金相基础(精选)
热处理金相基础知识
热处理金相基础知识 RUSER redacted on the night of December 17,2020一、目的（1）观察碳钢经不同热处理后的基本组织。
（2）了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
（3）熟悉碳钢几种典型热处理组织的形态及特征。
二、概述碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织，经淬火得到的是非平衡组织。
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）。
铁碳相图能说明慢冷时合金的结晶过程和室温下的组织以及相的相对量，C 曲线则能说明一定成分的钢在不同冷却条件下所得到的组织。
C曲线适用于等温冷却条件；而CCT曲线（奥氏体连续冷却曲线）适用于连续冷却条件。
在一定的程度上可用C曲线，也能够估计连续冷却时的组织变化。
1、共析钢等温冷却时的显微组织共析钢过冷奥氏体在不同温度等温转变的组织及性能列于表4－1中。
2、共析钢连续冷却时的显微组织为了简便起见，不用CCT曲线，而用C曲线（图4－1）来分析。
例如共析钢奥氏体，在慢冷时（相当于炉冷，见图4－1中的υ1）应得到100%的珠光体；当冷却速度增大到υ2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υ3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υ4、υ5（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（υ4）称为淬火的临界冷却速度。
3、亚共析钢和过共析钢连续冷却时的显微组织亚共析钢的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，如图4－2所示。
当奥氏体缓慢冷却时（相当于炉冷，如图4－2中υ1），转变产物接近平衡组织，即珠光体和铁素体。
随着冷却速度的增大，即υ3>υ2>υ1时，奥氏体的过冷度逐渐增大，析出的铁素体越来越少，而珠光体的量逐渐增加，组织变得更细，此时析出的少量铁素体多分布在晶粒的边界上。
金相基础知识普及-2022年学习资料
金相组织识别-铁碳相图-单相区—5个-A-1538-0-纯铁的熔点-液相区L-ABCD以上区域-1495.53-包，晶转变时液相成分-δ 固溶体区-AHNA-4.30-奥氏体区Y-NJESGN-1148-共晶点素体区a-GPQ以左-1227-6.67-渗碳体的熔点-渗碳体区Fe,C-DFK值线-丑-2.11-碳在e中的最大溶解度-两相区—7个-渗碳体的成分-L+8-AHJBA-912-纯铁Q一Y转变温度-L+Y-BJ CB-驻-0.09-碳在8-Fe中的最大溶解度-L+FeC--DCFD-8+Y-HNJH-0.17-包晶点 Y+a-GPSG-727-Y+Fe C-ESKFCE-W-1394-纯铁Y8转变温度-a FezC--PO KSP-0.0218-三相区-3个-0.77-共析点-包晶线-水平线HJBL+δ +Y-600-0.0057 600℃碳在Fe中的溶解度-共晶线-水平线ECFL+Y+FeC-16-200-7×107-200℃碳在-F 中的溶解度-共析线-水平线PSKY+a+FeC
金相组织识别-夹杂物-夹杂物名称-形状及分布-明场-暗场-偏光-其他-氧化铝-细小，成串-深灰或暗灰-透明 白色-各向异性-磨光时易剥落，-Al2O3-有托尾-氧化亚铁-球状，变形后-灰色稍带褐色-完全不透明（通向异性，不透-FeO-略显椭圆-常比基体黑沿-明，淡黄色-边有细亮线-硫化铁-量多时呈网状-淡黄色，长期透明，沿边界-明显的各向异性。-当钢中含有Mn-FeS-分布在晶界上，-暴露在空气中-有亮线-不透明，淡黄 -少时才形成，-量少时成粒状-变为褐色-Mn多时形成-分布在任意部-MnS、FeS的固-位，易变形加-溶体 -工后伸长-10
金相基础知识培训
下贝氏体
4、奥氏体
在碳钢中，奥氏体是碳溶于Y-Fe中的固溶体。在合 金钢中，奥氏体则是碳和合金元素固溶于γ-Fe中的 固溶体。奥氏体具有面心立方结构。 从Fe-Fe3C平衡状态图可知，在碳素结构钢或一般 低合金结构钢中，奥氏体是一个高温相，在高温时 才稳定存在。在室温时奥氏体将转变成其他组织。 结构钢经淬火后会存在残留奥氏体，它分布在马氏 体针间隙中，或分布在下贝氏体针间隙中，不易受 侵蚀，在光学显微镜下呈白色。
奥氏体
5、马氏体
