金相检验技术问答试题

-1-金相检验技术问答试题1什么是金相检验技术？金相检验包括哪三部分内容？答：金相检验技术是观察分析金属组织结构和缺陷的实验技术。主要包括宏观组织分析、光学显微组织分析和电子显微组织分析三部分。2金相检验取样时需注意哪些问题？答：切取金相试样时应注意以下两点：1)明确检验目的，选择有代表性的部位。对锻、轧钢材或铸件常规检验的取样部位，在按相应的标准要求取样。对事故分析和失效分析，既取破损部位，同时也取完好部位与之对比。2)切取试样时，不允许产生塑性变形，也防止试样因受热而引起显微组织的变化。火焰切割试样时，试样上的热影响区必须除去。砂轮切割时应注意采取冷却措施。3金相试样的制备步骤和对制备样品的要求有哪些？答：金相试样的制备步骤：取样→磨制→抛光→浸蚀。对制备好的样品要求是无磨痕、麻点和水迹，夹杂、石墨不脱落，组织真实无假象，组织有代表性。4如何确定金相检验磨面？答：检验面的选择需根据检验项目确定，对锻轧或经冷变形加工的钢材，应尽量采用从钢材心部到外表面组织具有代表性的纵向检验面。但在检验有关表面缺陷、表面层组织（如脱碳、渗碳）、折迭以及晶粒度等时一般应选择横向截面。5金相试样磨制、抛光时应注意些什么？答：磨制金相试样时应注意磨平，非表层检查试样四角锋利部位应磨钝。砂轮打磨时应注意受力均匀、压力适度，并注意充分冷却。砂纸磨制时从粗到细，每更换一级砂纸试样转动90°角磨制，除去上道磨痕。机械抛光时要牢握试样，用力均匀，干湿适当，试样不受热，时常移动，保持抛光绒清洁。-2-6试样镶嵌及镶嵌材料主要有几类？答：尺寸较小不利握持的试样，表面层检验，防止倒角的试样或需磨制倾斜度较大的试样需要镶嵌。主要的镶嵌材料有：热凝性塑料（如胶木粉），热塑性塑料（如聚氯乙稀）及冷凝性塑料（如环氧树脂+固化剂）等。它们各有特点，如胶木粉镶嵌质地较硬、试样不易倒角，但要加热到约150℃以上才能成型，而环氧树脂可在室温凝固，但易受热软化。7一般金相显微镜的主要类型有几种？它主要由几个部分组成？答：一般金相显微镜主要有立式和卧式两种类型，其主要有主机、光学系统（目镜和物镜）、光源和照相系统组成。8试述金相显微镜物镜的四个主要性能。答：金相显微镜物镜的四个主要性能为：1）数值孔径：表征物镜的聚光能力。数值孔径大，物镜的聚光能力强，鉴别能力高。2）鉴别率（分辨率）：是指物镜对试样上的微细组织分辨清楚的能力。3）垂直鉴别率（景深）：是物镜对高低不平的物体能够分辨清晰的能力。4）放大倍率：表示物镜独自放大实物若干倍的能力，物镜的放大倍率可由光学镜筒长/物镜的焦距求出。显微镜的总放大倍数为：物镜的放大倍数×目镜的放大倍数9按成象质量金相显微镜的物镜可分为几种类型？答：按成象质量金相显微镜的物镜可分为六种类型，即：消象散物镜；消色差物镜；半复消色差物镜；复消色差物镜；平面消色差物镜；平面复消色差物镜。10试述金相显微镜的使用与维护得注意事项。答：金相显微镜应安放在干燥，清洁房间内，水平的平台上。使用时-3-应遵守以下事项：先接通光源，根据检验项目选用合适的物镜和目镜，并小心安装到位，调整载物台，使之对准物镜中心，调整现场光栏和孔径光栏。金相显微镜的维护，通常包括以下内容：工作完毕，关掉电源，小心收取镜头并罩好防尘罩。如镜头表面受到污染，可用镜头纸或脱脂棉蘸取少许二甲苯拭除。油镜头使用后，必须立即用上述方法拭去油渍，不得用醇类揩擦镜头。仪器长期使用，应即时添加润滑油（如凡士林油）。11普通碳素钢平衡状态下常见的显微组织有哪几种？答：常见的显微组织有奥氏体（高温下）、铁素体、渗碳体、珠光体（铁素体与渗碳体的机械混合物）四类。12钢中最常见的非金属夹杂物有哪几类？答：钢中常见的非金属夹杂物主要有氧化物、硫化物、硅酸盐和氮化物四类。氧化物和氮化物为脆性夹杂，硫化物和硅酸盐一般为塑性夹杂。13现行使用评定钢中非金属夹杂物的标准名称和标准号是什么？答：现行使用评定夹杂物的标准为GB/T10561-2005，名称：“钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法”。