金相组织判定及异常组织对产品性能的影响培训20190702

金相检测—钢铁材料的良医金相组织判定及异常组织对产品性能的影响主讲：戴宗凯2018-7-3金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2621、所有培训员工请在培训表上签到。2、会议期间请不要讲话，以免影响培训进度，浪费大家时间。3、请将手机调整到振动状态。接收手机请到培训室外。培训要求金相检测—钢铁材料的良医课题大纲2020/3/263金相分析基础知识1常见金相组织2异常组织及其对性能影响3》金相检测—钢铁材料的良医2020/3/264金相分析基础知识1》金相检测—钢铁材料的良医2020/3/265金相分析的含义：金相—金属或合金内部结构金相分析—金相分析是指运用放大镜和金相显微镜，根据对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称之为金相检验宏观组织—主要是用10-50倍以下的放大镜（也可用体视显微镜）或者人眼直接观察到的金属材料内部或破开及表面所具有的各组成物的直观形貌微观组织—微观金相组织主要是用50-1250倍的光学显微镜（高倍用电镜）来观察金属材料内部具有的各组成物的直观形貌、分布等金相检测—钢铁材料的良医2020/3/266金相分析的目的：质量检测—检查产品金相组织是否符合相关标准或者图纸规范材料研究、改良—更深入地了解金属材料的微观组织、性能内在关系和形成规律等，为研制新材料提供可靠依据工艺研究、改良—在理论的指导下，通过金相分析，有方向的寻找或调整最佳热加工工艺，或者评价热加工工艺的合理性故障/失效分析—通过宏观和微观分析，有针对性排查失效原因金相检测—钢铁材料的良医2020/3/267金相分析需要掌握：材料理论—相应成分的金属，经过规定的热处理工艺，会形成对应的金相组织（Fe-C相图，C-曲线）金相制样—熟练的金相样品制作技能，合理的应用各种腐蚀剂，能够清晰的显示出已存在的组织，不产生假象金相组织—认识各类金相组织形貌特征并了解其性能金相标准—了解相关金相国家标准、国际标准以及客户标准金相检测—钢铁材料的良医2020/3/268金属的晶体结构：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（F铁素体）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（A奥氏体）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原子，构成六方柱休，上、下底面的中心也各有一个原子（Fe3C渗碳体）体心立方面心立方密排六方金相检测—钢铁材料的良医2020/3/269合金相图基本概念：相图—是表示合金系的状态，是合金的状态与温度、成分之间的关系图利用相图—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发生的转变Fe-C相图金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2610铁、钢、铸铁在相图的位置：纯铁—含碳量少于0.0218%钢—含碳量为0.0218-2.11%（亚共析钢：C=0.0218-0.77%，共析钢：C=0.77%，过共析钢：C=0.77-2.11%）铸铁—含碳量为2.11-6.69%（亚共晶白口铁：C=2.11-4.30%，共晶白口铁：C=4.30%，过共晶白口铁：C=4.30-6.69%）含碳量大于Fc3C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Fe-C双重相图金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2611铁的同素异构转变：铁在固态冷却过程中有两次晶体结构的变化，其变化为：我们称之为铁素的同素异构转变，热处理能够实现也是基于同素异构晶体结构的转变纯铁的同素异构转变金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2612简化的铁-碳相图：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2613铁碳相图的基本组织：铁素体—溶解于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%，随着温度的升高，溶解略有增加，在727℃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、硬度低的组织奥氏体—碳溶角于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，但空隙半径较大，所以能溶解较多的碳，碳在r-fe中的溶解度随着温度升高而增加，在727℃是为0.77%，在1148℃是达到最大值2.11%奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2614铁碳相图的基本组织：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%，熔点为1227℃，晶体结构复杂渗碳体硬度很高，脆性很大，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、越脆珠光体—是铁素体与渗碳体组织的机械混合物，常用P表示珠光体含碳量为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；通过热处理可以使用渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上，叫做球状珠光体或者粒状珠光体金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2615铁碳相图的基本组织：莱氏体—由奥氏体和渗碳体组织的机械混合物叫做莱氏休，常用Ld表示莱氏体的平均含面碍为4.3%，因为它以渗碳体为基体，其性能硬而脆，当冷却至727℃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金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2616铁碳合金的平衡结晶过程：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2617金相试样的制备：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2618金相试样的切割：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2619金相试样的镶嵌：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2620金相试样的磨光：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2621金相试样的抛光：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2622金相试样的侵蚀：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2623常用的侵蚀剂：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2624金相试样的吹干：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2625制样制备的注意事项：金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2626正确的学习金相组织：通过自学方式学习看金相很难，而且枯燥无味，需要有恒心金相不是通过几堂课程或者几本教材就能够学会以的，要不断坚持至少要看（揣摩）几千张金相图片，建立不同材质金相组织的基本形貌概念，个人经验，学习金相的方法：1.