5不锈钢和耐热钢的金相组织及检验PPT课件
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
马氏体不锈钢
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
n 为30Crl3钢原 材料退火状态， 用氯化高铁盐 酸水溶液侵蚀， 组织为点状和 球状珠光体及 沿晶界呈断续 分布的二次碳 化物
马氏体不锈钢
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
n 40 Cr13钢 200～250℃ 低温回火，回 火马氏体及细 颗粒碳化物。
n 900
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℃以上加热，晶粒会涨大，且不能细化，不需锈钢控和耐制热温钢的度金相。组织及检验
1Cr17钢
n 加热到 900℃后空 冷的组织 为铁素体 ＋沿轧制 方向分布 碳化物。
铁素体不锈钢
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
1Cr17钢
n 淬火后组织 为铁素体＋ 低碳马氏体
弥散分布的金属间化合物。
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
奥氏体不锈钢
n 基本成分为Cr： 14～17％， Ni≤7％及少量 钼、铝、铜等。
固溶处理后组织为 奥氏体＋少量铁 素体。
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
奥氏体-铁素体不锈钢
成分、牌号、特点 成分：在铬镍系不锈钢基础上增加铁素体形成元素（Cr、Mo）减少奥
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不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
组织与相的鉴别方法
A与F：A有孪晶组织，F呈带状或枝晶分布 n 赤血盐氢氧化钾溶液。F玫瑰色、A光亮色 n 热染法（500℃） F亮黄色、A浅兰色 n 氢氧化钾水溶液（电解） F灰色、A白色 碳化物与σ相 n 碱性高锰酸钾：浅侵蚀碳化物为浅棕色、 σ相橘红色；深侵蚀碳
马氏体不锈钢
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常用金属材料ppt课件
表1-3 碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能
化学成分(质量分数,%)
力学性能
牌号
质量 等级
C
Si
S
P
Mn
σsห้องสมุดไป่ตู้
σb δ(%)
不大于
/MPa /MPa
Q195
——
0.06~0 .12
0.25~ 0.50
0.03
0.050
0.0 45
195
315~ 430
33
Q215
A
0.09~0 0.25~ .15 0.55
(1)白口铸铁
白口铸铁：碳以游离碳化物的 形式析出的铸铁，断口呈白色。 白口铸铁硬而脆，难以加工， 很少用来制造零件，有时利用 其硬而耐磨的特点制造某些耐 磨零件，如球磨机的衬板、磨 球等。
耐热性能的钢称作耐热钢。
3.钢的牌号和应用
(1)非合金钢
1)普通碳素结构钢（p28） 牌号： 例如 Q235F
“Q” 表示屈服点， “235” 表示屈服点值为235MPa, “F” 表示脱氧方法（沸腾钢）。 用途 ： 碳素结构钢w(C)为0.06%~0.38%。 主要用来制造一般工程结构和普通机床零件， 通常轧制成各种型材、板材和线材等。
如钻头、绞刀、量块和冲模等。
(4)铸钢
将熔炼好的钢液直接铸成零件毛坯，不再进行锻造的钢件称 铸钢件。 性能特点：铸钢的综合性能和焊接性能均优于铸铁， 用途：主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的构件。 如锻锤机架、齿轮、轧辊等。 在各类铸造合金中， 铸钢的应用仅次于铸铁。
主要分为：铸造碳钢和 铸造合金钢。
铁素体 +石墨
铸铁组织
铁素体 +珠光体 +石墨
金属材料的显微组织观察(PPT51页)
回火马氏体
常用的铁素体不锈钢的含碳量低于0.15%,含铬量为12～30%， 典型钢号有0Cr13、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等，其显微组织 始终是单相铁素体组织。图为0Cr17的退火组织。
