金相检验4-结构钢的金相检验
金相检验操作规程
金相检验操作规程1.试样金相试样面积小于400mm2,厚（高）度15-20mm为宜。
若试样面积过小，应经镶嵌后再进行磨制。
低倍组织酸侵试样厚度（高）度为20mm左右，酸侵低倍试样检测面应经过车加工或磨加工，表面粗糙度应不大于1.6μm。
试样检测面不得由油污及加工伤痕，必要时应预先清除。
试样的标识应清晰。
2.高倍检验操作规程2.1金相试样制备操作规程2.1.1金相试样的切取试样切取的方向、部位和数量，应根据有关技术条件的规定。
试样可用手锯、锯床或切割机等切取，必要时也可用气割法切取，但烧割边缘必须与正式试样保持相当距离，以去除热影响区。
取好的试样先在平面磨床或砂轮机上把检测面磨平，磨面上的磨痕应均匀一致。
磨样时应对试样进行冷却，以免金属组织受热发生变化。
2.1.2金相试样的磨制试样需经粗磨和细磨，粗磨用水磨砂纸，细磨用金相砂纸，应根据需要选择合适的砂纸及磨制道次。
磨样时须把前一道的磨痕磨去，方向与前一道的工序相垂直。
磨样时要防止试样磨面温度过高而使组织发生变化。
2.1.3金相试样的抛光常用的时机械抛光的方法，即把经过细磨的试样在抛光机上进行抛光。
抛光织物采取丝绒或绸布，抛光粉采用金刚砂。
抛光面光洁度要达到镜面，不允许有夹杂物拖尾、麻点、过热等现象，抛光后将试样清洗干净。
2.1.4金相试样化学侵蚀操作规程试样侵蚀前抛光面应保持干净，不得有油污或指痕，以免影响所显示组织的清晰度。
试样在盛有侵蚀剂的器皿中侵蚀，侵蚀时试样应轻微摆动，但不可擦伤抛光面。
应根据不同的需要选择侵蚀剂，并注意侵蚀适度。
侵蚀后试样应保持干燥（在酒精中浸泡、用电吹风吹干），以待观察。
配置侵蚀剂时遵照先加酒精或水、后加酸液的顺序。
侵蚀操作时要注意安全，防止酸液或酸雾对人体造成伤害。
2.2金相显微镜操作规程操作者在使用显微镜前，应仔细阅读显微镜的使用说明书，了解显微镜的功能及使用方法。
初学者操作显微镜应在专人指导下进行。
测试前应保持操作者的手及试样清洁干燥。
钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验
钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验钢铁零件是工业生产中常见的一种零部件，具有硬度高、耐磨损、抗腐蚀等特点，被广泛应用在机械、汽车、航空航天等领域。
然而，钢铁零件在使用过程中往往会受到高温、高压等环境的影响，使得表面渗氮层深度变化，金相组织发生变化，从而影响其性能。
因此，对钢铁零件渗氮层深度和金相组织进行检验是非常重要的。
本文将从钢铁零件渗氮层的深度测定和金相组织检验两个方面进行探讨。
1.渗氮层深度测定渗氮层深度是指在一定条件下，氮渗入钢铁表面形成的一层具有一定深度的硬化层。
一般来说，渗氮层的深度越大，表面硬度就越高。
因此，准确测定渗氮层深度对于评估钢铁零件的质量和性能具有重要意义。
（1）金相显微镜观察金相显微镜是一种用途广泛的显微镜，它可以通过放大样品的表面，观察样品的金相组织以及渗层的深度。
通常情况下，我们需要对待测样品进行金相腐蚀去除渗氮层外的材料，然后使用金相显微镜进行观察和测定。
通过金相显微镜观察，可以直观地了解渗氮层的深度和金相组织的情况。
（2）硬度测试硬度测试是测定材料硬度的一种重要方法，它可以间接地反映材料的强度、耐磨性等性能。
在测定渗氮层深度时，通常会使用洛氏硬度计或者维氏硬度计进行测试。
通过硬度测试，可以确定渗氮层的硬度值，从而间接推断出渗氮层的深度。
2.金相组织检验金相组织检验是通过显微镜观察金相组织的形貌和结构，以评定材料的性能和质量。
对于钢铁零件而言，金相组织检验可以直观地了解材料的组织结构和性能特点，为进一步的工艺控制和质量评价提供重要依据。
（1）金相显微镜观察金相显微镜是进行金相组织检验的重要工具，通过金相显微镜观察，可以清晰地看到材料的晶粒结构、相界分布等情况，从而评定材料的性能。
在进行金相组织检验时，需要对待测样品进行精细的金相腐蚀处理，然后使用金相显微镜进行观察和分析。
（2）显微硬度测试显微硬度测试是测定材料微区域硬度的一种方法，它可以在金相显微镜下通过测定微区域的硬度值，直接了解材料的硬度分布情况。
金相检测国标
金相检测国标主要参考以下几个标准：