经常看《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.经常实地的对产品金相组织进行观察，结合工艺分析、思考3.经常做故障/失效分析4.经常到网上参考论坛讨论5.经常到现场与人沟通、交流金相检测—钢铁材料的良医常见金相组织22020/3/2627》金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2628工业纯铁：工业纯铁200X工业纯铁500X铁素体＋少量沿晶界分布的三次渗碳体金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2629亚共析钢：20#钢200X45#钢500X黑色为珠光体，白色为铁素体金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2630共析钢：T8钢200XT8钢500X层片状珠光体金相检测—钢铁材料的良医2020/3/263160#钢与T10：60#钢500XT10钢500X左图：珠光体＋沿晶界分布的铁素体，铁素体内有晶界右图：珠光体＋沿晶界分布的二次渗碳体金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2632亚共晶白口铸铁：亚共晶白口铸铁100X珠光体＋莱氏体＋二次渗碳体亚共晶白口铸铁200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2633共晶白口铸铁：共晶白口铸铁200X莱氏体（变态莱氏体）共晶白口铸铁500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2634过亚共晶白口铸铁：过共晶白口铸铁50X一次渗碳体＋莱氏体过共晶白口铸铁200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2635灰铸铁：灰铸铁100X灰铸铁100X左图：片状石墨右图：珠光体基体＋片状石墨金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2636可锻铸铁：可锻铸铁100X左图：铁素体基体＋团絮状石墨右图：珠光体基体＋团絮状石墨可锻铸铁200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2637可锻铸铁：可锻铸铁100X左图：铁素体基体＋团絮状石墨右图：珠光体基体＋团絮状石墨可锻铸铁200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2638球墨铸铁：球黑铸铁100X左图：球状石墨右图：珠光体基体＋球状石墨+牛眼状铁素体球墨铸铁100X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2639板条马氏体:板条马氏体200X板条自奥氏体晶界向晶内平行成群，一个奥氏体晶粒内包含几个板条群，板条体之间为小角晶界，板条群之间为大角晶界板条马氏体500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2640片状（针状）马氏体:片状马氏体1000X片状马氏体＋残余奥氏体，呈凸透镜片状（或针状），中间稍厚，初生者较厚较长，横贯整个奥氏体晶粒，次生者尺寸较小，大部分片的中央有中脊，在两个初生片之间常见“Z”字形分布的细薄片。片状马氏体500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2641上贝氏体:上贝氏体200X板条马氏体＋羽毛状上贝氏体。上贝氏体中铁素体条间成小角晶界，板条群之间成大角晶界上贝氏体200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2642下贝氏体:下贝氏体500X下贝氏体与高碳钢的回火马氏体非常相似，都呈暗灰色针状，各个针状物之间都有一定夹角，在光镜下难以区别，一般下贝氏体比回火马氏体更易受浸蚀变黑下贝氏体200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2643粒状贝氏体:42CrMo粒贝500X粒状贝氏体为铁素体及富碳富合金元素的粒状、条状奥氏体及其转变产物粒状贝氏体为铁素体基体上分布的碳化物颗粒、马氏体或残余奥氏体20CrMo粒贝500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2644魏氏组织:魏氏组织200X珠光体＋网状及针状铁素体，呈魏氏组织形态。魏氏组织是指由晶界向内生长的针状铁素体或渗碳体。魏氏组织铁素体一般在过热组织及焊接热影响区较常见。魏氏组织200X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2645回火索氏体:42CrMo回火索氏体500X调质处理(淬火＋高温回火处理)组织为回火索氏体，晶粒度8-8.5级45#钢回火索氏体500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2646回火索氏体:42CrMo回火索氏体500X调质处理(淬火＋高温回火处理)组织为回火索氏体，晶粒度8-8.5级45#钢回火索氏体500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2647球化退火组织:GCr15球化退火500X球化退火组织球状珠光体。（铁素体基体上分布渗碳体颗粒）20CrMo球化退火500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2648轴承钢组织:GCr15淬火+回火500X正常组织，组织为回火马氏体＋细小颗粒状碳化物。黑白区较分明，亮区一般沿奥氏体晶界呈网状分布，Ms点较低，不易自回火，故呈白色。GCr15淬火+回火500X金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2649热作模具钢:H13淬火＋回火500×H13（4Cr5MoV1Si）回火马氏体＋回火托氏体。W6Mo5Cr4V2回火马氏体＋少量残余奥氏体＋颗粒状碳化物，晶粒度评为10.5级。6542淬火＋回火500×金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2650冷作模具钢:Cr12淬火＋低温回火100×回火马氏体＋呈带状分布的碳化物Cr12淬火＋低温回火500×金相检测—钢铁材料的良医2020/3/2651不锈钢:奥氏体不锈钢200X1Cr18Ni9Ti奥氏体不