如何从金相图片来判断不同的金相组织
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金相基础-各种氏体带图详解现代材料可以分为四大类--金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展,但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料,那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为大家详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成,来源丰富,价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金,是铁(Fe)与碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)以及其他少量元素(Cr、V等)所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺(四把火:淬火、退火、回火、正火),可以获得各种各样的金相组织,从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样,经过打磨、抛光,最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后,在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
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、铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体,属bcc结构,呈等轴多边形晶粒分布,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(30-100 HB)。
在合金钢中,则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低,在AC1温度,碳的最大溶解量为0.0218%,但随温度下降的溶解度则降至0.0084%,因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加,铁素体量相对减少,珠光体量增加,此时铁素体则是网络状和月牙状。
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%。
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。
金相组织定义和特征文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-一、金相组织的定义及特征区别(一)金相:指金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组成,其中包括固溶体、金属化合物及纯物质。
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。
(二)各种金相组织特征: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针间的空隙处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。
一汽车钢板弹簧金相组织分级图(×500)图1 回火屈氏体 (1级) 图 2 回火屈氏体+少量贝氏体(2级)图3 回火屈氏体+少量铁素体 (3级) 图4 回火屈氏体+少量贝氏体+少量铁素体(4级)图5 回火屈氏体+铁素体+屈氏体(5级)二马氏体组织a板条状马氏体 B针状马氏体 c片状马氏体加残余奥氏体三莱氏体四粒状贝氏体五索氏体汽车钢板弹簧金相组织及缺陷组织——黎方英1、原材料金相组织及缺陷组织分析材料:60Si2Mn 钢.处理情况:热轧状原材料.组织分析:图1 a) ,金相组织为铁素体和片层珠光体.正常原材料组织. 图1 b) ,弹簧扁钢表面的脱碳. 图1 c) ,d) ,金相组织为带状铁素体和珠光体. 严重带状组织一般热处理工艺难以消除. 图1 e) ,弹簧扁钢表面的划痕,原材料表面缺陷. 图1 f) ,弹簧扁钢表面的碎裂,原材料表面缺陷的废品.a)500× b)100×c)100× d)100×e)100× f)100×图1 原材料金相组织及缺陷组织分析2、60Si2Mn 钢板弹簧正常淬火和回火组织分析:处理情况:图2 a) ,860 ℃加热保温后油冷淬火. 图2b) ,860 ℃加热保温后油冷淬火,460 ℃回火.组织分析:图2 a) ,金相组织为中等针状淬火马氏体.淬火获得马氏体,是达到强韧化的重要基础. 图2 b) ,金相组织为中等回火屈氏体.a)500× b)500×图2 汽车钢板弹簧正常淬火组织和回火组织分析3、淬火加热温度低形成的缺陷组织如图3材料:50CrVA 钢. 侵蚀剂:4 %硝酸酒精溶液.处理情况:加热保温后油冷淬火,460 ℃回火.组织分析:图3 a) ,金相组织为回火屈氏体,未溶解的铁素体和未溶解的碳化物. 图3 b) ,金相组织为回火屈氏体,未溶解的铁素体和片状珠光体.a)500× b)500×图3 淬火加热温度低形成的缺陷组织4、淬火加热温度高形成的缺陷组织如图4.材料:图4 a) 、图4 c) ,60Si2Mn 钢;图4 b) ,50CrVA 钢.处理情况:图4 b) ,加热保温后油冷淬火;图4 a) 、图4c) ,加热保温后油冷淬火,460 ℃回火.组织分析:图4 a) ,金相组织为回火屈氏体和上贝氏体,最大晶粒度超过1 级. 图4 b) ,金相组织为淬火马氏体和残余奥氏体. 图4 c) ,金相组织为回火屈氏体,表层有一层全脱碳铁素体层,并有沿晶界向内伸展的裂纹,裂纹内充满氧化物.a)500× b)500×c)100×图4 淬火加热温度高形成的缺陷组织5、淬火冷却速度不够形成的缺陷组织如图5.材料:图5 a),60Si2Mn 钢;图5 b) ,50CrV4 钢.处理情况:图5 a),加热保温后油冷淬火,460 ℃回火;图5 b) ,加热保温后超速油冷淬火. 组织分析:图5 a),金相组织为回火屈氏体和上贝氏体. 图5 b) ,金相组织为淬火马氏体,残余奥氏体,析出铁素体,析出屈氏体和上贝氏体.a)500× b)500×图5 淬火冷却速度不够形成的缺陷组织6 .回火缺陷组织如图6.材料:60Si2Mn钢.侵蚀剂:4%硝酸酒精溶液.处理情况:860℃加热保温淬火,460℃回火.组织分析:图6 a) ,金相组织为回火屈氏体,心部少量回火马氏体,心部硬度值为49 HRC。
