中碳钢---球化组织判定等级
钢的含碳量分级标准
我国多年来沿用的是以钢的含碳量作为分级的标准。
表1列出铸造碳钢的国家标准中，关于钢的牌号，化学成份和机械性能的要求，牌号中的“ZG”表示铸钢，其后的数字表示钢中碳的重量分数的公称值，以万分之几表示。
铸造碳钢依其杂质元素磷和硫含量的高低而分为三级，磷和硫单项质量分数各低于0.04%的特质（Ⅰ级）钢；低于0.05%的优质（Ⅱ级）钢.低于0.06%的为普通（Ⅲ级）钢。
表1 铸造碳钢的牌号、化学成分及机械性能钢号化学成分机械性能Wc×100 WMn×100 WSi×100 σb/MPaσs/MPaσb/MPaΨX100 aK（CVN）/（105J/m2）ZG15 0.12-0.22 0.35-0.65 0.20-0.45 400 200 25 40 6.0ZG25 0.22-0.32 0.50-0.80 0.20-0.45 450 240 20 32 4.5ZG35 0.32-0.42 0.50-0.80 0.20-0.45 500 280 16 25 3.5ZG45 0.42-0.52 0.50-0.80 0.20-0.45 580 320 12 20 3.0ZG55 0.52-0.62 0.50-0.80 0.20-0.45 650 350 10 18 2.0一般工程用铸造碳钢的标准（GB5676-85）将铸造碳钢按照室温下的机械性能分为5个牌号，即ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570和ZG340-640.对钢中的基本化学成分只规定其质量分数的上限，对钢中残余合金元素的限制比较宽。
2铸造低合金钢2.1 通用铸造低合金钢系列钢种在机械制造中，通用的铸造低合金钢主要包括锰系、铬系和镍系三个系列。
这些系列钢种是在铸造碳钢的成分基础上进行合金化，并通过相就的热处理，以获得比铸造钢更高的常温机械性能的。
1）锰系低合金钢以锰作为主要合金化元素，而以硅、钼等作为辅助强化元素，构成锰钢、锰硅钢、锰硅铬钢和锰钼钢。
各种材料金相组织参考标准
钢材金相检验标准(１) 低倍检验1 GB/T 226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法2 GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图3 GB/T 4236-1984 钢的硫印检验方法4 GB/T 1814-1979 钢材断口检验法5 GB/T 2971-1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法6 YB/T 731-19870 塔型车削发纹检验法7 YB/T 4002-1992 连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图8 YB/T 4003-1991 连铸钢板坯缺陷硫印评级图9 YB/T 4061-1991 铁路机车、车轴用车轴(含硫印缺陷评级图)10 CB/T 3380-1991 船用钢材焊接接头宏观组织缺陷酸蚀试验法(２) 基础标准1 GB/T/T13298-91 金属显微组织检验方法2 GB/T224-1987 钢的脱碳层深度测定法3 GB/T10561-1988 钢中非金属夹杂物显微评定方法4 GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法5 GB/T/T13299-1991 钢的显微组织(游离渗碳体、带状组织及魏氏组织)评定方法6 GB/T/T13302-1991 钢中石黑碳显微评定方法7 GB/T4335-1984 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法8 JB/T/T5074-1991 低、中碳钢球化体评级9 ZBJ36016-1990 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级10 DL/T 652-1998 金相复型技术工艺导则(３) 不锈钢1 GB/T6401-86 铁素体奥氏体型双相不锈钢α－相面积含量金相测定法2 