常用金属材料的显微组织观察
金相显微镜的原理及用途
金相显微镜的原理及用途
金相显微镜是一种常用的显微镜，主要用于金属材料的显微观察和组织结构分析，以及金相检测。
金相显微镜的原理是利用光学显微镜原理和金相制样技术，通过透射光观察金属材料的显微结构。
金相显微镜通常由光源、物镜、目镜、聚光镜、显微镜支架、变倍筒、工作台等组成。
金相显微镜在金属材料研究和工程实践中具有广泛应用。
主要用途包括：
1. 显微观察与分析：金相显微镜可以观察金属材料的显微结构，如晶粒、晶界、相分布等。
通过观察和分析，可以评估其组织特征、相变现象、晶粒尺寸、晶界和析出相的形态等信息。
2. 材料检测与质量控制：金相显微镜可用于检测金属材料的质量和性能，通过观察和分析金属材料的组织结构，可以判断是否存在缺陷、夹杂物、裂纹、气孔等问题，以及评估材料的强度、硬度、韧性等性能。
3. 金相制样与观测：金相显微镜配合金相制样技术，可用于制备金属材料用于显微观察的样品。
制样过程一般包括样品切割、研磨、腐蚀、脱蜡、抛光等步骤。
制样后，可通过显微镜观察金属材料的显微结构，从而了解材料的组织特征和性能。
综上所述，金相显微镜在材料科学和工程领域中具有重要的应用价值，可用于金属材料的显微观察、组织结构分析和质量控制。
金相等级评定
金相等级评定金相等级评定是一种常用的金属材料质量评估方法，通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来评定金属材料的性能和质量水平。
金相等级评定的等级越高，表示金属材料的性能越优良。
本文将从金相等级评定的定义、评定方法和等级划分等方面展开阐述。
一、金相等级评定的定义金相等级评定是指通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，根据其晶粒尺寸、晶界分布、相组成等特征，评定金属材料的质量等级。
金相等级评定主要用于评定金属材料的硬度、韧性、强度、耐蚀性等性能，是金属材料质量评估的重要指标之一。
金相等级评定主要通过金相显微镜观察金属材料的显微组织来进行。
具体方法如下：1. 金属试样的制备：将金属材料切割成适当大小的试样，并进行打磨和抛光处理，使其表面光洁平滑。
2. 试样的腐蚀处理：将试样放入合适的腐蚀剂中，进行腐蚀处理，去除试样表面的氧化层和污染物。
3. 试样的染色处理：将腐蚀后的试样进行染色处理，以突出试样的显微组织特征。
4. 金相显微镜观察：将染色后的试样放入金相显微镜中，通过调节显微镜的放大倍数和焦距，观察试样的显微组织。
5. 显微组织分析：根据观察到的显微组织特征，如晶粒尺寸、晶界分布、相组成等，进行分析和评定。
三、金相等级评定的等级划分金相等级评定根据金属材料的显微组织特征和性能表现，将金属材料划分为不同的等级。
具体等级划分根据不同的金属材料和应用领域而有所差异，下面以常见的钢材为例进行介绍：1. 一级：晶粒细小、均匀，晶界清晰，无夹杂物和缺陷，具有良好的韧性和强度。
2. 二级：晶粒较细，晶界清晰，有少量夹杂物和缺陷，具有较好的韧性和强度。
3. 三级：晶粒较大，晶界不够清晰，有较多的夹杂物和缺陷，韧性和强度较差。
4. 四级：晶粒粗大，晶界不清晰，夹杂物和缺陷较多，韧性和强度很差。
四、金相等级评定的意义金相等级评定是对金属材料质量进行客观评价的重要手段，具有以下意义：1. 评定金属材料的质量水平，为材料的选择和使用提供参考依据。
金属材料的显微组织观察
当金属材料出现失效现象时，显微组织观察可 以帮助分析失效原因，为改进设计、优化工艺 和预防类似失效提供指导。
02
金相学的基本原理
金相学的基本概念
金相学定义
金相学是研究金属和合金显微组织结构及其与性 能之间关系的科学。
金属材料的性能
金属材料的性能包括力学性能、物理性能和化学 性能等。
显微组织结构
通过显微组织观察，研究金属材料在不同温度、压力等条件 下的相变过程，为新材料的研发提供理论支持。
材料结构与性能关系研究
通过显微组织观察，研究金属材料的微观结构与性能之间的 关系，为新材料的研发提供指导。
金属材料的性能预测与优化
性能预测
通过显微组织观察，可以预测金属材料的力学性能、物理性能和化学性能等 ，为材料的应用提供参考。
定量分析
人工智能可以用于金属材料显微组织的定量分析，如晶 粒尺寸、相含量等，提高分析的准确性和可靠性。
材料性能预测
基于人工智能的机器学习算法，可以根据金属材料的显 微组织信息，预测其力学性能、耐腐蚀性能等，为材料 设计和优化提供依据。
绿色制造和可持续发展
低成本与环保
在金属材料显微组织观察中，应尽量采用低成本、环保的技术和 设备，降低对环境的影响。
03
X射线衍射分析
利用X射线衍射技术对金属材料的相组成和晶体结构进行分析，获得
物相鉴定和晶体取向等信息。
金属材料显微组织的定量分析
图像分析
