【知识】钢的金相微观组织解析，收藏学习！
材料的金相检验主要目的是检查微观缺陷，如脱碳层的深度、夹杂物和金相组织形态等。材料的表面缺陷如折迭、凹坑等则可以通过金相检验进一步定量地确定缺陷的深度。原材料金相检验的试样一般取纵横两个截面。
横截面的检查项目主要有
1)试样自外层边缘到中心部位金相组织的变化，有否偏析石墨碳及其他异常组织；
2)表面缺陷的检查如脱碳、折迭、凹坑的深度及在截面上的分布情况；
3)晶粒度大小的测定、非金属夹杂物在整个截面的分布。
纵截面的检查项目主要有
1)材料的带状组织；
2)非金属夹杂物在纵向的分布情况；
3)观察晶粒度的拉长程度。
金相检验的取样部位一般取材料的两个端头，因为这一部位往往是缺陷比较集中的地方，对于热轧材料可通过砂轮切割或其他方法截取试样，线径较细的材料试样截取后要经过镶嵌后才能观察。
碳钢热处理后的显微组织
碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。在缓慢冷时(相当于炉冷)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2时(相当于空冷)，得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到V3时(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至V4、V5，(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后，瞬时转变成马氏体。其中与C曲线相切的冷却速度(V4)称为淬火的临界冷却速度。
表3.1
共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能
亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。随着冷却速度的增大，即V3>V2>V1时，奥氏体的过冷度逐渐增大，析出的铁素体越来越少，而珠光体的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。因此，V1的组织为铁素体+珠光体；V2的组织为铁素体+索氏体；V3的组织为铁素体+屈氏体。当冷却速度为V4时，析出很少量的网状铁素体和屈氏体(有时可见到少量贝氏体)，奥氏体则主要转变为马氏体和屈氏体(如图3-3)；当冷却速度V5，超过临界冷却速度时，钢全部转变为马氏体组织(如图3-6，3-7)。
铜及铜合金的金相组织分析
一）结晶过程的分析
结晶是以树枝状的方式生长，树枝状的结晶容易造成夹渣外，通常形成显微疏松。
取决于模壁的冷却速度外，还取决于合金成分、熔化与浇注温度等。
（二） 宏观分析中常见缺陷
在浇注过程中往往产生缩孔、疏松、气孔、偏析等缺陷。
浇注温度和浇注方式的影响，铸锭、紫铜中容易出现气孔和皮下气孔。
由于合金元素的熔点、比重不一，熔炼工艺不当造成铸锭的成分偏析。
铸造时热应力可产生裂纹。
浇注工艺不当（浇注温度过低），浇注时金属液的中断会造成冷隔。
（三） 微观分析
与铜相互作用的性质，杂质可分三类：
1. 溶解在固态铜中的元素（铝、铁、镍、锡、锌、银、金、呻、锑）。
2. 与铜形成脆性化合物的元素（硫、氧、磷等）。
3. 实际上不溶于固态铜中与铜形成易熔共晶的元素（铅、铋等）。
铋与铜形成共晶呈网状分布于铜的基体上，淡灰色。
铅含量很少时和铋一样呈网状分布于晶界，其颜色为黑色；
铅含量大时在铜的晶粒间界上呈单独的黑点。
暗场观察：铅点呈黑色，孔洞为亮点。
硫与氧的观察：均与铜形成化合物（ Cu2S Cu2O，又以共晶形式（Cu2S+ Cu、
Cu20+ CU分布在铜的晶界上。
氯化高铁盐酸水溶液浸蚀： Cu20变暗，Cu2S不浸蚀。
偏振光观察：Cu20呈暗红色。
QJ 2337-92
铍青铜的金相试验方法
金相分析晶粒度检测金属显微组织分析，晶粒度分析， GB/T 6394-02
金属平均晶粒度测定方法 ASTM E 112-96 （ 2004）
金属平均晶粒度测定方法 YS/T 347-2004
铜及铜合金平均晶粒度测定方法
GB/T13298-91
金属显微组织检验方法
GB/T 13299-91
钢的显微组织评定方法
GB/T 10561-2005
钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法
ASTM E45-05
钢中非金属夹杂物含量测定方法
GB/T 224-87
金相组织分析原理
采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。
通俗的说就是热处理后会得到不同的组织，每种组织有自己的形貌特征。每种组织的耐腐蚀性也有差异，因此通过制样，腐蚀，微观组织会出现不同的衬度或者说灰度，也就是说腐蚀后的金相试样微观表面是坑坑洼洼的，很多沟壑。这样我们就能在金相显微镜下区分和识别各种组织了。
1．原材料检验：对原材料的冶金质量情况如偏析、非金属夹杂物分布类型与级别检查；对铸造材料的铸造疏松、气孔、夹渣组织均匀性检查；对锻造件的表面脱碳、过热、过烧、裂纹、变形等情况检查。
2．生产过程中的质量控制：金相分析可以提供调整工序及修改工艺参数的根据,指导生产,如热处理淬火加热温度、保温时问、冷却速度等是否合适（正确）；化学表面热处理工艺参数的控制；锻造的起始和终锻温度是否合适等。
3．产品质量检验：有些机械零件或产品除要求机械性能、物理性能指标外,有的还要求显微组织参数,作为质量评定的技术指标之一。
4．失效分析：金相组织分析方法在机械失效分析方面广泛应用，对一些常见的弊病鉴定很方便。如机件表面脱碳、显微裂纹的形貌及分布特征、化学热处理缺陷、热处理后的不正常组织、晶界脆性相析出等，这些金相分析的结果常作为故障分析的根据。
金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。将计算机应用于图像处理，具有精度高、速度快等优点，可以大大提高工作效率。
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目 录
1 绪论.............................................................. 1
1.1断口分析的意义............................................... 1
1.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析 .............................. 1
1.3研究方法和实验设计........................................... 3
1.4预期结果和意义............................................... 3
2 实验过程.......................................................... 4
2.1 生产工艺 .................................................... 4
2．1.1 加料.................................................. 4
2.1.2 精炼................................................... 4
2.1．3 保温、扒渣和放料...................................... 5
2.1. 4 单线除气和单线过滤.................................... 5
2.1. 5连铸 .................................................. 6
2.2 实验过程 .................................................... 6
