為什么要做金相實驗?
金相組織,用金相方法觀察到的金屬和合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為:1。宏觀結(jié)構(gòu)。2. 微觀結(jié)構(gòu)。
金相學(xué),是研究金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)。不僅如此,它還研究了當(dāng)外部條件或內(nèi)部因素變化時對金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。所謂外部條件是指溫度、加工變形、澆注條件等。所謂內(nèi)在因素,主要是指金屬或合金的化學(xué)成分。金相組織反映了馬氏體、奧氏體、鐵素體、珠光體等金相相的具體形式。
1. 奧氏體碳和合金元素溶解于γ-fe固溶體中,仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界相對直且為正多邊形;淬火鋼中的殘余奧氏體分布在馬氏體之間的空隙中
2. 鐵素體碳和合金元素溶解在鐵元素中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體塊狀,晶界較光滑。當(dāng)碳含量接近共析成分時,鐵素體沿晶界析出。
3.滲碳體-由碳和鐵形成的化合物。在液態(tài)鐵碳合金中,先單獨結(jié)晶的滲碳體(初生滲碳體)呈塊狀,角度不尖銳,共晶滲碳體呈骨狀。過共析鋼冷卻過程中沿acm線析出的碳化物(二次滲碳體)呈網(wǎng)狀,共析滲碳體呈片狀。當(dāng)鐵碳合金冷卻到低于ar1時,從鐵素體中析出滲碳體(三維滲碳體),在二次滲碳體或晶界處形成不連續(xù)的薄片。
4. 珠光體-鐵碳合金的力學(xué)反應(yīng)是由鐵素體和滲碳體的混合反應(yīng)形成的。
珠光體的板間距離取決于奧氏體分解時過冷的程度。過冷度越大,形成的珠光體片間的距離越小。a1~650℃時形成的珠光體層較厚,放大玻璃放大400倍以上,可區(qū)分平行的寬條形鐵素體和薄條形滲碳體,稱為粗珠光體和片狀珠光體。稱為珠光體。在650~600℃時形成的珠光體在金相顯微鏡下放大500倍。在珠光體的滲碳體上只能看到一條黑線,只有可溶解1000倍的片狀被稱為索氏體。600~550℃時形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍。珠光體層無法分辨。只看到黑色的球狀結(jié)構(gòu)。只有用電子顯微鏡放大10000倍才能分辨出來的薄片,才被稱為屈氏體。
5. 上貝氏體-過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物,在鐵素體針狀體之間有滲碳體。中溫(350~550℃)過冷奧氏體相變產(chǎn)物通常為一束取向差為6~8od的鐵素體板條,沿板條分布。長軸方向排列的硬質(zhì)合金短棒或小件;典型的貝氏體為羽毛狀,晶界為對稱軸,由于取向不同,羽毛可能是對稱的或不對稱的,鐵素體羽毛可能是針狀或點狀的。塊狀。如果是高碳高合金鋼,針狀羽毛是看不見的;中碳合金鋼,針狀羽毛清晰;低碳低合金鋼,羽毛清晰,針厚。在轉(zhuǎn)變過程中,在晶界處形成上貝氏體,長大后不發(fā)生互穿。
6. 下貝氏體-同上,但滲碳體在鐵素體針狀。350°C ~ s時過冷奧氏體的過渡產(chǎn)物,典型的形式是含有過飽和碳鐵氧體的透鏡體,透鏡體中有單向排列的碳化物薄片;它是針狀在晶體,針不交叉,但可以轉(zhuǎn)移。與回火馬氏體不同,馬氏體有一層劃分,下貝氏體顏色相同,下貝氏體有一個比回火馬氏體厚的碳化物質(zhì)點,容易被侵蝕發(fā)黑。身體顏色較淺,不易被侵蝕。高碳高合金鋼的碳化物彌散比低碳低合金鋼高,針尖比低碳低合金鋼薄。