利用图像分析软件对金属材料的显微组织进行定量分析，测量晶粒大小、形 状和分布等参数。
定量金相学
利用定量金相学方法对金属材料的显微组织进行定量分析，计算晶粒度、相 含量和晶界特征等参数。
无损检测与评估
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。
(完整)合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：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:实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840～C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体.高速钢是一种常用的高合金工具钢.如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe-Fe3C相图中点E 大大向左移动,所以它虽然只含有w（C）=0．7%~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎.锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成（图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3）。
碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁.白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。
合金钢,铸铁,有色金属的显微组织观察实验报告
合金钢,铸铁,有色金属的显微组织观察实验报告以下是一份合金钢、铸铁、有色金属显微组织观察与分析的实验报告。
实验目的：通过观察和分析合金钢、铸铁、有色金属的显微组织，了解其组织特点，探究化学成分、制造工艺对组织的影响。
实验材料：合金钢、铸铁、有色金属样品。
实验步骤：1. 样品制备：将采购的合金钢、铸铁、有色金属样品切割成合适的形状，如薄片、条、块等。
2. 显微镜观察：将样品置于显微镜下，观察其显微组织，使用适当的染色方法增强样品的对比度。
3. 数据分析：通过对样品显微组织的观察和分析，记录其组织特点，如晶粒大小、分布、退火状态等。
4. 实验结果：根据实验数据和样品显微组织的观察结果，总结出合金钢、铸铁、有色金属的组织特点，并分析其影响因素。
实验结果：在实验中，我们观察到不同的合金钢、铸铁、有色金属样品有着不同的显微组织。
- 合金钢样品的显微组织一般为均匀的细珠光体 + 铁素体，晶粒大小均匀，未见大的退火状态差异。
- 铸铁样品的显微组织一般为球状珠光体 + 铁素体，球状珠光体约占整个组织 80% 以上，晶粒大小分布均匀，未见退火状态的明显差异。
- 有色金属样品的显微组织一般呈单相组织，晶粒大小均匀，未见退火状态的明显差异。
实验结论：通过实验结果，我们可以得出以下结论：1. 合金钢的组织特点一般为均匀的细珠光体 + 铁素体，晶粒大小均匀，未见大的退火状态差异。
2. 铸铁的组织特点一般为球状珠光体 + 铁素体，球状珠光体约占整个组织 80% 以上，晶粒大小分布均匀，未见退火状态的明显差异。
3. 有色金属的组织特点一般呈单相组织，晶粒大小均匀，未见退火状态的明显差异。
此外，我们还通过数据分析总结出了化学成分、制造工艺等对组织的影响。
例如，较高的碳含量可以提高合金钢的硬度和强度，而较高的硅含量可以提高铸铁的硬度和耐磨性。
在制造工艺方面，退火处理可以细化晶粒，改善组织均匀性，而淬火处理则可以增强金属材料的硬度和韧性。
金属材料的显微组织观察(PPT51页)
合金结构钢和滚动轴承钢热处理组织
40Cr 850 ℃淬火
合金结构钢和滚动轴承钢热处理组织
GCr15 850℃淬火
组织 M+K
B下 A’
M
高速钢热处理组织
高速钢是一种常用的高合金工具钢，例如W18Cr4V。因为它 含有大量合金元素，使铁碳相图中的E点大大左移，虽然只含 有0.7%～0.8%的碳，仍可获得莱氏体组织，所以又称为莱氏体 钢。
45钢 860℃退火
碳钢热处理组织
45钢含碳量低于0.77%，所以组织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一 部分要与渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，因此组织是铁素体+珠光 体。碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好。
45钢 860℃正火
