金相分析基礎友匯羅時雨2015-01-16當前第1頁\共有18頁\編于星期一\15點

金相--金屬或合金內部結構

金相分析—是運用放大鏡和顯微鏡，對金屬材料的宏觀及微觀組織進行觀察研究的方法。

宏觀組織--是用10倍以下的放大鏡或者肉眼直接觀察到的金屬材料內部所具有的各組成物的直觀形貌；

微觀組織--主要是指在光學顯微鏡或掃描電鏡下所觀察到的金屬材料內部具有的各組成物的直觀形貌。

不同材料(成分),不同熱處理，得到不同的金相組織。一、前言當前第2頁\共有18頁\編于星期一\15點金相分析目的材料研究/改良—對新材料的性能從金相組織方面做理論預期。工藝研究/改良—為獲取圖紙/規范要求的性能，在理論指導下，有方向的尋找/調整最佳熱加工工藝，或評價熱加工工藝的合理性。質量檢驗--檢查產品金相組織是否符合相關標準/規范。故障/失效分析--有圖有真相。一、前言當前第3頁\共有18頁\編于星期一\15點金相分析師應知應會材料理論—相應成分的材質，經規定的加熱-保溫-冷卻工藝，會形成對應的金相組織（Fe-C相圖，C-曲線）。金相樣品—金相樣品制作技能熟練，清晰顯示所有已存在的組織，不產生假象（金相試驗室技術）。金相組織—認識各類金相組織形貌特征并了解其性能（金相圖譜）。金相標準—了解相關金相標準。一、前言當前第4頁\共有18頁\編于星期一\15點結構：面心立方、體心立方、密排六方等晶體結構。相：金屬或合金中成分相同、結構相同，性能一致的均勻的組成部分（如F，A，Fe3C）。組織：由相組成。以不同的形態、尺寸、數量和分布形式而組成的綜合體。可以是一種或多種相分為單相組織和多相組織（如F，A，Fe3C，P，B，S，T，M，回S，回T，回M，W）。其中F，A，Fe3C三種既是相也是組織，具有雙重身份，其他的都是混合物。

（相和組織的名詞解釋，可參考GB/T7232）二、金屬的晶體結構當前第5頁\共有18頁\編于星期一\15點三、合金的結構與相圖1、相圖的基本概念相圖是表示合金系的狀態，是合金的狀態與溫度、成分之間關系圖。利用相圖，可以知道各種成分的合金在什么溫度發生什么反應，產生什么組織。還能了解合金在加熱和冷卻過程中可能會發生的轉變。當前第6頁\共有18頁\編于星期一\15點2.Fe-C相圖：描述平衡態的鐵碳合金的相。3.鐵，鋼，鑄鐵在相圖上的位置鐵：含碳量小于0.0218wt%鋼：含碳量為0.0218~2.11wt%。鑄鐵：含碳量為2.11~6.69wt%。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時，合金太脆，已無實用價值。實際所討論的鐵碳合金相圖是Fe-Fe3C相圖。鋼鑄鐵工業純鐵四、Fe-C相圖當前第7頁\共有18頁\編于星期一\15點4、鐵的同素異構轉變鐵在固態冷卻過程中有兩次晶體結構變化，其變化為：1394℃912℃-Fe?-Fe?-Fe四、Fe-C相圖當前第8頁\共有18頁\編于星期一\15點四、Fe-C相圖當前第9頁\共有18頁\編于星期一\15點鐵素體：碳在-Fe中或δ-Fe中的固溶體，用F表示。體心立方結構。F含碳量很低，其性能接近純鐵，是一種塑性、韌性高，但強度和硬度較低的組織。奧氏體：碳在γ-Fe中的固溶體，用A或γ表示，面心立方結構。奧氏體綜合力學性能較好。馬氏體：是由奧氏體在淬火過程中得到，用M表示。硬度較高，但比較脆。四、Fe-C相圖當前第10頁\共有18頁\編于星期一\15點四、Fe-C相圖滲碳體：用Fe3C表示（也有人用K表示）。是鐵碳化合物（不遵守化合價規律）。Fe3C硬度高、強度低,脆性大,塑性幾乎為零。珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物（共析組織），常用P表示。一般情況下，珠光體中鐵素體和滲碳體呈片狀交替分布。通過熱處理可以使滲碳體呈顆粒狀分布在鐵素體基體上。萊氏體：由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物（共晶組織），常用Ld表示。當冷卻至727度時，萊氏體中的奧氏體將轉變為珠光體。當前第11頁\共有18頁\編于星期一\15點40鋼[w(C)=0.4%]典型鐵碳合金的平衡結晶過程四、Fe-C相圖當前第12頁\共有18頁\編于星期一\15點五.亞共析鋼TTT曲線

AFP+FS+FTBM+A殘A3時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf當前第13頁\共有18頁\編于星期一\15點六、金相組織觀察切割鑲嵌磨光拋光侵蝕吹干珠光體（光鏡下）10鋼當前第14頁\共有18頁\編于星期一\15點七.亞共析鋼5大組織典型的圖片(舉例)緊固件常用材質：低碳鋼，中碳鋼，及其合金鋼。亞共析鋼5大組織：F，A，Fe3C，P，M。

\\SYW\技術資料\檢測及其技術\金相分析\組織鑒別\基本組織區別\《鋼中常見顯微組織的鑒別》當前第15頁\共有18頁\編于星期一\15點八.認識金相組織很難通過自學方式學習看金相；很難通過幾堂課程或幾本教材學會看金相；至少要看（揣摩）幾千張金相照片，建立不同材質金相組織的基本形貌概念；個人經驗，學習金的方法：

1>.常看《金相圖譜》，對照材料理論和熱處理工藝去看，帶著問題去看；

2>.

常做故障/失效分析；

3>.常和人討論。當前第16頁\共有18頁\編于星期一\15點九.常用金相標準(舉例)金相標準/規范很多，以下僅舉例幾個：金相試樣前處理:ASTME3低倍組織及缺陷的酸蝕(冷蝕/熱蝕):GB/T226；晶粒度:ASTME112；JBT5944流線：SAEUSC