金相分析学习报告 PPT
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《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
金相分析学习报告
详细描述
案例一：不锈钢的金相分析
铝合金是一种轻质、高强度的合金，广泛应用于航空、建筑和汽车等领域。
总结词
铝合金的金相结构由基体相和增强相组成。通过金相分析，可以观察到铝合金中各相的形态、分布和相对含量，从而评估其力学性能、热处理效果和加工性能等。
详细描述
案例二：铝合金的金相分析
钛合金是一种高强度、耐腐蚀的合金，广泛应用于航空、医疗和化工等领域。
材料成分优化
在金属材料的合成与制备过程中，金相分析有助于研究材料的相变过程、结晶状态和显微组织，控制材料的结构和性能。
材料合成与制备
金属材料的研发
生产过程监控
在金属材料的生产和加工过程中，金相分析用于监控材料的显微组织和结构变化，确保生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
质量控制与检测
通过金相分析，对金属材料进行质量检测和控制，确保材料的质量符合标准和设计要求。
目前，金相分析已经成为材料科学研究的重要手段之一，广泛应用于航空航天、能源、化工、汽车等领域。未来，随着数字化技术和人工智能的发展，金相分析将更加智能化和自动化。
金相分析的历史和发展
02
CHAPTER
金相分析的基本原理
金相组织是指在金属材料中由不同晶体结构、形态和组合方式所形成的组织。
金相组织的形成和转变与金属材料的成分、加工工艺、热处理条件等因素密切相关。
01
02
03
金相分析中的相图和热力学
03
CHAPTER
金相分析的方法和技术
切割
将试样切割成适合观察的尺寸和形状，通常使用切割机或线切割机进行。
磨削
通过砂纸或磨床将切割好的试样表面磨平，使其光滑并消除划痕。
抛光
使用抛光布和抛光膏将磨平的试样表面抛光至镜面，以便于观察。
案例一：不锈钢的金相分析
铝合金是一种轻质、高强度的合金，广泛应用于航空、建筑和汽车等领域。
总结词
铝合金的金相结构由基体相和增强相组成。通过金相分析，可以观察到铝合金中各相的形态、分布和相对含量，从而评估其力学性能、热处理效果和加工性能等。
详细描述
案例二：铝合金的金相分析
钛合金是一种高强度、耐腐蚀的合金，广泛应用于航空、医疗和化工等领域。
材料成分优化
在金属材料的合成与制备过程中，金相分析有助于研究材料的相变过程、结晶状态和显微组织，控制材料的结构和性能。
材料合成与制备
金属材料的研发
生产过程监控
在金属材料的生产和加工过程中，金相分析用于监控材料的显微组织和结构变化，确保生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
质量控制与检测
通过金相分析，对金属材料进行质量检测和控制，确保材料的质量符合标准和设计要求。
目前，金相分析已经成为材料科学研究的重要手段之一，广泛应用于航空航天、能源、化工、汽车等领域。未来，随着数字化技术和人工智能的发展，金相分析将更加智能化和自动化。
金相分析的历史和发展
02
CHAPTER
金相分析的基本原理
金相组织是指在金属材料中由不同晶体结构、形态和组合方式所形成的组织。
金相组织的形成和转变与金属材料的成分、加工工艺、热处理条件等因素密切相关。
01
02
03
金相分析中的相图和热力学
03
CHAPTER
金相分析的方法和技术
切割
将试样切割成适合观察的尺寸和形状，通常使用切割机或线切割机进行。
磨削
通过砂纸或磨床将切割好的试样表面磨平，使其光滑并消除划痕。
抛光
使用抛光布和抛光膏将磨平的试样表面抛光至镜面，以便于观察。
《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。
铝合金的微观组织金相分析ppt课件
不同放大倍数下的珠光体 a)高倍 b)中倍 c)低倍
多相合金的浸蚀，除了有 单相合金反应特征外，由 于组织中有明显的相组成 物，电位差距较大，发生 相之间的电化学腐蚀，其 中一相被溶去一薄层，而 相界被浸蚀较深呈现凹坑， 结果在相与相界间相与相 间出现凹坑，从而显示出 相或组织
.
