金相基础培训

第一篇：金相基础培训

聚金品保部金相基础培训

一、金相基础知识

金相分析是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相检验。宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛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下所观察到得金属材料内部具有的各组成物的直观形貌。金相分析是根据有关标准和规定来评定金属材料质量的一种常规检验方法；并可用来判断零件生产工艺是否完善，有助于寻求零件产生缺陷的原因。因此，它也是生产和科研中必不可少的一种手段。

1、进行金相分析，首先应根据各种检验标准和规定进行试样制备。若试样制备不当，则可能出现假象，例如：金相抛光不干净，金相检验时金相照片会出现大量的黑点，影响判断，从而得出错误的结论，因此，金相试样的制备是金相分析的关键，在金相分析中占据十分重要的地位。

2、其次，从事金相分析的人员，必须具备一定的热处理基础知识，了解和熟悉常用金属材料在不同热处理制度下的相组成和组织组成。

3、我们常用的金属为晶体，以前说过非晶体，玻璃、陶瓷等，晶体种类繁多。金属的晶体是由更小的晶格组成二、金相常见组织

1、铁素体 定义：碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。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。钢材中铁素体一般以片状（一般是在调质处理中出现）、块状（中低碳钢、中低合金钢中白色块状区域）、针状（一般指魏氏组织中的先共析针状铁素体）、网状（钢在缓冷时形成的渔网一样连续的组织）存在。在我们常用的中低碳钢中，铁素体在我们金相照片上显示为白色块状。铁素体在加工硬化方面不敏感，因此可以承受很大见面率的拉拔，且拉拔后硬度、抗拉强度上升较慢，适宜压力加工。铁素体在770度以下有铁磁性，770度以上失去磁性。另有一种铁素体在较高温度下出现，一般存在于1394度以上，因存在的温度较高，叫做高温铁素体，常温下少见。

2、渗碳体

定义：渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。其硬度较高，塑性、韧性几乎为0，脆性极大。钢种的渗碳体以各种形态出现，外形和成分有很大的差异，有块状、网状、针状、球状。我们常说的珠光体就是由铁素体与渗碳体混合而成。常温下，珠光体中的渗碳体含量较低，一般为11.2%左右。渗碳体在钢中起到强化作用。球化组织中的黑色小球就是渗碳体。珠光体的片层结构中黑色的片层也是渗碳体。

3、珠光体

铁素体和渗碳体组成的机械混合物，因具有珍珠的光泽，因此叫做珠光体，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，称为片状珠光体，其片层结构图片类似与人手指指纹，珠光体中铁素体含量占88 %，其余12%为渗碳体，因此珠光体的基本组织的是铁素体。通过球化热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光 体。珠光体性能介于铁素体和渗碳体之间，具有较高的强度、硬度与适中的塑性韧性，其综合性能优于其铁素体与渗碳体。

三、金相试样的制备

1、取样 制样

有纵向取样与横向取样，我司常用横向取样，即在垂直于钢材锻轧方向取样。主要检验内容：显微组织状态是否均匀、晶粒度级别、碳化物分布、脱碳层深度、氧化层深度、裂纹深度、球化组织级别，是否有组织偏析、混晶、魏氏组织等。纵向取样主要是检验夹杂物等。试样尺寸以磨面面积小于400平方毫米，高度以适合人手拿捏抛磨为宜，一般高度为15—20mm。

试样可以用手锯、砂轮切割机、电火花切割机、车、铣、锯等方式。不论使用何种方法切割，均应该注意不能使试样由于变形或受热导致组织发生变化。对于使用高温切割的试样，必须除去热影响部分。

常用镶嵌方法有机械镶嵌法与树脂镶嵌法，我司采用后者。

3、磨抛

金相试样经切割或镶嵌后，需进行研磨才能得到光亮的磨面。研磨的过程包括粗磨和细磨。一般采用金相砂纸，磨料为碳化硅和氧化铝。依次用不同规格的砂纸进行磨光，每更换一道砂纸，试样应转动90，并使前一道的磨痕彻底去除。磨光时需要用水冷却，避免磨面过热，使磨面组织产生扰动变形，影响结果。抛光有机械抛光与电解抛光。机械抛光即我司使用的抛光方式。点解抛光是采用电化学溶解作用，使试样达到抛光的目的。抛光时先接通电源，然后夹住试样放置在电解液中，此时正确调整至额定抛光电流，并给予电解液充分的搅拌与冷却，抛光完毕后切断电源并放入水中冲洗、吹干。

