金相组织缺陷观察
实验一铁碳合金金相组织观察
实验⼀铁碳合⾦⾦相组织观察实验⼀铁碳合⾦⾦相组织观察⼀、实验⽬的1．认识铁碳合⾦的平衡组织。
2．了解含碳量对铁碳合⾦平衡组织的影响规律。
．⼆、概述1．⼯业纯铁(C<0．02％)，显微组织是单相铁素体，如图11.1。
2．碳钢随含碳量不同可分为：亚共析钢(含C<0．8％)；共析钢(含C：0．8％)，过共析钢(0．8％<含C<2．06％)。
共析钢的显微组织是⽚状铁素体和渗碳体的机械混合物，由于试⽚浸蚀后表⾯具有珍珠的光泽，故称为珠光体，其显微组织如图11.2图11.1 图11. 2材料：⼯业纯铁材料：T8(0．8％C)处理⽅法：退⽕热处理⽅法；退⽕腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液显微组织：铁素体(⽩亮块是晶显微组织：珠光体，(⽩亮基体粒，⿊线是晶粒边界) 是铁素体，细夹条是渗碳体)放⼤倍数：100×放⼤倍数；400×图中的⽩亮基体是铁素体，细夹条是渗碳体，⿊线是铁素体和渗碳体的相界⾯。
如放⼤倍数低或⽚层过薄时，则看不到⽚层结构，⽽呈暗⿊⾊块状物。
亚共析钢的显微组织是由铁素体与珠光体组成。
铁素体是碳在⼀Fe中的固溶体，其组织是⽩亮⾊。
在亚共析钢中，随含碳量的增加铁素体量逐渐减少，如图11.3⾄共析成分时铁素体量接近于零，⽽形状亦由颗粒状逐渐变成⽹状分布于珠光体周围。
珠光体的量则随含碳量的增加逐渐增多，⾄共析成分时全部为珠光体组织。
过共析钢的显微组织由珠光体和⽹状渗碳体(⼆次渗碳体)组成。
渗碳体是碳和铁的化合物(Fe3C含碳量为6．67％)。
在过共析钢中，随含碳量的增加渗碳体的量增多，如图11.4。
图11. 3 图11. 4材料：20钢(0．2％C) 材料：T12钢(1．2％C)热处理⽅法：退⽕热处理⽅法：退⽕腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液腐蚀剂：4％HNO3酒精溶液显微组织：珠光体(暗⿊⾊块状) 显微组织：珠光体(暗⿊⾊基体) +铁素体(⽩有块，细+渗碳体(⽩亮细⽹)⿊线是铁素体晶界) 放⼤倍数：200×放⼤倍数：100×从T 12钢的显微组织中看出，⽤硝酸酒精溶液浸蚀后渗碳体是⽩亮的，⽽且是⽹状分布。
金相组织检验方法
金相组织检验方法金相组织检验方法是金相显微镜检验技术的一种，用于对材料的组织结构进行观察和分析。
该方法可以通过金相显微镜观察材料的显微结构，了解材料的晶体形态、组织相、晶粒大小、晶界、位错、包含物等信息，从而评估材料的性能和质量。
首先是样品的制备。
要进行金相组织检验，首先需要从待测材料中取得一个小的标本。
样品通常根据材料的大小和形状进行切割、研磨和研磨，最后用金相显微镜进行观察。
在制备过程中，需要注意使用适当的研磨纸和研磨液，以保证样品表面的平整度和光洁度。
接下来是显微结构观察。
将制备好的样品放置在金相显微镜上，并调整显微镜的放大倍数和焦距，使得样品的显微结构能够清晰可见。
观察时，可以通过改变镜筒和台架的位置，旋转样品，以便观察不同方向上的显微结构。
观察时应注意调节光源的亮度和对比度，以获得清晰的图像。
最后是结构分析。
在观察样品的显微结构后，可以通过对观察到的组织、晶粒、晶界等特征进行分析，以获得对材料性能和质量的评估。
例如，结构分析可以通过计数晶粒的数量来确定晶粒大小的分布范围，进一步评估材料的均匀性。
还可以通过观察晶粒边界和晶界的形态来判断材料的结晶性能和纯度。
此外，还可以通过观察包含物、位错、缺陷等特征来评估材料的质量。
需要指出的是，金相组织检验方法需要配备金相显微镜和相关配件，包括样品制备工具和设备。
此外，进行金相组织检验时，还需要操作员具备一定的金相显微镜操作技能和对材料组织结构的理解。
对于不同类型的材料，可能需要使用不同的显微镜和特殊的显微观察技术来实现金相组织检验。
综上所述，金相组织检验方法是一种通过金相显微镜观察材料的显微结构来评估材料性能和质量的技术。
通过样品的制备、显微结构观察和结构分析三个步骤，可以获得材料的晶体形态、组织相、晶粒大小、晶界、位错、包含物等信息，从而对材料进行评估和分析。
金相组织判定依据
金相组织判定依据金相组织是指金属材料在显微镜下的显微结构。
通过对金属材料的金相组织进行观察和分析，可以了解材料的性质、组织特征以及可能的缺陷和损伤。
金相组织判定依据是指根据金相组织的特征和变化来判断材料的性质和质量。
本文将从不同角度介绍金相组织判定依据，包括晶粒尺寸、晶体形貌、晶界特征、相组成和显微硬度等方面。
1. 晶粒尺寸晶粒尺寸是金相组织中最基本的特征之一。
晶粒尺寸的大小和分布对材料的性能有着重要影响。