十五种金相组织的介绍奥氏体定义: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。
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。
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。
•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。
•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。
金相基础-辨识八种体1. 什么是铁素体?其性能有哪些?如何鉴别?答:铁素体是碳溶解于α-Fe中形成的固溶体,是体心立方格,用符号“F”表示,虽然原子排列没有γ-Fe紧密,但是由于晶格的空隙分散,几乎不能溶解碳,在727℃时的碳的溶解度最大,也仅仅只有0.0218%,在铁碳相图中可见,温度下降,碳的溶解度减少。
室温铁素体的溶碳量为0.006%,所以可以把铁素体看成纯的α-Fe。
在770℃以下具有(铁)磁性,高于这个温度磁性就消失(具有顺磁性)。
以铁素体为主要基体组织的铁碳合金适用于塑性变形加工。
铁素体的鉴别:①显微硬度法鉴别,根据铁素体的硬度,在200HV以下的白色组织,可以判定为铁素体,适用于碳钢中白色网状分布的组织。
②铁素体晶粒,是呈明亮的多边形特征。
③淬火钢中的未溶铁素体,具有明显的边界,存在于马氏体的相界边缘上,与马氏体在同一焦距上。
2. 什么是奥氏体?其性能有哪些? 如何鉴别?答:奥氏体是碳溶解于γ-Fe晶格中形成的间隙固溶体,是面心立方晶格,用符号“A”表示。
由于晶格中空隙较大而且集中,所以有利于碳的溶入,在1148℃时的最大溶解度为2.11%,比铁素体的溶碳能力强。
由于奥氏体是高温相,最低存在温度是727℃,在这个温度下,奥氏体的溶解碳量是一个固定值0.77%。
由于奥氏体的溶碳量比铁素体高,虽然是高温组织,但是它的硬度仍然比铁素体的高。
奥氏体是单相组织,强度、硬度低,塑性较好,是锻造的加热温度选择区间。
奥氏体是无磁性相(见图1-5)。
图1-5奥氏体组织(Mn18固溶组织)奥氏体的鉴别:①奥氏体晶粒组织中往往出现孪晶,可以利用这个特征来判定,②在淬硬钢中,残余奥氏体由于软的特性,和硬相马氏体组织不在同一焦距上,和马氏体边界不明显,分布在马氏体针叶的夹角处(见图1-6中白色块状组织)。
图1-6块状白色奥氏体组织3. 什么是珠光体?答:珠光体是铁素休与渗碳体的机械混合物,平衡组织呈层片状。
金属金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.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。
金属的基本特性金属材料性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。
材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。
材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
金属材料比表面积研究是非常重要的,金属材料的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。
目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。
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真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品,才符合测试仪器行业的国际标准,同类国际产品全部是完全自动化的,人工操作的仪器国外早已经淘汰。
真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品,将测试人员从重复的机械式操作中解放出来,大大降低了他们的工作强度,培训简单,提高了工作效率。
金相组织金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.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。
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。