碳钢热处理组织
正火是指：钢件加热到临 界点Ac3或Acm以上的温度， 保温一定的时间(见奥氏 体化)，然后在空气中冷 却的金属热处理工艺，广 泛应用于工业生产。
从实质上说，钢的正火是钢退火的一种特殊情况。由于正火的冷却速度比退火的冷却速度 快，所获得的珠光体片层间距较小，组织较细，因而其硬度和强度也较高。适用范围：正 火只适用于碳素钢和低、中合金钢，而不适用于高合金钢。因为高合金钢的奥氏体非常稳 定，在空气中冷却也将得到马氏体组织。对共析碳素钢来说，正火可得到索氏体组织；对 亚共析或过共析钢，正火组织中还有先共析铁素体或先共析渗碳体，但与相应的退火组织 比较，先共析相的量较少。
而3Cr13和4Cr13钢，由于含碳量高一些，耐蚀性就相对差 一些，通过淬火+低温回火（200～300℃），得到回火马氏体， 具有较高的强度和硬度（HRC达50），因此常作为工具钢使 用，制造医疗器械、刃具、热油泵轴等。
实验二铸铁、有色金属及合金显微组织分析(含实验报告格式)
350
5－
147～ 241
机油泵齿轮
420
2
－
2297～ 302
柴油机、汽油机曲轴；
490
2
－
2297～ 磨床、铣床、车床的主轴 302 ；空压机、冷冻机缸体、
560
2
－
2417～ 缸套 实验32二1铸铁、有色金属及合金显微组织分析(含实验报告格
式)
第一部分：常用铸铁组织观察
实验二铸铁、有色金属及合金显微组织分析
性能：脆性大，很少使用(含。实验报告格式)
第一部分：常用铸铁组织观察
3、灰口铸铁的种类
根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：
普通灰铸铁：石墨呈片状 其基体组织有3种（F基、P基、 F基+P基）
可锻铸铁：石墨呈团絮状 其基体组织有3种（F基、P基、 F基+P基）
一、生产方法：
先将铸铁浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退 火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。
二、可锻铸铁的组织
可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。
实验二铸铁、有色金属及合金显微组织分析 (含实验报告格式)
第一部分：常用铸铁组织观察 三、可锻铸铁的牌号
铁素体可锻铸铁以“KT”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ” 表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。
球墨铸铁：石墨呈球状 其基体组织与处理状态有关（铸态、退火态、 正火态、等温淬火态）
蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
实验二铸铁、有色金属及合金显微组织分析 (含实验报告格式)
第一部分：常用铸铁组织观察
一、灰铸铁的组织
第1节 普通灰铸铁
灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三种基
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。
实验 常用金属材料的显微组织
5
高速钢（W18Cr4V）铸态组织
6
几种常用合金钢的显微组织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
锻造退火组织：索氏体+碳化物。
7
高速钢（W18Cr4V）锻织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
淬火组织：马氏体+碳化物+残余奥氏体。
9
高速钢（W18Cr4V）淬火组织
14
铸铁的显微组织
铸铁----白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁
灰口铸铁的组织：钢基体+石墨
1、普通灰口铸铁 2、球墨铸铁 3、可锻铸铁
15
铸铁的显微组织 1、普通灰口铸铁
---石墨呈粗片状。
16
普通灰口铸铁
17
铸铁的显微组织 2、球墨铸铁
---石墨呈球状。
18
球墨铸铁
19
铸铁的显微组织 3、可锻铸铁
2画出所观察的组织并注明材料名称处理状态浸蚀剂和放大倍数并将组织组成物名称以箭头引出标明
实验 常用金属材料的显微组织
实验目的
1、观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的
显微组织。 2、分析这些金属材料的组织和性能的关系。
1
几种常用合金钢的显微组织
1、低合金钢：合金元素总量小于5%。
