金相基础知识普及.共96页文档
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金相试验基础知识一刀云:骚年,我看你骨骼清奇,天赋异秉,将来在金相的道路上必成大器。
我先给你一本小小的秘籍等你踏上金相之路我们再来讨论怎样拯救世界。
你看如何啊?第一节:光学金相显微镜的结构和使用首先介绍一下我们使用的工具的构造,相信很多使用者用了好多年也没有办法具体叫出某个部件的名称。
一刀这次扫盲一下,高手们别笑话我啊,有说错的地方敬请斧正。
金相显微镜的种类、型号很多,可分为: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。
这里我推荐一下金相显微镜领域的神器“蔡司”,业界第一不是吹出来的,一直被模仿从未被超越(借用了李涛足道的广告词了,我自己先无耻一下)光学系统等等杂七杂八的就不讲了,没人爱听,接下来使用过程中捞点干的说。
关于维护:(谁不说也罢,懒得打字了,坛子里有相关的帖子)说一下制样吧。
试样制备工作包括许多技巧,需要有长期的实践经验才能较好地掌握;同时它也比较费时和单调,往往使人感到厌烦。
由于研究材料各异,金相显微制样的方法是多种多样,其程序通常可分为取样、镶样、磨光、机械抛光(或电解概抛光、化学抛光)、腐蚀等几个主要工序,无论哪一个工序操作不当,都会影响最终效果。
因此,不应忽视任何一个环节。
不适当的操作可能形成“伪组织”导致错误的分析。
为能清楚的显示出组织细节,在制样过程中不使试样表层发生任何组织变化,曳尾、划痕、麻点等,有时尚需保护好试样的边缘。
选择合适的、有代表性的试样是进行金相显微分析的极其重要的一步,包括选择取样部位、检验面及确定截取方法、试样尺寸等。
取样部位及检验面的选择取决于被分析材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程,应选择有代表性的部位。
生产中常规检验所用试样的取样部位、形状、尺寸都有明确的规定(详见有关行业和国家颁布标准)。
金相的基础知识金相即金相学,就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此,它还研究当外界条件或内在因素改变时,对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态,如马氏体,奥氏体,铁素体,珠光体等等。
奥氏体1.奥氏体-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。
晶界比较直,呈规则多边形;淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体-碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。
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-碳与铁形成的一种化合物。
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。
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。
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。
珠光体4.珠光体-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。
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。
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。
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。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
上贝氏体5.上贝氏体-过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温(约350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
一、金相分析的理论基础1、金相分析的理论基础金属和合金在固态时,通常就是那种原子在三维空间中有规则作周期重复排列的物质,也就是说,在金属和合金中,原子的排列都是有规律的,而这种周期性排列称为晶体。
晶体按照晶胞的形态不同可分为体心立方晶胞、面心立方晶胞和密排六方晶胞。
实际中的晶体由理想晶体和晶体缺陷共同组成。
晶体缺陷是指实际晶体中存在着偏离(破坏)晶格周期性和规则性的部分,一般分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
在合金中有两类基本的相结构,固溶体和金属间化合物。
组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的,且结构与组元之一相同的固相称为固溶体,有置换固溶体,间隙固溶体。
金属间化合物是合金的组元相互作用而形成的具有金属特性,而晶格类型和特性又完全不同于任一组元的化合物一中间相。
金属化合物的晶格类型与组成化合物各组元的晶格类型完全不同,一般可用化学分子式表示。
2、钢材中常见的金相组织(1) 铁素体。