1. GB/T 15124-2009《金属材料金相检验》：这个标准规定了金属材料金相检验的基本方法、技术要求、检验程序和报告编制等内容。
适用于钢铁、有色金属及合金等金属材料的金相检验。
2. GB/T 15125-2009《金属材料金相检验用试样和试验方法》：这个标准规定了金相检验用试样的制备方法、试验条件及检验方法等，包括了光学显微镜检验、电子显微镜检验等方法。
3. GB/T 17391-2017《金属材料钢的金相组织检验》：这个标准规定了钢的金相组织检验方法、检验程序及报告编制等，包括了晶粒度、珠光体、铁素体、渗碳体、马氏体、奥氏体等组织结构的检验。
4. GB/T 23024-2009《金属材料铝及铝合金金相检验》：这个标准规定了铝及铝合金金相检验的方法、技术要求、检验程序和报告编制等内容，适用于铝及铝合金的金相检验。
5. GB/T 30407-2013《金属材料铜及铜合金金相检验》：这个标准规定了铜及铜合金金相检验的方法、技术要求、检验程序和报告编制等内容，适用于铜及铜合金的金相检验。
结构钢金相检验范文
结构钢金相检验范文结构钢金相检验是一种常见的金相检验方法，用于评估结构钢的微观组织结构和性能。
结构钢是广泛用于建筑、桥梁、汽车等领域的重要材料，其性能的稳定性和可靠性对于工程的安全性至关重要。
因此，金相检验成为结构钢质量控制的重要手段之一金相检验是通过光学显微镜对材料的组织结构进行观察和分析，从而评估材料的性能和质量。
在结构钢金相检验中，首先需要选择适当的试样，并进行必要的金相制备。
常用的金相制备方法包括切割、打磨、粗磨、细磨和腐蚀等步骤。
这些步骤的目的是将试样的截面平坦化，并暴露出材料的内部结构。
金相制备完成后，需要将试样放入显微镜中观察。
金相显微镜通常配备有光源、物镜、镜头和目镜，可以提供不同放大倍数和对比度的观察条件。
在观察过程中，可以调节光源和焦距，以获得清晰的显微图像。
观察时需要注意试样的准备质量和操作技巧，以避免因制备过程中的缺陷对结果的影响。
结构钢金相检验主要关注材料的组织结构和相态，以及与性能之间的关系。
通过观察晶粒形态、晶粒大小、晶界、夹杂物和相分布等指标，可以评估材料的晶格结构、塑性变形能力、硬度和抗拉强度等性能。
同时，金相检验还可以鉴定材料是否存在缺陷、异物、裂纹等问题，为后续工程应用提供参考。
在结构钢金相检验中，还可以通过特定的试样制备方法和观察技巧，获得更详细的组织信息。
例如，通过透射电镜观察材料的微观结构和晶体缺陷，可以分析晶体的晶格结构和影响因素。
通过扫描电子显微镜观察材料表面的形貌和微观缺陷，可以分析材料的表面质量和锈蚀程度。
总之，结构钢金相检验是一种重要的材料分析方法，通过观察和分析材料的微观结构，可以评估材料的性能和质量。
金相检验结果可以为结构钢的生产和应用提供科学依据，保障工程的安全性和可靠性。
金相检验标准
金相检验标准金相检验是金属材料分析的一种重要方法，通过金相检验可以对金属材料的组织结构、晶粒大小、缺陷等进行全面的分析和评定。
金相检验标准是对金相检验过程中所需遵循的规范和要求的总称，其制定的目的是为了保证金相检验结果的准确性和可靠性，为金属材料的质量控制提供科学依据。
一、金相检验标准的分类。
金相检验标准主要包括国家标准、行业标准和企业标准三种类型。
国家标准是由国家相关部门制定并颁布实施的，具有普遍适用性和强制性；行业标准是由特定行业的协会、组织或专家制定的，适用于该行业内的金相检验工作；企业标准是由企业根据自身生产实际情况制定的，适用于企业内部的金相检验活动。
二、金相检验标准的内容。
金相检验标准主要包括以下几个方面的内容：1. 金相检验方法，包括金相显微镜的使用、试样的制备、腐蚀剂的选择和使用等金相检验的具体操作方法。
2. 金相检验设备，对金相检验所需的设备、仪器的性能要求和技术指标进行规定，确保金相检验设备的准确性和稳定性。
3. 金相检验样品的制备，对金相检验样品的形状、尺寸、表面处理等进行规定，保证样品的代表性和可比性。
4. 金相检验结果的评定标准，对金相检验结果的分析和评定方法进行规定，包括晶粒大小的测定、组织缺陷的判定等。
5. 金相检验报告的编写，对金相检验报告的格式、内容、要求进行规定，确保金相检验结果的准确记录和有效传达。
三、金相检验标准的重要性。
金相检验标准的制定和执行对于保证金相检验结果的准确性和可靠性具有重要意义。