在含18%Cr的钢中加入8～11%Ni，就是的奥氏体不锈钢， 如1Cr18Ni9是最典型的钢号。这类钢由于镍的加入，扩大了 奥氏体区域，从而在室温下就能得到亚稳的单相。18-8型不 锈钢在退火状态下呈现奥氏体+碳化物的组织，碳化物的存在， 对钢的耐腐蚀性有很大损伤，故通常采用固溶处理方法，即 把钢加热到1100 ℃后水冷，使碳化物溶解在高温下所得到的 奥氏体中，再通过快冷，就在室温下获得单相的奥氏体组织。 但在450～850℃加热，或在焊接时，由于在晶界析出铬的碳 化物（Cr23C6）,使晶界附近的含铬量降低，在介质中会引起 晶间腐蚀。
热处理实验
碳钢热处理后的组织 铸钢、铸铁的组织 不锈钢、耐热钢的组织 铝合金、铜合金的组织 轴瓦合金的组织
20 -930℃
钢
淬 火
含碳量小于0.25%的非合金钢（碳素钢）或低碳低合金结构钢经强烈淬火，获得 80%以上甚至100%的低碳马氏体组织，这类钢统称为低碳马氏体钢。一般情况下， 含碳量在0.15%-0.25%范围内的钢淬火强化效果好，综合力学性能高。
属二元铝-硅合金，又名硅铝明，含Si%=10~13%。
共晶硅
α固溶体
初晶硅 基体α相
（α+Si）共晶体
未变质处理
已变质处理
图14-1 ZL102合金为未变质的显微组织
图14-2 ZL102合金为变质的显微组织
Al-Si合金变质前后的铸态组织
相图下部自左至右分别有 α βγ δ εη 六个单相区，这六个相 都是固相，其中α 向η 相是固溶体， βγ δ ε都是金属化合物。液相和固 相，固相和固相之间是两相区， 合金在这些区域是两相共存。液 相区的下界限相当于不同成分合 金的凝固点，或者熔点，可以看 出，液相区的下界限从左到右逐 渐降低，也就是说，合金的含锌 量越多，合金的凝固点越低。此 外，液相区下面存在着几个液相 和固相共存的区域，也就是说， 合金的凝固不是恒温进行，结晶 过程是在一个温度范围内进行的， 固—液两相共存区域的垂直距离 越大，合金结晶的温度范围越大， 这种合金在结晶石的流动性就差 一些。
金相实验技术
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-102m 数量级(常规放大倍率在1000倍及以下)，主要反映和表征 构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶 ）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、 形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。
2021/1/20
金相检验概述
2021/1/20
金相检验概述
金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以生存与 发展的基础。 钢铁材料的微观组织结构是沟通材质、工艺和性能 之间的桥梁，它与材质、工艺、性能之间关系的研究是 贯穿百年钢铁材料研究和开发的主题。 钢铁材料性能的多样性与其组织结构多样性密不可分。 奥氏体、铁素体、珠光体、马氏体、贝氏体以及各种第 二相等构成了钢铁材料复杂多变、缤纷多姿的组织世界。
2021/1/20
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.
2021/1/20
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
检查。适用于地质岩相和
• 由于压痕尺度较小，必需在显 微镜下进行测量；并且施加的 载荷较小，故称为显微硬度。
• 显微硬度用途：各种化学热处 理渗层和表面镀层的硬度；显 微组织中某个组织或相的硬度 ；特软或特硬材料的硬度。
2021/1/20
显微硬度测试——原理及用途
压头类型及显微硬度值
• 维氏—正方锥体压头 • 努氏—菱面锥体压头 • 维氏显微硬度值：
2021/1/20
DIC照明原理图
金相显微镜
17CrNiMo6金相明场像
2021/1/20
金相检验概述
2021/1/20
金相检验概述
金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以生存与 发展的基础。 钢铁材料的微观组织结构是沟通材质、工艺和性能 之间的桥梁，它与材质、工艺、性能之间关系的研究是 贯穿百年钢铁材料研究和开发的主题。 钢铁材料性能的多样性与其组织结构多样性密不可分。 奥氏体、铁素体、珠光体、马氏体、贝氏体以及各种第 二相等构成了钢铁材料复杂多变、缤纷多姿的组织世界。
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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.
