金相分析技术培训

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1、金相分析技术第一部分金相试样的制备一、试样的选取原则1.研究零件显微组织的金相试样应从材料或零件在使用中最重要的部位截取；或是偏析，夹杂等缺陷最严重的部位截取。2.在分析损坏原因时，则应在损坏的地方与完整的部位分别截取试样，以探究其损坏或失效的原因。3.对于有些产生较长裂纹的部件，则应在裂纹发源处、扩展处、裂纹尾端分别取样，以分析裂纹产生的原因。4.截取部位确定后，还需要进一步明确择取哪个方向、哪个面作为金相试样的磨面。一般分为横向试样与纵向试样，横向试样即试样磨面为原构件的横截面；纵向试样即试样磨面为原构件的纵截面。5.横向试样常用于观察:a、试样自中心至边

2、缘组织分布的渐变情况。b、表面渗层、硬化层、镀层等表面处理的深度及其组织。c、表面缺陷，如裂纹、脱碳、氧化、过烧、折迭等缺陷的深度。d、非金属夹杂物在整个断面上的分布情况。e、测定晶粒度。6.纵向试样常用于观察：a、非金属夹杂物之大小，变形情况及其含量。b、带状组织的存在或消除情况。c、因塑性变形而引起晶粒或组织变形的情况。二、金相试样的截取无论采用何种方法截取试样，都必须保证所截取的试样的金相组织与原部件金相组织一致，即不发生组织变化。这就要求在截取试样过程中试样受热、受外力作用都能尽量小。如淬火马氏体组织的试样，若切割时冷却不充分，使之受热发生回火而成了回

3、火马氏体组织。通常用于切割试样的有砂轮切割机、线切割、锯床等。三、金相试样的磨光粗磨-细磨-抛光四、显微组织的显示通常用的是化学浸蚀。浸蚀剂中酸用的最多，如硝酸、苦味酸，可浸蚀普通的碳钢、低合金钢。主要是通过氧化的作用，使试样的不同的相受到不同程度的氧化溶解而反映出衬度，达到显示微观组织的目的。溶剂是酒精、水等。常用化学浸蚀试剂：硝酸酒精溶液：4%硝酸酒精溶液显示碳钢及低合金钢的组织。盐酸苦味酸酒精溶液：盐酸5ml，苦味酸1g,酒精100ml.显示淬火及淬火回火钢的晶粒和组织。第二部分钢的缺陷金相组织分析钢的组织缺陷是指需利用金相显微镜进行检验才能判别的显微组

4、织缺陷。例如：带状组织、带状碳化物、网状碳化物、魏氏组织、非金属夹杂物、过热、过烧组织、钢材表面的氧化脱碳等。一、带状组织在经热加工后的亚共析钢显微组织中，铁素体与珠光体沿压延变形方向交替成层分布的组织，称为带状组织。带状组织使钢的机械性能产生各向异性，即沿着带状纵向的强度高，韧性好，横向的强度低，韧性差。另外，带状组织的工件热处理时易产生变形，且使得硬度不均匀。带状组织的试样要选取纵截面。放大100倍进行评级。评定带状组织按GB/T13299-91钢的显微组织评定方法。按含碳量分三个系列ABC各6个级别。带状组织的评级分为6级，0-5级。级别愈高，带状组织愈

5、严重。零件一般都不允许有带状组织存在，带状组织不能用退火方法来消除。应用正火的方法来减轻或消除。35CrMo钢带状偏析，带状组织3级。二、网状碳化物网状碳化物实际上亦是碳化物不均匀性的另一种形式。在含碳量大于0.77%的碳工具钢，合金工具钢、鉻轴承钢等钢种，在热加工后的冷却过程中，碳化物沿晶界呈网状析出，故称网状碳化物。网状碳化物的存在，将使钢的机械性能显著降低，尤其是冲击韧性下降，脆性增大。评级时用500倍。三、非金属夹杂物在钢铁材料中一般都含有非金属夹杂物，这些夹杂物的种类和形状是多种多样的，对钢材的影响程度也不一样，一般地说，非金属夹杂物的存在，破坏了金

6、属基体的连续性，在热处理时易引起淬火裂纹。当零件承受载荷特别是动载荷时，易造成应力集中，使钢的机械性能，特别是疲劳强度降低，甚至导致机械零件在使用过程中断裂失效。存在于钢中常见的非金属夹杂物种类：1.A类（硫化物类），硫化物夹杂物具有塑性，在钢材中呈条状形态2.B类（氧化铝类），常见的有氧化铝、氧化鉻等。属脆性夹杂，在热加工时它不易变形，沿轧制方向排成一行。3.C类（硅酸盐类），硅酸盐夹杂的成分比较复杂。经热加工后一般沿着变形方向延伸，外形粗糙，不光滑。4.D类（球状氧化物类），不变形，带角或近似圆形的无规则分布。5.DS类（单颗粒球状类），圆形或近似圆形的单

7、颗粒夹杂物。分析非金属夹杂物按照评级图进行评级，放大倍数100，不腐蚀观察。GB/T10561-200520钢热轧状态，硫化物密集，相当于4级。低碳钢热轧正火态呈链状分布的黑色点状氧化物夹杂3.5级四、过热，过烧组织钢材过热一般是指加热时由于超过正常加热温度引起韧性下降的一种现象，碳素钢过热的金相特征是出现魏氏组织。魏氏组织将造成钢的机械性能、尤其是冲击韧性的下降，严重的将造成零件在使用过程中的脆性断裂。所以钢中一旦出现魏氏组织，应通过正火处理来加以改进。魏氏组织评级GB/T13299-91，按含碳量分AB两个系列各6个级别。35CrMo钢锻造空冷后晶粒粗大，

8、呈魏氏组织。过烧一般是由于加热温度过高