金相检验基础知识培训
相关主题
- 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)。
通常把加热时的临界温度加注下标“C”，冷却时的临界温度加注下标 为“r”
铁碳合金的七种类型
1.工业纯铁：w（C）﹤0.0218% 2.共析钢： w（C）=0.77% 3.亚共析钢： w（C）=0.021%～0.77% 4.过共析钢： w（C）=0.77%～2.11% 5.共晶白口铁： w（C）=4.30% 6.亚共晶白口铁： w（C）=2.11%～4.30% 7.过共晶白口铁： w（C）=4.30%～6.69%
最大0.0218% 最大2.11%
渗碳体Fe3C Fe与C的金属化合物
硬而脆
最大6.69%
钢在加热和冷却时临界温度的定义
AC1 – 加热时，珠光体向奥氏体转变的开始温度。 Ar1 – 冷却时，奥氏体向珠光体转变的开始温度。 AC3 – 加热时，先共析铁素体全部转变为奥氏体的终止温度。 Ar3 – 冷却时，奥氏体开始析出先共析铁素体的温度。 Accm – 加热时，二次渗碳体全部融入奥氏体的终止温度。 Arcm – 冷却时，奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。
创新永无止境，永远追求更好
金相检验基础知识培训
目录
课程大纲
1
金相基础知识
2 金相检验设备简述
3
金相试样的制备
4
常用钢号的分类
1
金相基础知识
金相分析的含义
金相分析—是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观 及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相 检验。宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察 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下所观察到得金属材料内部具有的各 组成物的直观形貌。
5 ES线，又称Acm线，是碳在奥氏体中溶解度曲线，即：L→Fe3CII
6 GS线，又称A3线。 7 GP线，是奥氏体向铁素体转变的终止线。
8 PSK线，共析线，又称A1线。
9 PQ线，碳在铁素体中的溶解度曲线。
相图的相区
1.单相区，简化的Fe-Fe3C相图中有F、A、L和Fe3C四个单相区。
2.两相区，简化的Fe-Fe3C相图中有L+A、L+Fe3C、A+F、A+FeC 和F+Fe3C五个两相区。
通过合金相图可以确定各种 成分的合金在不同温度下存 在的相、相的成分及其含量。
Fe-C相图
Fe-C相图
名称 （符号）
铁素体 F 或α
渗碳体 Fe3C
δ铁素体 δ
奥氏体 A或γ
珠光体 P
莱氏体 Ld
属性
α- Fe固溶体 固溶度0.0218%
金属化合物
δ- Fe固溶体 固溶度0.09% γ-Fe固溶体 固溶度2.11% 铁素体与渗碳体的机械混合 物
铁碳合金的基本组织
奥氏体
碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。 因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但 空隙半径比较大，所以能溶解较多的碳。碳在r-Fe中的 溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148 度时达到最大值2.11%。 奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。
铁碳合金的基本组织
莱氏体
由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物（共晶体）叫做莱氏 体，常用Ld表示。 莱氏体的平均含碳量为4.3%，因它以渗碳体为基体，其性 能硬而脆。当冷却至727度时，莱氏体中的奥氏体将转变为 珠光体。 铁碳合金在平衡状态下的五个基体组织中，铁素体、奥氏 体和渗碳体是铁碳合金的三个基本相，而珠光体和莱氏体 则为基本相组成的机械混合物。
体机体上，在低倍显微镜下呈片层状特征。
金相显微镜的操作
1.操作者必须充分了解仪器设备的结构原理，使用方法，严守 操作规程；
2.操作时双手要干净，试样的观察面应用酒精冲洗并吹干； 3.操作显微镜时，对镜头要轻拿轻放，不用的镜头应随时放入
盒中，不能用手触摸镜头； 4.调整焦距时，应先轻轻转动粗调，使物镜和观察面尽量靠近，
2.物镜的分辨率：是指将试样上细微组织构成清晰可分的能力。 3.象差：一般实用光束均要有一定宽度，而且物体的发光点也不可能全部都
