钢的缺陷金相组织 PPT
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形成碳化物液析原因是由于熔炼时钢液过热，浇注 温度偏高，钢锭冷却缓慢等因素造成。
在GCr15、CrWMn、CrMn钢中，容易产生碳化物液 析。碳化物液析存在，切割了金属基体，使钢的脆性增大。 在热处理时容易产生淬火裂纹，并使工件在使用过程中由 于碳化物的剥落而成为磨粒磨损或形成疲劳破坏的发源地， 故其存在有较大的危险性。
高速钢、铬轴承钢、高鉻钢等钢种，出现带状碳化 物的几率比较多。（如图5，GCr15钢的带状组织；图6， Cr12MoV钢的带状碳化物）
带状碳化物使工件脆性增大，加工成模具易产生崩 刃、断裂，在热处理过程中，带状碳化物外的贫碳区域， 容易造成加热时的过热。此外带状碳化物使工件在淬火时 产生较大的变形，还可能导致淬火裂纹。
防止及减轻方法：采用合理的定型设计，适当降低 浇注温度并加快冷却速度，对已产生的碳化物液析，可进 行高温均热或扩散退火的办法进行补救。如GCr15细钢锭 可先于1230℃加热，然后再进行开坯轧制。
▪ 5. 非金属夹杂物
非金属夹杂物就是指存在于钢中的金属或非金属化合 物，在钢铁材料中一般都含有非金属夹杂物。
钢的缺陷金相组织
——直径或边长大于25mm，小于或等于400mm的钢 棒或钢坯，检验面为通过直径的界面的一半（由试样中心 到边缘）（图2）
——直径或边长小于或等于25mm的圆棒，检验面通 过直径的整个界面，其长度应保证得到约200mm2的检验 面积（图3）
如果观察材料的变形程度，晶粒拉长的程度和带状组 织等，应平行于轧制方向上截取纵向试样。而观察氧化脱 碳和表面渗碳处理的组织，则磨面应该在横截面上。 ► 2、磨样
这种过热区别于一般过热，可称之为稳定过热或锻 造过热。这是因为已经过热的成形锻件，不可能也不允许 再次加热到锻造温度并通过再度变形来改善硫化物的分布 形态了，同时由于硫化物沿晶界的析出是十分细小的，容 易被忽视，但是由于它的存在破坏了晶粒间的紧密结合， 使断面脆性增加，常会导致零件的突然断裂。
纯金属及单相金属的侵蚀是一个化学溶解过程，由 于晶界上原子排列的规律性差，具有较高的自由能，所以 晶界处较易侵蚀呈凹陷。若侵蚀较浅，由于垂直光线在晶 界上的反射作用，在显微镜下可显示出纯金属或固溶体的 多面体晶粒。若侵蚀较深，则在显微镜下可显示出明暗不 一的晶粒，这是由于晶粒的位向不同，溶解度亦有差异， 侵蚀后的显微平面和原子平面的角度不同，在垂直光线作 用下，反射光线方向各异，显示明暗不一。
2、硫化物：硫化物夹杂具有塑性，在钢材中呈条状形态。 3、硅酸盐：钢中的硅酸盐夹杂的成分比较复杂。硅酸盐 夹杂物经过热加工后一般沿着变形方向延伸，外形粗糙， 不光滑。
4、氮化物：常见的有TiN、Ti（NC）等，它在钢中多呈一定 规则的几何形状，如方形、矩形、六角形、条形。在明场 下具有粉红的色泽。
试样截取之后先粗磨，一般用砂轮磨平，注意用水冷 却，防止温度过高组织发生变化。
细磨是为了消除粗磨时留下的磨痕，为抛光工序作准 备。
抛光的目的是为了消除试样细磨留下的细磨痕，获得 光亮无痕的镜面。
• 3、试样磨面的侵蚀
除观察试样中的缺面（裂纹、气孔等）和非金属夹杂 物的数量、大小、形状和分布外，一般都要用化学、物理 等方法进行组织显示才能观察。一般利用化学侵蚀，它是 通过化学或化学作用显示金属的组织。
5、点状不变形。
近代随着精炼技术的开发，钢的“洁净度”大大提 高，然而还无法完全避免钢中内生夹杂物的产生。非金属 夹杂物降低钢的塑性、韧性和疲劳性能，使钢的冷热加工 性能乃至某些物理性能变坏。但是，夹杂物的相并不总是 损害钢的性能，有时甚至还能改善钢的性能。如含S钢， 可改善切削加工性能。
► 6. 过热过烧组织
钢材过热一般是指加热时由于超过正常加热温度引 起韧性下降的一种现象。碳素钢过热的金相特征是出现魏 氏组织。魏氏组织的出现往往伴随有粗大的奥氏体晶粒， 因此，魏氏组织将造成钢的机械性能尤其是冲击韧性下降， 严重的将造成零件在使用过程中的脆性断裂。一般钢的魏 氏组织可以通过热处理（正火处理）手段来加以矫正。但 是有这样一种情况不可逆转，即锻件由于炉温过高，除了 出现上述的过热的组织特征外，还会产生硫化物向A体的 固溶以及在冷却时沿境界的再析出。