通过显微镜观察金相组织中晶粒的尺寸和分布情况，可以判断材料的晶粒长大程度、晶粒形貌和晶粒界面的特征。
一般来说，晶粒尺寸较大且均匀分布的材料具有较好的力学性能和导热性能。
2. 晶体形貌晶体形貌是金相组织中晶粒的外部形态特征。
不同材料的晶体形貌各不相同，常见的晶体形貌有等轴晶、柱状晶、板状晶等。
晶体形貌的不同反映了材料的凝固过程和热处理过程中的晶粒生长方式。
通过金相组织观察，可以判断材料的晶体形貌，进而推测材料的制备工艺和性能。
3. 晶界特征晶界是相邻晶粒之间的界面，是金相组织中的重要组成部分。
晶界的形状、取向和分布对材料的性能和行为有着重要影响。
通过金相显微镜观察晶界的特征，可以判断晶界的密度、取向和形状，从而推测材料的晶界强度、晶界迁移和晶界蠕变等性能。
4. 相组成相是指材料中具有相同化学组成和结构特征的区域。
金相组织中的相分布和相组成对材料的性能和用途有着重要影响。
通过金相组织观察和分析，可以判断材料中的相类型、相含量和相分布情况，进而推测材料的相变行为、相变温度和相变速率等性质。
5. 显微硬度显微硬度是指材料在显微尺度下的硬度性能。
金相组织中不同晶粒和相之间的硬度差异可以通过显微硬度测试来评估。
显微硬度测试可以通过显微镜观察硬度印痕的形貌和尺寸，从而判断材料的显微硬度分布和显微硬度差异。
显微硬度的差异反映了材料的组织均匀性和力学性能。
金相组织判定依据包括晶粒尺寸、晶体形貌、晶界特征、相组成和显微硬度等方面。
钢的缺陷金相组织
钢的缺陷对性能的影响
机械性能下降
钢的缺陷会导致其机械性能下降， 如强度、韧性、耐磨性等。这会 影响钢材的使用寿命和安全性。
疲劳强度降低
钢的疲劳强度是指其在交变应力作 用下的抗破坏能力。钢的缺陷会降 低其疲劳强度，使钢材容易发生疲 劳断裂。
腐蚀和氧化
钢的缺陷会加速其腐蚀和氧化过程， 导致钢材的耐腐蚀性能下降。这会 影响钢材的使用寿命和安全性。
钢的缺陷产生的原因
炼钢工艺问题
加工工艺问题
炼钢过程中，如果控制不当，会导致 钢中存在气体、夹杂物、偏析等冶金 缺陷。
钢材加工过程中，如果切割、焊接、 机械加工等操作不当，会导致钢材出 现裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
夹杂物
总结词
夹杂物是指在钢中非金属的、不同于基体金属的杂质物。
详细描述
夹杂物通常是由于炼钢过程中未能完全去除的杂质或添加的 合金元素在钢中形成的。夹杂物的存在会降低钢的塑性和韧 性，影响其加工性能和使用性能。
偏析
总结词
偏析是指钢中化学成分的不均匀分布。
详细描述
在炼钢过程中，由于温度和化学反应的不均匀，会导致钢的化学成分在各个部分 存在差异。偏析的存在会使钢的性能产生不均匀性，影响其机械性能和使用寿命 。
气泡
总结词
气泡是指钢中存在的气体，通常为氢 气或氮气。
详细描述
气泡的形成通常是由于炼钢过程中未能将气 体完全排除或后期处理过程中气体重新溶解 到钢中。气泡的存在会降低钢的塑性和韧性 ，并可能导致破裂和疲劳强度下降。
疏松和缩孔
总结词
疏松和缩孔是指钢中存在的小孔洞或缩小的区域。
金相显微镜实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2. 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
3. 通过观察金相显微组织，分析材料性能和缺陷。
二、实验原理金相显微镜是一种用于观察金属、合金等材料内部组织和缺陷的显微镜。
其基本原理是利用光学显微镜的成像原理，通过物镜和目镜的放大，将金相试样上的微小组织放大到人眼可以观察到的程度。
三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、金相试样制备设备（如砂轮机、抛光机、显微镜等）、金相显微镜专用光源。
2. 材料：金相试样、金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液。
四、实验步骤1. 金相试样制备（1）试样切割：将材料切割成一定厚度的薄片。
（2）试样磨光：将切割好的试样用不同型号的砂纸进行磨光，直至表面光滑。
（3）试样腐蚀：将磨光后的试样放入腐蚀液中腐蚀，以显示出试样内部的组织。
（4）试样清洗：将腐蚀后的试样用清水冲洗干净。
2. 金相显微镜观察（1）开启金相显微镜，调整光源亮度。
（2）将制备好的试样放置在载物台上，调整焦距，直至观察到清晰的图像。
（3）观察试样组织，记录观察到的组织类型、形态、大小等信息。
