金相检验实践课件

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1、实验六 金相检验,实验一 金相显微试样的制备 实验二 铁碳合金平衡组织分析 实验三 钢的热处理组织观察 实验四 合金钢、铸铁及有色金属的组织观察 实验五 焊接接头的微观检验,实验一 金相显微试样的制备,一、实验目的、内容及要求 二、实验设备及材料 三、金相显微试样的制备过程,返 回,三、实验目的、内容及要求,1.实验目的： 1）了解金相试样的制备过程 2）掌握钢铁金相试样的制备过程及方法 2.实验内容： 学生按照金相试样的制备流程每人制作一碳钢试样。 3.实验要求： 要求在显微镜下能清楚分辨显微组织，且没有明显可见的磨痕。,返 回,二、实验设备及材料,1 准备1215mm，高1215mm的圆柱

2、体或边长1215mm的方形低碳钢试样若干，预先用砂轮将表面磨平。 2 粗砂纸和金相砂纸每人一套，毛巾、吹风机和水盆共用。 3 机械抛光机，金相显微镜 4 预先配置好侵蚀剂，并准备好棉签用于侵蚀。,返 回,三、金相显微试样的制备过,（一）取样 （二）镶嵌 （三）磨制 （四）抛光 （五）侵蚀,（一）取样：,（1）取样的部位(a)失效零件,轴上对比取样,长裂纹处取样,淬火裂纹取样,(b)热处理后的零件,环圈类零件取样,轴类零件取样,齿轮类取样,(c)从铸、锻件上取样,从铸件上取样,锻件纵截面检查项目 1 表面折叠 2 碳化物分布 3 横向裂纹 4 变形晶粒 5 夹杂物 6 带状组织,锻件纵截面检查项

3、目 1 夹杂物分布 2 组织及晶粒大小 3 表面氧化脱碳 4 心部表面缺陷,钢中非金属夹杂物取样部位示意图,钢棒（左）、钢管（右）脱碳层取样部位示意图,（2）试样截取方法,硬度低于30HRC 可用锯、车、铣、刨等方法截取,硬度大于30HRC 可用水冷式砂轮切片机、钼丝切割机等方法截取,（二）镶嵌,XQ-2型金相试样镶嵌机,金相试样机械镶嵌方法,（三）磨制,（1）粗磨在砂轮机上用砂轮磨制,（2）细磨一般在36种金相砂纸上进行,手工磨制过程中手腕动作,单向磨制操作,（2）细磨一般在36种金相砂纸上进行,图2 不能更换砂纸 图3 可以更换砂纸,4.金相试样的抛光 其目的是消除细磨时的微细磨痕，使磨面

4、呈光亮无 疵的镜面，抛光质量将直接影响到金相检验的结果。,P-2型抛光机 主要由电动机1、塑料盘2、抛光盘3、抛光织物4、套紧圈5、抛光罩6、电动机开关盒7和底座或支架、工作台面及抛光盘盖等组成。其转速为1340r/min。,抛光操作过程及其应注意的事项：,a) 添加抛光液状态,b) 初期抛光状态,C)抛光过程中向中心加水,d) 抛光时的试样转动,e) 抛光末期精抛状态,抛光操作过程及其应注意的事项：,抛光后用水清洗,热风机吹干,电解抛光设备及其原理:,（五） 侵蚀,化学浸蚀的原理： 是利用试剂对金属试样各相或组织的浸蚀速度、着色能力不同，在抛光面上呈现出高低不平的峰谷及色泽的差异，在可见光的