用在光轴上，对不同波长的光折射率也不相同。因此，实际的光学系统 与近轴光学系统所得图像有所偏差。 4.目镜：是将物镜放大的中间象再次放大。 5.放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。 6.观察：为了保证在聚焦过程中物镜不触及试样的操作次序是先调节粗动螺 丝使物镜接近试样，再通过目镜观察试样时用微动螺丝进行调节。
奥氏体与渗碳体的机械混合 物，室温下为变态莱氏体
结构 体心立方 复杂结构 体心立方 面心立方
性能与应用
软、强度低、塑性与韧性优 良，是钢铁的基础相。
极硬，是钢铁的调整相
存在温度过高，无实用价值
一般高温下存在，塑性优良， 利于压力加工 各项性能适中，是钢铁中常 见组织的组成部分 渗碳体多，硬度极高，塑性 很差，应用很少
1 AC线，液体向奥氏体转变的开始线，即：L→A
2 CD线，液体向渗碳体转变的开始线，即：L→Fe3CI ACD线统称为液相线，在此线以上合金全部处于液相状态，用符号L表示。
3 AE线，液体向奥氏体转变的终止线。
4 ECF线，水平线、共晶线。 AECF线统称为固相线，液体合金冷却至此线，全部结晶为固体，此线下为固相区
工业纯铁
亚共析钢
过共析钢
共晶白口铁
共析钢
亚共晶白口铁
过共晶白口铁
铁碳合金的平衡转变与组织
（1）工业纯铁
铁素体+少量三次渗碳体
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （2）共析钢
P 珠光体
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （3）亚共析钢
铁素体+珠 c>0.53时无2图和3图，直接跳到4图（2~3）光体
列成反映晶体原子排列有规 律和周期性的空间几何图形。 用线将阵点连起来形成晶格。
❖ 2、晶胞 ❖ 从晶格中取出一个完全反映
晶格特征；用来分析阵点的 排列规律的最小几何单元。
晶格的分类
体心立方晶格 体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为90度，
构成立方体。晶胞的8个角上各有一个原子，在立方体的中心还有 一个原子。
晶格的分类
面心立方晶格 面心立方晶格晶胞的8个角上各有一个原子，构成立方体。在立方
体的6个面的中心各有一个原子。
晶格的分类
密排六方晶格 密排六方晶格晶胞在晶胞的12个顶角上各有1个原子，构成六方柱
体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。
相图
❖ 相图是表达合金系中成分、温度与合金相状态关系的图解。
慎玷污镜头，应立即用棉花擦净。油镜头用毕应立即用二甲 苯细心的揩净； 4.物镜、目镜一般应放在干燥皿中，如果有灰尘用吹灰球洗净， 然后用擦镜纸擦干净； 5.阴暗潮湿的空气对显微镜危害很大，会造成部件生锈、发霉， 以致报废； 6.机械部分不要随意拆卸，经常加润滑油，以保证正常运转。
金相切割机
使用方法
（6）亚共晶白口铁
珠光体+二次渗碳体 +低温莱氏体
2020年8月5日4时
第三节 Fe-C（Fe3C）相图
（7）过共晶白口铁
Ld' 一次渗碳体+低温莱氏体
2020年8月5日4时
五种渗碳体
一次渗碳体 Fe3CI
Wc>4.30%的合金，降至1148℃前由液相中析出
二次渗碳体 Fe3CII
Wc>0.77%的合金，由1148 ℃降至727℃过程中由奥氏 体中析出
铁碳合金的基本组织
渗碳体
渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。 渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，
硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。 一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。
铁碳合金的基本组织
珠光体
铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。 珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体 之间。 一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布， 称为片状珠光体。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布 在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。
并从目镜对焦，然后轻轻转动微调，直到调节成像清晰为止。 在调节中必须避免物镜和试样磨面碰撞，损坏镜头； 5.显微镜使用完毕后，应及时将物镜、目镜卸下，放入盒中， 最后切断电源。
金相显微镜的维护
1.金相显微镜的工作地点必须干燥、少尘、少震动，不应放在 阴暗潮湿的地方，也不应受阳光暴晒；