8
二. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析）
热变形过程中，部分变形晶粒发生动态再结晶，形成变 形晶粒和少量再结晶晶粒混合组织
固溶过程中，温度较高，发生静态再结晶，再结晶比例 大幅增加 时效温度很低，合金一般不会发生进一步的再结晶
.
17
（2）铝合金中再结晶组织的表征方法：
OM分析：
用Graff Sargent腐蚀液进行腐蚀。此 种腐蚀液优先腐蚀晶界和亚晶界。
.
14
动态回复
动态回复应力—应变曲线
动态回复：位错的运 动与重组
7085 铝合金热变形中的动态回复
变形晶粒内产生等轴亚晶 组织
.
15
动态再结晶
7085 铝合金热变形中的动态再结晶
动态再结晶应力—应变曲线
动态再结晶：形成大 角度晶界 + 长大
变形晶粒晶界处出现细小 等轴晶粒
.
16
3. 4 变形铝合金中的再结晶组织 （1）铝合金中再结晶组织演变：
微观组织检测
固溶 + 时效
机理研究
.
性能测试
10
3. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析） 3. 1 铸锭的金相分析
7136铝合金铸态金相组织照片
（1）晶界存在较多非平衡结晶相
（2）晶界较粗、弯曲（铸造缺陷多）
（3）存在过饱和固溶体（冷却速度快）
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。
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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。
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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)。
金相组织定量分析(PPT34页)
•
6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 11月17 日星期 二上午 1时11 分26秒0 1:11:26 20.11.1 7
•
7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年11 月上午 1时11 分20.11. 1701:1 1Nove mber 17, 2020
残余奥氏体面积：4%
01.金相组织定量分析
Page 9
球墨铸铁：石墨+铁素体基体
01.金相组织定量分析
低碳钢组织：F+P
Page 10
选区不完整
01.金相组织定量分析
BX80膨胀管试样：F+B
不同选择参数下的选区差异
贝氏体含量：53.8%、
Page 11
77%
01.金相组织定量分析
第二种方法：通过各种相的特有晶体结构 主要借助扫描电镜+电子背散射衍射仪 例如：铁素体——bcc结构（体心立方） 奥氏体——fcc结构（面心立方）
二值化灰度图
01.金相组织定量分析
低碳钢金相组织照片 ：F+P
Page 5
01.金相组织定量分析
P面积百分比：51.38%
Page 6
01.金相组织定量分析
J55试样金相组织： F+P P面积：77.6%
Page 7
01.金相组织定量分析
Page 8
20Cr活塞销淬火试样：马氏体+ 残余奥氏体
•
8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年11 月17日 星期二 1时11 分26秒0 1:11:26 17 November 2020
•
9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 1时11 分26秒 上午1时 11分01 :11:262 0.11.17
金相检验培训2.pptx
粒状珠光体 500×
2024/10/8
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第20页/共23页
• （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
第10页/共23页
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
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第7页/共23页
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）
第八章金相定量分析ppt课件
把体视学应用于金相学研究的科学 就叫定量金相学
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
金相定量 分析测量？
材料组织的：
点数(P) 线长(L) 平面面积(A) 曲面面积(S) 体积(V) 物体的个数(N)
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
1、基本符号 表示被测量与测试用的量(用下标T表示)
用4×4网格覆盖在组织图片上， 石墨落在网格内点数P =1/2+1/2+1=2 网格测试点的总数 PT =16 ， 因此 Vv = Pp = P/PT = 2/16 = 1/8
§8 .2 定量金相的基本方法
三、截线法
截线法是用有一定长度的刻度尺来测量 单位长度测试线上落在待测相上的线段长 度的总长L，然后除以测试线总长度LT，即 得待测相百分数LL= L/LT
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
2、基本方程 (3) LV = 2 PA
①单位测试体积中被测相的线长与单位测 试面积中被测相所占的点数之间的关系