首先，金相检验标准规范了金相检验的操作流程和技术要求，有利于提高金相检验的准确性和稳定性；其次，金相检验标准为金属材料的质量控制提供了科学依据，有利于提高金属材料的质量和性能；再次，金相检验标准的执行有利于促进金相检验技术的标准化和规范化，有利于推动金相检验技术的发展和进步。
四、金相检验标准的执行。
金相检验标准的执行是保证金相检验结果准确性和可靠性的重要保障。
金相检验人员应严格按照金相检验标准的要求进行操作，确保金相检验过程的规范和标准；金相检验设备应定期进行维护和校准，确保设备的准确性和稳定性；金相检验结果应按照标准的要求进行评定和记录，确保金相检验结果的准确性和可靠性。
金属材料金相检验
金属材料金相检验导言：金相检验是对金属材料进行组织结构观察和分析的一种方法，通过显微镜观察样品的金相组织，可以了解材料的晶粒大小、晶界分布、相含量以及存在的缺陷等信息。
本文将从金相检验的原理、方法和应用等方面进行阐述。
一、金相检验的原理金相检验的原理是利用金相显微镜对金属材料进行观察和分析。
金相显微镜是一种特殊的显微镜，它可以放大样品的组织结构，使人眼可以清晰地观察到金属材料的晶粒、相和孔隙等微观结构。
金相显微镜通常采用光学显微镜和电子显微镜两种类型，其中光学显微镜是最常用的金相检验仪器。
通过金相显微镜的观察和分析，可以得到金属材料的组织特征和性能信息。
二、金相检验的方法1. 样品准备：金相检验的第一步是制备样品，通常需要将金属材料切割成适当大小的试样，并进行粗磨和细磨处理，最后进行抛光以得到光滑的试样表面。
2. 腐蚀显色：为了使金属材料的组织结构能够在显微镜下观察到，需要对试样进行腐蚀显色处理。
腐蚀液的选择根据金属材料的类型和需要观察的组织结构而定，常用的腐蚀液有酸性腐蚀液和碱性腐蚀液。
3. 显微观察：腐蚀显色后的试样可以放入金相显微镜中进行观察。
观察时需要选择适当的放大倍数，以保证观察到的结构清晰可见。
观察时可以通过调整显微镜的焦距、光源亮度和对比度等参数，使观察到的图像更加清晰。
4. 图像分析：观察到的金相图像可以通过图像分析软件进行处理和分析，以得到更准确的结果。
常用的图像分析方法包括晶粒大小测量、相含量计算和颗粒分布分析等。
三、金相检验的应用金相检验广泛应用于金属材料的研究和工程实践中。
具体应用包括：1. 材料研究：金相检验可以用于研究金属材料的晶粒生长规律、相变行为和力学性能等。
通过观察和分析金相组织，可以揭示材料的微观结构特征和性能变化规律。
2. 质量控制：金相检验可以用于对金属材料的质量进行控制和评估。
通过观察和分析金相组织，可以判断材料是否存在缺陷、杂质和非金属夹杂物等。
3. 故障分析：金相检验可以用于对金属材料的故障进行分析和判断。
金相组织检验标准与质量判定
淬火≤4.5级为合格。
4 中碳、中碳合金钢；淬火马氏体按GB/T36003-1987级别图评定，1-5级为合格。〔在500 倍显微镜下级别越大，马氏体越粗大，淬火温度越高、甚至出现过热或过烧现象。〕
三.回火组织
主要为回火马氏体组织，需检验硬度，一般高速钢1-2级合格。一般调质件不作金相检验、
碳素钢、合金结构钢调质后的显微组织为细小均匀的回火索氏体组织、不应有粗大和块状
3 合金工具钢；球化退火为珠光体组织，一般工具≤5级合格，螺纹工具2-4级合格。 4 轴承钢；球化退火为珠光体组织，按GB/T18254-2002,2-4级合格。 5 高速钢；球化退火为索氏体组织。 6 铸铁；退火后其石墨形状、大小、长度和分布符合GB/T6290-1992,GB/T9441-1988规定
1-5级合格。
五.感应加热淬火淬硬层及组织
淬硬层金相组织检验在400倍显微镜小，在零件表面0.5mm处进行评定。按JB/T9204-1999 共分10级；1-2级过热〔粗、较粗马氏体〕，3-7级合格〔细、较细马氏体〕，8-10级加热 不足。〔微细马氏体+网络状极细珠光体+未溶铁素体〕均与标准图片对比评定。 注；HRC≥55时 3-7级合格，HRC＜55时 3-9级合格。﹙JB/T9204-1999﹚
7 网状组织；δ≤60mm，≤2级合格。δ＞60-100mm，＜3级合格。
8 巍氏组织；1-3级可以使用，4-6级不合格，不能使用。 注；退火组织出现细片状珠光体时，说明退火温度低或加热时间不够，而当球化级别