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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
检查。适用于地质岩相和
• 由于压痕尺度较小，必需在显 微镜下进行测量；并且施加的 载荷较小，故称为显微硬度。
• 显微硬度用途：各种化学热处 理渗层和表面镀层的硬度；显 微组织中某个组织或相的硬度 ；特软或特硬材料的硬度。
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显微硬度测试——原理及用途
压头类型及显微硬度值
• 维氏—正方锥体压头 • 努氏—菱面锥体压头 • 维氏显微硬度值：
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DIC照明原理图
金相显微镜
17CrNiMo6金相明场像
不锈钢与耐热钢金相检验
不锈钢与耐热钢金相检验引言不锈钢和耐热钢是常用的金属材料，常用于制造机械零件、石油化工设备、核工业等领域。
金相检验是一种常用的检验方法，可以通过观察材料的组织结构来评估材料的质量和性能。
本文将介绍不锈钢和耐热钢金相检验的原理、方法和应用。
不锈钢的金相检验原理不锈钢是一种含有至少12%铬的合金，具有良好的抗腐蚀性能。
金相检验可以通过显微镜观察不锈钢的晶粒和相组成，评估不锈钢的抗腐蚀性能、硬度等性能。
方法进行不锈钢金相检验的步骤如下：1.采集不锈钢样品，并进行打磨和抛光处理，以便观察材料的组织结构。
2.用显微镜观察样品的金相结构，可以使用光学显微镜或电子显微镜。
3.观察样品的晶粒大小、相含量、相分布等特征，并进行记录和分析。
4.根据金相观察结果，评估不锈钢的质量和性能，比如抗腐蚀性能和机械性能。
应用不锈钢金相检验广泛应用于以下领域：1.制造业：用于评估不锈钢材料的质量和性能，确保产品符合标准要求。
2.石油化工：用于检验不锈钢管道和储罐等设备的抗腐蚀性能。
3.食品加工：用于评估不锈钢机械设备的卫生性能。
4.医疗器械：用于检验不锈钢器械的材料质量和表面加工质量。
耐热钢的金相检验原理耐热钢是一种能耐受高温环境的钢材，主要用于制造高温设备和耐火材料。
金相检验可以通过观察耐热钢的相组成和显微结构来评估材料的高温性能。
方法进行耐热钢金相检验的步骤如下：1.采集耐热钢样品，并进行打磨和抛光处理，以便观察材料的组织结构。
2.使用显微镜观察样品的金相结构，可以使用光学显微镜或电子显微镜。
3.注意观察样品的结构稳定性和相分布情况，评估耐热钢在高温环境下的性能。
4.根据金相观察结果，评估耐热钢的质量和性能，比如抗氧化性能和耐火性能。
应用耐热钢金相检验广泛应用于以下领域：1.火力发电：用于评估耐热钢管道和锅炉等设备的高温性能。
2.航空航天：用于检验耐热钢材料的高温稳定性和变形情况。
3.冶金行业：用于评估耐火材料的材料质量和耐久性。
不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
铁素体不锈钢
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马氏体不锈钢
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成分、牌号、特点 成分：含Cr12～14%，含C：0.1～0.4%，Cr13型。 常用牌号：12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13等。 特点：含碳量较高，淬火后得到马氏体组织；有较高的强度、硬度、耐
Mn :与Ni作用相似，稳定A元素，减少δ铁素体的
含量，可以代替Ni。 Copyright © by ARTCOM PT All rights reserved.
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单合金元素的作用
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Ti、Nb :F形成元素，强化铁素体，优先于Cr与C结 合生成TiC、NbC
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分类
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按金相组织划分(GB/T13304-1991) F、M、A、A-F、PH
按合金元素种类划分 Cr、Cr-Ni、Cr-Ni-Mo、 Cr-Mn-Ni
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特点及用途