②通过测量单位测试面积中被测相所占的 点数，可以计算出不能直接测量的量LV
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
δ = σ/ n
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用
五、自动图像分析仪的应用
成像系统
扫描系统 组 检测器 成 图像处理器
贮存器 显示屏 电传打印机
自动图像分析仪结构示意图
显示器
试样移动 成像系统 扫描器
探头 计算机
数据处理
打印机 计算器
中央处理机
程序控制器
中央处理机
输出 设备
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用 五、自动图像分析仪的应用
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
金相定量 分析测量？
材料组织的：
点数(P) 线长(L) 平面面积(A) 曲面面积(S) 体积(V) 物体的个数(N)
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
1、基本符号 表示被测量与测试用的量(用下标T表示)
用4×4网格覆盖在组织图片上， 石墨落在网格内点数P =1/2+1/2+1=2 网格测试点的总数 PT =16 ， 因此 Vv = Pp = P/PT = 2/16 = 1/8
§8 .2 定量金相的基本方法
三、截线法
截线法是用有一定长度的刻度尺来测量 单位长度测试线上落在待测相上的线段长 度的总长L，然后除以测试线总长度LT，即 得待测相百分数LL= L/LT
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
2、基本方程 (3) LV = 2 PA
①单位测试体积中被测相的线长与单位测 试面积中被测相所占的点数之间的关系
②通过测量单位测试面积中被测相所占的 点数，可以计算出不能直接测量的量LV
§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
δ = σ/ n
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用
五、自动图像分析仪的应用
成像系统
扫描系统 组 检测器 成 图像处理器
贮存器 显示屏 电传打印机
自动图像分析仪结构示意图
显示器
试样移动 成像系统 扫描器
探头 计算机
数据处理
打印机 计算器
中央处理机
程序控制器
中央处理机
输出 设备
§8 .3 定量分析在材料研究中的应用 五、自动图像分析仪的应用
金相分析技术ppt课件ppt课件
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新 的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消 除的过程。
21
回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
22
回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压 力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样 无法磨平。
3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织 变化。
4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成45°角，以免在磨光及抛光 时将砂纸和抛光织物划破。
Al－Mg2Si相图
15
Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
23
回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
24
晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺 性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械 性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高， 在热处理和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机 械性能和工艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸 工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。金属材料的 强度在很大程度上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式 所描述的强度和晶粒尺寸之间的函数关系：
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回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
22
回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压 力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样 无法磨平。
3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织 变化。
4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成45°角，以免在磨光及抛光 时将砂纸和抛光织物划破。
