金相组织显示

图谱文字说明第一部分金相图谱一.铁碳合金平衡组织图1 名称铁素体( 工业纯铁退火)组织铁素体说明等轴多边形晶粒为铁素体，黑色线条为晶界图2 名称奥氏体(T8钢950℃加热)组织奥氏体说明白色多边形晶粒为奥氏体，黑色线条为晶界。

高温下部分晶粒已合并长大，形成了混合晶粒图3 名称渗碳体(从珠光体中电化学分离出来的滲碳体片)组织渗碳体片说明从珠光体中分离出来的渗碳体片，其形状是不规则的，一侧鸡冠似的形状，某些部位有孔图4 名称亚共析钢组织( 20钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，因放大倍数低，层状结构未能显示出来，珠光体呈黑色块图5 名称亚共析钢组织( 45钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，黑色块状为珠光体图6 名称亚共析钢组织( 60钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色网状分布的为铁素体，珠光体呈黑色块状图7 名称共析钢组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明层状珠光体是铁素体和滲碳体的层状组织,因放大倍数较低,且分辨率小于滲碳体层片厚度,故只能看到白色基体的铁素体和黑色线条的滲碳体图8 名称共析钢电镜组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明深灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图9 名称过共析钢组织(T12钢完全退火)组织层状珠光体+二次滲碳体说明基体为层状珠光体，晶界上的白色网络为二次滲碳体图10 名称亚共晶白口铸铁铸态组织组织珠光体+变态莱氏体+二次滲碳体说明变态莱氏体呈黑白相间的基体，大黑块为珠光体，大黑块珠光体外围的白色滲碳体为二次滲碳体图11 名称共晶白口铸铁铸态组织组织变态莱氏体说明变态莱氏体中白色基体为滲碳体（共晶滲碳体和二次滲碳体），黑色圆状及条状为珠光体图12 名称过共晶口铸铁铸态组织组织一次滲碳体+变态莱氏体说明基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色条状为一次滲碳体二.钢经热处理后组织图13 名称索氏体(T8钢正火)组织索氏体说明索氏体是细珠光体，其层状结构只有在高倍金相显微镜下才可分辩图14 名称索氏体电镜形貌(T8钢正火)组织索氏体说明浅灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图15 名称托氏体(45钢860℃油淬,试样心部）组织托氏体+马氏体说明托氏体是极细珠光体，在光学金相显微镜下呈黑色团絮状。

实验三、金相样品的制备与显示一、实验目的1. 掌握金相样品制备的一般方法和原理2. 熟悉常用金属材料金相显微组织显示方法3. 了解金相样品制备的其他方法二、样品制备金相试样的制备过程一般包括取样、镶嵌、磨制、抛光和浸蚀等5个步骤，制备好的试样应能观察到真实组织，无磨痕、麻点与水迹，并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱落。

否则，将会严重影响显微分析的正确性。

1. 取样选取试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法、检验的目的、技术条件或双方协议的规定进行。

垂直于锻轧方向的横截面可以研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。

平行于锻轧方向的纵截面可以研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。

当检查金属的破损原因时，可以在破损处取样或在其附件的正常部位取样进行比较。

金相试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准，通常采用直径15～20mm 、高15～20mm 的圆柱体或连长15～20mm 的立方体。

对于不同性质的材料，试样截取方法不同，可用手锯、砂轮切割机、显微切片机、线切割、化学切割装置、电火花切割机、剪切、锯、刨、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。

硬而脆的金属可以用锤击法取样，软的金属材料可用锯、刨、车等方法。

不论用哪种方法取样，均应注意避免截取方法对组织的影响，如变形、过热等。

根据不同方法应在切割边去除这些影响，也可在切割时采取预防措施，如水冷等。

2. 镶嵌若试样过于细薄（如薄纸、细线材、细管材等）或试样过软、易碎，或需检验边缘组织为便于在自动磨光和抛光机上研磨的试样，可采用下列方法之一镶嵌试样，所选用的镶嵌方法均不得改变原始组织。

（1）机械镶嵌法将试样镶入钢圈或钢夹内，如图所示注意：（1）试样与钢圈或钢夹紧密接触。

钢圈或钢夹的硬度应接近于试样的硬度。

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。

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 / 21 / 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 / 22 / 2。

15种金相组织图1. 奥氏体定义：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征：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。

有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。

奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。

在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。

经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。

铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。

当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时，Ni,Mn等，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。

2. 铁素体定义：碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征：亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。

3. 渗碳体定义：碳与铁形成的一种化合物特征：渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。

渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。

（1）在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状（2）过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状（3）铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。

4. 珠光体定义：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征：珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。