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良好耐腐蚀性、氧化性、 优异的力学性能、物理性能、工艺性能 化工、能源、机械、轻工等行业得到广泛的应用
。
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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
10/8/2023
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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
关于几种常见不锈钢的金相检验
201信息技术与机电化工一、不锈钢的基本概念不锈钢指在大气、酸、碱和盐等溶液，或者在其他腐蚀介质中具有良好的化学稳定性的钢的总称。
它具有良好的耐腐蚀、氧化性能、力学性能、物理性能和工艺性能（铸造、压力加工、热处理、焊接）。
耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢称为不锈钢，将耐酸、碱和盐等腐蚀性强的钢为耐酸（蚀）钢。
在广义上来说，不锈钢也包括不锈耐热钢，即具有较好的抗高温氧化性（和高温强度）的不锈钢。
二、不锈钢中常见元素和合金元素作用不锈钢中最主要的有 C、Cr、Ni 三种元素。
C 是不锈钢中的强化元素，特别是马氏体不锈钢中的重要强化元素。
C 会强烈地促进奥氏体的形成。
但 C 极易与其他合金元素（如 Cr）生成碳化物（Cr，Fe）23C 6，并在晶界析出造成晶界贫铬，导致不锈钢的晶界腐蚀敏感性。
为此奥氏体不锈钢中需严格控制其含碳量，同时加入 Ti、Nb、Ta 等元素优先与 C 生成 TiC、NbC、TaC 等碳化物，以提高不锈钢的耐晶界腐蚀性能。
Cr 能溶入铁素体，扩大铁素体区，缩小、封闭奥氏体区，并提高钢中铁素体的电极电位。
但 Cr 易与 C 生成（Fe，Cr）7C 3和（Fe，Cr）23C 6等两种碳化物。
三、不锈钢中的其他相不锈钢中由于大量合金元素的加入而改变了其他相变特性，会出现了一些特定的组织相。
δ铁素体是不锈钢中较易出现的一种相。
δ铁素体也叫高温铁素体，表现出较高的脆性且易引发点腐蚀，在加工过程中易引发裂纹。
α相是一种 Fe、Cr 原子比例相等的 Fe-Cr 金属间化合物，硬而脆。
α相显著地降低钢的塑性、韧性、抗氧化性、耐晶界腐蚀性能，危害性较大，应尽力避免该相的出现。
四、不锈钢的金相检验（一）金相检验试样制备流程及注意事项流程：砂轮磨平—砂纸磨制—机械抛光。
奥氏体型不锈钢基体组织较软，韧性较高和易加工硬化，试样制备的难度较大，易产生机械滑移和扰乱金属层等组织假象而影响正常的金相组织分析和检验。
金相样品的制备与显微组织观察ppt课件.ppt
——常用配方：环氧树脂90g、乙二胺10g，还可以 加入少量增塑剂（磷苯二甲酸二丁脂）。
——对于不允许加热的试样、较软或熔点低的金属， 形状复杂的试样、多孔性试样等采用。
8
2. 磨光
❖ 粗磨：截取的试样表面凹凸不平，首先用40~60 目的砂轮进行初次整平（或用钢锉锉平）
➢ 粗磨时要防止样品过热，引起组织变化，常用 水冷却
一、实验目的
1. 了解金相样品的制备原理 2. 掌握金相样品的制备过程 3. 掌握金相样品制备设施的操作方法
1
二、实验内容和实验过程
磨光
取样
抛光
浸蚀
金相样品
2
1. 取样 （1）取样部位及检验面的选择原则
❖ 取样的部位及观察面应根据被检验材料或零件 的特点、加工工艺及检测目的来确定（代表性）
➢ 铸件：从表层到中心以及不同部位 ➢ 表面热处理（表面淬火、渗碳）：表层组织 ➢ 零件失效原因分析：失效部位、完好部位
17
➢ 随着抛光盘不停地旋转，抛光液中的Al2O3或 Cr2O3起砂粒磨削样品的作用，水起冷却作用
➢ 样品不停地被磨削直到原来砂纸的磨痕全部被抛 掉为止
➢ 粗抛光完成后进行细抛光，抛光剂为水，过程同 粗抛光，直到样品表面像镜面一样光亮为止
18
19
抛光用织物（帆布、尼纶或呢绒）作用
❖ 储存润滑剂，保证抛光顺利进行 ❖ 纤维或者绒毛与磨面的摩擦，使磨面平滑光亮 ❖ 纤维间隙储存抛光微粉 ——微粉部分露出表面，产生磨削作用，且阻止微
❖ 目前尚无确定的理论，一般认为和电解抛光类似 ❖ 特点：
➢ 设备、操作简单 ➢ 抛光表面易出现不平坦，高倍检验受限制，一般
与机械抛光相结合使用 ➢ 主要用于钢铁材料
——对于不允许加热的试样、较软或熔点低的金属， 形状复杂的试样、多孔性试样等采用。
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2. 磨光
❖ 粗磨：截取的试样表面凹凸不平，首先用40~60 目的砂轮进行初次整平（或用钢锉锉平）
➢ 粗磨时要防止样品过热，引起组织变化，常用 水冷却
一、实验目的
1. 了解金相样品的制备原理 2. 掌握金相样品的制备过程 3. 掌握金相样品制备设施的操作方法
