《金相组织PPT55页》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金相组织PPT55页（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、钢中中组织 1钢中常见金相组织铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体贝氏体马氏体魏氏组织组织2钢中常见金相组织-铁素体铁素体是碳在-Fe中的固溶体。它仍保持-Fe的体心立方晶格。碳在铁素体中的溶解度以723 时为最大，为0.02%，而在室温下溶解度仅为0.008%。铁素体的性能接近于纯铁，硬度低，塑性好。在合金钢中溶有合金元素的铁素体，能提高钢的强度和硬度。铁素体在金相组织中表现为纯金属不规则的多面体，成白色的晶粒特征。铁素体有块状、网状等多种形态。3钢中常见金相组织-铁素体白色部分为铁素体4钢中常见金相组织-铁素体其中的黑色部分为铁素体，白色的为珠光体。这个与光学金相照片刚好相反。电镜的衬度是有被测
2、材料成分（原子量），和被测材料导电性，以及被测材料形貌一起作用形成的。这与光镜直接光感成像不同。567材料：20MnSiNb连铸坯侵蚀剂：4%硝酸酒精金相组织为：珠光体+网状铁素体+晶内针状铁素体。8钢中常见金相组织奥氏体奥氏体是碳在-Fe中的固溶体、在合金钢中的碳和合金元素在-Fe中的固溶体。它仍保持-Fe的面心立方晶格，是钢中比体积最小的组织。奥氏体中碳的最大溶解度为2.06%,相应温度为1147 ，随着温度的降低溶解度也随之降低，在723 左右碳的溶解度为0.8%。奥氏体在金相组织中呈现为规则的多边形，晶界比较直，并有孪晶现象。 淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体针间的空隙处奥氏体用硝酸酒精
3、腐蚀后的颜色也为白色。注意 ：铁素体、渗碳体、奥氏体经硝酸酒精腐蚀后都呈现白色，主要通过组织形态区分。9钢中常见金相组织奥氏体图中可见晶界平直。明暗晶粒是因为晶粒取向不同，腐蚀程度不同10钢中常见金相组织奥氏体304不锈钢的原始组织：奥氏体晶粒和孪晶11钢中常见金相组织奥氏体Fe-20Mn-0.6C不锈钢奥氏体扫描照片，内部可见孪晶。1213钢中常见金相组织渗碳体渗碳体是铁和碳的间隙式化合物，用Fe3C表示。常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体形式存在。渗碳体具有复杂的斜方晶格，没有同素异形转变。低温下，有弱磁性高于217 时消失。渗碳体的含碳质量分数为6.67%，熔点为1600 ，硬度很高（显微
4、硬度可达800-1000HV），脆性很大，塑性接近于零。根据铁-碳相图，渗碳体可分为三种：一次（初次）渗碳体，是沿CD线由液体中结晶析出的渗碳体；二次渗碳体，是沿ES线由-固溶体中析出的渗碳体；三次渗碳体，是沿PQ线由-固溶体中析出的渗碳体。14铁碳相图15钢中常见金相组织渗碳体渗碳体可与其他合金元素形成置换式固溶体，以渗碳体晶格为基体的这种固溶体成为“合金渗碳体”。渗碳体是一种介稳定化合物，在一定条件，能分解成石墨状的自由碳。渗碳体在金相组织中以不同的形式呈现。一次渗碳体多呈柱状，二次和三次渗碳体多以白色网状表现。三次渗碳体是从铁素体晶界上析出，由于数量很少，一般沿铁素体晶界呈断续片状分布。
5、而极低碳钢中的游离渗碳体就是三次渗碳体。共析渗碳体 珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。可归属于二次渗碳体。16钢中常见金相组织渗碳体白色柱状的为一次渗碳体1718192021钢中常见金相组织区分网状渗碳体和网状铁素体方法一：着色法，用硝酸酒精腐蚀都是白色的，用苦味酸腐蚀碳化物是黑色的。方法二：硬度法，渗碳体和铁素体的硬度不同，铁素体软二渗碳体很硬。方法三：二者形态上还是有差别的,一般情况下,侵蚀稍微重一点,铁素体上会有一些凹凸点,碳化物平整些过共析钢中先共析渗碳体组织形态有以下两种类型： 不连续网状或连续网状渗碳体：钢中的含碳量较低时为不连续网状，含碳量较高时为连续网状，与网状铁素体相比，网状渗
6、碳体的厚度薄得多； 魏氏组织渗碳体：当奥氏体成分均匀、晶粒粗大及冷却速度适中时，析出与奥氏体保持共格关系的针（片）状魏氏组织渗碳体。魏氏组织会恶化钢的塑性和韧性，通常采用完全退火或正火消除。 22钢中常见金相组织区分网状渗碳体和网状铁素体23钢中常见金相组织珠光体珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，是含碳质量分数为0.77%的奥氏体在727 时共析转变的产物。通常珠光体是铁素体和渗碳体相间排列的层片状组织。珠光体的片层间距取决于奥氏体分解的过冷度，过冷度越大形成的珠光体的片间距越小。根据珠光体片间距的大小又可分为以下三种：1、片状珠光体，是奥氏体在650 700 高温分解的产物，硬度为200HBW
