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1、金相检验基础知识培训 主讲：Gmi Li 2 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 目录目录 不同材质金相检测举例 金属材料基础知识 热处理基础知识 金相检测基础知识 3 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 黑色金属：以铁、锰、铬为基。常用为铁及铁碳合金。铁碳 合金按碳含量分类如下：
2、 A：低碳及低碳合金钢 C含量小于0.25% B：中碳及中碳合金钢 C含量0.25%-0.6% C：高碳及高碳合金钢 C含量大于0.6% D：铸铁 C含量3.5%左右 1.金属的分类 金属通常分为黑色金属和有色金属两大类。 有色金属：除以铁、锰、铬为基的其他合金。如铝及铝合金， 铜及铜合金等。 4 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 A：低碳及低碳合金钢 C含量小于0.25% 典型代表材料:Q345,20Cr Q345主
3、要应用于各种钢结构产品。比如角钢、工字钢、槽 钢、各种型材及常用钢板等等。 20Cr通常作为渗碳用钢，表面要求耐磨，心部又要求具有 一定的韧性的零部件，通常选用20Cr。例如齿轮、销轴、齿 轮轴等等。 B：中碳及中碳合金钢 C含量0.25%-0.6% 典型代表材料：45#、40Cr 45#和40Cr的应用基本一致，40Cr的性能稍优于45#。通常 应用于对性能较高的产品上。 5 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 比如9
4、.8级及以上的螺栓，要求不高的注塑模具，其他要 求调质热处理的零件，表面淬火的零件，氮化的零件等等。 C：高碳及高碳合金钢 C含量大于0.6% 典型代表材料：65Mn，T8 65Mn主要应用于弹簧材料。热处理工艺是淬火加中温回火。 T8主要用于工具钢，比如冲子，锉刀，锯条等。其热处理工 艺是淬火加低温回火。 D：铸铁 C含量3.5%左右 典型代表材料：球铁、灰铁 灰铁减震效果较好,通常用于承受压力的底座。球铁强度 较高，可用于曲轴等零件，还可通过热处理进行强化。 6 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Techn
5、ology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 强度：金属材料在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂是能力 成为强度，强度大小通常用压力来表示。 2.金属的力学性能 所谓力学性能是指金属在外力作用时表现出来的性能。力 学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。 塑性：断裂前金属材料产生永久变形的能力为塑性。塑性指 标也是由拉伸试验测得的。常用金属材料拉伸时最大的相对 塑性变形是用伸长率和断面收缩率来表示。 硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕和划痕的 能力称为硬度。 7 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International
6、 Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 A.布氏硬度：布氏硬度值是用球面压痕单位面积上所承受的平 均压力来表示。用符号HBW来表示。 B.洛氏硬度：洛氏硬度值（HR）是用洛氏硬度相应标尺刻度满 量程（100）与残余压痕深度增量（e）之差计算硬度值。 C.维氏硬度：维氏硬度值是用锥面压痕单位面积上所承受的平 均压力来表示。用符号HV来表示。 韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为韧性。目 前，常用一次摆锤冲击、弯曲试验来测定金属材料的韧性。 2.金属的结构和结晶 金属在固态下都是晶体。金属的性能、塑性
7、变形和热处理相 变都与晶体结构有关。 8 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 三种常见的纯金属晶体结构 纯金属的晶体结构 体心立方晶格bcc 面心立方晶格fcc 密排六方晶格hcp 9 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 体心立方晶格bcc 如-F
8、e、W、V、Mo 等 10 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 面心立方晶格 如-Fe、Cu、Ni、Al等 11 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 密排六方晶格 如C（石墨）、Mg、Zn 等 12 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司
9、有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 合金中两类基本相 固溶体 溶质原子溶于溶剂晶格中，保持溶剂晶格的 合金相。 化合物合金组元形成晶格类型与任一组元都不相同的 新相。 13 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 合金中两类基本相 间隙固溶体、置换固溶体 铁中形成间隙固溶体的有：H、O、C、B、N；
10、 形成置换固溶体的有：Mn、Ni、Cr、Si、Mo 有限固溶体、无限固溶体 14 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 间隙原子间隙原子 置换原子置换原子 Z X Y Y X Z 15 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 正常晶格 晶格畸变 固溶强化
11、：融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变， 晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行， 从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入 某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为 固溶强化。 16 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 化合物举例 FeFe3 3 C C 铁素体（铁素体（ F ） 17 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality
12、Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 晶体缺陷类型 点缺陷：空位、间隙原子、异类原子 线缺陷：位错 面缺陷：晶界与亚晶界 18 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的 现象，称为同素异构转变。具有同素异构转变的金属有铁、钴、 钛、锡、锰等。以不同晶格形式存在的同一金属元素的晶体称 为该金属的同素异晶体。 铁的同素异
13、构转变可以用下式表示： 金属的同素异构转变 -Fe 1394 -Fe 912 -Fe （体心立方晶格） （面心立方晶格） （体心立方晶格） 19 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 铁渗碳体相图 20 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 金属材料基础知识金属材料基础知识 金属组织形
14、态 铁素体：碳在 a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 奥氏体：碳在 -Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3C）。 珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3C 含碳 0.8%） 莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳 4.3%） 21 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 热处理基础知识热处理基础知识 钢在加热时的组织转变 在热处理工艺中，钢的加热是为了获得奥氏体。加热时奥氏 体的状态、晶
15、粒大小、化学成分及其均匀性等，对于冷却过程中 的组织转变和室温是组织与性能，都有显著影响。 钢在加热时的主要组织转变：奥氏体的形成及奥氏体晶粒长 大。 1、奥氏体的形成 将钢加热到Ac3或Ac1以上（Ac1为实际加热时P-A的临界点； Ac3为亚共析钢实际加热时，所有铁素体均转变为奥氏体的温度 ），以获得完全或部分奥氏体组织的操作称为奥氏体化。 珠光体向奥氏体转变分为四个阶段：奥氏体晶核的形成、奥 氏体晶核的长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。共 析钢中奥氏体形成过程见下图。 22 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Q
16、uality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 热处理基础知识热处理基础知识 3、奥氏体晶粒长大 当珠光体向奥氏体转变刚刚完成时，奥氏体晶粒是比较细小 的。这是由于珠光体内铁素体和渗碳体的相界面很多，有利于形 成数目众多的奥氏体晶核。不论原来钢的晶粒是粗或是细，通过 加热时的奥氏体化，都能得到细小的奥氏体。但是随着加热温度 的升高，保温时间的延长，奥氏体晶粒会自发地长大，它是通过 晶粒之间的相互吞并来完成的。加热温度越高，保温时间越长， 奥氏体晶粒越大。 23 青青岛岛英特英特质质量工程技量工程技术术有限公司有限公司International Standard Quality Technology(Qingdao) Co., Ltd. 热处理基础知识热