1
二、实验内容和实验过程
磨光
取样
抛光
浸蚀
金相样品
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1. 取样 （1）取样部位及检验面的选择原则
❖ 取样的部位及观察面应根据被检验材料或零件 的特点、加工工艺及检测目的来确定（代表性）
➢ 铸件：从表层到中心以及不同部位 ➢ 表面热处理（表面淬火、渗碳）：表层组织 ➢ 零件失效原因分析：失效部位、完好部位
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➢ 随着抛光盘不停地旋转，抛光液中的Al2O3或 Cr2O3起砂粒磨削样品的作用，水起冷却作用
➢ 样品不停地被磨削直到原来砂纸的磨痕全部被抛 掉为止
➢ 粗抛光完成后进行细抛光，抛光剂为水，过程同 粗抛光，直到样品表面像镜面一样光亮为止
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抛光用织物（帆布、尼纶或呢绒）作用
❖ 储存润滑剂，保证抛光顺利进行 ❖ 纤维或者绒毛与磨面的摩擦，使磨面平滑光亮 ❖ 纤维间隙储存抛光微粉 ——微粉部分露出表面，产生磨削作用，且阻止微
❖ 目前尚无确定的理论，一般认为和电解抛光类似 ❖ 特点：
➢ 设备、操作简单 ➢ 抛光表面易出现不平坦，高倍检验受限制，一般
与机械抛光相结合使用 ➢ 主要用于钢铁材料
不锈钢培训课堂PPT
25
1、奥氏体不锈钢：
如加入S，Ca，Se等元素，则具有良好的易切 削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有 Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、 尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或 含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅 的奥氏体不锈钢对浓硝酸有良好的耐蚀性。由于奥 氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行 各业中获得了广泛的应用。
20
7、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响
稀土元素 稀土元素应用于不锈钢，目前主要 在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和 Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素，可以消除 钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。 奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5％ 的稀土元素（铈镧合金），可显著改善锻造性 能。
铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元 素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元 素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵 抗腐蚀破坏的方面发展。
返回
6
1、铬在不锈钢中的决定作用
Cr的作用主要体现在两方面： ①铬使铁基固溶体的电极电位提高：当
Cr加入铁中形成固溶体，其电极电位随Cr量 增加呈突变式变化，铁电极电位的显著升高， 则腐蚀跳跃式显著减弱。不锈钢中的Cr含量 均大于12%
19
7、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响
硫和硒 在一般不锈钢中也是常有杂质元素。 但向不锈钢中加0.2～0.4％的硫，可提高不锈 钢的切削性能，硒也具有同样的作用。硫和硒 提高不锈钢的切削性能，是因为它们降低不锈 钢的韧性。同时，硫与硒均降低不锈钢的耐腐 蚀性能，所以实际应用它们作为不锈钢的合金 化元素的很少，而且要严格控制其含量。
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2、碳在不锈钢中的两重性
1、奥氏体不锈钢：
如加入S，Ca，Se等元素，则具有良好的易切 削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有 Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、 尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或 含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅 的奥氏体不锈钢对浓硝酸有良好的耐蚀性。由于奥 氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行 各业中获得了广泛的应用。