（4）对观察到的组织进行分析，判断材料性能和缺陷。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察，观察到以下组织：（1）晶粒组织：试样中存在大量晶粒，晶粒大小不一。
（2）相组织：试样中存在不同相，如α相、β相等。
（3）析出相：试样中存在析出相，如析出碳化物等。
2. 实验分析（1）晶粒组织：晶粒大小对材料性能有较大影响，晶粒细化可以提高材料的强度、硬度等性能。
（2）相组织：不同相的存在对材料性能有较大影响，如α相、β相等相的形态、大小、分布等。
（3）析出相：析出相的存在对材料性能有较大影响，如析出碳化物等可以提高材料的硬度、耐磨性等性能。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了金相显微镜的构造、原理及使用规则。
2. 学会了金相显微试样制备的基本操作方法，为后续的金相分析工作打下了基础。
球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述
球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述摘要：比较了球墨铸铁与灰铸铁、碳钢的优缺点,介绍了显微缩松,夹渣,石墨漂浮,开花石墨球化,球化衰退,如球墨铸铁显微组织缺陷的特点,分析了化学成分、浇注温度、铸造工艺设计、砂型的紧性,组织基因的大小等因素,铸件壁厚对这些缺陷的形成有影响，并提出了相应的预防措施。
最后,指出球墨铸铁的显微结构决定了铸件的属性,可以采取根据各种金相组织缺陷形成的原因从而采用相应的措施,以提高铸件的质量,提高企业的市场竞争力和经济效益。
关键词：球墨铸铁；金相组织；缺陷；防止措施1前言与灰铸铁不同的是，石墨铸铁中的石墨是球形的，在基质上分解效率较低，使其不耐拉伸、可塑性和灵活性，一切都高于灰色铸铁；与碳钢相比，它的可塑性较低，疲劳与普通中等碳钢相比，几乎是普通碳钢的两倍，由于其生产成本低于钢。
此外，在球墨铸铁生产中，除了铸造缺陷外，还会出现一些独特的组织缺陷，如明显的微孔和夹渣、石墨浮花、石墨球化不良和球化衰退、白口和反白口、片状石墨和破碎石墨、磷共晶等。
这些组织缺陷各有特点，且相互关联，严重影响铸件的性能。
2显微缩松2.1特征球墨铸铁中的缩松是铸件硬化时出现的缺陷，而由于无铁液的补充从而出现了缺陷。
除了肉眼可见的松树宏观缩松外，除了出现在金属显微镜下外，还存在明显的边界；一般情况下，间隙呈金刚石角状(严格地说，微孔不属于金相缺陷范畴)。
收缩降低了铸件的力学性能，影响了加工铸件的表面质量。
2.1.1浇注温度铸件浇注温度高，有利于补缩；但浇注温度过高会增加液态收缩量，不利于消除缩孔、缩松。
2.1.2砂型紧实度砂岩厚度太低或不均匀，在金属或石墨膨胀的静态压力下，这种类型的型壁可能会变形使型腔扩大，不能很好地利用石墨化膨胀进行自补缩，容易导致铸件产生缩松。
2.1.3铸造工艺设计浇注系统、冒口、冷却器设计不当，不能保证液态金属的连续凝固;此外，冒口的数量和尺寸，以及与铸件的正确连接，都会影响冒口的进给效果，使铸件收缩疏松。
球墨铸铁金相缺陷完整版
球墨铸铁金相缺陷 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】从金相组织判断球铁牌号从方面无法具体判别球铁的牌号，具体看看GB/T9441-2009和GB/T1348-2009《就知道了，主要判别球铁牌号的依据还是力学性能的数据，成分和金相都不作为标准，成分主要控制大概球铁的，金相主要看球化率和珠光体的含量其实也还是看指标。
与铸铁的区别球铁是的简称,是铸铁的一种铸铁，含碳量在2％以上的。
工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。
碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。
除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。
还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。
碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
铸铁可分为：①。
含碳量较高（％～％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。
熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。