在碳钢中，马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和固溶体;在合金 钢中，马氏体是碳和合金元素溶于α-Fe中的过饱和固体。 当钢的奥氏体以极快速度冷却下来时，过冷奥氏体以极快的 速度转变成马氏体。这时铁和碳原子都来不及扩散，只是由 γ-Fe的面心立方晶格转变为α-Fe的体心正方，即由碳在γ-Fe 中的固溶体转变为碳在α-Fe中的固溶体，故马氏体转变是无 扩散的。由于碳在α-Fe中的溶解度极小，因此转变的产物是 碳在α-Fe中的过饱和固溶体，这种过饱和的固溶体称为马氏 体。根据马氏体的金相特征，可将马氏体分为低碳的板条状 马氏体和高碳的针状马氏体。
针状马氏体
片状马氏体
（3）回火马氏体
回火马氏体是淬火钢经低温回火后的产物。
回火马氏体的基本特征是:仍具有马氏体针状 特征，但经侵蚀后显示的颜色比淬火马氏体 要深。在光学显微镜下的形貌与下贝氏体相 似。马氏体内析出为ε-碳化物，呈无规则分 布。
回火马氏体
6、回火屈氏体
回火屈氏体是淬火钢经中温回火后的产物。
3、密排六方晶体结构
（二）、合金的晶体结构
合金是由两种或两种以上的金属或非金属经熔炼、烧结或其 他方法组合而成并具有金属特性的物质。碳钢就是由碳和铁 组成的合金。
金相基础-各种氏体带图详解
⾦相基础-各种⽒体带图详解现代材料可以分为四⼤类--⾦属、⾼分⼦、陶瓷和复合材料。
尽管⽬前⾼分⼦材料飞速发展，但⾦属材料中的钢铁仍是⽬前⼯程技术中使⽤最⼴泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下⾯就为⼤家详细介绍吧。
钢铁由铁矿⽯提炼⽽成，来源丰富，价格低廉。
钢铁⼜称为铁碳合⾦，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合⾦。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理⼯艺（四把⽕：淬⽕、退⽕、回⽕、正⽕），可以获得各种各样的⾦相组织，从⽽使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后⽤特定的腐蚀剂腐蚀显⽰后，在⾦相显微镜下观察到的组织称为钢铁的⾦相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合⾦，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由⼏个基本相（铁素体F、奥⽒体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的⾦相组织结构。
常见的⾦相组织有下列⼋种：⼀、铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，⽤符号F表⽰。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，⽽强度与硬度较低（30-100 HB）。
在合⾦钢中，则是碳和合⾦元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最⼤溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降⾄0.0084%，因⽽在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是⽹络状和⽉⽛状。
⼆、奥⽒体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥⽒体，具有⾯⼼⽴⽅结构，为⾼温相，⽤符号A 表⽰。
奥⽒体在1148℃有最⼤溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度⽐铁素体⾼，塑性和韧性良好，并且⽆磁性，具体⼒学性能与含碳量和晶粒⼤⼩有关，⼀般为170~220 HBS、 =40~50%。
金相检验基础知识培训
金相检验基础知识培训金相检验是一种常用的金属材料分析方法，通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来了解其内部结构和性能。
它在工业生产和科学研究领域中起着重要的作用。
本篇文章将介绍金相检验的基础知识，包括金相检验的定义、检验方法与步骤、常用的显微镜及其使用方法、样品的制备以及金相检验的应用。
一、金相检验的定义金相检验是指对金属材料的显微组织进行观察和分析的一种方法。
通过利用显微镜对金属材料进行放大观察，可以获得关于金属内部结构、晶粒大小、晶粒形貌、相组成等方面的信息。
金相检验可以帮助我们了解金属材料的性能、品质以及工艺加工过程中的变化。
二、金相检验的方法与步骤1. 金相材料制备：首先需要将待检验的金属材料制备成试样。
通常采用切割、研磨、抛光等方法，使材料表面平整、光亮，方便显微观察。
