金相基礎(chǔ)(內(nèi)部培訓(xùn))

金相分析基礎(chǔ)友匯羅時(shí)雨2015-01-16當(dāng)前第1頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)

金相--金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)

金相分析—是運(yùn)用放大鏡和顯微鏡，對(duì)金屬材料的宏觀及微觀組織進(jìn)行觀察研究的方法。

宏觀組織--是用10倍以下的放大鏡或者肉眼直接觀察到的金屬材料內(nèi)部所具有的各組成物的直觀形貌；

微觀組織--主要是指在光學(xué)顯微鏡或掃描電鏡下所觀察到的金屬材料內(nèi)部具有的各組成物的直觀形貌。

不同材料(成分),不同熱處理，得到不同的金相組織。一、前言當(dāng)前第2頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)金相分析目的材料研究/改良—對(duì)新材料的性能從金相組織方面做理論預(yù)期。工藝研究/改良—為獲取圖紙/規(guī)范要求的性能，在理論指導(dǎo)下，有方向的尋找/調(diào)整最佳熱加工工藝，或評(píng)價(jià)熱加工工藝的合理性。質(zhì)量檢驗(yàn)--檢查產(chǎn)品金相組織是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范。故障/失效分析--有圖有真相。一、前言當(dāng)前第3頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)金相分析師應(yīng)知應(yīng)會(huì)材料理論—相應(yīng)成分的材質(zhì)，經(jīng)規(guī)定的加熱-保溫-冷卻工藝，會(huì)形成對(duì)應(yīng)的金相組織（Fe-C相圖，C-曲線）。金相樣品—金相樣品制作技能熟練，清晰顯示所有已存在的組織，不產(chǎn)生假象（金相試驗(yàn)室技術(shù)）。金相組織—認(rèn)識(shí)各類金相組織形貌特征并了解其性能（金相圖譜）。金相標(biāo)準(zhǔn)—了解相關(guān)金相標(biāo)準(zhǔn)。一、前言當(dāng)前第4頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)結(jié)構(gòu)：面心立方、體心立方、密排六方等晶體結(jié)構(gòu)。相：金屬或合金中成分相同、結(jié)構(gòu)相同，性能一致的均勻的組成部分（如F，A，F(xiàn)e3C）。組織：由相組成。以不同的形態(tài)、尺寸、數(shù)量和分布形式而組成的綜合體?？梢允且环N或多種相分為單相組織和多相組織（如F，A，F(xiàn)e3C，P，B，S，T，M，回S，回T，回M，W）。其中F，A，F(xiàn)e3C三種既是相也是組織，具有雙重身份，其他的都是混合物。

（相和組織的名詞解釋，可參考GB/T7232）二、金屬的晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)前第5頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)三、合金的結(jié)構(gòu)與相圖1、相圖的基本概念相圖是表示合金系的狀態(tài)，是合金的狀態(tài)與溫度、成分之間關(guān)系圖。利用相圖，可以知道各種成分的合金在什么溫度發(fā)生什么反應(yīng)，產(chǎn)生什么組織。還能了解合金在加熱和冷卻過程中可能會(huì)發(fā)生的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前第6頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)2.Fe-C相圖：描述平衡態(tài)的鐵碳合金的相。3.鐵，鋼，鑄鐵在相圖上的位置鐵：含碳量小于0.0218wt%鋼：含碳量為0.0218~2.11wt%。鑄鐵：含碳量為2.11~6.69wt%。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，合金太脆，已無實(shí)用價(jià)值。實(shí)際所討論的鐵碳合金相圖是Fe-Fe3C相圖。鋼鑄鐵工業(yè)純鐵四、Fe-C相圖當(dāng)前第7頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)4、鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變鐵在固態(tài)冷卻過程中有兩次晶體結(jié)構(gòu)變化，其變化為：1394℃912℃-Fe?-Fe?-Fe四、Fe-C相圖當(dāng)前第8頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)四、Fe-C相圖當(dāng)前第9頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)鐵素體：碳在-Fe中或δ-Fe中的固溶體，用F表示。體心立方結(jié)構(gòu)。F含碳量很低，其性能接近純鐵，是一種塑性、韌性高，但強(qiáng)度和硬度較低的組織。奧氏體：碳在γ-Fe中的固溶體，用A或γ表示，面心立方結(jié)構(gòu)。奧氏體綜合力學(xué)性能較好。馬氏體：是由奧氏體在淬火過程中得到，用M表示。硬度較高，但比較脆。四、Fe-C相圖當(dāng)前第10頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)四、Fe-C相圖滲碳體：用Fe3C表示（也有人用K表示）。是鐵碳化合物（不遵守化合價(jià)規(guī)律）。Fe3C硬度高、強(qiáng)度低,脆性大,塑性幾乎為零。珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物（共析組織），常用P表示。一般情況下，珠光體中鐵素體和滲碳體呈片狀交替分布。通過熱處理可以使?jié)B碳體呈顆粒狀分布在鐵素體基體上。萊氏體：由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物（共晶組織），常用Ld表示。當(dāng)冷卻至727度時(shí)，萊氏體中的奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。當(dāng)前第11頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)40鋼[w(C)=0.4%]典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程四、Fe-C相圖當(dāng)前第12頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)五.亞共析鋼TTT曲線

AFP+FS+FTBM+A殘A3時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf當(dāng)前第13頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)六、金相組織觀察切割鑲嵌磨光拋光侵蝕吹干珠光體（光鏡下）10鋼當(dāng)前第14頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)七.亞共析鋼5大組織典型的圖片(舉例)緊固件常用材質(zhì)：低碳鋼，中碳鋼，及其合金鋼。亞共析鋼5大組織：F，A，F(xiàn)e3C，P，M。

\\SYW\技術(shù)資料\檢測(cè)及其技術(shù)\金相分析\組織鑒別\基本組織區(qū)別\《鋼中常見顯微組織的鑒別》當(dāng)前第15頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)八.認(rèn)識(shí)金相組織很難通過自學(xué)方式學(xué)習(xí)看金相；很難通過幾堂課程或幾本教材學(xué)會(huì)看金相；至少要看（揣摩）幾千張金相照片，建立不同材質(zhì)金相組織的基本形貌概念；個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)金的方法：

1>.?？础督鹣鄨D譜》，對(duì)照材料理論和熱處理工藝去看，帶著問題去看；

2>.

常做故障/失效分析；

3>.常和人討論。當(dāng)前第16頁\共有18頁\編于星期一\15點(diǎn)九.常用金相標(biāo)準(zhǔn)(舉例)金相標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范很多，以下僅舉例幾個(gè)：金相試樣前處理:ASTME3低倍組織及缺陷的酸蝕(冷蝕/熱蝕):GB/T226；晶粒度:ASTME112；JBT5944流線：SAEUSC