2.不宜靠近挥发性、腐蚀性等化学药品，以免造成腐蚀环境； 3.在显微镜工作时，样品上的残留液体、油污必须去净，如不
维护与保养
1.严禁使用已有裂纹或破损的砂轮片进行切割。 2.不宜在没有冷却液或冷却液不充分的情况下切割。 3.切割机应每天做好清洁保养工作，各转动处在操作前应注入
1.右手将手柄抬起，左手将支撑板脱开支撑点，这时右手握住 手柄使试样渐渐接近砂轮片，进行切割；
2.切割时，冷却液必须对准试样的切割位置，并同时保持均匀 进给。冷却液的大小也应调节至切割要求，以免溢出机外；
3.切割完毕将锯架抬起到一定的高度，支撑板便自动将锯架支 撑在一定位置，此时方可取下试样。
金相切割机
铁碳合金的组织可以是单一的相，也可以是机械 混合物或二者以某种形态组成的混合物。
铁碳合金的基本组织
铁素体
碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。 因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半 径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度极小，室温下不超 过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时 达到最大值，也仅有0.0218%。 铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧 性高和强度、硬度低的组织。
含碳增加，F 减少，P增加
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （4）过共析钢
P
Fe3CII
珠光体+二次渗碳体
含碳增加，P减少 ，Fe3CII增加
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （5）共晶白口铁
Ld Ld' 低温莱氏体
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织
每个两相区都与相应的两个单相区有相邻两条三相共存线，即： 共晶线：ECF、L、A和Fe3C三相共存。 共析线：PSK、A、F和Fe3C三相共存。
铁碳合金的基本相
基本相
定义
力学性能
容碳量
铁素体F 奥氏体A
碳在a-Fe中的间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ固溶体 强度、硬度低，塑性、 韧性好
碳在r-Fe中的间隙固溶体 硬度低、塑性好
0.09
碳在a-Fe中最大溶解度
号
J
及
K
N
含
P
义
S
1495 727 1394 722 727
0.17 6.69
0 0.00218
0.77
包晶成分点 共析渗碳体成分点 r-Fe ← →σ-Fe同素异构转变点 碳在铁素体中最大溶解度 共析点
Q
600
0.008
碳在铁素体中溶解度
相图主要特性线
序号
线名及含义
三次渗碳体 Fe3CIII 各种成分合金，由727 ℃降至室温过程中由铁素体中析出
共晶渗碳体 Fe3C共晶 含碳4.30%的液相，在1148 ℃时生成的共晶体的组成部分
共析渗碳体 Fe3C共析 含碳0.77%的液相，在727℃时生成的共析体的组成部分 各种渗碳体相在组成和性能上是完全相同的，唯形态不同而已。
2 金相检验设备简述
金相显微镜
金相显微镜放大原理
金相显微镜是由两块透镜（物镜和目镜）组成，并借助 物镜、目镜两次放大，使物体得到较高的倍数。放大率 与物镜和目镜的焦距乘积成反比。
金相显微镜的光学系统
物镜 + 目镜 + 照明系统 + 光栏 + 滤色片
金相显微镜
1.物镜：显微镜成象质量主要决定于物镜的优劣，因此它是显微镜中的最重 要的光学零件。
金相组织检验方法
金相显微组织检验方法 《GB/T 13298-1991》
1.试样的侵蚀-一般情况下显示组织用4%硝酸酒精溶液侵蚀。 2.在显微镜下观察铁素体为均匀明亮的多边形晶粒。 3.渗碳体不会被硝酸酒精溶液腐蚀，所以在显微镜下显示白
亮颜色。 4.珠光体在高倍显微镜下可以看到是条状渗碳体分布于铁素
特性点
温度（℃）
含碳量（%）
特性点的含义
相
A
1538
0
纯铁的熔点
图
B
1495
中
C
D
特 E
性
F
1148 1227 1148 1148
点
G
912
0.53
包晶转变的液相成分
4.30
共晶点
6.69
渗碳体熔点
2.11
碳在奥氏体中最大溶解度
6.69
共晶渗碳体成分点
0
a-Fe← →r-Fe同素异构转变点
符
H
1495
金相检验的基础
金属和合金在固态下，通常都是晶体。
什么是晶体 ？
晶体就是原子在三维空间中有 规则作周期重复排列的物质，就 是说，在金属和合金中，原子的 排列都是有规则的，而不是杂乱 无章的。
