魏氏体组织评级

图1 屈服点不明显或偏低试棒(第一类) 图2 有屈服点但塑性低试棒(第二类)图3 残余铸态组织100×图4 集中夹杂及显微缩松100×图5 图4经侵蚀后的显微组织100×图6 备用试棒退火正常组织100×我们将完全出现残余铸态组织的第一类现象的备用试棒,严格按要求进行退火,再进行力学性能试验奥氏体晶粒细化的研究摘要：在Gleeble1500热模拟机上以SS400钢为研究对象，用冷加工+回火再结晶和冷加工+α→γ逆相变等工艺，研究了冷变形对马氏体(铁素体)再结晶行为的影响以及奥氏体晶粒细化的方法。

结果表明：低温变形对板条马氏体的再结晶行为有一定影响，并且由于低温变形后快速升温的铁素体回复、再结晶与奥氏体(铁素体)相变等相继发生，从而得到比较细小的奥氏体晶粒。

关键词：奥氏体；逆相变；铁素体；晶粒细化；马氏体1引言由于晶界的优先形核作用，如奥氏体晶粒细小，则晶界总面积提高，晶界形核贡献加大，因而导致铁素体晶粒细化。

然而，当相变伴随形变时，由于形变导致位错缠结、变形带、孪晶等晶体缺陷密度提高，晶内形核贡献加大，原始奥氏体晶粒尺寸作用有所下降。

多年来，学者们对高温下奥氏体形变再结晶及晶粒细化问题进行过深入的研究[1-6]。

Grange 等曾在1965年提出两种细化奥氏体晶粒的方法[1]，一是在A c3点附近施加大变形，得到完全再结晶组织后快冷的所谓“形变热处理工艺”；二是在室温与A c3点之间的所谓“快速加热冷却循环工艺”。

作者以SS400钢为对象，采用冷加工+回火和冷加工+α→γ逆相变等工艺，研究了冷加工对马氏体(铁素体)再结晶行为的影响以及马氏体预变形对奥氏体形成的影响，旨在探讨细化奥氏体晶粒的方法。

2试样制备与试验方法2.1试样制备原材料为宝钢生产的热轧SS400钢，加工成<8mm×15mm的柱状试样，其化学成分(质量分数，%)为0.117C，0.023Si，1.19Mn，0.016P，0.0007S。

钢铁中常见的金相组织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。

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。

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。

若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。

首先，大家都知道：钢材进行热加工和热处理，如果加热温度控制不当，加热不均会使材料超温，导致材料机械性能恶化。

根据超温的程度和时间长短，钢材会发生脱碳，过热和过烧现象。

当高温加热后，在第一阶段加热，在此阶段加热后冷却，当冷至Ar3温度，A析出F，至Ar1，奥氏体发生共析反应转变为P。

如在Ar3至Ar1冷却较快，会析出F的魏氏体组织。

降低钢的冲击性能，会使钢的机械性能恶化。

在焊接冶金过程中，由于受热温度和很高，使奥氏体晶粒发生严重的长大现象，冷却后得到晶粒粗大的地热组织，故称为过热区。

此区的塑性差，韧性低，硬度高。

其组织为粗大的铁素体和珠光体。

在有的情况下，如气焊导热条件较差时，甚至可获得魏氏体组织。

.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。

要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。

在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。

在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的组织。

这种组织称为魏氏组织。

实际生产中遇到的魏氏组织大多是铁素体魏氏组织.魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，因此，使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。

魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。

钢由高温较快地冷却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不易出现。

钢中的魏氏组织一般可通过细化晶粒的正火、退火以及锻造等方法加以消除，程度严重的可采用二次正火方法加以消除。

工业上将先共析的片(针)状铁素体或片(针)状碳化物加珠光体组织称魏氏组织，用W表示。

前者称α-Fe魏氏组织，后者称碳化物魏氏组织：亚共析钢(1)一次魏氏组织F：从奥氏体中直接析出片状(截面呈针状)分布的F称一次魏氏组织F。

钢中的魏氏组织作者：王红俐来源：《科技视界》 2015年第24期钢中的魏氏组织王红俐（韶关市技师学院，广东韶关）【摘要】本文利用高温金相研究16Mn钢中魏氏组织针状铁素体表面浮凸与组织的对应关系，证实了魏氏组织中平行针状和交叉针状铁素体具有不同的转变机制。

