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上海材料研究所金相培训资料之钢显微组织评定(PPT 36张)

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钢的显微组织评定方法课件

钢的显微组织评定方法课件

在失效分析中的应用
失效原因分析 通过对失效材料的显微组织进行观察和分析，了解材料的 微观结构和性能变化，找出失效原因，为预防措施提供依 据。
失效模式识别 通过显微组织观察，识别材料的失效模式，如韧性断裂、 脆性断裂、疲劳断裂等，有助于采取相应的改进措施。
失效预防措施 根据显微组织评定的结果，制定针对性的失效预防措施， 如改进工艺参数、调整材料成分、加强产品检测等，提高 产品的可靠性和使用寿命。
渗碳体具有较好的耐腐蚀性，而铁素 体和奥氏体则相对较差。
02
显微组织评定方法
金相显微镜观察法
总结词
金相显微镜观察法是一种常用的显微组织评定方法，通过光 学显微镜观察金属材料的显微组织，分析其结构、形态和分布。
详细描述
金相显微镜观察法利用光学显微镜的高倍率放大能力，观察 金属材料的显微组织，包括晶粒大小、形态、相组成等。通 过对不同区域的组织观察和比较，可以对材料的性能和工艺 条件进行分析和评估。
钢的显微组织评定 方法课件
目 录
• 钢的显微组织基础 • 显微组织评定方法 • 钢的显微组织评定标准 • 钢的显微组织评定实践 • 钢的显微组织评定应用 • 钢的显微组织评定展望
contents
01
钢的显微组织基础
钢的显微组织组成
01
02
03
04
铁素体
一种常见的显微组织，具有较 低的强度和韧性，但良好的塑
04
钢的显微组织评定实践
钢材显微组织的制备
切割钢材样品
使用金相切割机将钢材切割成 适合观察的尺寸，确保样品表
面平整、无划痕。
磨平样品
将切割好的样品进行粗磨和细 磨，去除表面的杂质品
使用抛光机对样品进行抛光， 使表面更加光滑，减少观察时 的干扰。

金相分析试验培训PPT课件

金相分析试验培训PPT课件
• 注意事项
A. 显微镜关闭时，卤素灯电压应调至最低。 B. 调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。不要用手直接触摸光学部件的表面。 C. 转换物镜时，应旋转物镜架，不要用手直接转物镜。在载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置
时不要切换物镜，以免划伤物镜。 D. 亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也伤害视力。 E. 所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 F. 非专业人员不要调整照明系统，以免影响成像质量。 G. 使用完毕关机时，不要立即盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 H. 不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。 I. 非专业人员不要尝试擦拭物镜及其他光学部件以免损伤镜头。
6
四、金相试样的制备
• 选样
• 首先确定待分析零件（或部位）的一个面作为金相磨面，对于需观察和分析 的部位必须完全包括在试样中。对于轧制板材和带材，要区分纵向磨面和横 向磨面。
① 垂直于锻轧方向的横截面可以检验金属材料从表面层到中心的组织，显示组 织状态、晶粒度、表层缺陷深度、腐蚀层深度，氧化层深度、脱碳层深度、 表面化学热处理及镀层厚度等。
11
化学腐蚀方法
• 一般有浸蚀法、滴蚀法和擦蚀法。见下图所示。 • 1）浸蚀法：将抛光好的样品放入腐蚀剂中，不断观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗时，即可
取出，表面用酒精冲洗，再用吹风机充分吹干。 • 2）滴蚀法：是一手拿样品，表面向上，用滴管吸入腐蚀剂滴在样品表面，观察表面颜色的变化情况，
当表面颜色变灰时，再过2—3秒即可充分冲酒精，再快速用吹风机充分吹干。 • 3）擦蚀法：用沾有腐蚀剂的棉花轻轻地擦拭抛光面，同时观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗
• 抛光时将抛光盘转速调节到合适的转速(例如为200转/分)。

