實(shí)驗(yàn)鋼鐵材料常見(jiàn)組織及鋼的宏觀檢驗(yàn)技術(shù)

1、Fe-C(Fe-Fe3C)相圖的作用及分析

①包晶轉(zhuǎn)變線（水平線HJB），反應(yīng)式：

LB0.53%C+

δH0.09%C→γJ0.17%C②共晶轉(zhuǎn)變（水平線ECF），反應(yīng)式：

Ld→γE2.11%C+

Fe3C6.69%C③共析轉(zhuǎn)變（水平線PSK），通常標(biāo)為A1溫度，反應(yīng)式：γS0.77%C→αP0.0218%C+

Fe3C6.69%C④其他重要的轉(zhuǎn)變線GS線，A3線；ES線，ACM線。

現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三①工業(yè)純鐵（鐵素體F）工業(yè)純鐵顯微組織2、鐵碳合金的平衡組織

現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三②共析鋼。含碳量為0.77%；平衡組織為珠光體（P）

2、鐵碳合金的平衡組織

珠光體組織現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三③亞共析鋼。含碳量0.021%～0.77%；其平衡組織為F+P。2、鐵碳合金的平衡組織

珠光體＋鐵素體組織現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三④過(guò)共析鋼。含碳量0.77%～2.11%；其平衡組織為

網(wǎng)狀Fe3CⅡ+P。2、鐵碳合金的平衡組織

網(wǎng)狀Fe3CⅡ+P組織現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三⑤共晶白口鐵。含碳量4.30%；其平衡組織為L(zhǎng)d’。2、鐵碳合金的平衡組織

Ld’

組織現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三⑥亞共晶白口鐵。含碳量2.11%～4.30%；其平衡組織

為L(zhǎng)d’+P+Fe3CⅡ。2、鐵碳合金的平衡組織

Ld’+P+Fe3CⅡ組織現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三⑦過(guò)共晶白口鐵。含碳量4.30%～6.69%；其平衡組織

為L(zhǎng)d’+Fe3CⅠ。2、鐵碳合金的平衡組織

Ld’+Fe3CⅠ

組織現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

以共析鋼為例，過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線稱(chēng)為C曲線，也稱(chēng)為T(mén)TT（TimeTemperatureTransformation）圖2-23、鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線及鋼鐵材料常見(jiàn)組織

難點(diǎn)現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三3、鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線及鋼鐵材料常見(jiàn)組織

難點(diǎn)

以共析鋼為例，過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線稱(chēng)為C曲線，也稱(chēng)為T(mén)TT（TimeTemperatureTransformation）現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三P的轉(zhuǎn)變發(fā)生在臨界溫度A1以下較高的范圍內(nèi)，又稱(chēng)為高溫轉(zhuǎn)變。

①鋼的珠光體轉(zhuǎn)變

片狀珠光體在電子顯微鏡和金相顯微鏡中的形態(tài)現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三P的轉(zhuǎn)變發(fā)生在臨界溫度A1以下較高的范圍內(nèi)，又稱(chēng)為高溫轉(zhuǎn)變。

①鋼的珠光體轉(zhuǎn)變

此外，還有球狀珠光體現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

以共析鋼為例，過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線稱(chēng)為C曲線，也稱(chēng)為T(mén)TT（TimeTemperatureTransformation）圖2-23、鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線及鋼鐵材料常見(jiàn)組織

難點(diǎn)現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

馬氏體轉(zhuǎn)變屬于低溫轉(zhuǎn)變。鋼的馬氏體組織是碳在α-Fe中的過(guò)飽和固溶體，是典型的非擴(kuò)散型相變。②鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變板條馬氏體（500×）

針狀馬氏體（500×）現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三45鋼淬火后的馬氏體組織現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三由于馬氏體相變產(chǎn)生較大應(yīng)力，一般淬火后應(yīng)進(jìn)行回火處理。45鋼淬火后低溫回火M回45鋼淬火后中溫回火T回45鋼淬火后高溫回火S回現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

以共析鋼為例，過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線稱(chēng)為C曲線，也稱(chēng)為T(mén)TT（TimeTemperatureTransformation）圖2-23、鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線及鋼鐵材料常見(jiàn)組織

難點(diǎn)現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三45鋼860℃淬油組織以較慢條件下冷卻得到沿晶界析出的T+M組織現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三3、鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線及鋼鐵材料常見(jiàn)組織

難點(diǎn)

以共析鋼為例，過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線稱(chēng)為C曲線，也稱(chēng)為T(mén)TT（TimeTemperatureTransformation）圖2-2現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

貝氏體轉(zhuǎn)變是介于馬氏體和珠光體之間的轉(zhuǎn)變，屬于中溫轉(zhuǎn)變。③鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變上貝氏體

下貝氏體

現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三貝氏體轉(zhuǎn)變是介于馬氏體和珠光體之間的轉(zhuǎn)變，屬于中溫轉(zhuǎn)變。③鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變粒狀貝氏體