GB/T1223-75 不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方3 GB/T1954-80 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法4 GB/T/T13305-91 奥氏体不锈钢中α－相面积含量金相测定法(４) 铸钢1 GB/T8493-87 一般工程用铸造碳钢金相2 TB/T/T2451-93 铸钢中非金属夹杂物金相检验3 TB/T/T2450-93 ZG230-450铸钢金相检验4 GB/T/T13925-92 高锰钢铸件金相5 GB/T5680-85 高锰钢铸件技术条件(含金相组织检验)6 YB/T/T036.4-92 冶金设备制造通用技术条件高锰钢铸件(高锰钢金相组织检验)7 JB/T/GQ0614-88 熔模铸钢ZG310-570正火组织金相检验(５) 化学热处理及感应淬火1 GB/T11354-89 钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验2 GB/T9450-88 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核3 QCn29018-91 汽车碳氮共渗齿轮金相检验4 JB/T4154-85 25MnTiBXt钢碳氮共渗齿轮金相检验标准5 NJ251-81 20MnTiBRe钢渗碳齿轮金相组织检验6 ZB/T04001-88 汽车渗碳齿轮金相检验7 TB/T/T2254-91 机车牵引用渗碳淬硬齿轮金相检验8 JB/T/T6141.1-92 重载齿轮渗碳层球化处理后金相检验9 JB/T/T6141.3-92 重载齿轮渗碳金相检验10 JB/T/T6141.4-92 重载齿轮渗碳表面碳含量金相判别法11 GB/T5617-85 钢的感应淬火或火焰淬火有效硬化层深度的测定12 GB/T9451-88 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定13 ZB/J36009-88 钢件感应淬火金相检验14 ZB/J36010-88 珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验15 NJ304-83 渗碳齿轮感应加热淬火金相检验16 JB/T2641-79 汽车感应淬火零件金相检验17 CB/T3385-91 钢铁零件渗氮层深度测定方法(６) 轴承钢1. YJZ84 高碳铬轴承钢(含酸浸低倍组织、非金属夹杂物、显微孔隙、退火组织、碳化物不均匀性、碳化物带状、碳化物液析评级图)2. GB/T9-68 铬轴承钢技术条件(含低倍缺陷、非金属夹杂物、退火组织、碳化物网状、碳化物液析评级图)3 GB/T3086-82 高碳铬不锈轴承钢技术条件(含酸浸低倍组织、火组织、共晶碳化物不均匀度、非金属夹杂物、微孔隙评级图)4 YB/T688-76 高温轴承钢Cr4Mo4V技术条件(含碳化物不均匀度评级图)5 JB/T1255-91 高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件(含退火组织、淬回火组织、碳化物网状、断口评级图)6 ZB/J36001-86 滚动轴承零件渗碳热处理质量标准(含粗大碳化物、渗碳表面层淬回火组织、心部组织、网状碳化物评级图)7 JB/T1460-92 高碳铬不锈钢滚动轴承零件热处理技术条件(含退火组织、淬回火组织、断口评级图)8 JB/T2850-92 Cr4Mo4V高温轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件(含淬火组织、淬回火组织评级图)9 JB/T/T6366-92 55SiMoV A钢滚动轴承零件热处理技术条件(含退火组织、淬回火组织、渗碳淬回火组织评级图)(７) 工具钢1 GB/T1298-77 碳素工具钢技术条件(含珠光体组织、网状碳化物评级图)2 GB/T1299-85 合金工具钢技术条件(含珠光体组织、网状碳化物、共晶碳化物不均匀)3 YB/T12-77 高速工具钢技术条件(含低倍碳化物剥落、共晶碳化物不均匀度评级图)4 