4、腐蚀

腐蚀有化学腐蚀与电解腐蚀，化学腐蚀是利用化学试剂的溶液，借助于化学或电化学作用显示金属的组织，腐蚀剂常用的有硝酸酒精、苦味酸、盐酸+苦味酸、盐酸酒精、盐酸+硫酸铜、王水等。

电解腐蚀与电解抛光原理相同，由于各相之间与晶粒之间的析出电位不一致，在微弱电流的作用下各相的侵蚀深浅不同，因而能显示各相的组织。

四、常见金相

1、脱碳

脱碳是指钢表层含碳量降低的现象，脱碳分为部分脱碳、完全脱碳、有效脱碳和总脱碳。部分脱碳指脱碳部位碳含量低于基体平均碳含量水平，完全脱碳是指脱碳处只有铁素体存在。有效脱碳指的是从钢材表面到国家标准规定的最低的碳含量的点距离。总脱碳层为完全脱碳层加部分脱碳层。

脱碳就是钢中的碳在高温下扩散并与氢或氧等发生反应生成甲烷或一氧化碳等，导致钢中碳含量降低的动态过程，脱碳是氧化与碳扩散相互作用的结果，当氧化速度大于或等于碳的扩散速度，不会有脱碳发生，当碳的扩散速度大于氧化速度，就会出现脱碳。

在氧化作用相对较弱的高温气氛中，可形成较深的脱碳层。脱碳层含碳量较正常组织低，渗碳体（Fe3C）的数量较正常组织少，故其强度或硬度较低，对大多数钢来说，脱碳会降低其性能。对高碳工具钢、轴承钢、高速钢及弹簧钢，脱碳是一种严重的失效。在金相照片上脱碳部位因碳减少，会出现脱碳处晶粒粗大，脱碳处变亮。

脱碳对零件性能也有影响，钢的表面脱碳后，淬火时不发生马氏体转变或马氏体转变不完全，就得不到所要求的硬度。

脱碳层的测定方法有4种，金相法、硬度法、化学法、光谱法。金相法主要适用于具有退火和正火组织的钢种。使用金相法检测脱碳层时，当圆钢直径≤25mm时，要检测整个周边，当试样直径大于25mm时，要保证总检测周长不小于35mm。

检测脱碳层时并没有放大倍数的限制，放大倍数的选择主要取决于脱碳层的深度，根据实际情况可以使用任一放大倍数进行测量，一般选择能看到整个脱碳层的最大倍数。测量脱碳层时会出现难以确认脱碳深度的情况，因为脱碳层与基体有个过渡层，遇到这种情况，需要用更高倍数去观测，确定过渡层后再在低倍下测量深度。对于因为裂纹、凹陷、尖角效应等缺陷造成的脱碳层，不作为真实脱碳层深度测量。当检测到最深脱碳层位置，进行测量时，需对最深处进行多次测量，一般不少于5次，脱碳层深度取其平均值。若发现其他缺陷如裂纹、金属夹杂及异常脱碳点，不需要计算深度，但需要在记录中说明。除了脱碳外，我司线材还存在聚碳现象。

2、球化组织

我司球化组织按5074标准执行，球化级别一共分1-6级，球化组织检测时需要放大400倍以上进行检测。球化不充分的时候，球化体颗粒较少，存在大量的片状珠光体，此时球化评级较低，球化级别在1-4级。球化充分的球化组织中基本不含有片状珠光体，仅存在球状或点状黑色渗碳体，组织中黑色的球或小点就是前面提到的渗碳体，白色基体为铁素体，整体情况就是一堆黑色小球均匀分散在白色的铁素体基体内。

球化越充分，球化级别就越高，这样线材的强度和硬度越低，塑性与韧性越好，越适合后期需要大的变形量加工要求，如加工螺丝螺栓等产品。另外球化级别高，也能更好的进行淬火，得到均匀的淬火组织。所以做紧固件的客户一般要求球化级别4-6级，紧固件使用条件越高，越需要好的球化组织。但并不是所有生产加工的钢材都要求4-6级的球化级别，有些线材甚至要求球化级别低，高了不行，如一些自动机床用钢，其中易切削钢是1-4级，低中碳钢是球化1-3级。球化金相检验时要观察3个以上的视野，并要考虑组织的形态、大小、数量及分布情况，综合考虑后给出评定级别。低碳钢我司基本上都可以达到球化5级。目前合金钢偶尔有球化不良存在。