过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。

（1）在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。

（2）在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。

图谱文字说明第一部分金相图谱一.铁碳合金平衡组织图1 名称铁素体( 工业纯铁退火)组织铁素体说明等轴多边形晶粒为铁素体，黑色线条为晶界图2 名称奥氏体(T8钢950℃加热)组织奥氏体说明白色多边形晶粒为奥氏体，黑色线条为晶界。

高温下部分晶粒已合并长大，形成了混合晶粒图3 名称渗碳体(从珠光体中电化学分离出来的滲碳体片)组织渗碳体片说明从珠光体中分离出来的渗碳体片，其形状是不规则的，一侧鸡冠似的形状，某些部位有孔图4 名称亚共析钢组织( 20钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，因放大倍数低，层状结构未能显示出来，珠光体呈黑色块状图5 名称亚共析钢组织( 45钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，黑色块状为珠光体图6 名称亚共析钢组织( 60钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色网状分布的为铁素体，珠光体呈黑色块状图7 名称共析钢组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明层状珠光体是铁素体和滲碳体的层状组织,因放大倍数较低,且分辨率小于滲碳体层片厚度,故只能看到白色基体的铁素体和黑色线条的滲碳体图8 名称共析钢电镜组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明深灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图9 名称过共析钢组织(T12钢完全退火)组织层状珠光体+二次滲碳体说明基体为层状珠光体，晶界上的白色网络为二次滲碳体图10 名称亚共晶白口铸铁铸态组织组织珠光体+变态莱氏体+二次滲碳体说明变态莱氏体呈黑白相间的基体，大黑块为珠光体，大黑块珠光体外围的白色滲碳体为二次滲碳体图11 名称共晶白口铸铁铸态组织组织变态莱氏体说明变态莱氏体中白色基体为滲碳体（共晶滲碳体和二次滲碳体），黑色圆状及条状为珠光体图12 名称过共晶口铸铁铸态组织组织一次滲碳体+变态莱氏体说明基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色条状为一次滲碳体二.钢经热处理后组织图13 名称索氏体(T8钢正火)组织索氏体说明索氏体是细珠光体，其层状结构只有在高倍金相显微镜下才可分辩图14 名称索氏体电镜形貌(T8钢正火)组织索氏体说明浅灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图15 名称托氏体(45钢860℃油淬,试样心部）组织托氏体+马氏体说明托氏体是极细珠光体，在光学金相显微镜下呈黑色团絮状。

普通碳钢金相试样的制备与组织显示------大纲、实验指导书大纲实验学时：4 实验类型：综合实验所属实验课程：光学分析实验教学模块实验指导书名称：《材料光学技术实验》实验指导书相关理论课程名称：材料科学与工程学导论、普通物理、物理化学撰稿人：**** 日期：2011-6-29一、目的与任务了解、掌握金相样品的基本制备、组织显示方法；独立完成一个普通碳钢金相样品的制备与组织显示。

二、内容、要求与安排方式⒈实验内容与要求重点在于普通碳钢的金相样品的制备；在教师指导下，独立完成一个碳钢退火态或者某种热处理后的金相样品的制备全过程；课下查阅、了解、理解基本理论基础（磨光、抛光的最新基础理论研究成果）；充分应用相关学科的知识、内容，分析、领会实践环节的技术基础。

发挥课下主动学习的精神。

内容涉及磨光、抛光、蚀刻，以及显微镜观察。

教师简要介绍实验的基本技术基础，同学独立完成一个金相试样的制备。

金相试样的制备包括磨光、抛光、蚀刻、观察；教师简单说明从切割开始的全过程。

实际的运作如下：首先，观看拍摄的录像（或者指导教师的实际演示）；然后，为每一位同学准备一个大小合适的碳钢样品，磨制4道砂纸（200、400、600、800），之后抛光。

这一过程，需要理解磨光、抛光的基本原理（具体说，就是切割原理。

需要同学们课后进一步根据参考文献进行了解，并与实践过程进行衔接，在今后，指导具体的实践操作）；了解每一道砂纸转换的检验标准（垂直上一道砂纸的划痕进行磨光，达到划痕统一即可；第一道砂纸的特殊情况需要另行交待，或者，同学们课后参阅文献资料）；掌握抛光膏的正确、有效的使用（微量、多次、抹匀）；掌握磨光过程中冷却水的使用，抛光过程中抛光绒布的湿度的控制（了解原因、方法）。

在磨光、抛光过程中样品的运动轨迹的控制、技巧（稳定的空间位置，提起样品时如何避免失误）；每道砂纸进行转换前，一定要清洗，避免粗砂砾带入下一道工序。

在整个过程中，必须确保倒角的存在，尤其是抛光前。