上海材料研究所金相分析培训_--第三章金相检验技术及.
金相分析技术培训
金相分析技术第一部分金相试样的制备一、试样的选取原则1.研究零件显微组织的金相试样应从材料或零件在使用中最重要的部位截取；或是偏析，夹杂等缺陷最严重的部位截取。
2.在分析损坏原因时，则应在损坏的地方与完整的部位分别截取试样，以探究其损坏或失效的原因。
3.对于有些产生较长裂纹的部件，则应在裂纹发源处、扩展处、裂纹尾端分别取样，以分析裂纹产生的原因。
4.截取部位确定后，还需要进一步明确择取哪个方向、哪个面作为金相试样的磨面。
一般分为横向试样与纵向试样，横向试样即试样磨面为原构件的横截面；纵向试样即试样磨面为原构件的纵截面。
5.横向试样常用于观察:a、试样自中心至边缘组织分布的渐变情况。
b、表面渗层、硬化层、镀层等表面处理的深度及其组织。
c、表面缺陷，如裂纹、脱碳、氧化、过烧、折迭等缺陷的深度。
d、非金属夹杂物在整个断面上的分布情况。
e、测定晶粒度。
6.纵向试样常用于观察：a、非金属夹杂物之大小，变形情况及其含量。
b、带状组织的存在或消除情况。
c、因塑性变形而引起晶粒或组织变形的情况。
二、金相试样的截取无论采用何种方法截取试样，都必须保证所截取的试样的金相组织与原部件金相组织一致，即不发生组织变化。
这就要求在截取试样过程中试样受热、受外力作用都能尽量小。
如淬火马氏体组织的试样，若切割时冷却不充分，使之受热发生回火而成了回火马氏体组织。
通常用于切割试样的有砂轮切割机、线切割、锯床等。
三、金相试样的磨光粗磨-细磨-抛光四、显微组织的显示通常用的是化学浸蚀。
浸蚀剂中酸用的最多，如硝酸、苦味酸，可浸蚀普通的碳钢、低合金钢。
主要是通过氧化的作用，使试样的不同的相受到不同程度的氧化溶解而反映出衬度，达到显示微观组织的目的。
溶剂是酒精、水等。
常用化学浸蚀试剂：硝酸酒精溶液：4%硝酸酒精溶液显示碳钢及低合金钢的组织。
盐酸苦味酸酒精溶液：盐酸5ml，苦味酸1g,酒精100ml. 显示淬火及淬火回火钢的晶粒和组织。
第二部分钢的缺陷金相组织分析钢的组织缺陷是指需利用金相显微镜进行检验才能判别的显微组织缺陷。
金相检验培训课件
定量金相学的应用
定量金相学广泛应用于金属材料的研 究和生产过程中。通过测量材料的晶 粒度、相组成和化学成分等参数，可 以评估材料的力学性能、物理性能和 工艺性能。
定量金相学的局限性
定量金相学虽然可以测量金属材料的 各种参数，但对于某些细微结构和化 学成分的分析仍然存在局限性。因此 ，在某些情况下，需要结合其他分析 方法如能谱分析、X射线衍射等进行 分析。同时，定量金相学的测量结果 也会受到样品制备过程和测量方法的 影响，需要采用标准化的测量程序以 保证结果的准确性。
金相检验技术发展趋势与挑战
智能化金相检验
01
结合人工智能和机器学习技术，实现对金相组织的自动识别、
分类和预测，提高金相检验的智能化水平。
跨学科合作
02
加强与其他学科领域的合作，引入新的技术和方法，推动金相
检验技术的创新和发展。
高精度和高灵敏度检测
03
开发更准确、更灵敏的金相检验方法和技术，实现对金相组织
金相检验新技术与发展趋势
金相检验新技术介绍
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定量金相分析
利用图像处理和计算机辅助技术，实现对金相组 织的定量测量和分析，提高金相检验的准确性和 可靠性。
数字成像技术
采用高分辨率数字相机和图像处理技术，实现对 金相组织的精细观察和测量，提高金相检验的效 率和精度。
自动化金相检验
利用机器人技术和自动化设备，实现金相组织的 自动取样、研磨、抛光和观察，提高金相检验的 效率和准确性。
经过粗磨、细磨、抛光、 蚀刻等步骤，制备出具有 金相结构的试样。
金相显微镜操作实践与技巧
显微镜型号选择
根据实际需要选择合适的显微镜型号，如光学显 微镜、电子显微镜等。
显微镜操作流程
金相检验培训课件
详细说明金相显微镜的操作步骤和使用技巧。
使用方法
样品处理
详细介绍样品处理的过程，包括切割、磨削、抛光等步骤。
取样
说明取样的方法和注意事项，如选取有代表性的样品、避免样品污染等。
蚀刻与染色
阐述蚀刻和染色的原理及方法，以突出显示金相显微镜观察区域的特征。
金相样品的制备
介绍各种金相图谱的名称、特点和用途。
文字表述
数据可视化
结论表述