3、粗晶

金相组织中部分晶粒超出标准规定的现象，标准指的是国家标准与客户标准。按国标6394标准评级1-3级为粗晶粒，4-6级为中等晶粒，7-8级为细晶粒，我司做的是紧固件及汽车用钢丝，要求晶粒为细晶粒，即晶粒度在7级以上。生产中，原材料过热、生产工艺不当及热处理工艺不合理均会导致粗晶出现。粗晶线材，做螺丝时在打头环节会出现头部麻点现象，部分出现裂纹。因为粗晶线材其力学性能较差，韧性及塑性较差，导致变形大时出现撕裂及晶界分离现象。宏观上就是表面无光泽，有麻点。当一个试样中出现大小晶粒共同存在的情况，我们称之为混晶，混晶的标志是一个基体内，大小晶粒混杂存在。我司低碳钢中经常出现混晶现象，其原因

1、钢厂原材料中有混晶存在，遗传到成品线材。

2、塑性加工不均匀，拉拔量处于临界变形，热处理后已出现粗晶现象。

第二篇：金相检验培训心得

金相检验培训心得

首先，非常感谢公司给我提供了这次培训机会，我感到十分荣幸。这次培训使我在充实自己专业知识的同时也开阔了眼界、拓展了思路，下面，我具体总结一下这次培训的心得体会。

此次的培训内容是金相检验，培训时间为三天，共分为理论和实验两部分。

理论培训主要以金属学基础、钢的热处理基础、金相检验技术理论知识为主。

理论培训部分。主要包括金属学基础、钢的热处理基础、宏观金相检验技术、金相检验技术设备等几个方面。首先是系统学习了金属学基础，对金属材料的结构和组织进行了初步的了解，同时，也学习了金属材料的性能，并针对我厂实际着重的学习了金属材料的焊接性能；然后通过对铁碳相图的分析学习了金属不同组织的成因和物理特性；最后是热处理对金属成分的影响以及金相检验原理和设备介绍。

实验培训部分。首先，简要的介绍一下金相检验。金相检验分为宏观金相检验和微观金相检验，对壁厚大于6mm的焊接件进行酸蚀宏观检验；对壁厚小于或等于6mm的焊接件则进行微观检验；有时酸蚀宏观检验难于定性的缺陷也可进行显微分析。

常规的金相法往往是解剖材料来截取试样检验（破坏性试验）。这就破坏了材料的连续性，从而给继续使用带来困难，甚至造成产品的报废。因此，无损金相检验应运而生。无损金相检验方法是在选定的检测部位，在现场磨制其表面金相，腐蚀后进行观察。观察方法有两种：一：用显微镜在现场直接进行观察照相。但这种方法不能观察曲面，对球形压力容器（千斤顶缸体）的检测存在着困难；二：用复型法进行观察检验，即在腐蚀好的部位，在现场用AC纸做其表面复型，然后在复制品上喷一层铝，这样制得的试样可以压平，并能用高级金相显微镜进行高低倍观察照相，由于AC纸各向同性，不产生畸变，因而保证反映实际的组织。这种检测方法对于球形容器，特别是焊接接头部位具有突出的优越性。另一方面，该检测方法需1—2小时便可以完成取样，具有方便快捷的特点。同时，它不影响生产运行，这对研究使用中的液压支架金相组织变化具有特殊意义。

接下来就是通过金相检验结果来分析焊缝质量问题，常见焊缝缺陷主要包括未焊透、裂纹、疏松、夹杂及气孔等几种。不允许组织为马氏体和屈氏体两种。通过对焊缝的金相检验分析，进而对焊接工艺进行有针对性的改进，以提高焊缝质量。