---相图发生了一些变化，但其平衡状态的 显微组织与碳钢没有本质的区别。
10
几种常用合金钢的显微组织 2、高速钢 ( W18Cr4V )
淬火回火组织：回火马氏体+颗粒状碳化物 +少量残余奥氏体。
11
高速钢（W18Cr4V）淬火回火组织
12
几种常用合金钢的显微组织 3、不锈钢（1Cr18Ni9）
固溶处理：1050~1100℃水冷
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工程材料学实验（常用金属材料的显微组织观察）何艳玲编写机电工程学院材料系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、概述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。
例如16Mn淬火后为马氏体组织，40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体，如图1、2所示。
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，如图3所示。
图1 16Mn淬火组织图2 40Cr钢调质后的组织图3 GCr15钢淬火低温回火后组织图4 W18Cr4V淬火三次回火后的组织2)高速钢是一种常用的高合金工具钢，例如W18Cr4V。
因为它含有大量合金元素，使铁碳相图中的E点大大向左移，以致它虽然只含有0.7～0.8％的碳，但也已经含有莱氏体组织，所以称为莱氏体钢。
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。
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、碳化物和残余奥氏休。
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马氏体、碳化物和少量残余奥氏体(2～3％)(图4)。
3)不锈钢是在大气、海水及其它浸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+(Cr，Fe)23C6。
为了提高耐蚀性以及其它性能，必须进行固溶处理。
为此加热到1050～1150℃，使碳化物等全部溶解，然后水冷，即可在室温下获得单一的奥氏体组织，如图5所示。
但是1Crl8Ni9在室温下的单相奥氏体状态是过饱和的，不稳定的，当钢使用时温度到达400～800℃的范围或者从较高温度，例如固溶处理温度下冷却较慢时，(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。
200× 500×图5 1Crl8Ni9钢固溶处理后的组织2．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。
铝硅合金是应用最广泛的一种铸造铝合金，常称为硅铝明，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(图6)。
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(图7)，因而使合金的强度与塑性显著改善。
图6 Al-Si合金的组织（未变质）图7 Al-Si合金的组织（变质后）2)铜合金最常用的铜合金为黄铜(Cu-Zn合金)及青铜((Cn-Sn合金)由铜-锌合金相图可知，少于36％Zn的黄铜中组织为单α相固溶体，这种黄铜称为α黄铜或单相黄铜。
单相黄铜H70经变形及退火后，其α晶粒呈多边形，并有大量退火孪晶(图8)．单相黄铜具有良好的塑性，可进行各种冷变形。
含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(图9)。
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。
图8 单相黄铜的显微组织图9 双相黄铜的显微组织3）轴承合金巴氏合金是轴承合金中应用较多的一种。
锡基巴氏合金含83％Sn、11％Sb和6％Cu。
按照Su-Sb合金相图，合金的组织中主要有以Sb溶于Sn中的α固溶体为软基体和以Sn-Sb为基的有序固溶体β相为硬质点。
同时，为了消除由于β相比重小而易上浮所造成的比重偏析，在合金中特地加入Cu形成Cn6Sn5。
Cn6Sn5在液体冷却时最先结晶成树枝状晶体，能阻碍β上浮，因而使合金获得较均匀的组织。
图10所示为巴氏合金的显微组织，暗黑色基体为软的α相，白色方块为硬的β相，而白色枝状析出物则为Cn6Sn5，它也起硬质点作用。
这种软基体硬质点混合组织能保证轴承合金具有必要的强度、塑性和韧性，以及良好的抗振减磨性能等等。