运用图表、图像和数据可视化工具展示实验结果，如金相显微镜下的组织形态、硬度柱状图等。
根据实验结果得出相关结论，如材料的度分布情况、相变温度范围等，为后续应用提供参考依据。
03
实验结果的表述与展示
02
01
THANKS
感谢观看
高分辨激光扫描显微镜的优势
X射线晶体学可以确定材料中各相的组成，对材料的相变和热处理过程进行更精确的分析。
X射线晶体学在金相检验中的应用
确定相组成
X射线晶体学可以检测材料中各晶体的结构和晶体学特征，判断材料的性能和稳定性。
检测晶体结构
X射线晶体学可以分析材料中各晶体的取向和变形行为，对材料的力学性能进行更精确的分析和预测。
如晶粒粗大、碳化物偏析、马氏体淬火不均匀等，可能降低材料的韧性和耐腐蚀性。
热处理组织缺陷
如轧制裂纹、磨削裂纹等，可能影响材料的表面质量和稳定性。
加工组织缺陷
金相组织缺陷的成因及判别
金属材料的力学性能与金相组织密切相关，如低碳钢的强度和硬度随晶粒尺寸的增大而减小，而韧性则随晶粒尺寸的增大而增大。
合金钢的金相组织对力学性能的影响更为显著，如奥氏体不锈钢的金相组织对其耐腐蚀性和高温强度有着重要影响。
金相检验培训课件
典型晶格—— 体心立方晶格：立方体的八个棱角上各有一个原子，立方体中心占有一个原子。α-铁，铬，钼等金属为体心立方晶格结构
面心立方晶格:正方体的八个棱角上各有一个原子，正方体六个面的中心各有一个原子。γ-铁，镍，铝，铜等为面心立方晶体结构
密排六方晶格：在上下底面的十二个棱角上各有一个原子，在上下底面的中心也各有一个原子，在六方柱内有三个原子，他们相间的处于三个棱柱体的几何中心。
（2）形状对性能的影响 网状铁素体降低钢的疲劳性能。 魏化组织铁素体对强度影响不大，但显著降低塑性和冲击韧性。 网状渗碳体增加钢脆性，淬火开裂性提高，实际生产中是不允许存在的，一般用调质处理或充分正火来消除。
3．奥氏体晶粒度
(1)初始晶粒度 细小而均匀 （2）实际晶粒度 一般总是大于初始晶粒度 （3）晶粒长大后在冷却时就不能再变小，只有通过重结晶(重新奥氏体化)才能使晶粒变小。 （4）奥氏体晶粒度对钢性能的影响 奥氏体晶粒越细，屈服强度和冲击韧性越高，综合性能越优良。
三．冷却时的转变 1．过冷奥氏体的等温转变 （1）表示过冷奥氏体在A1以下多个不同温度保温过程中发生的转变量与转变时间关系曲线，如下图
（2）固溶体：某元素的晶格中溶有其他元素原子的相称为固溶体 置换式固溶体：溶剂晶格中部分结点上的原子被溶质原子置换 间隙式固溶体：溶质原子处于溶剂晶格的间隙中。 （1）金属化合物 （2）机械混合物：钢和铸铁中的珠光体，莱氏体
2．二元合金相图 现介绍几种基本结晶转变形式
（1）匀晶转变：由液相结晶出单相固溶体 杠杆定律：计算两相区内，某一成分合金在某一温度时两相的成分和含量。 （2）共晶转变：从液相中同时结晶出两种固体(共晶体) （3）共析转变：从一种固相中转变为两种固(共析体) （4）包晶转变：由先结晶的固相与剩余的液相反应生成另一固相
金相检验培训ppt课件3分解
n 一 检验工具 n 肉眼或放大镜 (〈20倍〉 n 二 检验内容
n 钢中疏松、气泡、缩孔、缩孔残余、裂纹以及各种非正常 断口 缺陷
n §2 酸浸试验
n 一．原理 n 利用酸液对钢材各部分浸融程度的不同，来显示出其低倍
组织及各种缺陷 n 二．显示缺陷 n 裂纹、夹杂、疏松、偏析及气孔等缺陷
10/8/2023
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三 试样
n 1．取样 应选取能代表全体的部位，根据检验目 的，一般有以下几种取样方式： n (1) 表面取样：检验淬火裂纹，磨削裂纹等缺
陷 n (2) 两端取样：检验钢锭及钢坯 n 一个轴向 (纵割) --显示纤维流线，条带组
织等
n 二到三个横向 (横截面) --显示白点、偏析、 疏松，皮下气泡等
n 2．制样 一般要求试样表面粗糙〈Ra1.6μm
10/8/2023
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四．执行标准 GB/T 226-1991
n 1．热酸浸试验 n 酸液配方 1：1工业盐酸水溶液 n 作业温度 60~80℃
n 2．冷酸浸试验 n 要求试样表面粗糙度达到Ra0.80μm。
