常用金属材料的显微组织观察
实验二 有色金属的显微组织观察与分析
实验一有色合金显微组织观察与分析一、实验目的1. 观察常见的铝合金、铜合金、镁合金及轴承合金等有色金属试样的显微组织特征。
2. 了解有色金属中合金元素对其组织和性能的影响。
二、实验说明（一）铝合金1．铸造铝合金：应用最广泛的铸造铝合金为含有大量硅的铝合金，即所谓硅铝合金。
典型的硅铝合金牌号为ZL102，含硅11～13%，在共晶成分附近，因而具有优良的铸造性能——流动性好，铸件致密，不容易产生铸造裂纹。
铸造后几乎全部得到共晶组织即粗大灰色针状的共晶硅分布在白亮色的α-Al固溶体基体上，这种粗大的针状硅晶体严重降低合金的塑性，因此通常在浇铸时向合金溶液中加入2～3%的变质剂，进行变质处理，合金共晶点向右移，原来的合金变成亚共晶，其组织为枝晶状初生α固溶体（白亮色）+细的（α+Si）共晶体（黑色），如图1-1所示，从而提高合金强度和塑性。
（a）未经变质处理（b）变质处理图1-1 铸造铝合金（ZL102）的显微组织500X2．形变铝合金：硬铝是Al-Cu-Mg系合金，是重要的形变铝合金，具有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高的硬度、强度，故而称Al-Cu-Mg系合金为硬铝合金。
在Al-Cu-Mg系中，形成了CuAl2（θ相）、CuMgAl2（S相），这两个相在加热时均能溶入合金的固溶体内，并在随后的时效热处理过程中通过形成“富集区”、“过渡相”而使合金达到强化。
如图1-2所示。
（a）铸态（b）时效板材图1-2 硬铝（ZL12）的显微组织 100X（二）铜合金1. 普通黄铜普通黄金是Cu-Zn合金，其含锌量均在45%以下，根据Cu-Zn合金状态图，含锌量在32%以下的黄铜（如H80、H70）为α相固溶体的单相组织；而含锌量在32~45%之间的黄铜（H62、H59）则为（α+β）两相组织。
（1）α单相黄铜：含锌在36%以下的黄铜属单相α固溶体，典型牌号有H70。
铸态组织为α固溶体呈树枝状，经变形和再结晶退火，其组织为多边形晶粒，有退火孪晶。
常用金属材料的显微组织观察
锡基轴承合金以元素Sn为基础，加入少量锑和铜组成的合金（WSb =11%， WCu =6%），是一种软基体硬质点类型的轴承合金。 显微组织中暗黑色的为软基体α相，是Sb在Sn中的固溶体；白色块状为硬质 点β'相，是以SbSn为基的有序固溶体；组织中亮白色针状及星形就是Cu3Sn 或Cu6Sn5化合物η '相，也其硬质点作用。
•
铸铁
铸铁
根据成分和冷 却速度不同
铁素体+石墨
铁素体+珠光体+石墨
铸铁
根据石墨的形 态、大小和分 布情况不同
灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁
珠光体+石墨
灰口铸铁HT 灰口铸铁
G F
显微组织：珠光体+铁素体+片状石墨 力学性能差 解决方法：变质处理
P
可锻铸铁
G
F
显微组织：铁素体+团絮状石墨 团絮状石墨大大减轻了石墨对基体金属的割裂作用， 因而强度高，有一定的韧性、塑性。
α
孪晶
H90
α
β’
H 62 WZn在39%～45%的黄铜具有（α和β‘）两相组织，称为双相黄铜。 双相黄铜H62的显微组织中，α相呈亮白色，β'相为黑色，是以CuZn化 合物为基的有序固溶体，在456～468℃由β转变而成性能硬而脆。
α相
β’相
H62
•轴承合金 轴承合金
β '相 η '相 α相
调质
材料名称
40Cr W18Cr4V 1Cr18Ni9Ti 灰口铁 可锻铸铁 球墨铸铁 ZL102 单相黄铜 双相黄铜
锡基轴承合金
浸蚀剂
4% 硝酸酒精溶液 4% 硝酸酒精溶液 王水溶液 4% 硝酸酒精溶液 4% 硝酸酒精溶液 4% 硝酸酒精溶液 0.5%HF 溶液 3%FeCl3 +10%HCl 3%FeCl3 +10%HCl 4% 硝酸酒精溶液
金相组织分析(碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察)
实验三碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察实验目的概述实验内容实验方法实验报告思考题一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。
2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。
3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。
4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。