Al－Mg2Si相图
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Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
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回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
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晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺 性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械 性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高， 在热处理和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机 械性能和工艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸 工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。金属材料的 强度在很大程度上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式 所描述的强度和晶粒尺寸之间的函数关系：
材料分析技术(金相分析技术) PPT
XJZ-1型金相显微镜的光学原理
(2) 照明系统 照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等。
XJL-02型立式金相显微镜明场照明系统
a. 光源 光源应具有足够的发 光强度且要求发光均 匀，发热程度要低并 易于对亮度、位置进 行调节。色温希望高 和光谱连续性好。 光源一般有低压钨丝 灯、卤钨灯、氙灯、 超高压汞灯和碳弧灯 几种。光源的照明方 式有科勒照明和临界 照明之别。
4×型金相显微镜的机械结构 1—载物台 2—镜臂 3—物镜转换器4—微动座 5—粗动 调焦手轮 6—微动调焦手轮 7—照明装置 8—底座 9— 平台托架 10—碗头组 11—视场光阑 12—孔径光阑
(1) 光学系统 由灯泡发出的一束光
线，经过透镜组、反光镜 会聚于孔径光阑，随后经 过聚光镜，再将光线聚焦 在物镜后焦面，最后光线 投射到试样上。从试样磨 面反射回来的光线复经物 镜、辅助透镜、半反射镜 及棱镜造成一个放大倒立 的实像，由目镜再次放大 在明视距离处形成虚象。
材料分析技术(金相分析技术)
第一章 光学金相显微镜 的结构与使用
金相显微镜的构造与使用按 结构型式分为：台式、立式 、卧式。此外还有紫外、红 外、高温、低温、偏光、相 衬、干涉等各种特殊用途的 金相显微镜。
任何一种金相显微镜均 主要由光学系统、照明系统 、机械系统、附件装置(包括 摄影或其它装置)组成。
暗场照明
(3) 光阑 光阑分为孔径光阑和视场光阑。 孔径光阑。孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和 控制进入光学系统的光通亮。 缩小孔径光阑，孔径角变小，这时光束只通过物镜 的中心部分，利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能 提高景深，提高相的衬度。 但孔径角小，会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔 径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。 为了充分发挥物镜的分辨能力，又能兼顾景深，获得
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。
金相分析方法ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
金相显微镜的放大倍数
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
金相分析是人们通过金相显微镜来研究金 属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和 性质的一种方法，它在金属材料研究领域中占 有很重要的地位。
利用金相显微镜在专门制 备的试样上放大100-1500倍 来研究金属及合金组织的方法 称为金相显微分析方法。
（4）转动初调焦手轮，降低载物台使试样观察表面接近物镜，但切勿相碰 以免损坏物镜；然后相反方向转动初调焦手轮，升起载物台，使能看到清 晰物像为止。
（5）适当凋节孔径光阑和视场光阑，以获得最理想的物像。
（6）观察结束应及时切断照明电源。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
3、抛光
机械抛光是当前应用最广的抛光方法，它是在专门的金相试样抛光机 上进行的。细磨后的试样经冲洗（避免粗磨粒带入抛光工序）后，将其磨 面轻轻地置于抛光盘上进行抛光。
抛光用的织物可用粘结剂粘在抛 光盘表面，也可用套圈箍紧在抛光盘 上。织物的作用是保存抛光剂和摩擦 磨面使之光亮。
抛光粉有不同粒度，分成W7、 W5、W3直到W0.25等。W7表示最 粗磨粒直径为7μm；如此类推。
金相实验报告课件ppt
观察样品的组织结构
通过金相显微镜可以观察到样品的组织结构，如相组成、晶界、位 错等。
分析样品的力学性能
通过观察样品的组织结构可以分析样品的力学性能，如硬度、韧性 、强度等。