5、垂直照射下，对光线的吸收和反射不同，从而显示出各种明暗不同的组织来。,浸蚀法,擦蚀法,纯金属及单相合金化学腐蚀的情况,浸蚀操作方法及步骤,试 样 浸 蚀 操 作,铁 素 体 组 织,回 火 索 氏 体 组 织,水清洗,热风机吹干,金相显微镜原理,金相显微镜,金相显微镜分析体统,图1 金相组织的显示,金相组织的显示,返 回,实验二铁碳合金平衡组织分析,一、实验目的及报告要求 二、实验材料及设备 三、实验内容及步骤,返 回,四、实验目的及报告要求,1.实验目的： （1）熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。 （2）掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。 2.报告要求 （1

6、） 列表说明铁碳相图中各个相的本质，晶体结构，溶碳量，形成条件，形态等不同点。 （2）画出所观察合金的显微组织示意图并加以注解。 （3）分析20钢及亚共晶白口铁的凝固过程。 （4）总结含碳量增加时钢的组织和性能的变化规律。 （5）总结碳钢和铸铁中各种组织组成物的本质和形态特征。,返 回,三、实验材料及设备,1. 表1-1所列的金相试样2套，并附金相照片。 2. 金相显微镜2台。 3. 布氏硬度计1台。 4. 测定组织组成物相对含量用的亚共析钢金相照片及透明方格纸各15张。,本实验所观察的合金,工业纯铁,试 样 金 相 照 片,试 样 金 相 照 片,20钢,35钢,45钢,65钢,试 样 金

7、相 照 片,T12 球化退火 碱性苦味 酸钠浸蚀,T12 完全退火 碱性苦味 酸钠热蚀,T12 完全退火 4%硝酸 酒精浸蚀,T12 球化退火 4%硝酸 酒精浸蚀,试 样 金 相 照 片,亚共晶 铸铁,共晶铸铁,过共晶铸铁,返 回,二、实验内容及步骤,1. 讨论Fe-Fe3C相图 1）分析各相及组织组成物的本质。 2）分析不同含碳量的铁碳合金的凝固过程、室温组织及其形貌特征。 3）总结铁碳合金的组织、性能与含碳量的关系。 2. 观察、分析并画出工业纯铁、不同碳钢及白口铸铁的组织示意图。 3. 测定不同含碳量的碳钢的硬度。,返 回,实验三 钢的热处理组织观察,一、 实验目的 二、实验材料及设备

8、三、实验内容及步骤,返 回,四、实验目的,1分析和了解碳钢的退火、正火、淬火及回火显微组织形态。 2分析含碳量不同的碳钢的组织的变化情况。,返 回,三、实验材料及设备,1 准备金相显微镜（放大倍数100和450）。 2 准备金相试样：20钢的退火组织、正火组织、淬火组织；45钢的退火组织、淬火组织、淬火+中温回火组织、淬火+高温回火组织；T8钢的退火组织、淬火组织；T12钢的退火组织、正火组织、淬火组织、淬火+低温回火组织。 3 学生自备铅笔和纸。,返 回,二、实验内容及步骤,1 学会使用金相显微镜。 2 观察碳钢的退火、正火、淬火、回火组织； 3 分析含碳量不同其退火组织的变化情况；20钢和

9、T12钢的正火组织与退火组织的差别；20钢、T8钢和T12钢的淬火组织的差别；20钢和T12钢的回火组织与淬火组织的差别。 4 选择46个试样，仔细观察其组织形态特征，用铅笔在纸上画出其组织示意图作为实验报告。,（ M F T S M回 F回 T回 S回 A 粒状Fe3C 网状Fe3C）,返 回,（ M F T S M回 F回 T回 S回 A 粒状Fe3C 网状Fe3C）,实验四 合金钢、铸铁及有色金属的组织观察,一、 实验目的 二、实验材料及设备 三、实验内容及步骤,返 回,四、实验目的,1观察和了解常用合金钢的显微组织形态； 2观察白口铸铁、灰口铸铁的显微组织形态及其区别； 3观察常见有色