ZB/J36003-87 工具热处理金相检验标准5 GB/T4462-84 高速工具钢大块碳化物评级图(８) 零部件专用标准1 GB/T/T13320-91 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法2 ZB/J18004-89 传动用精密滚子链和套筒链零件金相检验3 ZB/J26001-88 60Si2Mn钢螺旋弹簧金相检验4 ZB/J94007-88 柴油机喷嘴偶件、喷油泵柱塞偶件、喷油泵出油阀偶件金相检验5 JB/T3782-84 汽车钢板弹簧金相检验标准6 NJ309-83 内燃机连杆螺柱金相检验标准7 NJ326-84 内燃机活塞销金相检验标准8 JB/T/T6720-93 内燃机排气门金相检验标准9 JB/T/NQ180-88 内燃机气门座金相检验10 JB/T/GQ1050-84 45、40Cr钢淬火马氏体金相检验11 JB/T/GQ1148-89 机床用40Cr钢调质组织金相检验12 JB/T/GQ·T1150-89 机床用38CrMoAl钢验收技术条件及调质后金相检验13 JB/T/GQ·T1151-89 机床用45钢调质组织金相检验14 NJ396-86 低淬透性含钛优质碳素结构钢齿轮金相检验15 JB/T/T5664-91 重载齿轮失效判据16 CJ/T 31-1999 液化石油气钢瓶金相组织评定。
关于低、中碳钢带状组织评级标准的探讨
SQHI%UUYUA# 中 要 求 评 定 钢 中 带 状 组 织 时(!) "要根据铁素体带数量"并考虑铁素体带 贯穿视场的程度&连续性和铁素体带的宽度确 定带状组织的级别' 评级时应选择检验面上各 视场中最严重视场于评级图谱进行对比评级'
SQHI#%!$$ 中要 求 评 定 珠 光 体 钢 中 的 带 状组织(%) "要根据带状铁素体数量增加"并考 虑带状贯穿视场的程度&连续性和变形铁素体 晶粒多少的原则确定' ;=J<评级系列划分
的具体划分见表 #' 分析两个标准对带状组织 评级图谱的划分"其区别主要体现在含碳量的 划分 上" SQHI%UUYUA# 主 要 评 价 含 碳 量 " ^ "AW"]范围内的钢"划分系列等级为 (^+的 T 级"较 SQHI#%!$$ 含碳量 " ^"AT"]要大"(^ @的 % 个等级划分更细致' 具体系列等级均分 为 W 个级别"评级表示方法及级别可半级评价' 在对每个级别的描述中"(系列两标准描述基 本上相同%SQHI#%!$$ 中 Q系列和 @系列描述 基本一致"主要表征铁素体和珠光体带"而 SQH I%UUYUA# 在其它系列上的描述上将珠光体修 改为第二类组织"增宽了组织特征"更适用于现 在存在非平衡状态的热轧板组织"各级别描述 见表 !'
&&随着梅山基地碳钢系列产品的不断扩展" 很多应用于精冲&冲压成型件的钢种在产品组 织检验中"需要关注带状组织"其作为一种钢中 缺陷组织"被列为这些钢种组织检验的重要指 标之一'
火力发电厂常用金属材料组织老化评级标准
附录 A火力发电厂常用金属材料组织老化评级标准J.1 20号钢显微组织老化评级按DL/T 674执行。
J.1.1 20号钢微观组织与球化评级见表J.1。
表J.1 20 号钢珠光体球化组织特征J.1.2 20号钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据见表J.2。
表J.2 20 号钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据（平均值）J.2 15CrMo钢显微组织老化评级标准按DL/T 787执行。
J.2.1 15CrMo钢微观组织与球化评级见表J.3。
表J.3 15CrMo 钢球光体球化组织特征J.2.2 15CrMo钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据见表J.4。
表J.4 15CrMo钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据（平均值）J.3 12Cr1MoV钢显微组织老化评级标准按DL/T 773执行。