2、带状碳化物
在钢的凝固过程中，由于成分偏析，使含有较高碳 和合金元素的钢内出现共晶碳化物，它在热加工过程中随 着变形、延伸呈带状分布，称为带状碳化物，或称碳化物 不均匀性。
碳化物不均匀性除受化学成分影响外，还与钢的冶 炼方法，浇注温度，钢锭的几何形状，钢锭的大小，钢锭 的冷却速度以及成材时的变形程度有关。
反复锻造，可以改变碳化物不均匀性的程度。
► 3、网状碳化物
网状碳化物实际上亦是碳化物不均匀的另一种Leabharlann Baidu式。
在含碳量不大于0.77%的碳工具钢，合金工具钢，鉻 轴承钢等钢种，在热加工冷却过程中，碳化物沿晶界呈网 状析出，故称为网状碳化物。
形成网状碳化物的原因是由于钢材在热轧或退火过 程中，因加热温度过高，保温时间太长，造成奥氏体晶粒 的粗大，并在缓慢冷却过程中，碳化物沿晶界析出，形成 网状分布的碳化物。同样，在热加工的终止温度较高，在 随后的缓冷过程中亦形成网状碳化物。
钢中非金属夹杂物的来源通常可以分为两类，一类是 外来的非金属夹杂物，指在冶炼、浇注过程中的炉渣及耐 火材料浸入剥落后进入钢液中形成的。另一类是内在的非 金属夹杂物，即在冶炼及浇注过程中物理化学反应的生成 物，如氧化物、硅酸盐、硫化物等。
通常存在于钢中的非金属夹杂物大致有这样几种：
1、氧化物：常见的有Al2O3、Cr2O3等。用Al脱氧时易产 生高硬度的Al2O3脆性夹杂，在热加工时它不易变形，总 是沿着加工压延方向呈多角形颗粒排列成条状分布。
网状碳化物的存在，将使钢的机械性能显著降低， 尤其是冲击韧性下降，脆性增大，做成的工模具易在使用 过程中崩刃或开裂。
析验网状碳化物时，试样应经淬火、回火处理并深 侵蚀，腐蚀过轻、过重均不能正确反应网状组织。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
• 4、碳化物的液析
某些高合金工具钢，在凝固过程中，由于碳和合金 元素的偏析，从液态中析出碳化物，这种碳化物在往后一 般加工过程中不被消除，它的链状，块状，或条状沿钢的 轧制方向存在。
在GCr15、CrWMn、CrMn钢中，容易产生碳化物液 析。碳化物液析存在，切割了金属基体，使钢的脆性增大。 在热处理时容易产生淬火裂纹，并使工件在使用过程中由 于碳化物的剥落而成为磨粒磨损或形成疲劳破坏的发源地， 故其存在有较大的危险性。
高速钢、铬轴承钢、高鉻钢等钢种，出现带状碳化 物的几率比较多。（如图5，GCr15钢的带状组织；图6， Cr12MoV钢的带状碳化物）
带状碳化物使工件脆性增大，加工成模具易产生崩 刃、断裂，在热处理过程中，带状碳化物外的贫碳区域， 容易造成加热时的过热。此外带状碳化物使工件在淬火时 产生较大的变形，还可能导致淬火裂纹。
防止及减轻方法：采用合理的定型设计，适当降低 浇注温度并加快冷却速度，对已产生的碳化物液析，可进 行高温均热或扩散退火的办法进行补救。如GCr15细钢锭 可先于1230℃加热，然后再进行开坯轧制。
▪ 5. 非金属夹杂物
非金属夹杂物就是指存在于钢中的金属或非金属化合 物，在钢铁材料中一般都含有非金属夹杂物。
钢的缺陷金相组织
——直径或边长大于25mm，小于或等于400mm的钢 棒或钢坯，检验面为通过直径的界面的一半（由试样中心 到边缘）（图2）
——直径或边长小于或等于25mm的圆棒，检验面通 过直径的整个界面，其长度应保证得到约200mm2的检验 面积（图3）
如果观察材料的变形程度，晶粒拉长的程度和带状组 织等，应平行于轧制方向上截取纵向试样。而观察氧化脱 碳和表面渗碳处理的组织，则磨面应该在横截面上。 ► 2、磨样
这种过热区别于一般过热，可称之为稳定过热或锻 造过热。这是因为已经过热的成形锻件，不可能也不允许 再次加热到锻造温度并通过再度变形来改善硫化物的分布 形态了，同时由于硫化物沿晶界的析出是十分细小的，容 易被忽视，但是由于它的存在破坏了晶粒间的紧密结合， 使断面脆性增加，常会导致零件的突然断裂。