7、左右，用一般金相显微镜可分辨Fe3C片，其片间距大约为150450nm如下图：24材料：45钢工艺情况：退火态组织说明：片状珠光体，透射电镜二次碳复型图像。图中可见不同取向的珠光体领域。片状珠光体的力学性能主要取决于片间距。随片间距减小，钢的强度越高，塑性韧性越好。25钢中常见金相组织珠光体2、索氏体，是奥氏体在600-650 高温分解的产物，硬度为250HBW左右，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，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) ，其片间距较小，约为80150n m，如下图：回火索氏体，500回火索氏体的电镜形貌，7
8、50026钢中常见金相组织珠光体3、托氏体也译做屈氏体，属于珠光体的一种，。于550600形成，片层极薄，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 ，只有在电子显微镜下才可以分辨出其铁素体和渗碳体的片层结构。其片间距极细，约为3080nm。回火托氏体，500回火托氏体的电镜形貌，750027钢中常见金相组织-珠光体珠光体是共析转变的产物。在亚共析钢中奥氏体发生共析转变前，首先从奥氏体中析出先共析铁素体使剩余的奥氏体碳含量逐渐增加。达到共析成分时才发生珠光体转变。在过共析钢中首先从奥氏体中析出二次渗碳体，使奥氏体中的碳含量逐渐减少，达到共析成分时才发生珠光体的转变。铁
9、素体和二次渗碳体的析出量，随过冷度的增大而减少。珠光体的金相组织中，多数为铁素体和渗碳体相间排列的层片状；但在一定的热处理条件下（球化退火或高温回火），渗碳体以颗粒状分布于铁素体的基体上，呈现为粒状珠光体的组织。28钢中常见金相组织-珠光体材料：T8钢状态：球化退火。倍数：550组织：球状珠光体显微组织，29钢中常见金相组织-珠光体30钢中常见金相组织-莱氏体莱氏体在高温下是渗碳体和奥氏体的混合物，是含碳质量分数为4.3%的铁碳合金，在1147直接由铁液凝固而成。室温下则是珠光体和渗碳体的混合物。材质：共晶白口铁腐蚀液：34硝酸酒精溶液倍率：显微组织 （250） 组织：室温莱氏体在显微镜下，珠
10、光体呈暗黑色细条或斑点状，共晶渗碳体呈亮白色31钢中常见金相组织-莱氏体32钢中常见金相组织-莱氏体在含碳质量分数为2.11%4.3%的亚共晶生铁中，金相组织除莱氏体外，尚有大块珠光体。材质：亚共晶白口铁腐蚀液：34硝酸酒精溶液倍率：显微组织 （250） 组织：室温莱氏体（ Ld）+珠光体（P）二次渗碳体（Fe3C）显微镜下呈现黑色枝晶状的珠光体和斑点状莱氏体，其中二次渗碳体与共晶渗碳体混在一起，不易分辨33钢中常见金相组织-莱氏体在含碳质量分数为4.3%6.69%的过共晶生铁中，金相组织为一次渗碳体和莱氏体。材质：过共晶白口铁腐蚀液：34硝酸酒精溶液倍率：显微组织 （250） 组织：室温莱氏
11、体（ Ld）一次渗碳体（Fe3C）二次渗碳体（Fe3C）显微镜下可观察到在暗色斑点状的莱氏体基本上分布着亮白色的粗大条片状的一次渗碳体34钢中常见金相组织-莱氏体由于合金元素使铁碳合金相图的E和S点左移，因此许多高合金钢（如W18Cr4V和和Cr12MoV）都属于莱氏体钢。35钢中常见金相组织贝氏体钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马氏体转变温度区间以上这一中温度区间(所谓“贝氏体转变温度区间”，温度在550240 )转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织，即贝氏体转变的产物。其金相组织和550 以上共析分解的珠光体有明显不同。贝氏体依形成的温度不同，组织特征也
12、不同。在550450 之间，接近珠光体形成温度所形成的的组织称为“上贝氏体”，其特征为由晶粒边界开始向晶内同一方向平行排列的-Fe片，片间夹着渗碳体颗粒，在金相组织中成羽毛状。36上贝氏体显微组织，600下贝氏体显微组织，500在300附近形成的组织称为“下贝氏体”，在电子显微镜下观察，其特征是碳化物按一定方向规则的排列在饱和的-Fe中钢中常见金相组织贝氏体37上贝白色，羽毛状，羽毛间有黑色渗碳体38上贝的精细结构TEM39下贝黑针状，铁素体加上针内细的碳化物40下贝的精细结构TEM41粒贝铁素体晶粒内分布有碳化物和岛状相42钢中常见金相组织贝氏体上、下贝氏体只是形态和碳化物的分布不同，没有本