TOP二、概述1. 碳钢热处理后的显微组织碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。
在缓慢冷时(相当于炉冷，见图2-3中的V1)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2。
时(相当于空冷)，得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到V3时(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至V4、V5，(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后，瞬时转变成马氏体。
其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(V4)称为淬火的临界冷却速度。
转变类型组织名称形成温度范围／℃显微组织特征硬度(HRC)珠光体型相变珠光体(P)>650在400～500X金相显微镜下可以观察到铁索体和渗碳体的片层状组织～20(HBl80～200)索氏体(S)600～650在800一]000X以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清25～35屈氏体(T)550～600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显徽镜(5000～15000X)下才能看出片层状35—40贝氏体型相变上贝氏体(B上)350～550在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40—48下贝氏体(BT)230～350在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48～58马氏体型相变马氏体(M)<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时则呈粗大片状马氏体60～65亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2-3中V1：)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
铝铜合金金相显微组织分析
铝铜合金金相显微组织分析铝铜合金是世界上最常用的金属合金，由于其优良的力学性能和良好的加工性能，在建筑、制造、交通等各个领域得到了广泛的应用。
但是，为了获得良好的性能，在开发铝铜合金时，必须综合考虑多种因素，包括其微观组织、晶粒尺寸、均匀度和含量等。
从金相显微镜的角度来看，金相显微组织分析可以更全面地了解铝铜合金的组织结构和性能特征，从而更好地实现性能的优化和改进。
铝铜合金金相显微组织分析主要可以从两个相关性方面进行。
首先，金相显微镜可以观察到合金中细小晶粒的形状、尺寸和分布情况，以及合金组织中相互关系的特征。
其次，金相显微镜可以准确地分析铝铜合金中基体和夹杂物之间的相互作用，揭示合金中基体、析出物、熔合现象以及其他特殊组织成分的聚集状态和分布规律。
进行金相显微组织分析前，需要准备具有良好的外观性质的铝铜合金，以确保技术结果的准确性。
通常，需要对样品进行热处理，以消除机械冲击、疲劳和拉伸等影响，从而有效地稳定晶界和含量，使分析结果更准确。
其次，样品需要进行锉削，以消除表面的划痕和污染，使表面的晶界更加明晰和更加自然。
此外，金相显微镜分析一般采用原子比色分析技术，通过观察晶界的颜色差异，从而准确地识别和分析基体与夹杂物之间的特征和分布规律。
铝铜合金金相显微组织分析技术的准确性和可靠性决定了铝铜合金加工工艺的发展，同样也直接影响着性能的优化和改进。
因此，在实际应用中，金相显微组织分析无论对于对新型铝铜合金的开发和改进，以及对现有材料应用的改进都是至关重要的。
综上所述，金相显微组织分析可以更准确地解释铝铜合金的组织结构，揭示其微观组织的特性和分布规律，提高合金的性能，并有效地指导铝铜合金的开发和应用。
因此，金相显微组织分析一直是铝铜合金加工的重要技术，也是未来铝铜合金加工产业发展的核心能力。
常用金属材料的显微组织
03
钢铁材料的显微组织
钢的显微组织分类
铁素体
一种具有体心立方晶格 的相，在钢中通常作为
基体相。
奥氏体
一种具有面心立方晶格 的相，在钢的熔炼过程
中通常形成。
渗碳体
一种具有复杂晶格结构 的相，在钢中作为强化
相。
珠光体
由铁素体和渗碳体组成 的层状相，具有较好的
塑性和韧性。
钢材的显微组织特点
钢材的显微组织结构取决于其制造工艺，如熔炼、 轧制、热处理等。
马氏体
形状记忆合金中的马氏体是 一种有序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 变化。