纯金属及单相金属的侵蚀是一个化学溶解过程，由 于晶界上原子排列的规律性差，具有较高的自由能，所以 晶界处较易侵蚀呈凹陷。若侵蚀较浅，由于垂直光线在晶 界上的反射作用，在显微镜下可显示出纯金属或固溶体的 多面体晶粒。若侵蚀较深，则在显微镜下可显示出明暗不 一的晶粒，这是由于晶粒的位向不同，溶解度亦有差异， 侵蚀后的显微平面和原子平面的角度不同，在垂直光线作 用下，反射光线方向各异，显示明暗不一。
2、硫化物：硫化物夹杂具有塑性，在钢材中呈条状形态。 3、硅酸盐：钢中的硅酸盐夹杂的成分比较复杂。硅酸盐 夹杂物经过热加工后一般沿着变形方向延伸，外形粗糙， 不光滑。
4、氮化物：常见的有TiN、Ti（NC）等，它在钢中多呈一定 规则的几何形状，如方形、矩形、六角形、条形。在明场 下具有粉红的色泽。
试样截取之后先粗磨，一般用砂轮磨平，注意用水冷 却，防止温度过高组织发生变化。
细磨是为了消除粗磨时留下的磨痕，为抛光工序作准 备。
抛光的目的是为了消除试样细磨留下的细磨痕，获得 光亮无痕的镜面。
• 3、试样磨面的侵蚀
除观察试样中的缺面（裂纹、气孔等）和非金属夹杂 物的数量、大小、形状和分布外，一般都要用化学、物理 等方法进行组织显示才能观察。一般利用化学侵蚀，它是 通过化学或化学作用显示金属的组织。
5、点状不变形。
近代随着精炼技术的开发，钢的“洁净度”大大提 高，然而还无法完全避免钢中内生夹杂物的产生。非金属 夹杂物降低钢的塑性、韧性和疲劳性能，使钢的冷热加工 性能乃至某些物理性能变坏。但是，夹杂物的相并不总是 损害钢的性能，有时甚至还能改善钢的性能。如含S钢， 可改善切削加工性能。
► 6. 过热过烧组织
钢材过热一般是指加热时由于超过正常加热温度引 起韧性下降的一种现象。碳素钢过热的金相特征是出现魏 氏组织。魏氏组织的出现往往伴随有粗大的奥氏体晶粒， 因此，魏氏组织将造成钢的机械性能尤其是冲击韧性下降， 严重的将造成零件在使用过程中的脆性断裂。一般钢的魏 氏组织可以通过热处理（正火处理）手段来加以矫正。但 是有这样一种情况不可逆转，即锻件由于炉温过高，除了 出现上述的过热的组织特征外，还会产生硫化物向A体的 固溶以及在冷却时沿境界的再析出。
2、带状碳化物
在钢的凝固过程中，由于成分偏析，使含有较高碳 和合金元素的钢内出现共晶碳化物，它在热加工过程中随 着变形、延伸呈带状分布，称为带状碳化物，或称碳化物 不均匀性。
碳化物不均匀性除受化学成分影响外，还与钢的冶 炼方法，浇注温度，钢锭的几何形状，钢锭的大小，钢锭 的冷却速度以及成材时的变形程度有关。
反复锻造，可以改变碳化物不均匀性的程度。
► 3、网状碳化物
网状碳化物实际上亦是碳化物不均匀的另一种Leabharlann Baidu式。
在含碳量不大于0.77%的碳工具钢，合金工具钢，鉻 轴承钢等钢种，在热加工冷却过程中，碳化物沿晶界呈网 状析出，故称为网状碳化物。
形成网状碳化物的原因是由于钢材在热轧或退火过 程中，因加热温度过高，保温时间太长，造成奥氏体晶粒 的粗大，并在缓慢冷却过程中，碳化物沿晶界析出，形成 网状分布的碳化物。同样，在热加工的终止温度较高，在 随后的缓冷过程中亦形成网状碳化物。
钢中非金属夹杂物的来源通常可以分为两类，一类是 外来的非金属夹杂物，指在冶炼、浇注过程中的炉渣及耐 火材料浸入剥落后进入钢液中形成的。另一类是内在的非 金属夹杂物，即在冶炼及浇注过程中物理化学反应的生成 物，如氧化物、硅酸盐、硫化物等。
通常存在于钢中的非金属夹杂物大致有这样几种：
1、氧化物：常见的有Al2O3、Cr2O3等。用Al脱氧时易产 生高硬度的Al2O3脆性夹杂，在热加工时它不易变形，总 是沿着加工压延方向呈多角形颗粒排列成条状分布。
网状碳化物的存在，将使钢的机械性能显著降低， 尤其是冲击韧性下降，脆性增大，做成的工模具易在使用 过程中崩刃或开裂。
析验网状碳化物时，试样应经淬火、回火处理并深 侵蚀，腐蚀过轻、过重均不能正确反应网状组织。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
• 4、碳化物的液析
某些高合金工具钢，在凝固过程中，由于碳和合金 元素的偏析，从液态中析出碳化物，这种碳化物在往后一 般加工过程中不被消除，它的链状，块状，或条状沿钢的 轧制方向存在。