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7、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响
稀土元素 稀土元素应用于不锈钢，目前主要 在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和 Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素，可以消除 钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。 奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5％ 的稀土元素（铈镧合金），可显著改善锻造性 能。
铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元 素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元 素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵 抗腐蚀破坏的方面发展。
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1、铬在不锈钢中的决定作用
Cr的作用主要体现在两方面： ①铬使铁基固溶体的电极电位提高：当
Cr加入铁中形成固溶体，其电极电位随Cr量 增加呈突变式变化，铁电极电位的显著升高， 则腐蚀跳跃式显著减弱。不锈钢中的Cr含量 均大于12%
19
7、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响
硫和硒 在一般不锈钢中也是常有杂质元素。 但向不锈钢中加0.2～0.4％的硫，可提高不锈 钢的切削性能，硒也具有同样的作用。硫和硒 提高不锈钢的切削性能，是因为它们降低不锈 钢的韧性。同时，硫与硒均降低不锈钢的耐腐 蚀性能，所以实际应用它们作为不锈钢的合金 化元素的很少，而且要严格控制其含量。
9
2、碳在不锈钢中的两重性
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不锈钢和耐热钢的金相 组织及检验
中级班
1
不锈钢及其金相检验
• 不锈钢——在空气和弱腐蚀介质中抵抗腐 蚀的钢
• 耐酸钢——在酸、盐溶液等强腐蚀介质中 抵抗腐蚀的钢
统称不锈耐酸钢，简称不锈钢
2
• 金属腐蚀概念 化学腐蚀：金属和周围介质发生化学反映而
使金属损坏的现象。（不产生电流）
铸铁在高 温下氧化
3
32
• δ铁素体过高会影响力学性能，常需控制含 量
• 测量方法有：比较法，重量法
33
• σ相：是一种Fe、Cr原子比例相等的FeCr 金属间化合物，性能脆且硬
• 沿晶分布时，钢的塑性显著下降，若单独 分散分布，则有一定强化效果
34
耐热钢的金相组织及检验
• 在高温下具有高的抗氧化性能和较高强度 的钢称为耐热钢。
• 分为：抗氧化钢、热强钢 • 按显微组织可分为：珠光体耐热钢、马氏
体耐热钢、奥氏体耐热钢
35
• 珠光体耐热钢 • 适合300～500℃内长期使用。 • 热处理一般采用正火及高温回火，组织为
索氏体。
36
• 12CrMoV:原始组织为珠光体＋铁素体
37
• 经970℃～1020 ℃保温1h，空冷后740 ℃ 保温3h，回火后显微组织为回火贝氏体＋ 细珠光体＋铁素体
38
• 马氏体耐热钢 • 主要是中碳硅耐热钢和中碳硅铬钼耐热钢
பைடு நூலகம்39
• 4Cr9Si2： • 退火组织为铁素体＋均匀分布的细颗粒碳
化物
40
• 经1020～1040加热油淬后，组织为马氏体 ＋少量颗粒状碳化物
41
• 经700～780回火处理后，组织为保持马氏 体位向的回火索氏体
42
• 4Cr10Si2Mo钢 • 加Mo后钢的晶粒细化降低了钢的回火脆性 • 退火后组织为：珠光体＋碳化物 • 淬火后组织为：马氏体， • 回火后组织为：保持马氏体位向的回火索
11
12
13
• 2Cr13钢，淬火温度：980～1000 ℃，经 1050 ℃油淬后，组织为马氏体＋少量残余 奥氏体，经650 ℃回火后，组织为索氏体
14
15
• 3Cr13、4Cr13，淬火温度一般为1050℃～ 1100 ℃，淬火组织为马氏体＋未溶碳化物， 回火后组织为索氏体＋碳化物
16
20
21