其中，交叉针状铁素体组织在转变过程中没有表面浮凸，平行针状铁素体有明显的表面浮凸。

分析表明，交叉针状铁素体的转变以台阶机制形成，而平行针状铁素体在转变初始阶段以切变机制形成。

结果进一步证实了这种观点的正确性【关键词】魏氏组织；交叉针状铁素体；平行针状铁素体；浮凸；形成机制0前言钢中的魏氏组织分两类：铁素体型魏氏组织和渗碳体型魏氏组织。

本文所研究的是亚共析钢（16Mn）中的魏氏组织，即铁素体型魏氏组织。

魏氏组织由Widmanstātter最先在Fe-Ni陨石中发现，是按一定几何形状分布的针状组织。

通常所说的魏氏组织钢中先共析的铁素体或渗碳体不仅沿奥氏体晶界析出，而且在奥氏体晶粒内部以一定的位向关系呈片状（在显微镜下呈针状态），而研究较多的是先共析片状铁素体即魏氏组织铁素体。

通常认为魏氏组织是一种过热组织，降低钢的机械性能，因此常用正火方法予以消除。

但后来的研究表明，魏氏组织并不是过热的标志。

姚枚、范莹隆等证实了它可分为交叉针状和平行针状两类，并发现形成以交叉针状铁素体为主的魏氏组织时，钢材的抗冷脆性好。

范莹隆等已研究了亚共析钢中魏氏组织铁素体的形貌，探讨其形成机制，以达到指导生产实践的目的。

本文就是在上述结论的基础上进一步证实了魏氏组织的F形态可分为交叉和平行两种形状，连续观察磨光试样在形成魏氏组织时的浮凸，并通过浮凸与组织对应比较获得魏氏组织形成机制的有关组织。

1试验材料及方法本试验采用16Mn钢，其化学成分见表1为获得两类魏氏组织，采用两种不同温度650℃和560℃盐浴等温（盐浴的配比为31%BaCl2+48%CaCl2+21%NaCl,其熔点为435℃）一定时间后用10%NaCl盐水淬的方法，其奥氏体化为用管式高温炉加热到1100℃保温10分钟，试样加工成10*15*2mm。

魏氏体和针状铁素体魏氏体和针状铁素体是金属材料中常见的两种晶体结构形态，它们在金属的力学性能、热处理过程和微观组织等方面都有重要的影响。

魏氏体是一种由碳化物颗粒和铁素体基体组成的复合结构。

在金属材料的热处理过程中，通过控制温度和时间等参数，可以使钢中的碳元素与铁元素发生反应，形成颗粒状的碳化物。

这些碳化物颗粒会在铁素体基体中分布，形成魏氏体。

魏氏体具有高硬度、高强度和良好的耐磨性能，常用于制造高强度的工具钢和切削工具。

针状铁素体是一种由长针状晶粒组成的金属组织。

在金属材料的热处理过程中，当冷却速率较快时，铁素体晶粒会发生细化和形变，形成针状铁素体。

针状铁素体具有优异的韧性和可塑性，常用于制造高强度、高韧性的结构钢和机械零件。

魏氏体和针状铁素体在金属材料的力学性能上具有不同的特点。

魏氏体由于含有大量的碳化物颗粒，具有较高的硬度和强度，但韧性较差。

而针状铁素体由于晶粒细小且形状复杂，具有较好的韧性和可塑性，但硬度和强度相对较低。

因此，在实际应用中，需要根据不同的使用要求选择合适的组织结构。

在金属材料的热处理过程中，通过控制温度和冷却速率等参数，可以调控魏氏体和针状铁素体的形成。

例如，在高温下快速冷却可以促使针状铁素体的生成，而在较低温度下缓慢冷却则有利于魏氏体的形成。

此外，还可以通过合适的合金设计和添加合金元素来调节金属材料的组织结构。

除了对力学性能的影响外，魏氏体和针状铁素体还会对金属材料的热处理过程和微观组织产生影响。

例如，在淬火过程中，由于针状铁素体具有较好的可塑性，可以减小材料的变形和开裂风险；而魏氏体则会增加材料的脆性和开裂倾向。

此外，在金属材料的显微组织中，魏氏体和针状铁素体也会对晶界、位错和析出相等微观结构产生影响。

总之，魏氏体和针状铁素体作为金属材料中常见的晶体结构形态，对金属材料的力学性能、热处理过程和微观组织等方面都有重要的影响。

了解和掌握这些结构形态对金属材料的影响规律，对于合理设计金属材料以及优化金属材料的制备工艺具有重要意义。

贝氏体的组织形态和晶体学2009-09-14 16:58:30 作者：来源：互联网浏览次数：0 文字大小：【大】【中】【小】简介：贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。

贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。

由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准， ...贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。

贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。

由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准，所以还有一些其它贝氏体形态的报导。

这里仅对最主要的无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体以及粒状贝氏体等的组织形态进行讨论。

）一、无碳化物贝氏体（B无无碳化物贝氏体由板条铁素体束及未转变的奥氏体组成，在铁素体之间为定富碳的奥氏体，铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体，是贝氏体的一种特殊形态（图4-1）。

1、形成温度范围在贝氏体转变的最高温度范围内形成。

2、组织形态是一种单相组织，由大致平行的铁素体板条组成。

铁素体板条自奥氏体晶界处形成，成束地向一侧晶粒内长大，铁素体板条较宽，板条之间的距离也较大。

随着贝氏体的形成温度降低，铁素体板条变窄，板条之间的距离也变小。

在铁素体板条之间分布着富碳的奥氏体。

由于铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体。

富碳的奥氏体在随后的等温和冷却过程中还会发生相应的变化，可能转变为珠光体、其它类型的贝氏体或马氏体，也有可能保持奥氏体状态不变。

所以说无碳化物贝氏体是不能单独存在的。

3、晶体学特征及亚结构无碳化物贝氏体中的铁素体形成时也能在抛光试样表面形成浮凸。

惯习面为{111}A，铁素体与母相奥氏体的位向关系为K-S关系。

魏氏组织铁素体在形成时也能引起浮凸，惯习面{111}A，也是位向关系也是K-S关系，形态也与无碳化物贝氏体铁素体极其相似，因此多数人认为魏氏组织铁素体即无碳化物贝氏体。

实验三：金属材料金相显微组织分析指导老师：曾迎地点：机械馆2331 时间：2019.5.28 1、取样与制作1.1全相试样的选取准则金相检验是研究金属及合金内部组织的重要方法之一，是骓热处理质量好坏的重要手段，要进行金相检验，首先要选择合适的有代表性的金相试样。

常规检验可按相关技术标准规定要求取样，失效件的检验可在损坏的地方与完事的部位分别截取试样以作比较，结合其他检测手段探究其失效的大摇大摆。

金相试样截取部位确定以后，还必须确定检验面的方向，常取横向截面或纵向截面，横向试样即试样磨面为与轧(锻)制方向垂直的截面；纵向试样即试样磨面为与轧(锻)制方向平等的截面。

1.2 金相试样的截取方法金相试样的大小应便于握持及磨制，较理想的形状尺寸是磨面面积小于400mm2，高度15～20mm的圆柱体或长方体。

从被检测的金属材料和零件上截取金相试样可用手锯、砂轮切割机、电火花切割机、剪切、锯、鉋、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。

金相实验室里最常用的是手锯和薄片砂轮切割。

未经热处理的钢材、普通铸铁以及有色金属可用手锯切取，也可用薄片砂轮切割机切取；淬火处理后的钢材，常用切割砂轮机切取。

切割时，要注意冷却，特别是用砂轮切割机时，需要有充分的冷却液进行冷却。

硬而脆的可以用锤击法取样，拣出合适的形状和尺寸的试样，或者进行镶嵌。

无论采用何种方法截取试样，都就避免试样因截割加工不当而引起的显微组织变化，如淬火马氏体组织试样，若切割时冷却不当，过热发生回火形成回火马氏体组织；低碳钢、有色金属中晶粒因受力而拉长、压缩、扭曲；奥氏体类钢在外力作用下晶粒内部滑移线增加出现形变孪晶等。

这就要求在截取试样过程中试样受热、受外力作用尽量小。

1.3 夹持与镶样当选取好的试样过小或过薄(金属碎片、钢丝、钢带、钢针、小钢球等)不易握持，或要对表面处理、表面缺陷等边缘组织试样进行检验，因此要保护试样边缘，或者试样要在自动磨光和自动抛光机上进行自动研磨、抛光时，要对试样进行夹持或镶嵌，所选用的夹持与镶嵌方法均不得改变原始组织。