14GB/T10561-2005标准的适用范围、取样方法及尺寸有哪些？答：该标准适用于评定压缩比大于或等于3的轧制或锻造钢材中非金属夹杂物的显微评定方法。取样方法应在产品标准或专门协议中规定，若无规定，其取样方法如下：1）直径或边长大于40mm的钢棒或钢坯：检验面为中间位置的部分径向截面；2）直径或边长大于25mm、小于40mm的钢棒或钢坯：检验面为通过直径截面的一半；-4-3）直径或边长小于或等于25mm的钢棒：检验面为通过直径的整个截面，保证200mm×mm的检验面积；4）厚度小于或等于25mm的钢板：检验面位于宽度1/4处的全厚度截面；5）厚度大于25mm、小于或等于50mm的钢板：检验面位于宽度1/4和从钢板表面到中心的位置，检验面为钢板厚度的1/2截面；6）厚度大于50mm的钢板：检验面位于宽度1/4和从钢板表面到中心的位置，检验面为钢板厚度的1/4截面。试样检验面尺寸为20mm×10mm。15简述GB/T10561-2005标准中评级图的使用方法。答：该标准中评级图为低限图谱。观察方法：目镜直接观察和投影毛玻璃上观察。注意观测的图片为71╳71mm。实际检验分A法和B法。A法：检验整个抛光面。对于每一类夹杂物按粗系和细系记下与所检验面上最恶劣视场相符合的标准图片的级别数。B法：检验整个抛光面。试样每一个视场同标准图片相对比，每类夹杂物按粗系和细系记下与检验视场最符合的级别数。A法和B法的通则为：将每一视场与图谱比较。处于两相临标准图片之间时，应记录较低的一级；超大超长的应分别记录，并纳入该视场评级；非传统类型夹杂物按与其形态最接近的A、B、C、D、Ds类夹杂物评定，用下标注明含义。纵向距离小于或等于40um、横向距离小于或等于10um的两条夹杂物应视为一条夹杂物。结果表示：A法表示与每类夹杂物和每个宽度系列夹杂物最恶劣视场的级别；在每类夹杂物代号后再加上最恶劣视场级别，e表示粗系，s表-5-示超尺寸夹杂物。B法表示给定视场数中每类夹杂物及每个宽度系列夹杂物在给定级别上的视场总数；并用总级别或平均级别表示结果。16晶粒度的概念是什么？答：晶粒度是表示晶粒大小的一种尺度。对钢而言，如不作特殊说明，晶粒度一般是指奥氏体化后经不同热处理冷至室温所得到的实际晶粒。17什么是奥氏体实际晶粒度？答：实际晶粒度是指钢在某一具体加热条件下或热加工条件下所得到的晶粒度，实际晶粒度基本上决定了钢在室温时的晶粒大小。18现行使用评定晶粒度的标准名称和标准号各是什么？答：现行使用评定晶粒度的标准为GB/T6394-2002“金属平均晶粒度测定法”和GB/T4335-1984“低碳钢冷轧薄板晶粒度测定法”。19两个晶粒度评定标准的应用范围有哪些？答：GB/T6394-2002适用于测定完全或基本上由单相组成的金属平均晶粒度测定。也适用于与标准评级图形貌相似的任何组织。而GB/T4335-1984则适用于测定含碳量小于0.2%低碳冷轧薄板的铁素体晶粒度。20显示奥氏体晶粒的方法主要有哪些？答：其主要方法有直接显示法、渗碳法、网状铁素体法、氧化法、直接淬火法、网状渗碳体法和网状珠光体法等。21用比较法评定晶粒度和夹杂级别时要注意哪些主要问题？答：主要注意以下几点：1）抛光面清洁，无污点，晶粒要显示清晰。2）在100倍显微镜下全面观察整个试样，然后选择有代表性的现场与标准图片比较。3）测定夹杂物级别时，视场直径必须为0.8mm（100倍下为-6-80mm）。脆性和塑性夹杂物分类评定。4）当晶粒比8级还细小时，可提高放大倍数评定，然后再换算为100倍时的级别。22用显微镜检查钢中非金属夹杂物时一般应提供哪些信息？答：夹杂物的类别、形态、大小、分布和夹杂物的级别。23对形变后的钢材检验非金属夹杂物磨面为何要取纵断面？答：因为易变形的夹杂物总是沿钢材变形方向伸长，即时脆性夹杂物也沿变形方向排列，取纵剖面进行夹杂物评定具有代表性。24在光学显微镜下如何区别夹杂物、污垢和凹坑？