超过6级，出现粗球、粗片珠光体时，说明退火温度过高。
二.淬火组织
1 高速钢；淬火奥氏体晶粒度号按ZBJ36003-1987之2.6级图评定，在500倍显微镜下观察
金相检验教材
《金相检验》是2021年机械工业出版社出版的图书。
本书是“十二五”职业教育国家规划教材修订版，根据《国家职业教育改革实施方案》及《高等职业学校专业教学标准（试行）》编写而成。
本书内容包括金相检验基础知识、钢的宏观检验技术、金相检验技术、结构钢的金相检验、工具钢的金相检验、不锈钢的金相检验、铸钢和铸铁的金相检验、钢的化学热处理及表面淬火的金相检验、焊接件的金相检验以及非铁金属的金相检验。
本书采用高质量金相照片，编写主线由不同热加工状态得到的正常组织识别，到典型缺陷特征的判断、缺陷组织原因分析逐级递进；结合工程实例，使用现行检验标准，突出了教材实用性。
本书可作为高职高专院校材料类专业、金属材料检测类专业的教材，也可作为理化检验人员培训教材。
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2007-5-2
上海材料研究所
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2、弹簧钢的强化工艺及组织
弹簧钢丝成材过程的强化处理工艺有：冷拉后淬 火加中温回火，组织为回火托氏体；“铅淬” 冷 拔处理。 （1）热成形弹簧 （2）冷成形弹簧
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上海材料研究所
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3、弹簧钢的金相检验项目
（1）石墨碳和非金属夹杂物 检验按照国标GB/T 10561-1989和GB/T 133021991进行评级。 （2）表面脱碳层检验 按照GB/T 224-1987进行。
28
3、淬火回火组织
依据YB/T1255－2001第二级别评级图进行，马 氏体针的粗细和残余奥氏体的多少。
残余奥 氏体
粗大马氏 体
图4-20 2007-5-2
GCr15钢840℃淬油160℃ 图4-21 GCr15钢严重过热 上海材料研究所 回火后的组织（500×） 淬火组织（550×）
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4、表面脱碳层
2007-5-2 上海材料研究所
未溶铁 素体
15
4、欠淬透组织
托氏体 （片状 渗碳体）
图4-10 40Cr钢850℃淬油 冷却不足组织（500×）
2007-5-2 上海材料研究所 16
模块四、弹簧钢的金相检验
1、弹簧钢
弹簧钢是用于制造各种弹性元件的专用结构钢， 具有弹性极限高，足够的韧性、塑性和较高的疲 劳强度。弹簧钢中加入的合金元素主要有硅和锰， 目的是为提高淬透性。 常用牌号：冷拔钢丝T8MnA、65Mn，碳素钢65、 65Mn、70Mn，硅铬系的60SiCrA、60Si2CrVA， 硅锰系的60Si2Mn，退火态使用的50CrVA、 60Si2MnA、65Si2MnWA等。
图4- 7 40CrNiMo钢910℃淬 油，180℃回火过热淬火组 织（500×）
2007-5-2
粗大马 氏体
图4-8 40CrNiMo钢850℃淬 油，180℃回火正常淬火组织 (500×)
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上海材料研究所
3、淬火后回火欠热组织
图4-9 40CrNiMo钢790℃淬 油，180℃回火欠热淬火组 织（500×）
结构钢的金相检验
《金相检验》第四单元
主讲：王文科
上海材料研究所
1
内容
钢的分类 冷变形钢的金相检验 冷变形钢常用金相检验标准 调质钢的金相检验 弹簧钢的金相检验 轴承钢的金相检验 钢的脱碳层深度测定法 结构钢金相检验分析案例
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钢的分类(预备知识)
1.按用途分类
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上海材料研究所
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2.按化学成分分类