10、金属的显微组织特征。,返 回,三、实验材料及设备,1 金相显微镜 2 高速钢的铸态、退火、淬火、淬火+回火试样。 3 白口铸铁的退火组织（亚共晶、共晶、过共晶）试样。 4 灰口铸铁的组织试样（普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）。 5 铝合金及铜合金的组织试样（变质前的铝硅合金、变质后的铝硅合金、单相黄铜等）。,返 回,二、实验内容及步骤,1 观察高速钢的显微组织，分析其铸台组织、退火组织、淬火组织及淬火后回火组织的不同之处。 2 观察白口铸铁的显微组织，比较亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁的组织区别。 3 观察普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的显微组织，比较其石墨形态的差异。 4

11、观察铸造铝硅合金的显微组织，比较其变质前后组织形态的变化。 5 观察单相黄铜的显微组织。 6 选择46个试样，仔细观察其组织形态特征，用铅笔在纸上画出其组织示意图作为实验报告。,W18Cr4V钢铸态组织,W18Cr4V钢锻后退火组织,8Cr4V钢的淬火组织,F基体灰口铸铁,P+F基体球墨铸铁,P基体可锻铸铁,返 回,未变质处理的硅铝明合金组织,双相黄铜,ZChSnSbll6合金组织,20高锡铝双金属合金组织,实验五 焊接接头的微观检验,一、 实验目的 二、实验材料及设备 三、实验内容及步骤,返 回,四、实验目的,1.了解和掌握金属材料在焊接过程中组织变化的规律。 2.鉴别焊接接头各区域的组织特

12、征及焊接缺陷等。,返 回,三、实验设备及材料,1金相显微镜 2焊接焊缝组织试样 3 焊接热影响区组织试样 4 焊接基体组织试样,返 回,二、 实验内容及步骤,1焊接焊缝组织试样的制备，并观察其显微组织，分析焊缝区联生结晶和长大的特点；多层焊时，焊缝区各部位组织形态的差异；连续快速冷却获得的贝氏体和马氏体。 2焊接热影响区组织试样的制备，并观察其显微组织，分析与比较局部熔化区、过热区(粗晶区)、正火或重结晶区(细晶区)、不完全正火区或不完全重结晶区的组织区别。 3. 焊接基体组织试样的制备，并观察其显微组织，分析各种组织的形貌、分布、数量、晶粒度、非金属夹杂物、裂纹等。,等轴晶组织,铝合金母材及

13、焊缝显微组织,母材拉伸断口 焊态下焊接接头拉伸断口,标题：(b)结晶区形貌图6焊缝中心-50夏比冲击试样断口的SEM照片 Fig.6 SEM photo of fracture appearance of charpy-v specimens of weld metal impacted in-50篇名：10Ni5CrMoV钢厚板MIG焊接接头组织研究说明：对焊缝的夏比冲击试样断口分析结果表明,-50时纤维区面积百分数为60%.其纤维区断口形貌为韧窝状,结晶区断口形貌为准解理。,标题：(c)再结晶区(d)母材图2超细晶粒钢激光焊接接头组织(1000)篇名：超细晶粒钢激光焊接接头的组织性能研究说

14、明：图2是激光焊接超细晶粒钢时焊缝和热影响区各区域的组织照片,由图可见,焊缝和热影响区的重结晶区组织是贝氏体和少量马氏体。,标题：(a)钢A(b)钢B图8不完全重结晶区显微组织160篇名：冷轧低碳钢板闪光焊HAZ的显微特性说明：不完全重结晶区位于靠近HAZ外缘的区域,该区域被加热到相变温度(AclAc3)的上下限之间,只发生部分相变重结晶过程,成为晶粒细小的铁素体。,返 回,标题：(a)钢A(b)钢B图7重结晶区显微组织200篇名：冷轧低碳钢板闪光焊HAZ的显微特性说明：重结晶区的显微组织如图7所示,由均匀细小的铁素体和少量的珠光体组成,与图2的母材显微组织对比,可观察到其比母材具有更细的铁素体晶粒。,