以上是对培训内容的简略介绍和总结，接下来结合我对金相检验的理解谈一谈金相检验技术在公司未来发展中的位置和重要性。

我厂主要产品为液压支架，液压支架主要由结构件、液压系统和控制系统组成。其中，结构件和千斤顶缸体作为主要承载元件都是焊接而成的，因此，焊缝的质量直接影响到液压支架的产品质量。目前我国液压支架结构件大都采用16Mn和Q460为主要板材，体积及自重偏大，给液压支架的运输及安装带来了很大的困难。随着液压支架向大工作阻力和高可靠性要求的方向发展，如何在保证强度的前提下，尽量减轻支架重量是一个需要急需解决的问题，采用更高强度的板材是最有效的途径。由于高强钢具有较高的强度和硬度，焊接稳定性较差，易出现裂纹和热影响区性能的变化，减低结构件的使用寿命。因此应根据焊缝力学分析和金相检验的相关结果制定合理的焊接工艺，从而保证支架焊接质量的可靠性。焊缝需要满足液压支架工作时各项性能要求，而这些性能受控于成分、内部显微组织、杂质和缺陷、表面组织及应力状态等，其中主要是成分和组织。成分和组织在很大程度上控制着所有组织敏感性能。焊缝工艺控制质量的第一个因素就是化学成分，化学成分通过相变等方式控制组织中的相、体积分数和形态，如马氏体形态、贝氏体形态。高碳马氏体和上贝氏体都是有害组织，而低碳马氏体和下贝氏体则相对机械性能较好。所以，金相检验是验证和解释所设计焊缝工艺是否合理的强有力的手段。

我厂现阶段检验方法主要以无损探伤为主，而对焊缝具体组织成分研究不足，这严重阻碍了我厂向高端液压支架进军的步伐。工欲善其事必先利其器，希望我厂从长远出发，建立起一套合理有效的检验和工艺改进机制，走出竞争激烈的低端支架市场，真正的以鲁尔支架为契机成为世界液压支架巨头。

第三篇：金相学习

金相试验学习

一、金相分析的含义

金相分析是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相检验。

宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察到的金属材料表面或内部所具有的各组成物的直观形貌，一般也称低倍检验。

微观组织主要是指在光学显微镜（金相显微镜）下所观察到得金属材料内部具有的各组成物的直观形貌，一般也称高倍检验。

二、金相检验基础

搞清楚几个基础概念：晶体、晶格、晶粒、晶界

金属及合金在固态下通常都是晶体，而晶体就是原子在三维空间中有规则作周期重复排列的固体物质。相反即是非晶体。

组成晶体的结构微粒(分子、原子、离子)在空间有规则地排列在一定的点上，这些点群有一定的几何形状，叫做晶格。排有结构粒子的那些点叫做晶格的结点。金刚石、石墨、食盐的晶体模型，实际上是它们的晶格模型。晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。

常见晶格类别有：

体心立方晶格：体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为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。

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。

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个原子，构成六方柱体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。

晶粒：多晶体材料内以晶界分开的晶体学位向相同的晶体。结晶物质在生长过程中，由于受到外界空间的限制，未能发育成具有规则形态的晶体，而只是结晶成颗粒状，称晶粒。

晶界：晶粒之间交界面，晶粒间取向不同出现晶粒间界，在晶粒界面上的排列是一种过渡状态与两晶粒都不相同。晶界上有界面能的作用，因此晶粒形成一个在几何学上与肥皂泡相似的三维阵列。可以设想：晶粒边界如果都具有基本上相同的表面张力，晶粒呈正六边形。

三、金相检验方法

按照国家标准GB/T3246 1 高倍检验（GB/T3246.1-2000）1.1 金相试样制备 1.1.1 取样

纵向取样，沿着型材的挤压方向进行取样。主要检验内容：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、第二相化合物分布情况等。

横向取样，在垂直于挤压（铸造）方向取样。主要检验内容：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、表层缺陷深度、氧化层深度、渗氮层深度等。

试样尺寸以磨面面积小于200mm2，高度以15~30mm为宜。试样切取时均应该注意不能使试样由于变形或受热导致组织发生变化。对于使用高温切割的试样，必须除去热影响部分。1.1.2 镶样