奥氏体
形状记忆合金中的奥氏体是 一种无序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 恢复。
孪晶
形状记忆合金中的孪晶是一 种特殊的晶体结构，能够通 过温度变化实现形状的变化 和恢复。
06
金属材料显微组织的观察与分析方法
高温合金中的碳化物是一种硬质点，能够 提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
精密合金的显微组织
特点 精密合金是一种具有优异物理、 化学和机械性能的金属材料，其 显微组织通常包括单相、双相、 多相等结构。
多相 精密合金中的多相组织由多种晶 体结构组成，如奥氏体、铁素体 和碳化物，能够提供优异的机械 性能和耐腐蚀性能。
铝及铝合金
纯铝具有轻巧和良好的导电性， 但强度较低。铝合金通过添加镁、 锰等元素来提高其强度和耐腐蚀
性。
钛及钛合金
钛是一种轻巧、高强度的金属， 具有良好的耐腐蚀性和生物相容 性。钛合金通过添加铝、钼等元 素来进一步提高其强度和耐腐蚀
性。
特殊金属材料
不锈钢
功能金属材料
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良 好机械性能的合金钢。常见的类型包 括奥氏体、马氏体和双相不锈钢。
常用金属材料显微组织观察实验报告
常用金属材料显微组织观察实验报告- 图文常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。
2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。
1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。
GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。
图1、16Mn-淬火-x400马氏体16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。
16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。
加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。
但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。
图2、16Mn-正火-x400铁素体索氏体16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。
在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。
广泛应用于各种板材、钢管。
图3、65Mn-等温淬火-400下贝氏体65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。
特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。
但有过热敏感性和回火脆性。
金相组织分析(碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察)
实验三碳钢的非平衡组织及常用金属材料显微组织观察实验目的概述实验内容实验方法实验报告思考题一、实验目的1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。
2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。
3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。
4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。
TOP二、概述1. 碳钢热处理后的显微组织碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是不平衡组织。
因此，研究热处理后的组织时，不仅要参考铁碳相图，而且更主要的是参考钢的等温转变曲线(C曲线)。
为了简便起见，用C曲线来分析共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能（见表3-1）。
在缓慢冷时(相当于炉冷，见图2-3中的V1)应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到V2。