答：可提高放大倍率观察，利用变换焦距方法鉴别。污垢和凹坑与基体不在一个平面上，焦距的变化使污垢和凹坑随之变化大小，且轮廓粗糙。夹杂物无上述变化，另外，在暗场下污垢和凹坑明显发亮和散光。25显示一般碳素钢、低合金钢显微组织最常用的两种浸蚀剂的特点和配制方法。答：常用的浸蚀剂是2—5%硝酸酒精溶液和4%苦味酸酒精溶液。前者浸蚀较快，但有时不够均匀，不易显示出某些显微组织中的细节。后者浸蚀比较均匀，能较好地显示和区分一些形态相近似的细微组织，但浸蚀较慢，容易污染手指。配制组成如下：1）HNO32ml—5ml，95%酒精100ml.2）苦味酸4g,95%酒精100ml。26显微照相暗室的主要设备和材料有哪些？答：主要设备有放大机，照相机和上光机等。主要材料有感光负片（胶卷和胶片）、黑白照相纸（印相纸、放大纸）、显影液和定影液等。27负片冲洗分哪几个过程，应注意哪些事项？答：负片冲洗分显影、停影、定影、水洗和干燥五个过程。冲洗负片时要注意如下几点：-7-1）合理选用显影液的配方，配方不同，冲洗效果也不一样。2）要考虑到各种条件对冲洗效果的影响。如药液浓度、温度、时间以及底片搅动次数等因素。28印相纸和放大纸的号数及选用原则如何？答：印相纸或放大纸的性能都是用数字代号表示的，数字小表示性软，数字大表示性硬。即1号为软性，2号为中性，3号为硬性，4号表示特硬性。选用时根据负片曝光和冲洗的厚薄来确定。29绘出简化的铁碳合金相图。30写出Fe—C相图中共析、共晶、包晶反应式。答：共析反应：A≒F+Fe3C转变温度727℃共晶反应：L≒A+Fe3C转变温度1148℃包晶反应：L+δ≒A转变温度1495℃31Fe—C合金相图中的基本相及其定义是什么？答：（1）液相（L），是铁和碳的液溶体。（2）δ相，又称δ铁素体，是碳在δ—Fe中的间隙固溶体。（3）α相，即铁素体，它是碳在α—Fe中的间隙固溶体。（4）γ相，即奥氏体，它是碳在γ—Fe中的间隙固溶体。（5）Fe3C即渗碳体，它是Fe与碳的一种化合物。-8-32简述Fe—C合金按碳含量的分类及室温平衡组织（按照Fe—C相图）。答：按碳含量分工业纯铁、钢和生铁三类。其中钢又分为亚共析钢，共析钢和过共析钢。生铁（白口铁）分为亚共晶、共晶和过共晶生铁。各类钢和生铁室温平衡组织如下：工业纯铁，铁素体（F）亚共折钢，铁素体+珠光体共折钢，珠光体（P）过共折钢，珠光体+二次渗碳体亚共晶生铁，珠光体+莱氏体+二次渗碳体共晶生铁，莱氏体过共晶生铁，莱氏体+一次渗碳体。33写出0.4%C钢结晶过程的相变顺序。答：L→δ→Fe→→α-Fe→P34简述碳素钢的分类。答：按含碳量分类：1）低碳钢：含碳＜0.25%的钢。2）中碳钢：含碳量为0.25—0.6%的钢。3）高碳钢：含碳量＞0.6%的钢。按用途分类：1）碳素结构钢，用于制造机械零件、构件。含碳量大多在0.7%以下。2）碳素工具钢，用于制造各种加工工具及量具，含碳量一般在0.7%以上。35简述合金钢的一般分类。答：按合金元素含量分有以下三类：a)低合金钢：合金元素总量不超过5%。-9-b)中合金钢：合金元素总量为5—10%。c)高合金钢：合金元素总量大于10%。按主要用途分，可分为三类：a)合金结构钢，包括普通低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。b)合金工具钢，包括合金刃具钢、合金量具钢、模具钢和高速工具钢等。c)特殊钢，如耐热钢、不锈钢等。36什么是热处理？热处理的四个因素是什么？答：热处理是将金属或合金在固态范围内，通过加热、保温、冷却的有机配合，使金属或合金改变内部组织而得到所需要性能的操作工艺。热处理工艺中的四个重要因素是：加热速度、最高加热温度、保温时间和冷却速度。37铁-碳平衡图与热处理有何关系？答：铁-碳平衡图是研究Fe—C合金在加热和冷却时的结晶过程和组织转变的图解。而热处理是利用固态范围内通过加热保温和冷却的配合来改变组织和性能。因此Fe—C平衡图是热处理的重要