晶体
非晶体
排列规则
排列杂乱
通常情况下，固态的金属与合金都是晶体。
❖ 1、晶体中的空间点阵 ❖ 将原子抽象成几何点，并排
铁碳合金的七种类型
1.工业纯铁：w（C）﹤0.0218% 2.共析钢： w（C）=0.77% 3.亚共析钢： w（C）=0.021%～0.77% 4.过共析钢： w（C）=0.77%～2.11% 5.共晶白口铁： w（C）=4.30% 6.亚共晶白口铁： w（C）=2.11%～4.30% 7.过共晶白口铁： w（C）=4.30%～6.69%
最大0.0218% 最大2.11%
渗碳体Fe3C Fe与C的金属化合物
硬而脆
最大6.69%
钢在加热和冷却时临界温度的定义
AC1 – 加热时，珠光体向奥氏体转变的开始温度。 Ar1 – 冷却时，奥氏体向珠光体转变的开始温度。 AC3 – 加热时，先共析铁素体全部转变为奥氏体的终止温度。 Ar3 – 冷却时，奥氏体开始析出先共析铁素体的温度。 Accm – 加热时，二次渗碳体全部融入奥氏体的终止温度。 Arcm – 冷却时，奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。
创新永无止境，永远追求更好
金相检验基础知识培训
目录
课程大纲
1
金相基础知识
2 金相检验设备简述
3
金相试样的制备
4
常用钢号的分类
1
金相基础知识
金相分析的含义
金相分析—是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观 及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相 检验。宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察 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下所观察到得金属材料内部具有的各 组成物的直观形貌。
5 ES线，又称Acm线，是碳在奥氏体中溶解度曲线，即：L→Fe3CII
6 GS线，又称A3线。 7 GP线，是奥氏体向铁素体转变的终止线。
8 PSK线，共析线，又称A1线。
9 PQ线，碳在铁素体中的溶解度曲线。
相图的相区
1.单相区，简化的Fe-Fe3C相图中有F、A、L和Fe3C四个单相区。
2.两相区，简化的Fe-Fe3C相图中有L+A、L+Fe3C、A+F、A+FeC 和F+Fe3C五个两相区。
通过合金相图可以确定各种 成分的合金在不同温度下存 在的相、相的成分及其含量。
Fe-C相图
Fe-C相图
名称 （符号）
铁素体 F 或α
渗碳体 Fe3C
δ铁素体 δ
奥氏体 A或γ
珠光体 P
莱氏体 Ld
属性
α- Fe固溶体 固溶度0.0218%
金属化合物
δ- Fe固溶体 固溶度0.09% γ-Fe固溶体 固溶度2.11% 铁素体与渗碳体的机械混合 物
铁碳合金的基本组织
奥氏体
碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。 因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但 空隙半径比较大，所以能溶解较多的碳。碳在r-Fe中的 溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148 度时达到最大值2.11%。 奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。
铁碳合金的基本组织
莱氏体
由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物（共晶体）叫做莱氏 体，常用Ld表示。 莱氏体的平均含碳量为4.3%，因它以渗碳体为基体，其性 能硬而脆。当冷却至727度时，莱氏体中的奥氏体将转变为 珠光体。 铁碳合金在平衡状态下的五个基体组织中，铁素体、奥氏 体和渗碳体是铁碳合金的三个基本相，而珠光体和莱氏体 则为基本相组成的机械混合物。
体机体上，在低倍显微镜下呈片层状特征。
金相显微镜的操作
1.操作者必须充分了解仪器设备的结构原理，使用方法，严守 操作规程；
2.操作时双手要干净，试样的观察面应用酒精冲洗并吹干； 3.操作显微镜时，对镜头要轻拿轻放，不用的镜头应随时放入
盒中，不能用手触摸镜头； 4.调整焦距时，应先轻轻转动粗调，使物镜和观察面尽量靠近，
2.物镜的分辨率：是指将试样上细微组织构成清晰可分的能力。 3.象差：一般实用光束均要有一定宽度，而且物体的发光点也不可能全部都
用在光轴上，对不同波长的光折射率也不相同。因此，实际的光学系统 与近轴光学系统所得图像有所偏差。 4.目镜：是将物镜放大的中间象再次放大。 5.放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。 6.观察：为了保证在聚焦过程中物镜不触及试样的操作次序是先调节粗动螺 丝使物镜接近试样，再通过目镜观察试样时用微动螺丝进行调节。