• 稳定化处理：18-8型不锈钢加入钛和铌后， 经过稳定化处理，使TiC、NbC细小析出， Cr23C6完全溶解，可消除晶界腐蚀。稳定化 处理温度为略高于Cr23C6 的溶解温度，大 于850℃。
22
• 消除应力退火：目的是消除冷加工或焊接 后的残余应力。
• 晶界腐蚀和敏化处理： Cr23C6 的沿晶界析 出，使得周围区域贫铬，则该区域抗腐蚀 能力降低，易发生晶界腐蚀。 防止措施：减少含碳量、加入钛、铌。 重新固溶处理。
You Know, The More Powerful You Will Be
49
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
7
• 马氏体不锈钢
• 基本成分：Cr：12～17％
•
C：0.1～1.0％
•
Ni：0～4％
8
• Cr13钢： • 退火组织：铁素体＋碳化物 • 经锻造、焊接后，为改善加工性能及防止
开裂，进行去应力退火
9
10
• Cr13钢 • 0Cr13、1Cr13淬火温度：1000 ℃ ～
1050℃，组织为马氏体＋少量δ铁素体， 650 ℃回火后，组织为回火索氏体＋铁素体
50
氏体
43
• 奥氏体耐热钢 • 4Cr14Ni14W2Mo钢中的铬镍含量较多，在
室温就可得到奥氏体组织，该钢组织为奥 氏体＋碳化物，在800℃下能耐热不起皮
44
45
46
47
48
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
23
• 铁素体不锈钢 • 成分为Cr15％～30％，含碳量低，含有少
量钼、铌等，无镍
24
• 1Cr17钢 • 加热到900℃后空冷的组织为铁素体＋碳化
物。 • 淬火后组织为铁素体＋低碳马氏体
25
26
27
• 铁素体不锈钢在加热冷却时不发生相变， 所以不能采用热处理来强化。
• 400～550℃内长时间加热，耐蚀性下降， 出现脆化。加热至600 ℃，保温一小时后快 冷可消除
17
• 奥氏体不锈钢 • 基本成分为：Cr：18～25％，Ni：8～20％，
低碳及少量钼、铌、钛等
18
• 18-8型不锈钢：抗大气腐蚀、在强腐蚀型 环境中工作。
• 常用热处理：固溶处理、稳定化处理、消 除应力处理、敏化处理等
19
• 固溶化处理：加热至1000℃～1100 ℃，使 碳化物全部溶于奥氏体中，然后快冷至室 温，可得均以奥氏体组织，称为固溶处理
• 调整处理：目的是为了获得必要数量的马 氏体，从而使钢强化
• 时效处理：目的是使残余奥氏体变成马氏 体，及从马氏体中析出高度弥散分布的金 属间化合物。
31
• δ铁素体和σ相 • δ铁素体是在高温区域形成的相，形成原因
是加热温度过高，停留时间过久，化学成 分波动或形成铁素体与奥氏体的元素达不 到平衡等原因而形成。
• 900 ℃以上加热，晶粒会涨大，且不能细化， 需控制温度。
28
• 沉淀硬化不锈钢 • 基本成分为Cr：14～17％，Ni≤7％及少量
钼、铝、铜等。 • 固溶处理后组织为奥氏体＋少量铁素体
29
30
• 热处理工艺有：固溶处理、调整处理、时 效处理。
• 固溶处理：所得组织为奥氏体＋少量δ铁素 体，δ铁素体含量控制在5～15％
• 电化学腐蚀：金属与电解质溶液构成微电 池而引起的腐蚀。
4
5
• 提高金属抗蚀性的途径： ➢加入Cr、Ni、Si等合金元素，使钢在室温下
得到单相的固溶体 ➢加入的Cr、Ni等合金元素使钢表面形成致
密的氧化物防护膜 ➢减少或消除钢中存在的应力、组织和成分
不均匀现象
6
• 不锈耐酸钢的分类 铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、沉淀硬 化钢
中级班
1
不锈钢及其金相检验
• 不锈钢——在空气和弱腐蚀介质中抵抗腐 蚀的钢
• 耐酸钢——在酸、盐溶液等强腐蚀介质中 抵抗腐蚀的钢
统称不锈耐酸钢，简称不锈钢
2
• 金属腐蚀概念 化学腐蚀：金属和周围介质发生化学反映而
使金属损坏的现象。（不产生电流）
铸铁在高 温下氧化
3
32
• δ铁素体过高会影响力学性能，常需控制含 量
• 测量方法有：比较法，重量法
33
• σ相：是一种Fe、Cr原子比例相等的FeCr 金属间化合物，性能脆且硬
• 沿晶分布时，钢的塑性显著下降，若单独 分散分布，则有一定强化效果
34
耐热钢的金相组织及检验
• 在高温下具有高的抗氧化性能和较高强度 的钢称为耐热钢。
• 分为：抗氧化钢、热强钢 • 按显微组织可分为：珠光体耐热钢、马氏
体耐热钢、奥氏体耐热钢
35
• 珠光体耐热钢 • 适合300～500℃内长期使用。 • 热处理一般采用正火及高温回火，组织为
索氏体。
36
• 12CrMoV:原始组织为珠光体＋铁素体
37
• 经970℃～1020 ℃保温1h，空冷后740 ℃ 保温3h，回火后显微组织为回火贝氏体＋ 细珠光体＋铁素体
38
• 马氏体耐热钢 • 主要是中碳硅耐热钢和中碳硅铬钼耐热钢
