各种钢铁组织图谱 - 360文档中心

各种钢铁组织图谱17页PPT

道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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钢铁金相图谱

钢铁金相图谱优惠价：468元定价：1080元者：黄振东：中国科技期：2005年8月：16开4册书籍目录钢铁典型金相组织碳素钢低碳素钢金相组织中碳素钢金相组织高碳素钢金相组织铸造碳素钢金相组织碳素钢和铸造碳素钢的缺陷组织低合金钢低合金结构钢金相组织弹簧钢金相组织轴承钢金相组织低合金工具钢金相组织低温用钢金相组织高合金钢高合金工具钢金相组织高锰钢金相组织高速工具钢金相组织耐酸不锈钢金相组织耐热不锈钢金相组织特殊钢高合金工具钢金相组织特殊钢钢坯表面缺陷图谱特殊钢的非金属夹杂物特殊钢典型断口特征钢中硫化锰铁单晶体图谱粉末冶金铁基粉末冶金金相硬质合金金相谱表面淬火处理表面感应淬火处理金相组织表面激光淬火处理金相组织第八章表面化学热处理第一节渗碳处理金相组织第二节碳氮共渗处理金相组织第三节渗氮处理金相组织第四节渗硼处理金相组织第五节其他渗镀处理金相组织第九章铸铁第一节铸铁金相组织图谱概述第二节灰铸铁第三节球墨铸铁第四节蠕墨铸铁第五节白口铸铁第十章焊接第一节碳钢焊接金相组织第二节合金钢焊接金相组织第三节堆焊层金相组织第十一章低倍组织和非金属夹杂物第一节低倍组织缺陷第二节铸件低倍组织第三节非金属夹杂物第十二章断口分析第一节韧性断口第二节解理断口及准解理断口第三节疲劳断口第四节氢致开裂断口和应力腐蚀断口第五节其他断口和有关裂纹第十三章失效分析第一节轴杆类失效分析案例第二节齿轮及轮类构件失效分析案例第三节管道容器类失效分析案例第四节基础件失效分析案例第五节其他类构件失效分析案例。

钢材微观组织图

马氏体
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。最先由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状 (lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 20世纪以来，对钢中马氏体相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、 Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。
莱氏体
莱氏体（ledeburite）莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于 727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用 Ld'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。

钢的组织

图1.5 针状铁素体图1.4等轴块状铁素体
a) b)
M/ A M/ A PF M/ A PF AF
PF AF PF
20µm µ
图1.6 多边形铁素体
1.3 奥氏体奥氏体是一般钢在高温下的组织，奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。度和成分范围。有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室这种奥氏体称残留奥氏体。温，这种奥氏体称残留奥氏体。奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。强度较低的固溶体，
•
图1.2 体心立方结构
• 常见的属于体心立方结构的金属是常见的属于体心立方结构的金属是α-Fe，体心立，方的非密排面也是滑移面，个滑移系。方的非密排面也是滑移面，有48个滑移系。但是个滑移系体心立方金属塑性不一定强于面心立方，体心立方金属塑性不一定强于面心立方，因为非密排面滑移过程中所受阻力较大。密排面滑移过程中所受阻力较大。
根据Fe-Fe3C相图中获得的不同组织特征，将铁碳合金按含碳量划分为7种类型。 • • • • • • • ①工业纯铁，ω(c)＜0.0218% ②共析钢， ω(c)=0.77% ③亚共析钢，0.0218% ＜ ω(c) ＜0.77% ④过共析钢，0.77% ＜ ω(c) ＜2.11% ⑤共晶白口铸铁， ω(c) =4.3% ⑥亚共晶白口铸铁，2.11% ＜ ω(c) ＜ 4.3% ⑦过共晶白口铸铁，4.3% ＜ ω(c) ＜6.69%
• 图（1）工业纯铁的显微组织 300×
• 工业纯铁的室温组织为铁素体（F）
• 图（2）共析钢的显微组织（片状珠光体）
• 共析钢在温度727℃，发生共析反应A→F+Fe3C, 转变结束后奥氏体全部转变为珠光体，它是铁素体与渗碳体的层片交替重叠的机械混合物。

铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、魏氏组织、马氏体、莱氏体......一文识尽！

铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、魏氏组织、马氏体、莱氏体......一文识尽！现代材料可以分为四大类——金属、高分子、陶瓷和复合材料。

尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢？下面就详细介绍8种常见金相组织的特点。

钢铁由铁矿石冶炼而成，来源丰富，价格低廉。

钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。

通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（主要的四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。

将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。

钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。

在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。

这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。

常见的金相组织有下列八种：1铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。

其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100 HB）。

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AC1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。

随钢铁中碳含量增加，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。

2奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。

奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS。

铸铁的金相组织图

灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁
片状石墨（未浸蚀）团絮状石墨（未浸蚀）球状石墨（未浸蚀）蠕虫状石墨（未浸蚀）放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁
F基＋片状石墨（F＋P）基＋片状石墨P基＋片状石墨
放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
1 / 2
可锻铸铁可锻铸铁球墨铸铁F基＋团絮状石墨P基＋团絮状石墨F基＋球状石墨放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
球墨铸铁球墨铸铁高磷铸铁
（F＋P）基＋球状石墨P基＋球状石墨P基＋片状石墨＋磷共晶放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
2 / 2。

两个表格搞懂钢铁材料,就是这么简单

细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在O．8％以下的锻件或铸钢件
(2)球化退火
将钢件加热到临界温度以上20～30ºC，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷
降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火作好准备，以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于O．8％的碳素钢和合金工具钢
将淬火后的钢件加热到临界温度以下，保温一段时间，然后在空气或油中冷却
回火是紧接着淬火以后进行的，也是热处理的最后一道工序。公众号@机械知网：分享知识，传播价值~
①获得所需的力学性能。在通常情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性却有明显降低，而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后，可以获得所需的力学性能
①改善组织结构和切削加工性能
②对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理
③消除内应力
3．淬火
将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却
①使钢件获得较高的硬度和耐磨性
②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等
淬
火
类
别
(1)单液淬火
将钢件加热到淬火温度，经过保温以后，在一种淬火剂中冷却
15
塔形车削发
纹检验
将钢材车成规定的塔形或阶梯形试样，然后用酸蚀或磁粉法检验发纹，简称塔形检验
注：含碳量皆指质量分数
表2 钢铁材料的一般热处理
名称
热处理过程
热处理目的
1．退火
将钢件加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温。公众号@机械知网：分享知识，传播价值~
①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工

钢铁材料常见金相组织相图

钢铁材料常见金相组织简介在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。

这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。

常见的金相组织有下列八种：一、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，用F表示），纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。

碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。

这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。

随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。

铁素体还是珠光体组织的基体。

在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。

碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最大。

碳的质量分数为0.09%。

图1：铁素体二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。

奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。

TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。

碳素或合金结构钢中的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，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。

三、渗碳体渗碳体（cementite），指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。

钢铁材料常见金相组织相图

钢铁材料常见金相组织简介在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。

这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。

常见的金相组织有下列八种：一、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，用F表示），纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。

碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。

这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。

随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。

铁素体还是珠光体组织的基体。

在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。

碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最大。

碳的质量分数为0.09%。

图1：铁素体二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。

奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。

TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。

碳素或合金结构钢中的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，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。

三、渗碳体渗碳体（cementite），指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。

《金属材料各种组织金相图片》

亚
共晶白口铁金相图片
共
晶白口铁金相图片
过
共晶白口铁金相图片
上贝氏体金相图片
下贝氏体金相图片
低碳板条状马氏体
低
碳板条状马氏体高倍
用金相显微镜拍出的照片
回火马氏体金相图片
回火屈氏体金相图片
回火索氏体金相图片
T10 球化退火金相图片
共
析钢球化金相图片
20钢渗碳（化染） 580X
20钢880℃水淬低碳马氏体 500× 4%硝酸酒精
45钢850℃水淬中碳马氏体 500500× 4%硝酸酒精
铁素体基体灰口铁
铁素体+珠光体基体灰口铁
珠光体基体灰口铁
铁素体基体球墨铸铁
珠光体基体可煅铸铁
铁素体+珠光体基体球墨铸铁
珠光体基体球墨铸铁
铁素体基体可煅铸铁
奥氏体的金相图片
铁素体的金相图片
一
次渗碳体金相图片
二
次渗碳体的金相图片
三次渗碳体的金相图片
珠光体的金相图片
珠光体型
工
业
纯
铁
金
工
相
图
片
亚共析钢
亚共析钢金相图片
共析钢金相图片
过共析钢金相图片