金相显微镜的拍照和记录
拍照方法
通过金相显微镜的拍照功 能，可以将观察到的样品 形貌和组织结构拍摄成照 片。
记录方式
拍照后可以将照片保存到 计算机中，也可以将照片 打印出来进行记录。
珠光体
由铁素体和渗碳体组成的片状 结构，具有较好的综合力学性
能。
金相组织与材料性能的关系
1 2
强度和硬度
金相组织中的相组成和相对含量决定了材料的强 度和硬度。例如，渗碳体含量增加会使材料硬度 提高。
塑性和韧性
铁素体含量较多的材料表现出较好的塑性和韧性 ，而硬脆的渗碳体则会导致材料脆性增加。
3
耐腐蚀性
包括照明系统、观察目镜、物镜、载 物台、调焦系统等部分。
金相显微镜的放大倍数取决于物镜和 目镜的放大倍数，一般可达到1000倍 。
金相显微镜的使用方法
首先将样品放置在载物台上，通过调 焦系统调整焦距，然后打开照明系统 ，通过观察目镜和物镜观察样品。
金相显微镜的观察和分析
观察样品的表面形貌
通过金相显微镜可以观察到样品的表面形貌，如晶粒大小、表面 粗糙度等。
其金相组织。
加工工艺
材料的加工工艺也会影响其金相 组织的形成和演变。例如，轧制 和锻造等工艺会改变材料的晶粒 尺寸和取向，从而影响其力学性
能。
06
实验结果分析和讨论
实验数据的整理和计算
实验数据的整理
01
将实验过程中收集的数据进行分类、排序和整理，以便于后续
的计算和分析。
通过金相显微镜可以观察到样品的组织结构，如相组成、晶界、位 错等。
分析样品的力学性能
通过观察样品的组织结构可以分析样品的力学性能，如硬度、韧性 、强度等。
金相显微镜的拍照和记录
拍照方法
通过金相显微镜的拍照功 能，可以将观察到的样品 形貌和组织结构拍摄成照 片。
记录方式
拍照后可以将照片保存到 计算机中，也可以将照片 打印出来进行记录。
珠光体
由铁素体和渗碳体组成的片状 结构，具有较好的综合力学性
能。
金相组织与材料性能的关系
1 2
强度和硬度
金相组织中的相组成和相对含量决定了材料的强 度和硬度。例如，渗碳体含量增加会使材料硬度 提高。
塑性和韧性
铁素体含量较多的材料表现出较好的塑性和韧性 ，而硬脆的渗碳体则会导致材料脆性增加。
3
耐腐蚀性
包括照明系统、观察目镜、物镜、载 物台、调焦系统等部分。
金相显微镜的放大倍数取决于物镜和 目镜的放大倍数，一般可达到1000倍 。
金相显微镜的使用方法
首先将样品放置在载物台上，通过调 焦系统调整焦距，然后打开照明系统 ，通过观察目镜和物镜观察样品。
金相显微镜的观察和分析
观察样品的表面形貌
通过金相显微镜可以观察到样品的表面形貌，如晶粒大小、表面 粗糙度等。
其金相组织。
加工工艺
材料的加工工艺也会影响其金相 组织的形成和演变。例如，轧制 和锻造等工艺会改变材料的晶粒 尺寸和取向，从而影响其力学性
能。
06
实验结果分析和讨论
实验数据的整理和计算
实验数据的整理
01
将实验过程中收集的数据进行分类、排序和整理，以便于后续
的计算和分析。
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光学金相显微镜的放大原理示意图
经物镜放大
后的一次像 A/B/是一个 倒立实像
一次像A/B/都应落
在目镜的一倍焦距 （f 2）之内，它再 经目镜放大则成为
一个正立的虚像 A//B//。
金相试验方法
光学金相显微镜的使用
明场照明特点 光线垂直地射向试样表面，得到在发亮的背底上衬
出黑色像的映像。有凹凸不平处无阴影产生，得到 清晰平坦的影像 衬度低、缺乏立体感
金相样品的制备
• 镶嵌 当样品小,试样形状复杂,需要边缘 保护时,我们对样品进行镶嵌.
• 优质镶嵌的标准:表面无污染,选择 与试样相适应的镶嵌料.一般常用 牙托粉作为镶嵌料
金相样品的制备
• 热镶嵌 质量及硬度优于冷镶嵌 单个镶嵌速度快 尺寸标准
• 冷镶嵌 用于脆性易碎试样 大量快速镶嵌 用于真空镶嵌 可镶嵌任意形状试样
自动磨抛机 型号为Φ30的夹头
金相样品的制备
磨粒粒度大于100μm时的磨光称为粗磨，粒度在10-100μm之间可看 成是细磨，当磨粒粒度小于1μm时的磨削过程就叫抛光。
（1）粗磨 用砂轮切割、锯等方法截取的试样，表面极为粗糙，可 采用金相砂轮机进行粗磨；对于较软的材料，则可用锉刀挫平。但 在粗磨过程中应注意试样的温度，不能使温度超出能使组织保持原 状的温度范围，因此应对试样进行适当的冷却。同时，粗磨时不宜 施加过大的接触力，因为压力太大会造成较厚的变形层，不易在后 面的磨削过程中去除。
抛光膏有不同粒度，分成W7、 W5、W3直到W0.25等。W7表示 最粗磨粒直径为7μm；如此类推。
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
金相样品的制备
腐蚀分类：化学腐蚀、电解腐蚀、光学浸蚀、物理浸蚀。 化学腐蚀的原理：化学溶解过程。纯金属或单相均匀的固溶 体化学腐蚀方式;两相组织化学腐蚀方式; 常用化学腐蚀方法
带有摄影仪的金相显微镜
钢铁的金相组织及检验
钢铁
铸铁
工模具钢
焊接件
特种钢
铸铁的金相组织及检验
• 铸铁分类：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸 铁、 球墨铸铁、蠕墨铸铁。
• 铁碳相图：随铸铁的化学成分和冷却条件 不同,碳可能以两种形式存在,一种是化合态 的渗碳体,另一种为结晶态的石墨.Fe3C 3Fe+C .
金相分析学习报告
报告人:
学习过程
金相样品的制备 金相试验方法
在光学显微镜下， 研究金属材料组织 形态规律的科学， 谓之金相学
钢铁的金相组织及检验
有色金属的金相组织及检验
金相样品的制备
• 样品制备的目标 获得真实的组织结构
• 试样制备要求 代表性、保留所有的组织结构、表面平整
• 步骤 切取 镶嵌 研磨 抛光 腐蚀 显微观察
铸铁的金相组织及检验
• 灰铸铁的金相组织是由金属基体和片状石墨 所组成的,有时还会有磷共晶出现.