奥氏体与渗碳体的机械混合 物，室温下为变态莱氏体
结构 体心立方 复杂结构 体心立方 面心立方
性能与应用
软、强度低、塑性与韧性优 良，是钢铁的基础相。
极硬，是钢铁的调整相
存在温度过高，无实用价值
一般高温下存在，塑性优良， 利于压力加工 各项性能适中，是钢铁中常 见组织的组成部分 渗碳体多，硬度极高，塑性 很差，应用很少
1 AC线，液体向奥氏体转变的开始线，即：L→A
2 CD线，液体向渗碳体转变的开始线，即：L→Fe3CI ACD线统称为液相线，在此线以上合金全部处于液相状态，用符号L表示。
3 AE线，液体向奥氏体转变的终止线。
4 ECF线，水平线、共晶线。 AECF线统称为固相线，液体合金冷却至此线，全部结晶为固体，此线下为固相区
工业纯铁
亚共析钢
过共析钢
共晶白口铁
共析钢
亚共晶白口铁
过共晶白口铁
铁碳合金的平衡转变与组织
（1）工业纯铁
铁素体+少量三次渗碳体
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （2）共析钢
P 珠光体
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （3）亚共析钢
铁素体+珠 c>0.53时无2图和3图，直接跳到4图（2~3）光体
列成反映晶体原子排列有规 律和周期性的空间几何图形。 用线将阵点连起来形成晶格。
❖ 2、晶胞 ❖ 从晶格中取出一个完全反映
晶格特征；用来分析阵点的 排列规律的最小几何单元。
晶格的分类
体心立方晶格 体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为90度，
构成立方体。晶胞的8个角上各有一个原子，在立方体的中心还有 一个原子。
晶格的分类
面心立方晶格 面心立方晶格晶胞的8个角上各有一个原子，构成立方体。在立方
体的6个面的中心各有一个原子。
晶格的分类
密排六方晶格 密排六方晶格晶胞在晶胞的12个顶角上各有1个原子，构成六方柱
体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。
相图
❖ 相图是表达合金系中成分、温度与合金相状态关系的图解。
慎玷污镜头，应立即用棉花擦净。油镜头用毕应立即用二甲 苯细心的揩净； 4.物镜、目镜一般应放在干燥皿中，如果有灰尘用吹灰球洗净， 然后用擦镜纸擦干净； 5.阴暗潮湿的空气对显微镜危害很大，会造成部件生锈、发霉， 以致报废； 6.机械部分不要随意拆卸，经常加润滑油，以保证正常运转。
金相切割机
使用方法
（6）亚共晶白口铁
珠光体+二次渗碳体 +低温莱氏体
2020年8月5日4时
第三节 Fe-C（Fe3C）相图
（7）过共晶白口铁
Ld' 一次渗碳体+低温莱氏体
2020年8月5日4时
五种渗碳体
一次渗碳体 Fe3CI
Wc>4.30%的合金，降至1148℃前由液相中析出
二次渗碳体 Fe3CII
Wc>0.77%的合金，由1148 ℃降至727℃过程中由奥氏 体中析出
铁碳合金的基本组织
渗碳体
渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。 渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，
硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。 一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。
铁碳合金的基本组织
珠光体
铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。 珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体 之间。 一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布， 称为片状珠光体。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布 在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。
并从目镜对焦，然后轻轻转动微调，直到调节成像清晰为止。 在调节中必须避免物镜和试样磨面碰撞，损坏镜头； 5.显微镜使用完毕后，应及时将物镜、目镜卸下，放入盒中， 最后切断电源。
金相显微镜的维护
1.金相显微镜的工作地点必须干燥、少尘、少震动，不应放在 阴暗潮湿的地方，也不应受阳光暴晒；