在金相试样制备过程中，有许多试样直接磨抛有困难，需要进行镶嵌。通常进行镶嵌的试样有：形状不规则的试样、线材及板材，细小工件；表面处理及渗层、镀层等。

常用镶样方法为冷镶（树脂镶嵌法）。1.1.3 预磨

金相试样经切割或镶嵌后，需进行研磨才能得到光亮的磨面。研磨的过程包括粗磨和细磨。

粗磨，粗磨一般在砂轮上进行，磨料粒度的粗细对试样表面粗糙度和磨削效率有一定的影响。粗磨时，应注意用水冷却，防止组织变化。（我们一般使用铣床加工）

细磨，一般采用金相砂纸，磨料为碳化硅和氧化铝。依次用不同规格的砂纸进行磨光，每更换一道砂纸，试样应转动90°，并使前一道的磨痕彻底去除。磨光时需要用水冷却，避免磨面过热。1.1.4 机械抛光

抛光的目的是在于去除金相磨面上由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面。

机械抛光，是靠抛光粉的磨削和滚压作用，把金相试样抛成光滑的镜面。抛光时，抛光粉嵌入抛光织物的间隙内，起着相当于磨光砂纸的切削作用。机械抛光分为粗抛光和精抛光，两种方式在抛光布、抛光粉、抛光速度上要求各不相同。1.1.5 电解抛光

因铝合金材质偏软，在机械抛光过程中不易将细微的划痕抛去，且在机械抛光中容易形成变形层造成伪组织现象。所以，一般情况铝合金抛光还需配合电解抛光。

电解抛光，是采用电化学溶解作用，在使试样达到抛光的目的。抛光时先接通电源，然后夹住试样放置在电解液中，此时正确调整至额定抛光电压、电流、时间，必要时应给予电解液适当的搅拌或冷却，抛光完毕后切断电源并放入水中冲洗、吹干。1.1.6 浸蚀

多数情况下，抛光好的金相试样如若不经过浸蚀，其显微组织一般不易显现（其组织反光能力差别比较小），因此需要采用不同的化学试剂来对试样进行浸蚀，以增加相或组织间的衬度，以更好的显示其显微组织。

铝合金浸蚀一般采用3#浸蚀剂，主要观察试样的晶粒组织及一般的第二相组织。浸蚀过程中应适当的晃动试样以防止表面气泡聚集而阻隔浸蚀剂与试样的接触，影响浸蚀效果。浸蚀完毕将试样冲洗干净，酒精擦拭、吹干。1.1.7 阳极化制膜

低倍检验晶粒度级别只是一种粗略的评级，有些时候对于铸锭及退火态制品需要我们进行更精确的评级，即显微晶粒度评级方法（GB/T6394-2002），这就需要对试样进行阳极化制膜。

电解抛光后的试样经过阳极化制膜处理，在偏光下清楚观察其晶粒组织，并采用相应的方法（截距法、面积法等）进行评级。阳极化制膜原理即通过电化学反应在试样表面形成一层氧化膜，因各晶粒组织位相不一，成膜厚度及方向均不一样，在偏光下我们便可以观察到不同颜色的晶粒组织。

制膜也采用硫酸、磷酸和水的混合液（38:43:19），电压22V，电流0.15A，时间60S~180S。1.1.8 观察、拍照

在金相显微镜下观察试样，分析。

第四篇：金相实验报告

金相试 验报告 一、实验名称 金相试样的制备与观察 二、实验项目简介 通过制备试样，并在显微镜下观察 XXX 的金相组织，使学生掌握金相试样制备的方法，认识 XXX 的金相组织和形态特征，建立成分与组织之间相互关系的概念。

三、实验目的 1.掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法； 2.掌握金相显微镜的使用方法； 3.认识铝合金的金相组织； 4.结合理论，理解铝合金成分与组织之间的相互关系 四、实验要求 1 对实验原理与方法的要求：

要求学生掌握相关教材的基本知识，通过查阅手册和文献了解相关材料常规的金相组织，对有关名词、概念有清楚地认识，了解观察显微组织的原理、方法和作用。2 对操作技能与仪器设备的要求：

要求学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机和显微镜的使用，会判断试样制备的好坏。仪器设备：砂轮机、砂纸、抛光机、金相显微镜等。3 对实验报告的要求：

1.记录实验过程； 2.根据金相照片分析成分和金相组织的关系； 3.要求用正规实验报告纸，书写清晰。

五、实验所用仪器设备及材料

1.设备：金相显微镜、抛光机、砂轮机。

2.各号金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5﹪硝酸酒精溶液、试样（成分：xxxxx）。

六、实验步骤 (1)金相显微试样的制备 金相试样的制备包括取样、磨制、抛光和浸蚀等步骤。

金相试样的制备过程主要步骤

本实验金相试样制备过程的步骤如下:

磨制 抛光 浸蚀 观察 砂纸磨 抛光剂 抛光机 浸蚀剂 吹吹风 酒精清洗 水清洗 水清洗 吹干 显微镜 磨制 抛光 浸蚀 镶嵌 取样

1.取样 试样的选取应根据被检验材料或零件的特点，取其有代表性的部位。例如研究零件的失效原因时，应在失效部位取样，并在完好部位取样，以便对比分析。对于铸造合金，考虑到组织的不均匀性，应从表层到中心各个部位进行选取。对于轧材，研究表层缺陷和夹杂物的分布时应横向取样；研究夹杂物类型、形状、变形程度、带状组织时应纵向取样。对一般热处理后的零件，由于组织均匀，可任意取样 取样时应保证试样观察面不发生组织变化，试样尺寸不宜过大或过小，一般以手拿方便即可，其形状以便于观察为宜。

金相试样(标准样)2.磨制(1)粗磨：粗磨目的是为了获得一个平整的表面，使用砂轮机将试样的棱角磨平。磨削时应注意试样对砂轮的压力不宜过大，以免在试样表面上形成较深的磨痕而增加细磨的困难，磨削时应不断用水冷却试样，以免受热引起组织变化，试样边缘要进行倒角，以免在细磨和抛

光时划破砂纸和抛光绒布或造成试样从抛光机上飞出伤人。

(2)细磨：细磨分手工磨光和机械磨光两种。我们这次采用的是手工磨光。

手工磨光是用手拿住试样在金相砂纸上进行。金相砂纸按粗细分为三个种类等。细磨时依次按照砂纸从粗到细的顺序磨，细磨时必须注意: 1)细磨时应将砂纸放在光滑平整物体(如玻璃板)上,手指拿住试样,并使磨面朝下,均匀用力由后向前推行磨削。在回程时，提起试样不与砂纸接触，以保证磨面平整而不产生弧度。

2)每换一种砂纸时，应将试样转 90°再磨，使磨削方向与前道磨痕方向垂直，以便观察前道磨痕是否全部消除。

3)每更换一次砂纸之前，应把试样、玻璃和手洗净，以免把粗砂粒带到下一号细砂纸上去。

另外，磨削软材料时，可在砂纸上涂一层润滑剂，如机油、甘油、肥皂水等，以免砂粒嵌入试样磨面。

3.抛光 抛光由机械抛光、电解抛光、化学抛光等方法，使用最广的是机械抛光。

机械抛光是在抛光机上进行。抛光机由电动机带动抛光盘，抛光盘上铺有不同的抛光布。粗抛时用帆布或粗呢，细抛时用绒布、细呢或丝绸等。抛光过程中要不断向抛光布上倒入适量的水与 Cr 2 O 3（或

Al 2 O 3、MgO 等悬浮液。试样的磨面应平正地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大，并使试样从抛光盘边缘到中心不断地作径向往复移动。待试样表面磨痕全部被抛掉而呈现光亮镜面时，抛光即可停止，并将试样用水或酒精洗干净后转入浸蚀。

4.浸蚀 经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察，只能看到一片亮光，除非某些金属夹杂物（如 MnS 及石墨等）外，不能辨别出各种组织及其形态。因此，必须用浸蚀剂对试样抛光面进行浸蚀，钢铁材料通常用3~5﹪硝酸酒精溶液。

浸蚀方法是将待观察面浸入浸蚀剂中，或用玻璃棒缠少许脱脂棉蘸取浸蚀剂擦拭的方法。浸蚀时间要适当，当试样抛光亮面呈灰色时就可停止，并立即用清水或酒精清除残酸，用吹风机吹干后，即可在显微镜下进行观察。若试样浸蚀过度，显微组织模糊不清时，须重新抛光和浸蚀，若浸蚀不足，组织不能完全显露时，可进行补充浸蚀。