2. 试样腐蚀：经过制备后的金属材料试样需要进行腐蚀处理。
常用的腐蚀试剂有酸性溶液、碱性溶液和复合试剂等，在试样表面加以处理，以便于显微观察。
3. 显微观察：将腐蚀处理后的金属材料试样放置在显微镜下进行观察。
根据实际需要，可以选择不同倍率的显微镜进行观察。
观察过程中需要调节焦距、光照等参数，以获取清晰的显微图像。
4. 显微图像分析：对所观察到的显微图像进行分析。
可以测量晶粒尺寸、晶界类型、颗粒形貌等参数，还可以通过显微图像的比对，判断材料是否存在缺陷、变形、相分离等问题。
三、常用的显微镜及其使用方法常用的显微镜包括光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜。
光学显微镜主要用于金相检验中的观察和分析，而电子显微镜则可以提供更高的分辨率和更详细的信息。
在使用显微镜时，需要注意以下几点：1. 校准显微镜：使用前需要校准显微镜，确保观察结果的准确性。
2. 调节焦距：调节显微镜的焦距，使试样的显微图像清晰可见。
3. 光源调节：根据观察需求，调节显微镜的光源，以获得适当的亮度和对比度。
4. 观察角度：通过调整试样和显微镜的相对位置，选择最佳的观察角度。
热处理工艺金相基础
一、退火与正火正火是将钢加热到Ac3或Accm以上保温再在空气中冷却的热处理工艺，退火是将钢加热到相变温度Ac1以上或以下，较长时间保温并缓慢冷却（一般随炉冷却）的一种工艺。
1．退火退火的种类很多，常用的主要有如下几种类型：（1）完全退火完全退火是将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。
（2）球化退火钢随炉升温加热到Ac1以上Accm以下的双相区，较长时间保温，并缓慢冷却的工艺。
这种工艺主要适用于共析或过共析的工模具钢，目的是让其中的碳化物球化（粒化）和消除网状的二次渗碳体，因此叫做球化退火。
（3）去应力退火和再结晶退火一些铸铁件、焊接件和变形加工件会残存很大的内应力，为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残余内应力而进行的退火称为去应力退火。
（4）扩散退火扩散退火是将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为1050℃～1150℃），长时间（一般10～20小时）保温，然后随炉缓慢冷却到室温。
扩散退火的主要目的是均匀钢内部的化学成分。
主要适用于铸造后的高合金钢。
2．正火正火是将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热处理工艺。
亚共析钢的正火加热温度为Ac3＋30℃～50℃；而过共析钢的正火加热温度则为Accm＋30℃～50℃。
正火与退火的主要区别在于冷却速度不同，正火冷却速度较大，得到的珠光体组织很细，因而强度和硬度也较高。
正火主要应用于以下几个方面：（1）消除网状二次渗碳体所有的钢铁材料通过正火，均可使晶粒细化。
而原始组织中存在网状二次渗碳体的过共析钢，经正火处理后可消除对性能不利的网状二次渗碳体，以保证球化退火质量。
（2）作为最终热处理对于机械性能要求不高的结构钢零件，经正火后所获得的性能即可满足使用要求，可用正火作为最终热处理。
（3）改善切削加工性能对于低碳钢或低碳合金钢，由于完全退火后硬度太低，一般在170HB以下，切削加工性能不好。
金相基础知识普及解析
石英 SiO2 铝酸盐 CaO·2Al2O3
3Al2O3·2SiO2
形状及分布
明场
暗场
成群，成串
成群，变形后成 串
金黄色
不透明
随碳含量不同由浅黄变 完全不透明 紫玫瑰
偏光 各向同性 各向同性
孤立或成群 孤立或成群
淡粉色 淡粉
不透明 不透明
各向同性 各向同性
球状 变形后呈链状
7
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998中夹杂物宽度
单位：μm
夹杂物 类型
细系
最小宽度
最大宽度
粗系 最小宽度 最大宽度
A
2
4
＞4
12
B
2
9
＞9
15
C
2
5
＞5
12
D
3
8
＞8
13
D类夹杂物规定为最8
金相组织识别——夹杂
GB/T10561-2005 /ISO 4967:1998 中夹杂物级别最小值
色随MnS量而变，MnS 少时呈淡黄色，增多时 变深蓝色，再变深为深 灰色
深灰色，球体中的环圈 反光而中心有亮点。
不透明
各向异性，不透明
透明，色由淡黄 各向异性，透明呈玻
到褐色
璃状时各向同性
锰矽酸盐 2MnO·SiO2
铁锰矽酸盐 mFeO·nMnO·SiO2
多为玻璃质，球 状任意分布，易 变形，变形后伸 长