一汽车钢板弹簧金相组织分级图(×500)图1 回火屈氏体 (1级) 图 2 回火屈氏体+少量贝氏体(2级)图3 回火屈氏体+少量铁素体 (3级) 图4 回火屈氏体+少量贝氏体+少量铁素体(4级)图5 回火屈氏体+铁素体+屈氏体 (5级)二马氏体组织a板条状马氏体 B针状马氏体 c片状马氏体加残余奥氏体三莱氏体四粒状贝氏体五索氏体汽车钢板弹簧金相组织及缺陷组织——黎方英1、原材料金相组织及缺陷组织分析材料:60Si2Mn 钢、处理情况:热轧状原材料、组织分析:图1 a) ,金相组织为铁素体与片层珠光体、正常原材料组织、图1 b) ,弹簧扁钢表面的脱碳、图1 c) ,d) ,金相组织为带状铁素体与珠光体、严重带状组织一般热处理工艺难以消除、图1 e) ,弹簧扁钢表面的划痕,原材料表面缺陷、图1 f) ,弹簧扁钢表面的碎裂,原材料表面缺陷的废品、a)500× b)100×c)100× d)100×e)100× f)100×图1 原材料金相组织及缺陷组织分析2、60Si2Mn 钢板弹簧正常淬火与回火组织分析:处理情况:图2 a) ,860 ℃加热保温后油冷淬火、图2b) ,860 ℃加热保温后油冷淬火,460 ℃回火、组织分析:图2 a) ,金相组织为中等针状淬火马氏体、淬火获得马氏体,就是达到强韧化的重要基础、图2 b) ,金相组织为中等回火屈氏体、a)500× b)500×图2 汽车钢板弹簧正常淬火组织与回火组织分析3、淬火加热温度低形成的缺陷组织如图3材料:50CrVA 钢、侵蚀剂:4 %硝酸酒精溶液、处理情况:加热保温后油冷淬火,460 ℃回火、组织分析:图3 a) ,金相组织为回火屈氏体,未溶解的铁素体与未溶解的碳化物、图3 b) ,金相组织为回火屈氏体,未溶解的铁素体与片状珠光体、a)500× b)500×图3 淬火加热温度低形成的缺陷组织4、淬火加热温度高形成的缺陷组织如图4、材料:图4 a) 、图4 c) ,60Si2Mn 钢;图4 b) ,50CrVA 钢、处理情况:图4 b) ,加热保温后油冷淬火;图4 a) 、图4c) ,加热保温后油冷淬火,460 ℃回火、组织分析:图4 a) ,金相组织为回火屈氏体与上贝氏体,最大晶粒度超过1 级、图4 b) ,金相组织为淬火马氏体与残余奥氏体、图4 c) ,金相组织为回火屈氏体,表层有一层全脱碳铁素体层,并有沿晶界向内伸展的裂纹,裂纹内充满氧化物、a)500× b)500×c)100×图4 淬火加热温度高形成的缺陷组织5、淬火冷却速度不够形成的缺陷组织如图5、材料:图5 a),60Si2Mn 钢;图5 b) ,50CrV4 钢、处理情况:图5 a),加热保温后油冷淬火,460 ℃回火;图5 b) ,加热保温后超速油冷淬火、组织分析:图5 a),金相组织为回火屈氏体与上贝氏体、图5 b) ,金相组织为淬火马氏体,残余奥氏体,析出铁素体,析出屈氏体与上贝氏体、a)500× b)500×图5 淬火冷却速度不够形成的缺陷组织6 、回火缺陷组织如图6、材料:60Si2Mn钢、侵蚀剂:4%硝酸酒精溶液、处理情况:860℃加热保温淬火,460℃回火、组织分析:图6 a) ,金相组织为回火屈氏体,心部少量回火马氏体,心部硬度值为49 HRC。
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。
教你看金相组织(有定义有特征)奥氏体: 碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征: 一般是存在于高温下的组织,200-300℃奥氏体开始分解;随加热温度升高晶粒将逐渐长大。
一定温度下,保温时间越长,奥氏体晶粒越粗大。
晶界比较直,呈规则多边形;无磁性,塑性很好,强度较低,具有一定韧性;淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体针间的空隙处;过冷奥氏体:在A1温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体铁素体:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体,具有体心立方晶格,溶碳能力极差;特征: 具有良好的韧性和塑性;呈明亮的多边形晶粒组织;存在于较高温度1400℃以上,故称高温铁素体或δ固溶体,用δ表示;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(0.77%的含碳量)时,铁素体沿晶粒边界析出。
(共析:两种或以上的新相,从母相中一起析出,而发生的相变)马氏体:碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,体心正方结构;常见的马氏体形态:板条、片状;马氏体形态主要取决于马氏体的形成温度,而形成温度又取决于奥氏体中碳和合金元素的含量;对于碳钢来讲,含碳量增加,板条马氏体数量相对减少,片状马氏体数量相对增加;特征: 具有高强度、高硬度;由奥氏体急速冷却(淬火)形成,它不是一种平衡组织,在加热到80~200℃情况下很容易分解;板条马氏体:在低、中碳钢及不锈钢中形成,由许多成群的、相互平行排列的板条所组成的板条束。
空间形状是扁条状的,一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束(通常3到5个);片状马氏体(针状马氏体):常见于高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni 合金中;当最大尺寸的马氏体片小到光学显微镜无法分辨时,便称为隐晶马氏体。
在生产中正常淬火得到的马氏体,一般都是隐晶马氏体回火马氏体:低温(150~250oC)回火产生的,过饱和程度较低的马氏体和极细的碳化物共同组成的组织。
80~200℃马氏体分解,当钢加热到约80℃时,其内部原子活动能力有所增加,马氏体中的过饱和碳开始逐步以碳化物的形式析出,马氏体中碳的过饱和程度不断降低,从而形成过饱和程度较低的马氏体和极细碳化物的混合组织;渗碳体:碳与铁形成的一种化合物Fe3C;特征: 含碳量为6.67%,具有复杂的斜方晶体结构;硬度很高,脆性极大,韧性、塑性几乎为零;珠光体:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体组成的片层相间的机械混合物;特征: 呈现珍珠般的光泽;力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好;片状珠光体:铁素体和渗碳体以薄层形式,交替重叠形成的混合物;根据珠光体片间距的大小不同可以分为:珠光体(片间距450~150nm,形成温度范围A1~650℃,在光学显微镜下能明显分辨出来)索氏体(片间距150~80nm,形成温度范围650~600℃,只有高倍光学显微镜下才分辨出来)屈氏体(片间距80~30nm,形成温度范围600~550℃,只能用电子显微镜才能分辨出来)粒状珠光体:渗碳体以颗粒状形式,存在于铁素体基体上的混合物;粒状珠光体一般是通过球化退火得到的;(球化退火:为了使钢中碳化物球化而进行的退火)上贝氏体:在温度下降到550~350℃范围时,由过饱和针状铁素体和渗碳体形成的混合物,渗碳体在铁素体针间;特征:呈羽毛状,脆性,硬度较高;500倍光学显微镜下基本能够识别清楚。