（二）金相观察 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征，并用摄像机拍照存盘。

金相显微镜下的金相组织（相关编号标准样）

七、金相分析

金相局部放大图（相关编号标准样）

相关编号标准样分析（图中可以看到明显的划痕，应该是金相试样制备时，在打磨抛光过程中没有做到严格的操作要求所导致的痕迹。整个图像中没有观察到明显的晶界，可能腐蚀的程度、时间不够，打磨后的试样表面形成的氧化层没有完全去除。此次试验采用的原料为 Al、FeSi 和 CaSi，且采用砂型铸造，未进行变质处理。图中还可以观察到很多的灰暗部分、，可能就是各种晶粒，但无法看出晶粒的形状。局部放大图可以更好的分辨出这些暗色部分，分布不是很紧密，间隙中的稍暗部分应该是α-Al 固溶体。图中无法观察到条带状共晶硅和块状初晶硅等。另外还能看到存在一些显微疏松组织，可能是由于铸造过程中的收缩或气体含量过高造成的。因为试样制备过程的中的缺陷等原因，这次的金相组织并没能够很好地进行分析。）

八、实验心得体会 xxxxxxx 注意事项：实验报告全篇 手写，金相组织图手机拍照有横杠的，局部放大用铅笔描出一部分面积的清晰组织图样（按编号标准样）。内容包括：实验名称、实验项目简介、实验目的、实验要求、实验设备和样品材料（编号样品）、实验步骤和实验分析以及总结。

上述报告经供参考。

第五篇：如何分辨金相组织

怎么做金相组织分析

时间:2009-09-27 09:20:17点击:

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金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。1.奥氏体 －碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏

金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。1.奥氏体 －碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处

2.铁素体－碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。

3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。

4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。

珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。

5.上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。

6.下贝氏体－同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑，回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细。

7.粒状贝氏体－大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为m-a组织。

8.无碳化物贝氏体－板条状铁素体单相组成的组织，也称为铁素体贝氏体。形成温度在贝氏体转变温度区的最上部。板条铁素体之间为富碳奥氏体，富碳奥氏体在随后的冷却过程中也有类似上面的转变。无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中，在硅、铝含量高的钢中也容易形成。9.马氏体－碳在a-fe中的过饱和固溶体。

板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行的板条组成一个板条束，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）。

片状马氏体（针状马氏体）：常见于高、中碳钢及高ni的fe-ni合金中，针叶中有一条缝线将马氏体分为两半，由于方位不同可呈针状或块状，针与针呈120o角排列，高碳马氏体的针叶晶界清楚，细针状马氏体呈布纹状，称为隐晶马氏体。

10.回火马氏体－马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和（含碳较低）的a-相混合组织 它由马氏体在150~250℃时回火形成。

这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。11.回火屈氏体－碳化物和a-相的混合物。

它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物，针状形态已逐渐消失，但仍隐约可见，碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑的组织，在电镜下才能清晰分辨两相，可看出碳化物颗粒已明显长大。

12.回火索氏体－ 以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物颗粒。

它由马氏体在500~650℃时高温回火形成。其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织，马氏体片的痕迹已消失，渗碳体的外形已较清晰，但在光镜下也难分辨，在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大。

13.莱氏体－ 奥氏体与渗碳体的共晶混合物。呈树枝状的奥氏体分布在渗碳体的基体上。

14.粒状珠光体－由铁素体和粒状碳化物组成。

它是经球化退火或马氏体在650℃~a1温度范围内回火形成。其特征是碳化物成颗粒状分布在铁素体上。

15.魏氏组织－ 如果奥氏体晶粒比较粗大，冷却速度又比较适宜，先共析相有可能呈针状（片状）形态与片状珠光体混合存在，称为魏氏组织。亚共析钢中魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角形，粗大铁素体呈平行或三角形分布。它出现在奥氏体晶界，同时向晶内生长。过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状，它出现在奥氏体晶粒的内部。

GB/T7232标准中对马氏体、索氏体、回火马氏体、回火索氏体的定义及组织特征

2007年10月16日 星期二 21:25 GB/T7232标准中对马氏体、索氏体、回火马氏体、回火索氏体的定义及组织特征

1.马氏体的定义及组织特征。马氏体，是钢铁或非铁金属中通过无扩散共格切变型转变（马氏体）形成的产物统称(GB/T7232标准)。在钢铁中，马氏体是低温转变产物，是饱和的α固溶体，为单相组织，是一种亚稳定组织。随碳含量的不同，其主要形态有板条状和片状两种。低碳马氏体是板条状，其亚结构主要是位错。