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上海材料研究所
4
3.按质量分类
4.按冶炼方法分类 5.按金相组织分类 （1）按退火组织分类
（2）按正火组织分类
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结 构 钢
碳 素 结 构 钢
合 金 结 构 钢
普通碳素结构钢（Q235B）
图4-22 GCr15钢球 化处理表面脱碳层 组织（400×）
2007-5-2
上海材料研究所
30
5、网状碳化物组织
依据YB/T1255－2001第四级别评级图进行评定。
图4-23 GCr15 钢白色网状的碳
化物（400×）
2007-5-2
上海材料研究所
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结构钢金相检验实例
选取材料GCr15(结构钢里的轴承钢) 1、了解所选材料的热处理工艺及原始组织。 2、检验：硬度测试、宏观检验、微观检验。 3、分析和讨论产生缺陷的原因，形成机理。 4、得出结论。
上海材料研究所
22
淬火组织为针状马氏体。
粗大羽 毛状B 马氏体
图4-15 65Mn钢830℃淬 火组织(500×)
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残余奥 氏体
上海材料研究所
图4-16 70Si3Mn钢过热淬火 组织（500×）
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回火组织为回火托氏体
图4- 17 50CrV钢正 常回火托氏体组织 （500×）
2007-5-2
2007-5-2
上海材料研究所
32
END！
上海材料研究所
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作业
请从下面几个方面比较调制钢、弹簧钢、 轴承钢： 1 热处理工艺 2 组织 3 金相检验项目
2007-5-2
上海材料研究所
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冷变形 结构钢
冷压
生产工 艺
冲压
代表
组织
性能
检验项目
08钢、 08F钢、 10钢
铁素体+ 少量的颗 粒状碳化 物
晶粒度
铁素体晶粒、 游离渗碳体、 带状组织、 魏氏组织
冷拉
拉拔
15钢、25 冷拉纤维 钢、45钢、 组织（铁 15Mn 素体+珠 光体）
渗碳体的 球化
断口、脱碳 层、非金夹 杂、铁素体 晶粒度、带 状组织
未脱碳层：球状珠光体。
2007-5-2
上海材料研究所
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②脱碳层深度的测定方法 金相法 硬度法（显微硬度、洛氏硬度） 化学分析法
2007-5-2
上海材料研究所
21
（3）显微组织的检验 球化退火处理，组织为球状珠光体。
图4-14 65Mn 钢球 化退火组织(500×)
球状P
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图4-18 GCr15钢 730℃球化退火欠热球 化不良组织（500×）
片状珠 光体
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2、非金属夹杂物的检验：
依据GB/T10561－2005进行。
图4-19 （500×）图3-179（100×） GCr15钢带状碳化物组织
2007-5-2 上海材料研究所
硫化物 夹杂
半脱碳 层
图4-13 60Si2MnA钢 脱碳层组织(500×)
全脱碳 层
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上海材料研究所
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①脱碳层及其组织
全脱碳层：全部为铁素体组织，深度由试样边缘到 出现珠光体或其他组织的部分。 部分脱碳层：深度由全脱碳层的终端到心部组织出 现为止 脱碳层的总厚度：全脱碳层和部分脱碳层之和。 全脱碳层：铁素体 部分脱碳层：（1）铁素体及片状珠光体； （2）片状 及球状光体；