时(相当于空冷)，得到的是较细的珠光体，即索氏体或屈氏体；当冷却速度增大到V3时(相当于油冷)，得到的为屈氏体和马氏体；当冷却速度增大至V4、V5，(相当于水冷)，很大的过冷度使奥氏体骤冷到马氏体转变开始点(Ms)后，瞬时转变成马氏体。
其中与C曲线鼻尖相切的冷却速度(V4)称为淬火的临界冷却速度。
转变类型组织名称形成温度范围／℃显微组织特征硬度(HRC)珠光体型相变珠光体(P)>650在400～500X金相显微镜下可以观察到铁索体和渗碳体的片层状组织～20(HBl80～200)索氏体(S)600～650在800一]000X以上的显微镜下才能分清片层状特征，在低倍下片层模糊不清25～35屈氏体(T)550～600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显徽镜(5000～15000X)下才能看出片层状35—40贝氏体型相变上贝氏体(B上)350～550在金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40—48下贝氏体(BT)230～350在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48～58马氏体型相变马氏体(M)<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时则呈粗大片状马氏体60～65亚共析钢的C曲线与共析钢相比，只是在其上部多了一条铁素体先析出线，当奥氏体缓慢冷却时(相当于炉冷，如图2-3中V1：)，转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
常用金属材料的显微组织观察
常用金属材料的显微组织观察一、实验目的观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的显微组织；了解这些金属材料的成分、组织和性能的特点。
二、仪器与材料仪器： XJP-2A( 单目 ) 金相显微镜； XJP-3C( 双目 ) 金相显微镜；材料： 10 种常用金属材料表 1 常用金属材料的金相试样三、实验原理及教学内容1 合金钢在合金钢中，由于合金元素对相图及相变过程的影响，其显微组织比碳钢复杂得多，组成相除了合金铁素体、合金奥氏体、合金渗碳体外，还可能出现金属间化合物，其组织形态随钢种的不同而呈现出不同的特征。
根据其用途可分为：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。
• 40Cr 调质钢（合金结构钢）合金调质钢是指调质处理后的合金结构钢，调质处理后具有高强度与良好的塑性及韧性。
40表示含碳量0.4%，Cr是加入的合金元素，起着增加淬透性，使调质后的回火索氏体组织得到强化。
回火索氏体以前我们学过，是由等轴状F和粒状渗碳体构成。
40Cr调质处理（淬火后高温回火） W18Cr4V退火• W18Cr4V 高速钢（合金工具钢）高速钢是一种高合金工具钢，具有高硬度、高耐磨性和高热硬性，还具有一定的强度、韧性和塑性。
加入合金元素W提高热硬性；Cr可以提高钢的淬透性；加入合金元素V可显著提高钢的耐磨性和热硬性。
a. 铸态组织显微组织分为三个部分：晶界附近为骨骼状莱氏体共晶碳化物Fe4W2C及WC，严重地分割了基体，使钢受载时极易脆裂；晶粒外层为奥氏体分解产物—马氏体及残余奥氏体，因为它不易被浸蚀而呈亮色，常称为“白色组织”；晶粒的心部是δ共析体，为极细的共析组织，易受浸蚀而呈黑色，通常称为“黑色组织”。
b. 锻造和退火后的组织为了改善碳化物的不均匀性，生产上采用反复锻造的方法将共晶碳化物击碎使其分布均匀。
为了去除锻造内应力，清除不平衡组织，降低了硬度，改善切削加工性能，为淬火提供良好的原始组织，必须对高速钢进行退火处理。
经过860～880℃退火后，高速钢 W18Cr4V 的退火组织为较粗大的共晶碳化物颗粒及稍细的二次碳化物,分布在索氏体基体上。
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马氏体
分析：16Mn 钢属于碳锰钢，碳 的含量在 0.16%左右。16Mn 钢 的合金含量较少，焊接性良好， 焊前一般不必预热。加入合金 元素锰，使 C 曲线右移，在淬 火处理后，组织为马氏体组织。 但由于 16Mn 钢的淬硬倾向比 低碳钢稍大，所以在低温下（如 冬季露天作业）或在大刚性、 大厚度结构上焊接时，为防止 出现冷裂纹，需采取预热措施。