2.索氏体的定义及组织特征。索氏体，是在光学金相显微镜下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T7232标准)。其实质是一种珠光体，是钢的高温转变产物，是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织，其层片间距较小（30～80nm），碳在铁素体中已无过饱和度，是一种平衡组织。

3.回火马氏体的定义及组织特征。回火马氏体（β－martensite）是淬火马氏体回火时，碳已经部分的从固溶体中析出并形成了过渡碳化物此时的基体组织。它是马氏体的一种回火组织，其α固溶体仍有一定的碳的过饱和度，仍是一种亚稳组织。

4.回火索氏体的定义及组织特征。回火索氏体(tempered martensite)是马氏体于回火时形成的，在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。常温下是一种平衡组织。5.低碳钢回火过程中的组织变化。由于回火马氏体和回火索氏体都是马氏体的回火组织又由于耐热钢一般都是低碳钢，故有必要介绍低碳钢回火过程中的组织变化过程。

5.1低碳碳素钢回火过程中的组织变化。由于马氏体的组织状态是不稳定的，它具有向稳定的铁素体和渗碳体的两相混合组织转变的倾向。回火时，随着温度的升高，原子活动能力增加，是组织的转变过程能较快地进行。低碳碳素钢回火过程中的组织变化大致有三个主要过程；①马氏体分解②碳化物的形成与转变③渗碳体的聚集和球化，α相的恢复，再结晶等。详见下表

回火温度℃ 组织转变类型 组 织 结 构 的 变 化 回火产物 80～250 马氏体分解 马氏体中的碳原子偏聚在位错线附近的间隙位置 回火马氏体

250～400 碳化物的形成与转变 ① 马氏体中的碳原子全部析出，在马氏体内和晶界上形成渗碳体，② α相保持板条状态。回火托氏体

400～700 渗碳体的聚集和球化，α相的恢复，再结晶 ① 片状渗碳体球化，② α相的恢复，位错密度降低

③ 在600℃以下α相基本保持板条状

④ 在600℃以上丘状渗碳体聚集粗化，α相再结晶为等轴状。回火马氏体

5.2低碳合金钢回火过程中的组织变化。低碳合金钢回火过程中的组织变化情况与低碳碳素钢相比，主要也是上述三个变化过程。由于合金元素的加入，合金元素将与碳、α相等发生交互作用，对回火过程的组织变化产生影响，在300℃以下，合金元素对低碳合金的回火过程组织变化影响不大，但由于合金元素的固溶强化作用，在相同的回火温度下合金钢比碳素钢具有较高的硬度和强度。在300℃以上，几乎所有的合金元素，特别是碳化物形成元素，由于强烈阻碍碳化物聚集、长大、以及延缓α相的回复和再结晶，因而提高钢的回火稳定性、使合金钢回火过程中组织的变化及碳化物的聚集、长大都较碳素钢滞后或已向更高的温度区间发生。

6.91级马氏体钢的高温回火组织 按法国瓦鲁瑞克公司原文意思：

6.1连续冷却图（CCT）中，因化学成分特别是Cr、Mo的含量，P91在一个较大的冷却范围内始终保持一种马氏体的结构，但是它的硬度较低HV420左右，这与C、N的化合物有关；

6.2温度－时间转变图(TTT)中，在过冷奥氏体向（F＋C）转变的平衡转变时，只有当温度在600～350℃之间才会出现，但此时的保温时间相当长，（图上看要24h以上）；

6.3最终热处理。在1040～1090℃正火＋780℃回火，组织为：软化的板条马氏体伴有大量的M23C6型碳化物沉淀微粒（V、Nb碳化物）及大量的位错密度。6.4国内学者和专家认为P91在经正火＋高温回火热处理后其显微组织具有以下特征：

6.4.1马氏体晶粒边界存在M23C6型化合物；

6.4.2具有极细小的亚晶粒结构，亚晶粒内位错密度较高；

6.4.3马氏体晶粒内部弥散分布着细小针状的Nb/V碳氮化合物。

6.5可以看出P91在正常的处理后其回火组织为软化的回火马氏体无其他（B）组织之说，出现了(F+C)类组织说明在平衡状态下保温时间过长。