铸钢的金相组织及检验一、铸造碳钢的金相组织及检验（一）铸造碳钢的显微组织1．铸态组织为铁素体＋珠光体＋魏氏组织。

如图8-1、图8-2。

图8-1 ZG230-450铸钢铸态组织(100×) 图8-2 ZG310-570铸钢铸态组织(100×)铸态组织的形貌和组成相的含量与钢的碳含量有关。

碳含量越低的铸钢，铁素体含量越多，魏氏组织的针状越明显、越发达，数量也多。

随铸钢碳含量的增加，珠光体量增多，魏氏组织中的针状和三角形的铁素体量减少，针齿变短，量也减少，而块状和晶界上的网状铁素体粗化，含量也增多。

若存在严重的魏氏组织，或存在大量低熔点非金属夹杂物沿晶界呈断续网状分布，将使铸钢的脆性显著增加。

2．退火组织为铁素体＋珠光体。

铁素体呈细等轴晶。

珠光体分布形态随钢的碳含量增加而变化。

随钢的碳含量增加，珠光体呈断续网状分布→网状分布→珠光体与铁素体均匀分布，其含量也不断增多。

若退火组织中存在残留的铸态组织或组织粗化均属于不正常组织。

3．正火组织为铁素体＋珠光体，分布较均匀，如图8-3。

与退火组织相比较，正火组织的组成相更细、更均匀，珠光体含量稍多。

若存在残留铸态组织或组织粗化均属不正常组织。

4．调质组织 ZG270-500以上牌号的铸造碳钢可进行调质处理，组织为回火索氏体，见图8-4。

若出现未溶铁素体或粗大的回火索氏体属不正常组织。

图8-3 ZG230-450 铸钢正火组织(100 ×) 图8-4 ZG35CrMo铸钢调质组织(650×)5．几种常用铸造碳钢的组织见表8-1,表8-1 常用铸造碳钢的组织铸造碳钢 ZG200-400 ZG230-450 ZG270-500 ZG310-570 ZG340-640显微组织铸态魏氏组织+块状铁素体+珠光体珠光体+魏氏组织+铁素体珠光体+铁素体部分铁素体呈网状分布铁素体呈网状分布退火铁素体+珠光体珠光体+铁素体珠光体呈断续网状分布珠光体呈网状分布正火铁素体+珠光体珠光体+铁素体调质回火索氏体（二）铸造碳钢的质量检验铸造碳钢多数用于一般工程，金相检验按照GB/T 8493-1987《一般工程用铸造碳钢金相》标准进行。

魏氏组织的形成原因及如何解决魏氏体的起因我们认为：一是锻造的加热温度过高；二是冷却速度过快所致；在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。

在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的组织。

这种组织称为魏氏组织。

实际生产中遇到的魏氏组织大多是铁素体魏氏组织.魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，魏氏体的危害：1.在最终热处理会有增大变形的倾向；2.使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。

魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。

钢由高温较快地冷却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不易出现。

钢中的魏氏组织一般可通过细化晶粒的正火、退火以及锻造等方法加以消除，程度严重的可采用二次正火方法加以消除。

带状组织产生，低碳钢在低温锻造时候会形成带状组织，一般通过正火可以消除。

魏氏体产生，锻造时候，热处理的时候过热组织，缓慢冷却产生。

一般可以通过高温退火或多次正火消除！这两种组织会引起强度降低，对低温冲击更敏感，会明显降低低温冲击值！魏氏体组织是含碳0.6%的碳钢或低合金钢在奥氏体晶粒体较粗和冷速适中的条件下，先共析出铁素体呈片状或粗大羽毛状，与原奥氏体呈一定的位向关系的组织。

过共析钢魏氏体组织中的渗碳体呈针状或杆状出现于原奥氏体晶粒内部。

热锻造中的魏氏组织是怎么产生的？后续的热处理工序怎么去消除它？锻造后比较高的温度淬火，也就是直接放入水中冷却就会形成魏氏体。

锻后正火就可以消除。

淬火操作不会造就魏氏体。

回复5#含碳量＜0.5%时，先共析铁素体常分为:轴状、网状及针状三类奥氏体晶粒较细，冷速较快，多呈轴状；奥氏体晶粒较粗，冷速较慢，多呈网；奥氏体晶粒粗大，冷速较适中，多呈针状。

所以魏氏组织是在奥氏体晶粒粗大的前提下，空冷时在适中的冷速下析出片状、针状铁素体形成的。