பைடு நூலகம்39
• 4Cr9Si2： • 退火组织为铁素体＋均匀分布的细颗粒碳
化物
40
• 经1020～1040加热油淬后，组织为马氏体 ＋少量颗粒状碳化物
41
• 经700～780回火处理后，组织为保持马氏 体位向的回火索氏体
42
• 4Cr10Si2Mo钢 • 加Mo后钢的晶粒细化降低了钢的回火脆性 • 退火后组织为：珠光体＋碳化物 • 淬火后组织为：马氏体， • 回火后组织为：保持马氏体位向的回火索
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13
• 2Cr13钢，淬火温度：980～1000 ℃，经 1050 ℃油淬后，组织为马氏体＋少量残余 奥氏体，经650 ℃回火后，组织为索氏体
14
15
• 3Cr13、4Cr13，淬火温度一般为1050℃～ 1100 ℃，淬火组织为马氏体＋未溶碳化物， 回火后组织为索氏体＋碳化物
16
20
21
• 稳定化处理：18-8型不锈钢加入钛和铌后， 经过稳定化处理，使TiC、NbC细小析出， Cr23C6完全溶解，可消除晶界腐蚀。稳定化 处理温度为略高于Cr23C6 的溶解温度，大 于850℃。
22
• 消除应力退火：目的是消除冷加工或焊接 后的残余应力。
• 晶界腐蚀和敏化处理： Cr23C6 的沿晶界析 出，使得周围区域贫铬，则该区域抗腐蚀 能力降低，易发生晶界腐蚀。 防止措施：减少含碳量、加入钛、铌。 重新固溶处理。
You Know, The More Powerful You Will Be
49
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
7
• 马氏体不锈钢
• 基本成分：Cr：12～17％
•
C：0.1～1.0％
•
Ni：0～4％
8
• Cr13钢： • 退火组织：铁素体＋碳化物 • 经锻造、焊接后，为改善加工性能及防止
开裂，进行去应力退火
9
10
• Cr13钢 • 0Cr13、1Cr13淬火温度：1000 ℃ ～
1050℃，组织为马氏体＋少量δ铁素体， 650 ℃回火后，组织为回火索氏体＋铁素体
50
氏体
43
• 奥氏体耐热钢 • 4Cr14Ni14W2Mo钢中的铬镍含量较多，在
室温就可得到奥氏体组织，该钢组织为奥 氏体＋碳化物，在800℃下能耐热不起皮
44
45
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
23
• 铁素体不锈钢 • 成分为Cr15％～30％，含碳量低，含有少
量钼、铌等，无镍
24
• 1Cr17钢 • 加热到900℃后空冷的组织为铁素体＋碳化
物。 • 淬火后组织为铁素体＋低碳马氏体
25
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• 铁素体不锈钢在加热冷却时不发生相变， 所以不能采用热处理来强化。
• 400～550℃内长时间加热，耐蚀性下降， 出现脆化。加热至600 ℃，保温一小时后快 冷可消除
17
• 奥氏体不锈钢 • 基本成分为：Cr：18～25％，Ni：8～20％，
低碳及少量钼、铌、钛等
18
• 18-8型不锈钢：抗大气腐蚀、在强腐蚀型 环境中工作。
• 常用热处理：固溶处理、稳定化处理、消 除应力处理、敏化处理等
19
• 固溶化处理：加热至1000℃～1100 ℃，使 碳化物全部溶于奥氏体中，然后快冷至室 温，可得均以奥氏体组织，称为固溶处理
• 调整处理：目的是为了获得必要数量的马 氏体，从而使钢强化
• 时效处理：目的是使残余奥氏体变成马氏 体，及从马氏体中析出高度弥散分布的金 属间化合物。
31
• δ铁素体和σ相 • δ铁素体是在高温区域形成的相，形成原因
是加热温度过高，停留时间过久，化学成 分波动或形成铁素体与奥氏体的元素达不 到平衡等原因而形成。
• 900 ℃以上加热，晶粒会涨大，且不能细化， 需控制温度。
28
• 沉淀硬化不锈钢 • 基本成分为Cr：14～17％，Ni≤7％及少量
钼、铝、铜等。 • 固溶处理后组织为奥氏体＋少量铁素体
29
30
• 热处理工艺有：固溶处理、调整处理、时 效处理。
• 固溶处理：所得组织为奥氏体＋少量δ铁素 体，δ铁素体含量控制在5～15％
• 电化学腐蚀：金属与电解质溶液构成微电 池而引起的腐蚀。
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5
• 提高金属抗蚀性的途径： ➢加入Cr、Ni、Si等合金元素，使钢在室温下
得到单相的固溶体 ➢加入的Cr、Ni等合金元素使钢表面形成致
密的氧化物防护膜 ➢减少或消除钢中存在的应力、组织和成分
不均匀现象
6
• 不锈耐酸钢的分类 铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、沉淀硬 化钢