7. 粒狀貝氏體-大型或條形鐵素體分布在許多小島的復(fù)雜相中。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū),過冷奧氏體在嘴上部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。它由塊狀鐵素體和條形鐵素體結(jié)合形成的富碳島狀奧氏體組成。富碳奧氏體可能在隨后的冷卻過程中保持為殘余奧氏體。也可能部分或完全分解為鐵素體和滲碳體(珠光體或貝氏體)的混合物;Zui可以部分轉(zhuǎn)化為馬氏體,部分保留形成稱為ma結(jié)構(gòu)的兩相混合物。
8. 一種無碳化物的貝氏體-板狀鐵素體單相結(jié)構(gòu),又稱鐵素體貝氏體。形成了在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)具有溫度的Zui的上部。鐵素體鐵素體為富碳奧氏體,富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中也發(fā)生了類似的轉(zhuǎn)變。無碳化物貝氏體通常存在于低碳鋼中,也容易在硅和鋁含量高的鋼中形成。
9. 馬氏體-碳在鐵中的過飽和固溶體。
板條馬氏體:在低、中碳鋼和不銹鋼中形成,由多條平行的板條組成板條束,一個奧氏體晶??梢赞D(zhuǎn)化為多條板條(通常為3 ~ 5條)。
片狀馬氏體(針狀馬氏體):常見于高中碳鋼和高鐵合金中。針上有一條縫線將馬氏體分成兩半。呈針狀或塊狀,針與針呈120度角排列。高碳馬氏體晶界清晰,細(xì)針狀馬氏體呈布狀,稱為隱晶馬氏體。
10. 回火馬氏體-馬氏體分解形成細(xì)小的過渡碳化物和150~250℃馬氏體回火形成的過飽和(低碳)a相混合結(jié)構(gòu)。
這類組織極易被腐蝕,在光學(xué)顯微鏡下呈深黑色針狀結(jié)構(gòu)(保持淬火馬氏體取向),與下貝氏體非常相似,在高倍電子顯微鏡下只能看到非常小的炭化物質(zhì)點。
11. 回火的托氏體碳化物和A相的混合物。
經(jīng)350~500℃馬氏體回火形成。其組織特征是在鐵素體基體中分布有非常細(xì)的粒狀碳化物。針狀形態(tài)逐漸消失,但仍依稀可見。在光學(xué)顯微鏡下無法分辨碳化物。只能觀察到暗色組織,這只能在電子顯微鏡下觀察到。兩相的明顯區(qū)分表明碳化物顆粒明顯長大。
12. 回火索氏體-以鐵素體為基體,在基體上分布均勻的碳化物顆粒。
它是由馬氏體在500~650℃高溫回火形成的。其組織特征是由等軸鐵素體和細(xì)晶碳化物組成的多相組織。馬氏體薄片的痕跡已經(jīng)消失。滲碳體形狀清晰,但在光學(xué)顯微鏡下難以分辨。電鏡下可見滲碳體顆粒較大。
13. 萊氏體-奧氏體和滲碳體的共晶混合物。枝狀奧氏體分布在滲碳體的基體上。
14. 粒狀珠光體-由鐵素體和粒狀碳化物組成。
它是在650℃~ a1溫度范圍內(nèi)通過球化退火或馬氏體回火形成的。其特征是碳化物以粒狀形式分布在鐵素體上。
15. 魏氏組織——如果奧氏體晶粒較粗,冷卻速度較適宜,則前共析相可能是針狀(片狀)相,其中夾雜片狀珠光體,稱為魏氏組織。亞共晶鋼中魏斯結(jié)構(gòu)的鐵素體呈片狀、羽狀或三角形,粗鐵素體呈平行或三角形。晶粒長大時出現(xiàn)在奧氏體晶界中。在過共析鋼中,魏斯組織的滲碳體形態(tài)為針狀或棒狀,出現(xiàn)在奧氏體晶粒內(nèi)部。