• 石墨的分布形状
片 状
菊 花 状
块 片 状
枝 晶 点 状
枝 晶 片 状
星 状
其中以片状为最常见,此类铸铁的性能也较好; 而菊花状型由于石墨聚焦分 布,使铸铁强度有所降低;块片状型铸铁性能显著恶化;枝晶点状由于其石墨 密集分布,故有损于铸铁的力学性能;枝晶片状型由于石墨分布更明显的方 向性,对性能不利;星状型属于正常的合格组织.
（2） 细磨 粗磨后试样的表面仍很粗糙，且都留下严重的变形层，可借 助于不同粒度金相砂纸的多道磨光，使表面不平程度变小，变形层减小 到最薄程度。
金相样品的制备
抛光
机械抛光是当前应用最广的抛光方法，它是在专门的金 相试样抛光机上进行的。细磨后的试样经冲洗（避免粗磨粒 带入抛光工序）后，将其磨面轻轻地置于抛光盘上进行抛光。
暗场照明特点 入射磨面的光线不先经过物镜，减少了反射及炫光
现象，减少了像差，衬度好于明场，像的颜色自然 而均匀
金相试验方法
一、根据合金成分，结合状态判断合金中可能出现的组成相； 二、根据合金的加工工艺过程，结合相变和加工条件，估计加工后 各种组成相的状态； 三、选取典型部位的试样通过磨制、 抛光并腐蚀制备出合乎要求的金相 试样； 四、在显微镜下先采用一般的明场 分析，从低倍到高倍进行观察； 五、将试样放在带有摄影系统的金 相显微镜下摄下图象。
金相样品的制备
切取方法：1.尽量采用锯、车、铇的方法截取。
2.截取试样的部位应在缺陷可能出现最严重部位截取。 3.气割取样时为消除过热引起的不良组织、需留不小 于10mm的加工余量。 4.若是剪切取样，需留5mm的加工余量，去除因剪切 引起的塑性变形组织。 5.试样尺寸一般为10X10mm或20X20mm，轴向不要 过高。
结构钢的金相检验主要为：
鉴别各种热加工处理后的显微组织，鉴别和评 定钢中非金属夹杂物的类型、形态和数量,检验 钢的晶粒度等;
结构钢的金相组织及检验
• 碳素结构钢：
低碳结构钢：基体为铁素体及片状珠光体的混合组织。 中碳结构钢：具有铁素体及片状珠光体组织，含碳量提高， 片状珠光体增多硬度和强度也随之升高。淬火后可得到马 氏体，经回火后可以得到均匀分布或保持马氏体位向分布 的索氏体组织。下图为10号钢退火处理后的金相图
金相样品的制备
金相试验方法
金相检验的分类
宏观检验；100倍以下观察
战
冶金缺陷和加工制造引入的缺陷：
略 指
气孔、缩孔、夹渣、裂纹、折叠；
导
锻件的变形流线等
微观检验：100倍以上观察
材料晶粒、夹杂物分布、带状 组织、第二相质点大小、形状 和分布以及材料的金相组织等
金相试验方法
AB表示待放大的物体， 它置于物镜的一至二倍焦距 之间（f 1为物镜前焦距）。
• 影响石墨化因素:成分及冷却速度的影响
促进i Ni Cu P Co Zr Zb W Mn Mo S Cr V Fe Mg Ce B
铸铁的金相组织及检验
• 白口铸铁分为冷硬白口铸铁和高铬白口铸铁。 • 冷硬白口铸铁表面一定深度内形成白口层（细
密的莱氏体），向内冷速稍慢形成麻口层（渗碳 体、珠光体和片状石墨），心部冷速进一步下降， 形成灰尘口层（珠光体和片状石墨）； • 高铬白口铸铁的铸态组织一般是共晶碳化物、 马氏体和奥氏体，还有托氏体等；
铸铁的金相组织及检验
灰铸铁金相图片
片状型石墨、呈弯曲片状、 分布均匀，无方向性
100x
100x
菊花状石墨、中心为点状、 周围向外辐射弯曲的片状，
形如菊花
结构钢的金相组织及检验
结构钢
碳素结构钢(铁素体在显微镜下晶粒光滑 平整)
低合金结构钢(在碳素结构钢的基础上添 加少量合金元素的钢,屈服点比其高25150%以上,晶粒不平整,有凸起浮雕))