13、质区别。上贝氏体的强度小于同一温度形成的细片状珠光体，脆性大；下贝氏体与相应温度的回火马氏体强度相仿，性能优于上贝氏体。在低温度范围内，通过贝氏体转变所得的下贝氏体具有非常良好的综合力学性能，而且为获得下贝氏体组织所采取的等温淬火工艺或连续冷却工艺均可减少工件的变形和开裂。43钢中常见金相组织贝氏体过冷奥氏体在中温（约 350550）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为 68od 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
14、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，不穿晶过冷奥氏体在 350Ms 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。44钢中常见金相组织贝氏体粒状贝氏体：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。
15、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。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。45钢中常见金相组织马氏体马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。当奥氏体化后，若快速冷却至马氏体点
16、以下时，-Fe结构在低温下不稳定，便转变为-Fe，但由于冷却速度快，钢中的碳原子来不及扩散，因而新相马氏体保留了高温时母相奥氏体的成分，因而马氏体是无扩散性的相变产物。由于碳在-Fe中的过饱和，使-Fe的体心立方晶格发生了畸变，形成体心立方晶格。马氏体具有很高的硬度（显微硬度可达800-1200HV），而塑性接近于零。马氏体很脆，冲击韧性很低，断面收缩率和伸长率接近于零。马氏体的硬度对含碳量的增加而增加，谈的质量分数达0.7%时马氏体的硬度达到最大值。马氏体中由于过饱和的碳使晶格发生畸变，因而马氏体的比体积较奥氏体大，钢中马氏体形成时产生很大的相变应力。46钢中常见金相组织马氏体板条马氏体：在
17、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）。47钢中常见金相组织马氏体48钢中常见金相组织马氏体片状马氏体（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。(a)板条马氏体 (b)针状马氏体49钢中常见金相组织M回火组织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 150250时回火形成。这种组织极易受腐
18、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。50钢中常见金相组织M回火组织回火屈氏体碳化物和 a-相的混合物。它由马氏体在 350500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。51钢中常见金相组织M回火组织回火索氏体 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 500650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
19、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。52钢中常见金相组织魏氏组织-魏氏组织是过热的亚共析钢在较快的冷却速度下形成的。-亚共析钢因为过热而形成的粗晶奥氏体，在一定的过冷条件下，除了在原来奥氏体边界上析出块状-Fe外，还有晶界向晶粒内部生长的片状-Fe。这种片状-Fe与原来的奥氏体有着一定的结晶位向关系。这些在晶粒中出现的相互成一定角度或彼此平行的片针状-Fe，即为亚共析钢的魏氏组织。-在碳的质量分数大于0.6%的钢中，一般不易形成魏氏组织；但是在高碳钢中，由于冷却速度不当，渗碳体往往沿奥氏体晶面析出，也会形成针状渗碳体型的魏氏组织。-魏氏组织严重时，使钢的冲击韧性、断面收缩率下降，使钢变脆。采用完全退火可消除。53钢中常见金相组织魏氏组织亚共析碳钢的魏氏组织过共析碳钢的魏氏组织54
