体、马氏体、贝氏体、索氏体等 。
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1.1 奥氏体
是碳和合金元素溶解在γ -Fe中形成的固溶体。光学显 微镜下呈规则的多边形。塑性高，屈服极限较低，无磁性。 在加热和冷却过程中所产生的热应力可能使奥氏体发生范性 形变。在奥氏体中有时还可以观察到孪晶和划移线。
奥氏体组织 100x
奥氏体组织 600x
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1.2 铁素体
碳和合金元素溶解在α -Fe中形成的固溶体。在室温时溶 碳量约为0.00218%左右，光学显微镜下，亚共析钢中的慢冷 铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁 素体沿晶粒边界析出。铁素体硬度低、塑性好。碳和合金元素 在δ -Fe中形成的固溶体称为δ 铁素体。
在奥氏体晶粒形成的第一片马氏体往往比较粗大，横贯整 个奥氏体晶粒，并将奥氏体分割为二，以后相继形成的马氏体 片就受到限制，尺寸较小。这样，在一个奥氏体晶粒内形成的 马氏体大小不均。有些片状马氏体的中间有一道中脊线。片状 马氏体之间没有转变的奥氏体，称为残余奥氏体。
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高碳马氏体(针状马氏体) 800x
纯铁，退火处理 00x
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1.3 珠光体
是铁素体和渗碳体形成的机械混合物。在高温缓冷条件下，可得粗 片层状组织。随着奥氏体过冷度增大，片层逐渐变得细密，硬度也逐渐 升高。珠光体的硬度较铁素体高，并有一定的塑性。
片状珠光体常见于碳素钢的退火、正火组织中。过共析钢经球化退 火处理得到球状珠光体（在铁素体的基体上，分布着颗粒状的渗碳体）。 球状珠光体使钢材硬度降低，便于切削加工。
粒状贝氏体是由铁素体和它所包围的小岛状组织所组成。岛状 组织刚形成时为富碳奥氏体。在随后的冷却过程中，高碳奥氏体的 分解或保留，与钢的合金成分和冷却条件等有关。
一般认为组织为粒状贝氏体的低合金耐热钢，具有良好的抗蠕 变性能。
（4）无碳贝氏体 是由先期从奥氏体晶界析出的铁素体开始向晶 内生长的共格条状铁素体。铁素体条内，固溶微量碳，晶间无碳化 物析出。无碳贝氏体与低、中碳钢的魏氏组织没有本质上的差异。 魏氏组织的特点是，除了在原奥氏体晶界上存在有自由铁素体外， 在原来的奥氏体晶粒内部也有成片状的自由铁素体，此片状与奥氏 体具有一定的位向关系，且分布在一定的惯习面上。当奥氏体晶粒 较粗，冷却又较快时，易产生这种组织。在铸钢及焊接接头的热影 响区经常会遇到这种组织。
片状珠光体 500x
球状珠光体 500x
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1.4 贝氏体
是中温转变区域的产物。一般来说，它是铁素体和碳化物的两相组织， 贝氏体的组织形态是多样的，其中主要是上贝氏体和下贝氏体，在低碳低合 金钢中还有粒状贝氏体组织，某些钢中也出现无碳贝氏体。
（1）上贝氏体 典型的上贝氏体外貌象羽毛，一般沿奥氏体晶界形成并生 长。它是由铁素体条和平行于条的长轴而析出的碳化物颗粒所组成。