用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。
②。
碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。
凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。
硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。
多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸铁。
由后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。
其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。
用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。
④。
将铁水经后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。
比普通有较高强度、较好韧性和塑性。
用于制造内燃机、及农机具等。
⑤蠕墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。
力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。
用于制造汽车的零部件。
⑥。
普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。
合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。
用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
金相组织检验标准与质量判定
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
为表面脱碳后，其马氏体质量体积变小，在表面形成拉应力所致。
六.缺陷组织；
1 欠热；使奥氏体的碳和合金元素不够，甚至没有完全奥氏体化，组织中残存有未转变的 珠光体和铁素体。
2 过热；组织中残留大量奥氏体，降低硬度。 3 原材料缺陷；组织中有大块铁素体或带状组织。 4 冷速不够；发生或部分发生奥氏体-珠光体的转变。 5 网状裂纹；属表面裂纹0.01-2mm之间，呈任意方向构成网状，一般是高碳钢易形成，是因
金相组织检验标准与质量判定
序号
一.正火组织或退火组织
1 碳素、合金结构钢；均匀分布的铁素体和片状渗碳体，带状组织1-3级合格，巍氏组织
〔过热组织〕1-3级合格。GB/T13229-1991
2 碳素工具钢；球化退火为珠光体组织，δ≤60mm，T7-T9,1-5级合格，T10-T13,2-4级
为合格。GB/T1298-1986.
铁素体存在。
四.渗碳层深度及组织
1 渗碳件一般C;0.8-1.1%，按GB/T9450-1988进行检查其深度。
2 按Gቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ/T673-1997渗碳层组织为细针状马氏体、少量残留奥氏体和数量不多分散的碳化物，
依标准图片评级；马氏体和残留奥氏体1-5级合格。碳化物；无冲击载荷1-6级合格。有冲
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金相组织缺陷观察
一、实验目的：
1、能正确地掌握基本的金相显微分析方法，正确地使用金相显微镜观察和
分析金属显微组织。
2、对合金等微观组织进行观察及拍照以及分析组织中存在的缺陷；
二、实验原理：
显微镜图示：
图1-1
*倍率 = 物镜倍数×目镜倍率×间倍数
(2X，5X，10X，20X，50X，100X) (10X) （X）
光学显微镜可用放大倍率为20X~1999X(一般所用最高倍率為1000X)。
金相分析是研究材料内部组织和缺陷的主要方法之一，它在材料研究中占有重要的地位。
利用金相显微镜将试样放大100~1500倍来研究材料内部组织的方法称为金相显微分析法，是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。
显微分析可以研究材料内部的组织与其化学成分的关系；可以确定各类材料经不同加工及热处理后的显微组织；可以判别材料质量的优劣，如金属材料中诸如氧化物、硫化物等各种非金属夹杂物在显微组织中的大小、数量、分布情况及晶粒度的大
小等。