一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于加入合金元素，铁碳相图 发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。 低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在 于合金元素都使 C 曲线右移(除 Co 外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。 16Mn 淬火后为马氏体组织，40Cr 钢调质处理后的显微组织是回火索氏体。GCrl5 钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与 T12 钢 780℃水淬低温回火 试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。
等元素。是人类应用最早的
合金，至今已有约 4000 年的
使用历史。它耐蚀、耐磨，
有较好的力学性能和工艺性
能，并能很好地焊接和钎焊，
白色为α相,晶界处暗色组织为富锡
冲击时不产生火花。分为加 工锡青铜和铸造锡青铜。
图 22 锡青铜 400×
α相+β相
36～45％Zn 的黄铜具有α+ β两相组织，称为双相黄铜。 双相黄铜 H62 的显微组织中， α相呈亮白色，β相为黑色。 β相是以 CuZn 电子化合物为 基的有序固溶体，在低温下 较硬较脆，但在高温下有较 好的塑性，双相黄铜可以进 行热压力加工。
奥氏体十铁素体+(Cr,Fe)23C6
1Crl8Ni9 即 18-8 钢。它的碳含量较 低，因为碳不利于防锈；高的铬含量 是保证耐蚀性的主要因素；镍除了进 一步提高耐蚀能力以外，主要是为了 获得奥氏体组织。这种钢在室温下的 平 衡 组 织 是 奥 氏 体 十 铁 素 体 +(Cr ， Fe)23C6。为了提高耐蚀性以及其它 性能，必须进行固溶处理。
图 17 不锈钢 400×
固溶处理指将合金加热到高 温单相区恒温保持，使过剩相 充分溶解到固溶体中后快速 冷却，以得到过饱和固溶体的 热处理工艺。
孪晶+奥氏体
图 18 不锈钢（固溶处理） 400× 4、几种常用有色金属的显微组织 （1）铝合金
应用十分广泛的铝合金主要分变形铝合金和铸造铝合金两类。依照热处理效 果又可分为能热处理强化的铝合金及不能热处理强化的铝合金。
马氏体+残余奥氏+点状碳化物
分析：高速钢优良的热硬性及 高的耐磨性，只有经淬火及回 火后才能获得。它的淬火温度 较高，为 1270～1280℃，以使 奥氏体充分合金化，保证最终 有高的热硬性。淬火时可在油 中或空气中冷却。淬火组织为 马氏体、碳化物和残余奥氏 体。
图 14 高速钢淬火 400×
分析：由于淬火组织中存在有 较 大 量 (25 ～ 30 ％ ) 的 残 余 奥 氏体，一般都进行三次约 560℃的回火。经淬火和三次 回火后，高速钢的组织为回火 索氏体、碳化物和少量残余奥 氏 体 (2 ～ 3 ％ ) 。 有 时 为 了 方 便，节约成本，可通过正火处 理。
图 10 20CrMo 油淬 400×
退火铁素体和（Fe、Cr）7C3 型碳化物 颗粒
图 11 Cr17 退火 400×
奥氏体+碳化物
高锰钢的铸态组织通常是由 奥氏体、碳化物和珠光体所组 成，有时还含有少量的磷共 晶。碳化物数量多时，常在晶 界上呈网状出现。因此铸态组 织的高锰钢很脆，无法使用， 需要进行固溶处理。
冷却较慢时，(Cr，Fe)23C6 会从奥氏体晶界上析出，造成晶间腐蚀，使钢的强度 大大降低。目前，防止这种晶间腐蚀的途经有两条：一是尽量降低碳含量，但有
限度；二是加入与碳的亲和力很强的元素 Ti，Nb 等。因此出现了 1Crl8Ni9Ti、
0Crl8Ni9Ti 等及更复杂的牌号的奥氏体镍铬不锈钢。
图 7 Cr12 淬火+回火 400×
退火后组织为铁素体与珠光 体组织。
珠光体+铁素体
图 8 35CrMo 退火 400×
回火索氏体
用于制造承受冲击、弯扭、高 载荷的各种机器中的重要零 件，如轧钢机人字齿轮、曲轴、 锤杆、连杆、紧固件，汽轮发 动机主轴、车轴，发动机传动 零件，大型电动机轴，石油机 械中的穿孔器，工作温度低于 400 摄氏度的锅炉用螺栓，低 于 510 摄氏度的螺母，化工机 械中高压无缝厚壁的导管（温 度 450~500 摄氏度，无腐蚀性 介质）等
分析：铸态下显微组织由由粗大针 状硅晶体和α固溶体（亮白色）所 组成的共晶体以及初细小的初晶硅 构成，这种粗大的针状硅晶体严重 降低合金的塑性和韧性。
α 相+硅处晶+Si 晶体
图 19 铸铝（未变质处理） 400×
初生α+共晶体
分析：变质处理后的组织由 初生α固溶体枝晶(白亮)及 细的共晶体（黑色）组成， 由于共晶中的硅呈细小的圆 形颗粒，因而合金的强度和 塑性显著提高。
图 16 高速钢退火 400×
3、不锈钢的显微组织
不锈钢是在大气、海水及其它侵蚀性介质条件下能稳定工作的钢种，大都属
于高合金钢，例如应用很广的 1Crl8Ni9 即 18-8 钢。它的碳含量较低，因为碳不