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数 量级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属 夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
金相分析基础范文
金相分析基础范文金相分析是一种常见的金属材料表征方法，通过观察金属材料的组织结构和显微组织来推断其性质和性能。
在金属材料的生产、加工和质量控制过程中，金相分析起着重要的作用。
本文将介绍金相分析的基础知识，包括样品制备、显微镜观察和金相图分析。
首先，样品制备是金相分析的第一步。
样品的正确制备对于后续的金相分析非常关键。
对于切割样品，应选择合适的切割方法和设备，以减小样品切割面的变形和热损伤。
切割结束后，应使用打磨机对样品表面进行粗磨和细磨处理，以去除切割残留物和磨削痕迹。
最后，样品应经过抛光，以获得光洁平滑的表面。
然后，显微镜观察是金相分析的核心环节。
金相分析通常使用光学显微镜和电子显微镜进行观察。
光学显微镜可用于观察晶粒形态、晶界、相分布和裂纹等信息。
电子显微镜则可以提供更高的放大倍数和更详细的结构信息。
通过观察样品的显微组织，可以对金属材料的组织结构和性质进行分析。
最后，金相图分析是金相分析的重要方法之一、金相图是一种图形化的表示材料相图的方法，通过金相图可以了解材料在不同温度下的相组成和相转变关系。
在金相图分析中，需要识别不同相的组成和特征，进而推断金属材料的性质和性能。
金相图分析可以帮助解释材料在不同条件下的力学性能、热处理效果以及应力应变响应等问题。
除了上述基础知识，金相分析还包括一些高级技术，如电子背散射衍射（EBSD）、扫描电镜能谱分析（EDS）和透射电镜（TEM）等。
这些技术可以提供更加详细和准确的材料信息。
综上所述，金相分析是一种重要的金属材料表征方法，通过样品制备、显微镜观察和金相图分析，可以推断金属材料的组织结构和性质。
准确的金相分析结果对于材料的生产和质量控制都具有重要意义。
金相分析的进一步发展将有助于我们更好地理解金属材料的微观性质和力学行为。
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金相基础（精选）
四、Fe-C 相图
典型铁碳合金的平衡结晶过程
40钢[w(C)=0.4%]
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金相基础（精选）
温度 (℃)
800 700 600 500
400 300 200 100
0
-100 0
五.亚共析钢TTT曲线
A F
A3
A1 P+F S+F T
B
Ms
M + A残
Mf
1
10
102
103
104
• 奥氏体：碳在γ -Fe中的固溶体，用A或 γ 表示，面心 立方结构。奥氏体综合力学性能较好。
• 马氏体：是由奥氏体在淬火过程中得到，用M表示。 硬度较高，但比较脆。
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金相基础（精选）
四、Fe-C 相图
渗碳体：用Fe3C表示（也有人用K表示）。是铁碳化合 物（不遵守化合价规律）。Fe3C硬度高、强度低, 脆 性大, 塑性几乎为零。
四、Fe-C 相图
2. Fe-C相图：描述平衡态的铁碳 合金的相。
3. 铁，钢，铸铁在相图上的位置
铁：含碳量小于0.0218wt%
钢：含碳量为0.0218~2.11wt%。
铸铁：含碳量为 2.11~6.69wt%。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%） 时，合金太脆，已无实用价值。
实际所讨论的铁碳合金相图是
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金相基础（精选）
八. 认识金相组织
很难通过自学方式学习看金相；
很难通过几堂课程或几本教材学会看金相；
至少要看（揣摩）几千张金相照片，建立不同材 质金相组织的基本形貌概念；
个人经验，学习金的方法： 1>. 常看《金相图谱》，对照材料理论和热处理 工艺去看，带着问题去看； 2>. 常做故障/失效分析； 3>. 常和人讨论。
珠光体：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物（共析组 织），常用P表示。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体 呈片状交替分布。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布 在铁素体基体上。
莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物（共晶组
织），常用Ld表示。当冷却至727度时，莱氏体中的奥氏
体将转变为珠光体。
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（相和组织的名词解释，可参考GB/T 7232）
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金相基础（精选）
三、合金的结构与相图
1、相图的基本概念 相图是表示合金系的状
态，是合金的状态与温 度、成分之间关系图。
利用相图，可以知道各 种成分的合金在什么温 度发生什么反应，产生 什么组织。还能了解合 金在加热和冷却过程中 可能会发生的转变。
金相标准—了解相关金相标准。
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金相基础（精选）
二、金属的晶体结构
结构：面心立方、体心立方、密排六方等晶体结构。 相：金属或合金中成分相同、结构相同，性能一致的均
匀的组成部分（如F，A，Fe3C）。 组织：由相组成。以不同的形态、尺寸、数量和分布形
式而组成的综合体。可以是一种或多种相分为单相组织 和多相组织（如F，A，Fe3C，P，B，S，T，M，回S， 回T，回M，W）。其中F，A，Fe3C三种既是相也是组织， 具有双重身份，其他的都是混合物。
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金相基础（精选）
九. 常用金相标准(举例)
金相标准/规范很多，以下仅举例几个：
金相试样前处理: ASTM E3
低倍组织及缺陷的酸蚀(冷蚀/热蚀): GB/T 226；
晶粒度:
ASTM E112；JB T5944
流線：
SAE USCAR- 8
非金属夹杂: ASTM E45；GB/T 10561；
时间(s)
13
金相基础（精选）
六、金相组织观察
切
镶
磨
抛
侵
吹
割
嵌
光
光
蚀
干
珠光体（光镜下） 14
10钢
金相基础（精选）
七. 亚共析钢5大组织典型的图片(举例)
紧固件常用材质：低碳钢，中碳钢，及其合金 钢。
亚共析钢5大组织：F，A，Fe3C，P，M。
\\ SYW\技术资料\检测及其技术\金相分析\组 织鉴别\基本组织区别\《钢中常见显微组织的鉴 别》
不同材料(成分),不同热处理，得到不同的金相组织。
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金相基础（精选）
一、前言
金相分析目的
材料研究/改良—对新材料的性能从金相组织方面 做理论预期。
工艺研究/改良—为获取图纸/规范要求的性能， 在理论指导下，有方向的寻找/调整最佳热加工 工艺，或评价热加工工艺的合理性。
质量检验--检查产品金相组织是否符合相关标准/ 规范。
低倍组织缺陷评级: GB/T 1979；
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金相基础（精选）
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金相基础（精选）
故障/失效分析--有图有真相。
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金相基础（精选）
一、前言
金相分析师应知应会
材料理论—相应成分的材质，经规定的加热-保温-冷却工艺， 会形成对应的金相组织（Fe-C相图，C-曲线）。
金相样品—金相样品制作技能熟练，清晰显示所有已存在的组 织，不产生假象（金相试验室技术）。
金相组织—认识各类金相组织形貌特征并了解其性能（金相图 谱）。
金相分析基础
友汇
2015-01-16
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金相基础（精选）
一、前言
金相--金属或合金内部结构
金相分析—是运用放大镜和显微镜，对金属材料的 宏观及微观组织进行观察研究的方法。
宏观组织--是用10倍以下的放大镜或者肉眼直接观 察到的金属材料内部所具有的各组成物的直观形貌；
微观组织--主要是指在光学显微镜或扫描电镜下所 观察到的金属材料内部具有的各组成物的直观形貌。
钢
Fe- Fe3C相图。
工业纯铁
铸铁
四、Fe-C 相图
4、铁的同素异构转变 铁在固态冷却过程中有两
912℃
-Fe ⇄ -Fe ⇄ -Fe
四、Fe-C 相图
四、Fe-C 相图
• 铁素体：碳在-Fe中或δ-Fe中的固溶体，用F表示。 体心立方结构。F含碳量很低，其性能接近纯铁，是 一种塑性、韧性高，但强度和硬度较低的组织。