2.不宜靠近挥发性、腐蚀性等化学药品，以免造成腐蚀环境； 3.在显微镜工作时，样品上的残留液体、油污必须去净，如不
维护与保养
1.严禁使用已有裂纹或破损的砂轮片进行切割。 2.不宜在没有冷却液或冷却液不充分的情况下切割。 3.切割机应每天做好清洁保养工作，各转动处在操作前应注入
1.右手将手柄抬起，左手将支撑板脱开支撑点，这时右手握住 手柄使试样渐渐接近砂轮片，进行切割；
2.切割时，冷却液必须对准试样的切割位置，并同时保持均匀 进给。冷却液的大小也应调节至切割要求，以免溢出机外；
3.切割完毕将锯架抬起到一定的高度，支撑板便自动将锯架支 撑在一定位置，此时方可取下试样。
金相切割机
铁碳合金的组织可以是单一的相，也可以是机械 混合物或二者以某种形态组成的混合物。
铁碳合金的基本组织
铁素体
碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。 因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半 径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度极小，室温下不超 过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时 达到最大值，也仅有0.0218%。 铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧 性高和强度、硬度低的组织。
含碳增加，F 减少，P增加
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （4）过共析钢
P
Fe3CII
珠光体+二次渗碳体
含碳增加，P减少 ，Fe3CII增加
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织 （5）共晶白口铁
Ld Ld' 低温莱氏体
2020年8月5日4时
铁碳合金的平衡转变与组织
每个两相区都与相应的两个单相区有相邻两条三相共存线，即： 共晶线：ECF、L、A和Fe3C三相共存。 共析线：PSK、A、F和Fe3C三相共存。
铁碳合金的基本相
基本相
定义
力学性能
容碳量
铁素体F 奥氏体A
碳在a-Fe中的间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ固溶体 强度、硬度低，塑性、 韧性好
碳在r-Fe中的间隙固溶体 硬度低、塑性好
0.09
碳在a-Fe中最大溶解度
号
J
及
K
N
含
P
义
S
1495 727 1394 722 727
0.17 6.69
0 0.00218
0.77
包晶成分点 共析渗碳体成分点 r-Fe ← →σ-Fe同素异构转变点 碳在铁素体中最大溶解度 共析点
Q
600
0.008
碳在铁素体中溶解度
相图主要特性线
序号
线名及含义
三次渗碳体 Fe3CIII 各种成分合金，由727 ℃降至室温过程中由铁素体中析出
共晶渗碳体 Fe3C共晶 含碳4.30%的液相，在1148 ℃时生成的共晶体的组成部分
共析渗碳体 Fe3C共析 含碳0.77%的液相，在727℃时生成的共析体的组成部分 各种渗碳体相在组成和性能上是完全相同的，唯形态不同而已。
2 金相检验设备简述
金相显微镜
金相显微镜放大原理
金相显微镜是由两块透镜（物镜和目镜）组成，并借助 物镜、目镜两次放大，使物体得到较高的倍数。放大率 与物镜和目镜的焦距乘积成反比。
金相显微镜的光学系统
物镜 + 目镜 + 照明系统 + 光栏 + 滤色片
金相显微镜
1.物镜：显微镜成象质量主要决定于物镜的优劣，因此它是显微镜中的最重 要的光学零件。
金相组织检验方法
金相显微组织检验方法 《GB/T 13298-1991》
1.试样的侵蚀-一般情况下显示组织用4%硝酸酒精溶液侵蚀。 2.在显微镜下观察铁素体为均匀明亮的多边形晶粒。 3.渗碳体不会被硝酸酒精溶液腐蚀，所以在显微镜下显示白
亮颜色。 4.珠光体在高倍显微镜下可以看到是条状渗碳体分布于铁素
特性点
温度（℃）
含碳量（%）
特性点的含义
相
A
1538
0
纯铁的熔点
图
B
1495
中
C
D
特 E
性
F
1148 1227 1148 1148
点
G
912
0.53
包晶转变的液相成分
4.30
共晶点
6.69
渗碳体熔点
2.11
碳在奥氏体中最大溶解度
6.69
共晶渗碳体成分点
0
a-Fe← →r-Fe同素异构转变点
符
H
1495
金相检验的基础
金属和合金在固态下，通常都是晶体。
什么是晶体 ？
晶体就是原子在三维空间中有 规则作周期重复排列的物质，就 是说，在金属和合金中，原子的 排列都是有规则的，而不是杂乱 无章的。
晶体
非晶体
排列规则
排列杂乱
通常情况下，固态的金属与合金都是晶体。
❖ 1、晶体中的空间点阵 ❖ 将原子抽象成几何点，并排