碳溶于仅一 F e晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁索体,用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似,具有良好的塑性和韧性,而强度与硬度较低。
(2) 奥氏体。
碳溶于,y — F e晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用符号A表示。
其强度和硬度比铁素体高,但塑性和韧性仍良好,并且无磁性。
(3) 渗碳体。
渗碳体是碳和铁以一定比例化合成的金属化合物,用分子式表示。
硬度高( HBW=800) ,塑性和冲击韧度几乎为零,脆性很大。
(4) 珠光体。
由铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为珠光体,用符号P 表示。
其力学性能介于铁索体和渗碳体之间,强度较高,硬度适中,有一定的塑性。
(5) 马氏体。
碳在仅—中的过饱和固溶体称为马氏体。
马氏体有很高的强度和硬度,但塑性很差,几乎为零,用符号M表示,不能承受冲击载荷。
(6) 贝氏体。
贝氏体是铁索体和渗碳体的机械混合物,介于珠光体与马氏体之间的一种组织,用符号B表示。
根据形成温度不同,分为粒壮贝氏体、上贝氏体( B上) 和下贝氏体( B下) 。
金相基础知识金相基础概述金属和合金的性能取决于它的成分和组织结构。
金属和合金的组织通常是指它由哪些相所组成以及它们之间的相互配置(包括形状、数量,大小及分布)。
“相’,是指体系中成分和性能均匀一致的部分。
相与相之间有明显的分界。
金属和合金的组织与其成分、工艺过程以及所处的状态有关。
金相分析主要就是观察、鉴别和分析金属、合金内部的组织结构,研究成分、组织与性能之间的关系。
一、钢铁的基本组织形态铁碳合金——钢和铁是工业中应用最广泛的金属材料。
它主要是由铁和碳所组成的合金(其中也含有少量的硅、锰、硫和磷)。
通常在分析和研究问题时,总是把钢和铁看作是由铁和碳所组成的二元合金。
图1是铁碳合金相图。
它是研究钢铁组织和性能的基础,对于合金的加工工艺也具有指导意义。
碳在钢中以三种形式存在:(1)与铁形成铁基的间隙固溶体;(2)与铁形成化合物Fe 3 C;(3)在一定条件下形成游离态石墨。
铁碳合金相图中有四种合金相:(1)液体;(2)奥氏体;(3)铁素体;(4)渗碳体。
根据铁碳相图中的特性线和特性点,可简便地进行相图分析。
铁碳合金通常可按含碳量和室温平衡组织分为三大类:工业纯铁、钢和生铁(表1)。
C系)图1、铁碳合金相图(Fe-Fe3钢的典型金相显微组织钢的显微检验也常称为金相检验,它是应用金相显微镜研究钢的化学成分与显微组织的关系、钢的冶炼轧制、热处理等工艺过程对显微组织的影响以及钢材显微组织与物理性能内在联系的一种被广泛应用的试验研究方法。
常用碳素钢及合金钢中的铁素体、珠光体、渗碳体、奥氏体、魏氏组织及淬火状态下的马氏体、贝氏体,回火状态下的回火马氏体、屈氏体、索氏体等组织物形态的识别。
一、铁素体Feyyiteα铁或纯铁在金相学上称为铁素体,是碳和合金元素溶解在a—Fe中形成的固溶体。
碳素钢的含碳量在0.025~2.0%,铁素体的碳含合金成分量相当少,(常温0.08%)铁索体它是钢铁材料最基本的组织之一。
金相显微镜下观察,铁索体呈白色多种形态。
聚金品保部金相基础培训一、金相基础知识金相分析是运用放大镜和显微镜,根据对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法,生产实际中常常称为金相检验。
宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察到的金属材料内部所具有的各组成物的直观形貌,微观组织主要是指在光学显微镜下所观察到得金属材料内部具有的各组成物的直观形貌。
金相分析是根据有关标准和规定来评定金属材料质量的一种常规检验方法;并可用来判断零件生产工艺是否完善,有助于寻求零件产生缺陷的原因。
因此,它也是生产和科研中必不可少的一种手段。
1、进行金相分析,首先应根据各种检验标准和规定进行试样制备。
若试样制备不当,则可能出现假象,例如:金相抛光不干净,金相检验时金相照片会出现大量的黑点,影响判断,从而得出错误的结论,因此,金相试样的制备是金相分析的关键,在金相分析中占据十分重要的地位。
2、其次,从事金相分析的人员,必须具备一定的热处理基础知识,了解和熟悉常用金属材料在不同热处理制度下的相组成和组织组成。
3、我们常用的金属为晶体,以前说过非晶体,玻璃、陶瓷等,晶体种类繁多。
金属的晶体是由更小的晶格组成二、金相常见组织1、铁素体定义:碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体,常用F表示。
铁素体含碳量很低,其性能接近纯铁,是一种塑性、韧性高和强度、硬度低的组织。
钢材中铁素体一般以片状(一般是在调质处理中出现)、块状(中低碳钢、中低合金钢中白色块状区域)、针状(一般指魏氏组织中的先共析针状铁素体)、网状(钢在缓冷时形成的渔网一样连续的组织)存在。
在我们常用的中低碳钢中,铁素体在我们金相照片上显示为白色块状。
铁素体在加工硬化方面不敏感,因此可以承受很大见面率的拉拔,且拉拔后硬度、抗拉强度上升较慢,适宜压力加工。
铁素体在770度以下有铁磁性,770度以上失去磁性。
另有一种铁素体在较高温度下出现,一般存在于1394度以上,因存在的温度较高,叫做高温铁素体,常温下少见。