碳钢带状组织图例

碳钢的带状组织（图例）
带状组织分为一次带状组织，和二次带状组织。

一次带状组织由钢锭浇铸时树枝状偏析造成，二次带状组织由轧制或锻造过程中产生的。

带状组织可由正火来改善。

但是后续热处理只能改善带状组织，并不能完全消除，只能通过严格控制钢锭浇铸工艺，以减少这种缺陷组织。

带状组织对零件热后变形的影响很大，会导致变形没有规律可寻。

图列1（500X）
图例2 （100x）
图例3 （100x）
带状组织会降低钢的力学性能，切削加工性能和逆性成形性能，带状组织中的合金元素偏析，在常规退火、正火、淬火、渗碳加热条件下难以消除。

钢中常见的显微组织及铁碳合金相图

B金属低 0% 10% 20%
……. 80% 90% 100%
热分析法
温度
温
温
度
度
时间 A 90 70 50 30 B
; S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
行. 碳钢室温组织中无奥氏体。
奥氏体
奥氏体组织金相图
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。 Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零
Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解： Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反应对铸铁有重要意义。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或表示。
铁素体
是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。
亚共析钢组织金相图
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
过共析钢组织金相图
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
共晶白口铁组织金相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
亚共晶白口铁组织金相图
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
过共晶白口铁组织金相图

常见金相组织

1 工业纯铁退火铁素体白色等轴多边形晶粒为铁素体，深色线为晶界。

2 20钢退火低碳钢平衡组织白色晶粒为铁素体，深色块状为珠光体，高倍可见珠光体中的层状结构。

3 45钢退火中碳钢平衡组织同上，但珠光体增多。

4 65钢退火高碳钢平衡组织占大部分的深色组织为珠光体，白色为铁素体。

5 T8钢退火共析钢平衡组织组织全部为层状珠光体，它是铁素体和渗碳体的共析组织。

6 T12钢退火过共析钢平衡组织基体为层状珠光体，晶界上的白色为二次渗碳体。

7 亚共晶白口铁铸态变态莱氏体+珠光体基体为黑白相间分布的变态莱氏体，黑色树枝状为初晶奥氏体转变成的珠光体。

8 共晶白口铁铸态变态莱氏体白色为渗碳体（包括共晶渗碳体和二次渗碳体），黑色圆粒及条状为珠光体。

9 过共晶白口铁铸态变态莱氏体+渗碳体基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色板条状为一渗碳体10 T8钢正火索氏体索氏体是细珠光体，片层间距小11 T8钢快冷正火屈氏体屈氏体为极细珠光体，光学显微镜下难以分辨其层状结构，灰白色块状、针状为淬火马氏体。

12 65Mn 等温淬火上贝氏体羽毛球为上贝氏体，基体为索氏体或淬火马氏体和残余奥氏体。

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钢球化退火球化体基体为铁素体，白色颗粒状为渗碳体。

18 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。

19 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。

20 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。

21 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22 高速钢铸态共晶莱氏体+屈氏体+马氏体骨骼状组织为共晶莱氏体，基体为黑色屈氏体组织，白色小块为马氏体及残余奥氏体23高速钢淬火马氏体+残余奥氏体+碳化物大颗粒为共晶碳化物，小颗粒为二次碳化物，其余为马氏体以及残余奥氏体24 高速钢淬火及回火回火马氏体+碳化物黑色基体为回火马氏体，白色颗粒状为碳化物25 高速钢退火球化珠光体白色球状为碳化物，基体为珠光体26不锈钢固溶处理奥氏体部分的奥氏体晶粒有孪晶面2720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28 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。