200× 500×图10 巴氏合金的组织3．铸铁的显微组织依照结晶过程中石墨化程度的不同，铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。
白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，即全部碳均以渗碳体的形式存在；灰口铸铁中没有莱氏体，碳主要以石墨的形式存在。
因此，灰口铸铁的组织是由钢基体和石墨所组成，其性能也完全由基体和石墨两方的特点来决定。
麻口铸铁的组织介于白口和灰口之间。
白口和麻口铸铁由于存在莱氏体，具有较大的脆性，在工业上较少应用。
在灰口铸铁中，由于石墨的强度和塑性几乎等于零，可以把这种铸铁看成是布满裂纹或空洞的钢。
所以其抗拉强度与塑性远比钢低。
且石墨数量越多，尺寸越大或分布越不均匀，则对基体的削弱割裂作用越大，铸铁的性能也就越差。
根据石墨化第三阶段发展程度的不同，灰口铸铁有三种不同的基体组织，即铁素体、珠光体＋铁素体和珠光体。
铁索体基体的铸铁韧性最好，而以珠光体为基体的铸铁的抗拉强度最高。
决定铸铁性能的组织因素主要在石墨方面，其次是基体。
按照石墨的形状等特点，铸铁大致分以下几种；1）灰口铸铁一般灰口铸铁中石墨呈粗大片状，如图11～14所示。
在铸铁浇注前往铁水中加入孕育剂增多石墨结晶核心时，石墨以细小片状的形式分布，这种铸铁叫做孕育铸铁。
一般灰口铸铁的基体可以有铁素体和珠光体十铁素体、珠光体等三种。
孕育铸铁的基体多为珠光体。
图11 灰口铸铁的石墨分布(未腐蚀) 图12 灰口铸铁的组织（F）图13 灰口铸铁的组织(P+F) 图14 灰口铸铁的组织（P）2)球墨铸铁在铁水中加入球化剂，浇注后石墨呈球形析出，因而大大削弱了对基体的割裂作用，使铸铁的性能显著提高。
球墨铸铁的组织主要有铁素体基体和珠光体基体两种。
图15～17为球墨铸铁的显微组织。
图15 球墨铸铁的组织（未腐蚀）图l6 球墨铸铁的组织（F）图17 球墨铸铁的组织（P）图l8 可锻铁铸的组织（未腐蚀）图19 可锻铸铁的组织（F）图20 可锻铁铸的组织（P）3)可锻铸铁可鍛铸铁又称展性铸铁，它是由白口铸铁经石墨化退火处理而得到。
其中的石墨呈团絮状，也显著地减弱了对基体的割裂作用，因而使铸铁的机械性能比普通灰口铸铁有明显的提高。
可锻铸铁分铁素体基体和珠光体基体两种，但铁素体基体的可锻铸铁应用较多。
图19、20为铁素体基体和珠光体基体的可锻铸铁显微组织。
前面已指出，铸铁的基体既然是钢，所以照理铸铁和钢一样可以进行热处理。
但一般来说，灰口铸铁由于石墨的割裂作用太大，改善基体对性能提高的作用有限，所以热处理的作用较小。
但是对于球墨铸铁，热处理则是很有实际意义的，球墨铸铁常常可以通过正火、调质和等温淬火等来进一步提高各种机械性能。
三、实验内容1.观察下表所列样品的显微组织。
2.描绘出各种合金的显微组织示意图，并标明各种组织组成物的名称。
3.对比分析各种合金钢之间、各种有色金属之间、各种铸铁之间的显微组织的特点。
四、实验报告要求1．写出实验目的。
2．分析讨论各类合金钢组织的特点，并与相应碳钢组织作比较，同时把组织特点同性能和用途联系起来。
3．分析讨论各类铸铁组织的特点，并同钢的组织作对比，指出铸铁的性能和用途的特点。
五、思考题1．合金钢与碳钢比较组织上有什么不同，性能上有什么差别，使用上有什么优越性?2．为什么工业上的大构件(如大型发电机转子)和小型工件(如小板牙)都必须采用合金钢制造?3．轴承钢为什么要用铬钢?为什么对其中的非金属夹杂的限制要特别严格? 4．高速钢(W18Cr4V)的热处理工艺是怎样的?有何特点?5．要使球墨铸铁分别得到回火索氏体及下贝氏体组织，应进行何种热处理? 6．铸造Al-Si合金的成分是如何考虑的。
为何要进行变质处理，变质处理与未变质处理的A1-Si合金前后的组织与性能有何变化?7．轴瓦材料的组织应如何设计(即它的组织应具有什么特点)?巴氏合金的组织是什么?当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。
于是，我降临在了人间。
我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：李清照。
小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。
小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。
“兴尽晚回舟，误入藕花深处。
争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。
”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。
身影轻飘而过，留下一阵清风。