钢的显微组织评定方法课件

钢的显微组织评定方法课件

钢材的夹杂物评定
01
夹杂物
钢材中的夹杂物是指存在于钢材内部的非金属杂质，如氧化物、硫化物
、硅酸盐等。
02 03
评定方法
通过金相显微镜或扫描电子显微镜观察钢材的显微组织，根据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》 进行评定。
评定结果
根据夹杂物的数量、大小、形态和分布情况，将钢材分为不同的等级， 如高、中、低夹杂物等级别。
04 钢的显微组织评定实践
CHAPTER
钢材显微组织的制备
切割钢材
使用金相切割机将钢材切割成 适合观察的尺寸。
磨平表面
使用金相磨抛机将钢材表面磨 平，以便更好地观察其显微组 织。
抛光处理
使用抛光布和抛光剂对钢材表 面进行抛光，以去除表面划痕 和不平整度。
蚀刻处理
使用蚀刻剂对钢材表面进行蚀 刻，以突出显微组织中的不同
在材料研发中的应用
钢的显微组织是决定其性能的关键因素，通过显微组织评 定可以深入了解材料的内部结构，为新材料的研发提供理 论依据。
在材料研发过程中，通过显微组织评定可以预测材料的力 学性能、物理性能和化学性能，从而优化材料的成分和工 艺参数，提高材料的综合性能。
显微组织评定还可以用于研究不同热处理工艺对材料性能 的影响，为新工艺的开发提供支持。
定量分析
使用图像分析软件对钢材的显微 组织进行定量分析，测量晶粒大 小、面积百分数等参数。
相组成分析
通过衍射斑点或电子衍射花样分 析钢材的相组成，确定各相的晶 体结构和相对含量。
织构分析
使用X射线或电子背散射衍射技术 对钢材进行织构分析，确定其晶 体取向和织构类型。
05 钢的显微组织评定应用

上海材料研究所金相培训资料-钢的显微组织评定

上海材料研究所金相培训资料-钢的显微组织评定

不同相之间的界面，对 钢的性能也有一定影响。
钢中非金属杂物的分 布和性质对钢的性能有
一定影响。
钢的显微组织形成与转变
冷却速度
冷却速度对钢的显微组织形成 与转变有重要影响。
合金元素
合金元素对钢的显微组织形成 与转变也有一定影响。
热处理工艺
热处理工艺是控制钢的显微组 织形成与转变的重要手段。
相变点
钢在不同的温度下会发生不同 的相变，相变点对钢的性能有
显微组织与先进钢铁材料
高强度钢
通过控制显微组织中的相 组成和析出物，提高钢的 强度和韧性，开发高强度 钢。
高耐候钢
通过优化显微组织结构， 提高钢的耐腐蚀性能和耐 候性能，应用于海洋工程、 石油化工等领域。
高速钢
通过精细调控显微组织， 提高钢的硬度和耐磨性， 应用于切削工具、磨具等 领域。
未来研究与应用方向
铸钢显微组织评定应用
铸钢的显微组织评定对于铸钢产品的质量控制、性能预测和工程应用具有重要意义，是材 料科学和工程领域的重要研究内容。
04
钢的显微组织与性能关系
强度与显微组织的关系
总结词
强度与钢的显微组织密切相关
详细描述
钢的强度主要取决于其显微组织，如马氏体、奥氏体和铁素体等。一般来说， 强度随位错密度的增加而提高，而晶粒细化也能增强钢的强度。
新型钢铁材料的开发
结合新型显微组织研究方法，开发具有优异性能的新型钢铁材料， 满足能源、交通、航空航天等领域的需求。
绿色制造与可持续发展
研究钢铁材料的绿色制造技术和可持续发展途径，降低生产过程中 的能耗和排放，实现低碳经济和循环经济。
跨学科合作与交流
加强与材料科学、物理学、化学等领域的跨学科合作与交流，推动 钢铁材料研究的创新和发展。

(完整PPT)钢的金相检验技术

(完整PPT)钢的金相检验技术

制样缺陷（变形）
制样缺陷（划痕）
制样缺陷（污损）
制样缺陷（园边）
制样缺陷（嵌入材料）
制样缺陷（彗尾）
金相显微镜的使用
• 一般金相显微镜为反射光路 • 从操作的角度来看主要可分为：正立式和
倒立式两类 • 目镜、物镜、中间镜 • 视场尺寸 • 观测照相：目镜，投影屏，CCD • 放大倍率的校准，采用标准测微尺对放大
夹杂物的粗细
GB/T 10561-2005 和ASTM E45-05 的重要差别
• GB/T 10561-2005单列定义了DS类夹杂物 • D类夹杂物的起评宽度不同（3微米）
金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显 微镜法GB/T 6462-2005 ISO 1463：2003
• 原理：剖面直接测量
切割机
镶嵌
对于小尺度、过软、过脆和需要检验近表面区域 的试样，应镶嵌后再金相制样。 夹持：机械镶嵌法，使用硬度与试样相近的材料 热镶：温度和压力，注意温度的影响，一般150 摄氏度左右。 冷镶：浇注、真空冷镶 电镀镶层：电镀金属不得与样品基体起电化学反 应
镶样机
研磨和抛光
研磨：砂轮打磨（注意冷却） 砂纸磨光,循序渐进，研磨到位。 注意每道的研磨方向 研磨剂颗粒棱角尖锐，换砂纸； 注意换砂纸前的清洗。 研磨表面形变层消除。
ASTM 晶粒度定义
比较法
比较法适合于等轴晶 一般偏差0.5级， 重现性1级
注意比较方法
面积法
面积法 可实现偏差0.25级， 重现性小于0.5级
计数规则：计数有代表性，一 般50~100个晶粒；边界切割晶 粒计1/2，N=N内+N交/2-1
截点法
截点法为仲裁方法 可实现偏差0.25级，重现性小于0.5级