n 酸液配方见表3-2。 n 由于反差对比度比热触效果茶，故评定时要比 热触法低1级。 n 3．仲裁检验时，以热触法为准
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n 四、压力容器专用钢板和锻件
n 1．钢板 n (1) 执行标准 GB/T 6654-1996 n (2)代表性钢号 n 16MnR 350 Mpa等级用钢，供货状况
为正火或控制，属铁素体珠光体型钢 n 18MnMoNbR 500 Mpa等级用钢，供
货状况为正火加回火，属马氏体型调制钢
n 3．对C曲线的影响 n (1) 使C曲线右移的元素有Ni、Mn、Cr、Mo等
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。
金相检验培训心得5则
金相检验培训心得5则1. 这次的金相检验培训给我带来了很多收获和经验。
从课程内容到实际操作，都让我对金属材料的检验有了更深入的了解。
在课堂上，老师生动有趣地讲解了金相检验的基本原理和方法，让我对金相检验有了全面的认识。
同时，通过实际操作，我学会了如何使用金相显微镜和其他仪器来观察、分析金属材料的显微结构，提高了我的操作技能。
2. 在培训过程中，我还参观了一家金相检验实验室，对实验室的设备、环境和操作流程有了更加直观的了解。
通过参观实验室，我了解到了金相检验的严谨性和标准化要求。
在实验室里，我还跟着实验员一起进行了一些实际操作，学到了很多实战经验。
3. 通过这次培训，我对金相检验的重要性有了更加清晰的认识。
金相检验可以帮助我们了解金属材料的组织结构，判断材料性能和质量。
在工程领域，金相检验是非常重要的一项技术，可以帮助我们选择合适的材料、制定合理的工艺参数和解决材料失效的问题。
因此，学好金相检验对我的工作和学习都有很大的帮助。
4. 在培训中，我还学到了不少关于金相检验的实用技巧。
比如，如何正确进行金属样品的制备和装配，如何调整显微镜的参数来观察不同的金相组织，如何进行金相分析和评估等等。
这些技巧的学习和掌握，对于我今后在金相检验方面的工作将起到很大的指导作用。
5. 通过这次培训，我还结识了很多同行和行内专家。
他们在培训中分享了自己的经验和教训，让我受益匪浅。
在培训期间，我还和他们进行了许多有关金相检验的讨论，互相学习和交流。
这些同行间的交流和合作，不仅扩宽了我的眼界，还加深了对金相检验的理解。
总的来说，这次金相检验培训给我带来了很多益处。
通过学习和实践，我对金相检验的理论知识和操作技巧都有了很大的增加。
我相信，通过这次培训，我能更好地运用金相检验的知识和技术，提高自己在金属材料检验领域的专业水平。
金相检验培训课件
案例二
汽车用铝合金零部件的金相检验 。金相检验可以检测铝合金零部 件的内部缺陷、晶粒度等，确保
汽车零部件的质量和安全性。
其他领域金相检验应用案例分析
能源领域
在能源领域，如核能、太阳能等领域，金相检验可以用于检测材 料在高温、高压等极端条件下的组织变化和性能稳定性。
电子领域
在电子领域，金相检验可以用于检测半导体材料、电子元器件等的 微观结构和性能，确保电子产品的质量和稳定性。
检验流程与操作规范
检验流程
包括样品制备、显微观察、图像分析、结果判定等步骤，需按照标准规定的流程 进行操作。
操作规范
如样品制备时应选择适当的磨削、抛光和蚀刻方法，显微观察时应选择合适的放 大倍数和光源等。
检验报告的编写与审核
检验报告编写
应包括样品信息、检验方法、显微组织特征描述、结果判定 等内容，需按照规定的格式和要求编写。
炼钢连铸坯的金相检验。通过金相检 验，可以检测连铸坯的内部裂纹、孔 洞等缺陷，确保产品质量。
铝合金行业金相检验案例分析
铝合金行业概述
铝合金具有轻质、高强度、耐腐 蚀等优点，广泛应用于航空、汽
车、建筑等领域。
案例一
航空用铝合金材料的金相检验。 通过金相检验，可以检测铝合金 材料的微观组织结构，评估其力 学性能和疲劳性能，确保航空器
优点
能够准确确定晶体结构，对样品制备 要求较低。
缺点
操作相对复杂，需要专业人员操作。
03
金相检验标准与规范
国家标准与行业标准
国家标准
如GB/T 18173-2016《金属显微组织检验方法》等，规定了金相检验的基本原 则、方法、步骤和要求。
行业标准
如YB/T 5145-2003《钢铁显微组织检验方法》等，针对特定金属材料制定了相 应的金相检验标准。