如何从金相图片来判断不同的金相组织
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A cm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。
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(形态和亚结构与板条马氏体相似)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6~8°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。
转变时先在晶界处形成上贝氏体,往晶内长大,不穿晶。
6.下贝氏体-同上,但渗碳体在铁素体针内。
过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。
其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体,并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片;在晶内呈针状,针叶不交叉,但可交接。
与回火马氏体不同,马氏体有层次之分,下贝氏体则颜色一致,下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗,易受侵蚀变黑,回火马氏体颜色较浅,不易受侵蚀。
高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高,针叶比低碳低合金钢细。
7.粒状贝氏体-大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。
过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。
刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成,富碳奥氏体在随后的冷却过程中,可能全部保留成为残余奥氏体;也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物(珠光体或贝氏体);最可能部分转变为马氏体,部分保留下来而形成两相混合物,称为M-A组织。
8.无碳化物贝氏体-板条状铁素体单相组成的组织,也称为铁素体贝氏体。
形成温度在贝氏体转变温度区的最上部。
板条铁素体之间为富碳奥氏体,富碳奥氏体在随后的冷却过程中也有类似上面的转变。
无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中,在硅、铝含量高的钢中也容易形成。
9.马氏体-碳在a-Fe中的过饱和固溶体。
板条马氏体:在低、中碳钢及不锈钢中形成,由许多相互平行的板条组成一个板条束,一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束(通常3到5个)。
片状马氏体(针状马氏体):常见于高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中,针叶中有一条缝线将马氏体分为两半,由于方位不同可呈针状或块状,针与针呈120°角排列,高碳马氏体的针叶晶界清楚,细针状马氏体呈布纹状,称为隐晶马氏体。
10.回火马氏体-马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和(含碳较低)的a-相混合组织。
它由马氏体在150~250℃时回火形成。
这种组织极易受腐蚀,光学显微镜下呈暗黑色针状组织(保持淬火马氏体位向),与下贝氏体很相似,只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。
11.回火屈氏体-碳化物和a-相的混合物。
它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。
其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物,针状形态已逐渐消失,但仍隐约可见,碳化物在光学显微镜下不能分辨,仅观察到暗黑的组织,在电镜下才能清晰分辨两相,可看出碳化物颗粒已明显长大。
12.回火索氏体-以铁素体为基体,基体上分布着均匀碳化物颗粒。
它由马氏体在500~650℃时高温回火形成。
其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织,马氏体片的痕迹已消失,渗碳体的外形已较清晰,但在光镜下也难分辨,在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大。
13.莱氏体-奥氏体与渗碳体的共晶混合物。
呈树枝状的奥氏体分布在渗碳体的基体上。
14.粒状珠光体-由铁素体和粒状碳化物组成。
它是经球化退火或马氏体在650℃~a1温度范围内回火形成。
其特征是碳化物成颗粒状分布在铁素体上。
15.魏氏组织-如果奥氏体晶粒比较粗大,冷却速度又比较适宜,先共析相有可能呈针状(片状)形态与片状珠光体混合存在,称为魏氏组织。
亚共析钢中魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角形,粗大铁素体呈平行或三角形分布。
它出现在奥氏体晶界,同时向晶内生长。
过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状,它出现在奥氏体晶粒的内部。