金属显微组织检验方法培训教材

金属显微组织检验方法培训教材

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金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__样品的制备__腐蚀
n化学腐蚀是将抛光好的样品磨光面在 化学腐蚀剂中腐蚀一定时间，从而显 示出其试样的组织形貌。
PPT文档演模板
金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__样品的制备__腐蚀
n化学腐蚀操作方法是： a.将已抛光好的试样用水冲洗干净
功能：物体上的结构细节经物镜一次 放大后再由目镜作第二次放大。
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金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__金相显微镜__工作原理
n显微镜方法倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜方法倍数。
n目镜放大倍数一般为：5×、10×、 20×；
n物镜放大倍数一般为： 5×、10×、 20×、40×、50×、100×等；
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金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__样品的制备__抛光
n抛光操作的关键是要设法得到最大的 抛光速率，以便尽快除去磨光时产生 的损伤层，同时要使抛光产生的变形 层不致影响最终观察到的组织，即不 会产生假象。
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金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__样品的制备__腐蚀
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金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__金相图片 nCu 59.0-64.0, Zn 34.5-40.0, Pb 0.8-1.4, Fe 0.10
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金属显微组织检验方法培训教材
金属显微组织检验方法__金相图片 nCu 59.0-64.0, Zn 34.5-40.0, Pb 0.8-1.4, Fe 0.10
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评级图：二个系列、六个级别 A系列：含碳量0.15~0.30% 钢的魏氏织 B系列：含碳量0.31~0.50%钢的魏氏组 织
第四节 钢的脱碳层深度测定方法
（GB/T224-2008）
脱碳层的专业术语
部分脱碳：钢样表层碳含量低于材料规定的含碳 量的下限，但碳含量高于在铁素体中的做大溶解 度。 完全脱碳：钢样表层碳含量低于碳在铁素体中的 做大溶解度。 总脱碳层深度：完全脱碳深度+部分脱碳深度。 有效脱碳层深度：从产品表面到规定的碳含量或 硬度水平的点的距离，规定的碳含量或硬度水平 以不因脱碳而影响使用性能为准（产品规定的碳 含量最小值）。 铁素体脱碳层深度：表面完全脱碳层的深度。
不在同一直线上夹杂物的评定
二条夹杂物纵间距≤40μm、横间距≤10μm应视为一条夹杂物
超大尺寸夹杂物的评定
1）在100×下的 71mm×71mm范围内夹杂物 2）单独指明超大夹杂物的长度或宽度 纳入评级
第二节
金属平均晶粒度测定方法
（GB/T6394-2002）
适用范围
测定金属材料晶粒度，以晶粒的几何图形为基础。
试样的制备
在交货状态的材料切取，尺寸：φ10~12mm， 10×10mm
晶粒度的显示方法
铁素体钢的奥氏体晶粒度
渗碳法 网状铁素体法 氧化法 直接淬火法 网状渗碳体法 网状珠光体（托氏体）法
奥氏体钢晶粒度
化学试剂显示法 电解腐蚀显示法