J.3.1 12Cr1MoV钢微观组织与球化评级见表J.5和表J.6。
显微组织按球化程度分为5级，其中铁素体加珠光体球化组织特征见表J.5，铁素体加贝氏体或贝氏体球化组织特征见表J.6。
表J.5 12Cr1MoV钢铁素体加珠光体球化组织特征象。
表J.6 12Cr1MoV钢铁素体加贝氏体或贝氏体球化组织特征J.4 2.25Cr-1Mo(P22/12Cr2MoG)钢显微组织老化评级标准按DL/T 999执行。
J.4.1 2.25Cr-1Mo(P22/12Cr2MoG)钢微观组织与球化评级见表J.7。
表J.7 2.25Cr-1Mo(P22/12Cr2MoG)钢球化组织特征J.4.2 10CrMo910钢球化与常温、高温短时力学性能对应关系见表J.8表J.8 10CrMo910钢球化与常温、高温短时力学性能对应关系J.5 18Cr-8Ni系列奥氏体不锈钢锅炉管显微组织老化评级标准按DL/T 1422执行。
J.5.1本规程规定了18Cr-8Ni系列钢（07Cr19Ni10、07Cr19Ni11Ti、07Cr18Ni11Nb、08Cr18Ni11NbFG及与其成分相近牌号的钢种）制造的过热器和再热器管在高温服役后组织老化程度的等级评定。
压力容器用钢常见金相组织以及钢的分类
压力容器用钢常见金相组织以及钢的分类锅炉压力容器用钢常见金相组织和性能1.奥氏体A[Feγ(C)]奥氏体是碳在γ-Fe中的固熔体，在合金钢中是碳和合金元素熔解在γ-Fe中的固溶体。
奥氏体塑性很高，硬度和屈服点较低，布氏硬度值一般为170～220HB，是钢中比容最小的组织。
奥氏体在1147℃时可溶解碳为2.11%，在727℃时可溶解碳为0.77%。
奥氏体仍然保持γ-Fe的面心立方晶格，在金相组织中呈现为规则的多边形。
2.铁素体F [Feα(C)]铁素体是碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。
铁素体性能接近钝铁，硬度低（约为80～100HB），塑性好。
固溶有合金元素的铁素体能提高钢的强度和硬度。
在727℃时，碳在铁素体中溶解为0.022%，在常温下含碳量为0.008%。
铁素体仍然保持α-Fe的体心立方晶格，在金相组织中具有典型纯金属的多面体金相特征。
3.渗碳体 [Fe3C]渗碳体是铁和碳的化合物，又称碳化铁，常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体存在。
根据铁—碳平衡图，渗碳体可分为：一次渗碳体，是沿CD线由液体中结晶析出，多呈柱状。
二次渗碳体是从γ-固溶体中沿ES线析出的，多以白色网状出现。
三次渗碳体是从α-固溶体中沿PQ线析出的，多以白色网状出现。
渗碳体在低温下有弱磁性，高于217℃磁性消失。
渗碳体的熔化温度约为1600℃，含碳量为6.67%，硬度很高（约为＞700HB），脆性很大，塑性近乎于零。
4.珠光体P珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，是含碳量为0.77%的碳钢共析转变的产物，由铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
珠光体的片间距取决于奥氏体分解时的过冷度，过冷度越大形成的珠光体片间距越小。
按片间距的大小，又可分为珠光体、索氏体和屈氏体。
由于它们没有本质上的区别，统称为珠光体。
粗片状珠光体，是奥氏体在650～700℃高温分解的产物，硬度约为190～230HB，用一般金相显微镜（500倍以下）能分辩Fe3C片。
三角试块看球化标准
三角试块看球化标准
三角试块是用于检测球墨铸铁件球化质量的一种工具，通过观察三角试块上的金相组织，可以判断球墨铸铁件的球化程度。
球化标准通常包括以下几个方面：
1. 球化率：球化率是指球墨铸铁件中球墨的体积分数，通常要求球化率在80%以上。
2. 石墨大小：石墨大小是指球墨铸铁件中石墨颗粒的大小，通常要求石墨大小在6 级以上。
3. 珠光体含量：珠光体含量是指球墨铸铁件中珠光体的体积分数，通常要求珠光体含量在20%以下。
4. 渗碳体含量：渗碳体含量是指球墨铸铁件中渗碳体的体积分数，通常要求渗碳体含量在2%以下。