上海材料研究所
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模块五、轴承钢的金相检验
（一）轴承钢
轴承钢适合于制造各种不同工作环境的各类滚动轴承套圈 和滚动体。要求硬度高、接触疲劳强度高和耐磨性好。铬 元素其主要作用。硬度为61～65 HRc。 常见牌号有：高 碳高铬轴承钢以GCr15、GCr15SiMn钢为代表；渗碳轴承 钢以25钢、15Mn、G20CrMo、G20Cr2Ni4钢为代表；不 锈钢轴承以9Cr18、1Cr18Ni9、1Cr17Ni2和Cr13为代表； 耐腐蚀、高温轴承以Cr4Mo4V、W18CrV、 W6Mo5Cr4V2为代表，中碳轴承钢以65Mn、55SiMoV为 代表；防磁轴承以25Cr18Ni10W、70Mn18Cr4W2MoV 为代表。 轴承钢对原材料质量要求较高，要求材料严格控制杂质和 有害成分，并且化学成分要均匀一致。
38CrMoAlA、40CrNiMoA、40CrMnMo等。
上海材料研究所 2007-5-2 12
（二）调质钢的缺陷组织 1、脱碳层 检验标准为GB/T 224-1987。
2007-5-2
上海材料研究所
图4-6 40Cr调质处理后 出现脱碳层（100×）13
2、淬火后回火过热组织
中等针状 马氏体
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（二）轴承钢的热处理及组织 1、预备热处理 球化退火 2、最终热处理 淬火+低回(200 ℃左右) 3、组织 极细回火马氏体+细小均匀碳化物+少量 残余奥氏体
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上海材料研究所
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（三）轴承钢的金相检验项目 1、球化退火组织（YB/T1255－2001第一级 别评级图）
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模块一、冷变形钢的金相检验
冷变形钢是指可以在常温下用冲压或拉拔等 冷变形的方法，以支撑某种机械零件或毛坯 的钢材。分为冷冲压用钢和冷拉结构钢。 （一）、冷压结构钢的金相检验 （二）、冷拉结构钢的金相检验 （三）、冷变形钢热处理后的组织研究所
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表4-1 冷压和冷拉结构钢对比
游离渗 碳体
游离渗 碳体
铁素体
图 4-1 钢退火组织（500×）（A系1级） 上海材料研究所 图 4-2 钢冷轧组织(500×)(B系3～4级 ) 10 2007-5-2
图4-3 16Mn钢热轧带状组织（100×）(B系3～4级 )
2007-5-2
上海材料研究所
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模块三、调质钢的金相检验
（一）调质钢 调质：结构钢在淬火加高温回火后具有良 好的综合力学性能，有较高的强韧性，这 种热处理方法叫做调制处理，经调质处理 后的钢称之为调质钢。 热处理：淬火+高温回火、最终温度Ac3以 上30~50℃。 原始组织：细小均匀的铁素体+珠光体。 常用牌号有：40Cr、40MnB、30CrMnSi、
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2007-5-2
上海材料研究所
模块二、冷变形钢常用金相检验标准
（一）铁素体晶粒度测定法 评级标准为GB/T 4335-1984 《低碳钢冷 轧薄板铁素体晶粒度测定法》。适用于含 碳量小于0.2％的低碳钢冷轧薄板铁素体晶 粒度的测定。 1、比较法 2、切割法
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（二）钢的显微组织评定方法铁素体和珠光 铁素体和珠光体相间的带状组织评级标准 为GB/T 13299-1991《钢的显微组织评定 法》。
优质碳素结构钢（45钢）
碳素铸钢
易切削钢
机械零件用钢