适用范围
测定钢材及零件的脱碳层深度 完全脱碳与部分脱碳
测定方法
金相法：不同部位的五点脱碳层深度；这些测 量值的平均值为总脱碳层深度 硬度法：用0.49N~4.9N试验力，从表面测至 基体平稳处的距离为总脱碳层深度 化学分析法
碳含量与产品表面距离的关系
不同规格圆钢棒的取样方法
C总长度(μm)
D(颗数）
DS (直径μm)
0.5 1.0
37 127
17 77
18 76
1 4
13 19
1.5 2.0 2.5 3.0
261 436 649 895＜ 1181
184 343 555 822 ＜1147
176 320 510
9 16 25
27 38 53
746 ＜1029 36 ＜49 76 ＜107
报告
第三节 钢的显微组织评定方法
（GB/T13299-1991）
适用范围
低碳、中碳钢的钢板、钢带、和型材的显微组织
试样的制取 评定方法 评定原则
游离渗碳体 低碳变形钢的珠光体 带状组织 魏氏组织
游离渗碳体评定（400×） （碳的质量分数≤0.15%的退火钢）
（GB/T13320-1991）
适用范围 调质处理或正火处理的汽车、拖拉机、通用 机械等结构钢锻件，不适用于锻件脱碳、过 热、过烧等组织的评定。 一、试样的选取（A）截面尺寸 小于40mm， 取整个截面（B）截面尺寸 40-60mm，取中 心试样（C）截面尺寸大于60mm，取边部和中 心试样。
章钢的显微组织评定
第一节
钢中非金属夹杂物显微 评定方法
（GB/T10561-2005）
适用范围
适用于经过压缩比大于或等于3的延伸变 形（轧制、锻造、冷拔等）的钢材中非金 属夹杂物的显微评定
试样的选取与制备
纵向，面积200mm2
显微评定方法(100X)
评级图：ISO评级图 检验方法：A法、B法 结果表示 试验报告
夹杂物宽度极限值（μm）
类别
A B C D 2 2 2 3
细系
最小宽度(μm) 最大宽度(μm)
粗系
最小宽度(μm) 最大宽度(μm)
4 9 5 8
＞4 ＞9 ＞5 ＞8
12 15 12 13
注：D类夹杂物的最大尺寸定义为直径
非传统类夹杂物的评定
根据其形态将夹杂物归入五种夹杂物进行评定，但注 明化学特征 例如：球状硫化物Dsulf1.0 球状硫化钙Dcas0.5 串连状氮化钛BTiN1.5
不同规格方钢的取样方法来自钢板和矩形钢材的取样方法
第五节 中碳钢与中碳合金钢结构钢马 氏体等级
（JB/T9211-2008）
适用范围
中碳钢和中碳合金结构钢整体淬火或淬火后 200℃以下回火的马氏体组织的检验，
标准规定
马氏体的级别1~8级，放大倍数500倍。
第六节
钢质模锻件金相组织评级图与评定 方法
评级图：三个系列、六个级别 A系列：铁素体晶粒外围被渗碳体网包围的 比率作为评定原则 B系列：渗碳体颗粒构成单层、双层、多层 不同长度链状和颗粒尺寸的增大为原则 C系列：点状渗碳体向不均匀的带状过渡为 原则
低碳变形钢的珠光体评定（400×）
(碳的质量分数≤0.10~0.30%）
评级图：三个系列、六个级别 A系列：含碳量0.10~0.20%冷轧钢，渗碳 体颗粒聚集并趋向带状为原则 B系列：含碳量0.10~0.20%热轧钢中细粒 状珠光体向片状珠光体过渡为原则 C系列：含碳量0.21~0.30%热轧钢细粒状 珠光体向不均匀的珠光体带状过渡为原则
带状组织评定
带状贯穿视场的程度、连续性、变形铁素体晶粒的多少为原则（ 100×）
A系列：含碳量≤0.15 %钢的带状组织 评级图：三个系列、六个级别 B系列：含碳量0.16~0.30% 钢的带状组 织 C系列：含碳量0.31~0.50%钢的带状组织
魏氏组织的评定（100×)
针状铁素体的数量、尺寸、奥氏体晶粒大小为原则
铝及铝合金晶粒度 铜及铜合金晶粒度 镁及镁合金晶粒度 镍及镍合金晶粒度 锌及锌合金晶粒度
比较法：通过与标准评级图对比来评定。
评级图四个系列 ：无孪晶晶粒100×、有孪晶晶粒 100×、有孪晶晶粒75×、 钢中奥氏体晶粒
晶粒度的测定方法
面积法

截点法
单圆截点法 直线截点法 三圆截点法
GB/T10561-2005标准中夹杂物的评定类 型
A：硫化物类（灰色条状） B：氧化铝类（黑色带角并沿变形方向排成一行——至少 三颗） C：硅酸盐类（深灰色条状） D：球状氧化物类（深灰色） DS：单颗球状氧化物（深灰色——直径≥13μm）
夹杂物的评级界限：长度、颗数、直径（最小值）
级别(i) A总长度(μm) B总长度(μm)