通过观察三角试块上的金相组织，可以判断球墨铸铁件的球化程度是否符合标准。
如果球化程度不符合标准，需要采取相应的措施进行改进。
钢材球化退火处理及碳化物球化程度评估介绍
鋼材球化退火處理及碳化物球化程度評估介紹許傳宗金屬工業研究發展中心檢測技術發展組摘要棒鋼(直徑14mm以上者稱之)及線材(直徑14mm以下者稱之)係以小鋼胚為原料，經加熱軋延後製作成盤元，並依客戶的要求，再經不同線徑抽線加工、退火處理後供應下游業者作為生產原料，而主要的下游市場則為鋼線鋼纜、螺絲及螺帽等。
其中當盤元加工製作螺絲時，由於易造成破裂現象，因此須經球化退火處理將盤元中之碳化物予以球化，藉以提升延展性，降低硬度以利後續加工處理。
由此可知，球化退火處理乃是螺絲業常用的熱處理方法之一，因此本文特針對鋼材球化退火處理及碳化物球化程度評估作一簡單介紹，以期能對工業界有所裨益。
一、球化退火之簡介球化退火(Spheroidizing Annealing)係指將鋼材中之層狀或網狀碳化物，經加熱至適當溫度後，使其成為球狀化的一種熱處理方法，特別是高碳的工具鋼更是需要進行此退火熱處理，而其經球化退火處理後的顯微組織如圖1所示。
一般而言，球化退火處理的主要目的有二：其一為提高高碳鋼的延展性，並降低加工抵抗性使其後續之切削加工或塑性加工易於進行；其二作為工具鋼的淬火前處理，使淬火後的碳化物組織分佈均勻，進而防止淬裂或變形的發生，同時提高淬火後的韌性與硬度。
值得一提的是，所謂的「碳化物」係指高碳鋼中之Fe 3C 組織；工具鋼中之M 23C 6、M 7C 3及M 3C 等組織；高速鋼中之M 23C 6、M 6C 及MC 等組織；軸承鋼中之M 23C 6、M 6C 及M 3C 等組織。
圖1. 1.2%C 碳鋼之球狀碳化物顯微組織圖二、球化退火之方法如2圖所示為各種球化退火的操作方法，至於要採用何種操作方法，主要係根據鋼材種類、冷加工程度及球狀化程度等來加以判定。
時 間溫度圖2. 球化退火之操作方法示意圖1.長時間加熱法(A1下方的加熱)：此法乃是將鋼材加熱至A1下方的溫度範圍(約650~700℃)，然後長時間保溫後徐冷，如圖2(a)所示。
碳钢的划分标准
一．简述低碳钢、中碳钢和高碳钢的划分标准及其各自的性能特点。
答：低碳钢（Wc为％～％），若零件要求塑性、韧性好，焊接性能好，便如建筑结构、容器等，应选用低碳钢；中碳钢（Wc为％～），若零件要求强度、塑性、韧性都较好，具有综合机械性能，便如轴类零件，应选用中碳钢；高碳钢（Wc为％～％），若零件要求强度硬度高、耐磨性好，例如工具等，应选用高碳钢。
二．碳素钢按含碳量可划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
高碳钢属于工具钢，详见“工具钢”部分。
低碳钢如20号钢一般多用来制作渗碳零件。
热处理工艺是先进行渗碳处理，随后进行淬火和低温回火。
经这样处理后零件表面具有较高的硬度而心部具有良好的塑性。
而中碳钢如45号钢根据使用条件不同，热处理方式也不同。
一般做热加工使用的要进行调质处理，即淬火后高温回火。
其他条件使用的可进行正火处理。
现把国标、日本标准中某些主要钢号的化学成分列举，如表6 ―7―20。
表 6-7-20 碳素钢化学成分指标S30C、S45C钢号中Ni-Cr应小于%，其他国家的标准号有EN10083T―91.ГОСТ1050 等。
7. 物理性能现把国标、日本标准中某些主要钢号的机械性能如表6―7 ―21。
表 6-7-21 碳素钢物理性能指标三．高碳钢、低碳钢、中碳钢的划分标准是什么钢是钢材含碳量在%%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下3种：1、钢材按品质分类(1) 普通钢（P≤%，S≤%）(2) 优钢材质钢（P、S均≤%）(3) 高级优质钢（P≤%，S≤%）2.、按化学成份分类(1) 碳素钢：钢材a.低碳钢（C≤%）；b.中碳钢（C≤~%）；c.高碳钢（C≤%）。
(2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
3．按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。