金相基础(内部培训)

1、金相分析基础,友汇 罗时雨 2015-01-16,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。 不同材料(成分),不同热处理，得到不同的金相组织。,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-

2、检查产品金相组织是否符合相关标准/规范。 故障/失效分析-有图有真相。,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）。 金相标准了解相关金相标准。,一、前言,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

3、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。 （相和组织的名词解释，可参考GB/T 7232）,二、金属的晶体结构,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。,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.

4、02182.11wt%。 铸铁：含碳量为 2.116.69wt%。 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Fe- Fe3C相图。,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次晶体结构变化，其变化为：,四、Fe-C 相图,四、Fe-C 相图,铁素体：碳在-Fe中或-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。 奥氏体：碳在 -Fe中的固溶体，用A或 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

5、比较脆。,四、Fe-C 相图,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。 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。,40钢w(C)=0.4%,典型铁碳合金的平衡结晶过程,四、Fe-C 相图,五.亚共析钢TTT曲线,P + F,S + F,T,B,M

6、 + A残,六、金相组织观察,切割,镶嵌,磨光,抛光,侵蚀,吹干,珠光体（光镜下）,10钢,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,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。,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