利于防锈；高的铬含量是保证耐蚀性的主要因素；镍除了进一步提高耐蚀能力以
外，主要是为了获得奥氏体组织。这种钢在室温下的平衡组织是奥氏体十铁素体
图 3 65Mn 等温淬火 200×
回火索氏体
30CrMnSi 特性：具有很高的 强度和韧性，淬透性较高，冷 变形塑性中等，切削加工性能 良好。有回火脆性倾向，横向 的冲击韧性差。焊接性能较 好。用途：多用于制造高负荷、 高速的各种重要零件，如齿 轮、轴、螺母等，也用于制造 耐磨、工作温度不高的零件， 变载荷的焊接构件，如高压鼓 风机的叶片、阀板以及非腐蚀 性管道管子
图 9 35CrMo 调质 400×
回火索氏体
20CrMo 淬透性较高，无回火脆 性，焊接性相当好，形成冷裂 的倾向很小，可切削性及冷应 变塑性良好。一般在调质或渗 碳淬火状态下使用，用于制造 在非腐蚀性介质及工作温度 低于 250℃、含有氮氢混合物 的介质中工作的高压管及各 种紧固件、较高级的渗碳零 件，如齿轮、轴等。
铝硅合金是应用最广泛的一种铸造铝合金，典型的牌号为 ZLl02，含硅 11～ 13％，从 Al-Si 合金相图可知，其成分在共晶点附近，因而具有优良的铸造性能， 即流动性能好，产生铸造裂纹的倾向小。但铸造后得到的组织是粗大针状的硅晶 体和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体状的初生硅晶体。粗大的硅晶体极 脆，因而严重地降低了合金的塑性和韧性。为了改善合金性能，可采用变质处理。 即在浇注前在合金液体中加入占合金重量 2～3％的变质剂（常用 NaF+ NaCl 的 钠盐混合物）。由于钠能促进 Si 的生核，并能吸附在硅的表面阻碍它长大，使合 金组织大大细化同时使共晶点右移，而原合金成分变为亚共晶成分，所以变质处 理后的组织由初生α固溶体和细密的共晶体(α+Si)组成。共晶体中的硅细小， 因而使合金的强度与塑性显著改善。
图 4 30CrMnSi 等温淬火 400×
回火索氏体
分析： 40Cr 钢是机械制造业 使用最广泛的钢之一。调质处 理后具有良好的综合力学性 能，良好的低温冲击韧性和低 的缺口敏感性。钢的淬透性良 好，切削性能较好，当硬度为 HB174～229 时，相对切削加工 性为 60%。该钢适于制作中型 塑料模具。
莱氏体
分析：高速钢的铸造状态下与 亚共晶白口铸铁的组织相似。 其中莱氏体由合金碳化物和 马氏体或屈氏体组成。莱氏体 沿晶界呈宽网状分布，莱氏体 中的碳化物粗大，有骨架状， 不能靠热处理消除，必须进行 锻造打碎。锻造退火后高速钢 的显微组织是由索氏体和碳 化物所组成的。
图 13 高速钢铸态 400×
图 23 H62 铸态 200×
α相+退火孪晶
图 24 H62 退火 100×
α相+β相
锌基轴承合金，常用牌号 ZznA110-5 和 ZznAl9-1.5， 分别含有 5%铜、10%铝和 1.5% 铜、9%铝，余量为锌。其室 温组织为软基体α固溶体上 分布着硬质点β相。 性能：具有一定的力学性能 和优良的耐磨性，但硬度较 高，摩擦系数较大，线膨胀、实验目的 1、观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。 2、分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。 二、金属材料的显微组织观察及分析 1、几种常用合金钢的显微组织
合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于 5％的称为 低合金钢；合金元素为 5～10％的称为中合金钢；合金元素大于 10％的称为高合 金钢。
图 20 铸铝（变质处理） 400×
铝青铜是铜和铝形成的合 金，含铝量一般不超过 11.5% ， 有 时 还 加 入 适 量 的 铁、镍、锰等元素，以进一 步改善性能。含铝量较少的 铝青铜可采用淬火或回火等 热处理手段进行强化。
α相
图 21 铝青铜 200×
锡青铜除了含有 3%～14%锡，
此外还常常加入磷、锌、铅
回火马氏体+点状碳化物
图 15 高速钢淬火+回火 400×
回火马氏体+点状碳化物
分析：退火后，组合更加均匀。 退火的目的是消除应力，降低 硬度，使显微组织均匀，便于 淬火。退火温度一般为 860～ 880℃。高速钢性：具有高硬 度、高耐磨性和高耐热性。 高速钢用途：用于制造各种切 削工具。如车刀、钻头、滚刀、 机用锯条及要求高的模具等。
图 12 ZGMn13 400× 2、高速钢的显微组织
高速钢的铸造状态下与亚共晶白口铸铁的组织相似。其中莱氏体由合金碳化 物和马氏体或屈氏体组成。莱氏体沿晶界呈宽网状分布，莱氏体中的碳化物粗大， 有骨架状，不能靠热处理消除，必须进行锻造打碎。锻造退火后高速钢的显微组 织是由 S 和碳化物所组成的。