金相显微镜用于鉴别和分析各种材料内部的组织。
原材料的检验、铸造、压力加工、热处理等一系列生产过程的质量检测与控制需要使用金相显微镜，新材料、新技术的开发以及跟踪世界高科技前沿的研究工作也需要使用金相显微镜，因此，金相显微镜是材料领域生产与研究中研究金相组织的重要工具。
显微镜的成像原理：
当物体AB置于透镜焦距f以外时，得到倒立的放大实像A′B′（如图1-2（a）），它的位置在2 倍焦距以外。
若将物体AB放在透镜焦距内，就可看到一个放大正立的虚象A′B′（如图1-1（b））。
映象的长度与物体长度之比（A′B′/AB）就是放大镜的放大倍数（放大率）。
若放大镜到物体之间的距离a近似等于透镜的焦距(a≈f)，而放大镜到像间的距离b近似相当于人眼明视距离（250mm），则放大镜的放大倍数为：N=b/a=250/f
（a）实像放大
（b）虚像放大
图1-2 放大镜光学原理图
由上式知，透镜的焦距越短，放大镜的放大倍数越大。
一般采用的放大镜焦距在10~100mm范围内，因而放大倍数在2.5~25倍之间。
进一步提高放大倍数，
将会由于透镜焦距缩短和表面曲率过分增大而使形成的映象变得模糊不清。
为了得到更高的放大倍数，就要采用显微镜，显微镜可以使放大倍数达到1500~2000倍。
显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两级特定透镜所组成。
靠近被观察物体的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。
借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高的倍数（~2000倍）。
图1-3所示是在显微镜中得到放大物像的光学原理图。
图1-3 显微镜光学原理图
被观察的物体AB 放在物镜之前距其焦距略远一些的位置，由物体反射的光线穿过物镜，经折射后得到一个放大的倒立实象B A ''，目镜再将实像B A ''放大成倒立虚像B A ''''，这就是我们在显微镜下研究实物时所观察到的经过二次放大后的物像。
在设计显微镜时，让物镜放大后形成的实像B A ''位于目镜的焦距f 目之内，并使最终的倒立虚像B A ''''在距眼睛250mm 处成像，这时观察者看得最清晰。
透镜成像规律是依据近轴光线得出的结论。
近轴光线是指与光轴接近平行（即夹角很小）的光线。
由于物理条件的限制，实际光学系统的成像与近轴光线成像不同，两者存在偏离，这种相对于近轴成像的偏离就叫做像差。
像差的产生降低了光学仪器的精确性。
按像差产生原因可分为两类：一类是单色光成像时的像差，叫做单色像差。
如球差、慧差、像散、像场弯曲和畸变均属单色像差；另一类是多色光成像时，由于介质折射率随光的波长不同而引起的像差，叫做色差。
色差又可分为位置色差和放大率色差。
透镜成像的主要缺陷就是球面差和色差（波长差）。
球面差是指由于球面透
镜的中心部分和边缘部分的厚度不同，造成不同折射现象，致使来自于试样表面同一点上的光线经折射后不能聚集于一点（图1-3），因此使映像模糊不清。
球面像差的程度与光通过透镜的面积有关。
光圈放得越大，光线通过透镜的面积越大，球面像差就越严重；反之，缩小光圈，限制边缘光线射入，使用通过透镜中心部分的光线，可减小球面像差。
但光圈太小，也会影响成像的清晰度。
色差的产生是由于白光中各种不同波长的光线在穿过透镜时折射率不同，其中紫色光线的波长最短，折射率最大，在距透镜最近处成像；红色光线的波长最长，折射率最小，在距透镜最远处成像；其余的黄、绿、蓝等光线则在它们之间成像。
这些光线所成的像不能集中于一点，而呈现带有彩色边缘的光环。
色差的存在也会降低透镜成像的清晰度，也应予以校正。
通常采用单色光源（或加滤光片），也可使用复合透镜。
如图1-4所示。
（a）球面像差（b）色差
图1-4 透镜产生像差的示意图
使用注意事项：
1）操作时必须特别细心，不能有任何剧烈的动作。
光学系统不允许自行拆卸。
2）显微镜镜头的玻璃部分和试样磨面严禁手指直接接触，若镜头中落有灰尘，可用镜头纸或软毛刷轻轻擦拭。
3）在旋转粗调（或微调）手轮时动作要慢，碰到某种阻碍时应立即停止操作，报告指导教师查找原因，不得用力强行转动，否则会损坏机件。
三、实验器材和方法：
1) MeF3大型金相显微镜；
2)每组分得1-2块经过腐蚀的合金试样；
3)显微镜观察；
4）拍摄金相照片并存储；
5）每组拷贝拍摄的金相照片。
四、实验结果：
倍率：
缺陷：
要求截取四幅图片
五、实验报告要求
1、简述实验目的、原理、方法及过程；
2、列举3-4个组织缺陷产生的原因及对合金产生的影响；
3、思考金相组织在本专业的应用。