此外還有粒狀貝氏體、無(wú)碳貝氏體。現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三3、鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線及鋼鐵材料常見(jiàn)組織

難點(diǎn)現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三過(guò)冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線難點(diǎn)現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

魏氏組織：當(dāng)亞共析鋼或者過(guò)共析鋼在高溫以較快的速度冷卻時(shí)，先共析的鐵素體或者滲碳體從奧氏體晶界上沿一定的晶面向晶內(nèi)生長(zhǎng)，呈針狀析出。在光學(xué)顯微鏡下，呈羽毛或三角狀，其間存在著珠光體組織，稱(chēng)為魏氏組織。鐵素體魏氏組織滲碳體魏氏組織

現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三（1）退火將工件加熱到Ac3

（或Ac1）以上的適當(dāng)溫度保溫后在爐內(nèi)緩慢冷卻的工藝方法，稱(chēng)為退火。（2）正火將工件加熱到Ac3（或Acm）以上，保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱(chēng)為正火。4、鋼的退火、正火、淬火與回火組織

現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三（3）淬火淬火是將工件加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻，獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱(chēng)為淬火。

4、鋼的退火、正火、淬火與回火組織

45鋼850℃淬水組織現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三（3）淬火淬火是將工件加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻，獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱(chēng)為淬火。

4、鋼的退火、正火、淬火與回火組織

45鋼750℃淬水組織45鋼920℃淬水組織45鋼860℃淬油組織現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三（4）鋼的回火回火是指工件淬硬后，再加熱到Ac1點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫下的熱處理工藝。4、鋼的退火、正火、淬火與回火組織

低溫回火馬氏體組織

45鋼在850℃淬火后200℃回火后的組織現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三（4）鋼的回火回火是指工件淬硬后，再加熱到Ac1點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫下的熱處理工藝。4、鋼的退火、正火、淬火與回火組織

中溫回火托氏體組織

45鋼在850℃淬火后400℃回火后的組織現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三（4）鋼的回火回火是指工件淬硬后，再加熱到Ac1點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫下的熱處理工藝。4、鋼的退火、正火、淬火與回火組織

高溫回火索氏體組織

45鋼在850℃淬火后600℃回火后的組織現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三5、鋼的宏觀檢驗(yàn)技術(shù)

鋼的宏觀檢驗(yàn)技術(shù)的定義：又稱(chēng)宏觀分析，它是通過(guò)肉眼或者放大鏡來(lái)檢驗(yàn)金屬材料及其制品的宏觀組織和缺陷的方法。優(yōu)點(diǎn)：檢驗(yàn)范圍大，視域?qū)挘瑱z驗(yàn)方法、操作技術(shù)以及所需的檢驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，較快捷全面地反映出材料或產(chǎn)品的品質(zhì)。檢驗(yàn)范圍：鋼材中的疏松、氣泡、縮松殘余、非金屬夾雜物、偏析、白點(diǎn)、裂紋以及各種不正常的斷口缺陷。實(shí)驗(yàn)方法：硫印實(shí)驗(yàn)、酸蝕實(shí)驗(yàn)、斷口實(shí)驗(yàn)、塔形實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

硫印實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)檢驗(yàn)硫元素在鋼中的分布情況?；驹恚?/p>

H2SO4+FeS→H2S↑+FeSO4

H2SO4+MnS→H2S↑+MnSO4H2S+2AgBr→Ag2S↓（棕色）+2HBr5.1、硫印實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三方法和操作步驟

鋼的硫印實(shí)驗(yàn)方法按照國(guó)標(biāo)GB/T4236-1984進(jìn)行。①試樣選取和制備：

棒材、鋼胚和圓鋼等產(chǎn)品從垂直于扎制方向的界面選取。對(duì)于鍛件，應(yīng)選取縱向截面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)硫印試樣采用刨、車(chē)、銑和研磨等方式加工，建議表面粗糙度約為Ra1.6～1.8μm。②試驗(yàn)材料和試劑：相紙；3%體積硫酸+97%體積水；定影液（采用商用定影液或150～200g/LNa2S2O3水溶液）。5.1、硫印實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三③步驟：5.1、硫印實(shí)驗(yàn)

室溫下把相紙浸入硫酸水溶液中5min左右→將濕潤(rùn)相紙的感光面貼到收件表面，受檢表面應(yīng)干凈無(wú)油污→排出試樣表面與相紙間的氣泡和液滴↓反應(yīng)一定時(shí)間←揭掉相紙，流水清洗，定影，顯影，干燥上光現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三④注意事項(xiàng)：為驗(yàn)證效果，需重復(fù)試驗(yàn)一次，第二次試驗(yàn)時(shí)相紙覆蓋時(shí)間延長(zhǎng)一倍。如對(duì)結(jié)果有懷疑，可將試樣同一被檢面進(jìn)行機(jī)加工至少去處0.5mm以上。5.1、硫印實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三5.1、硫印實(shí)驗(yàn)

45鋼曲軸鍛造正火態(tài)硫印實(shí)驗(yàn)0.8x現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

酸蝕實(shí)驗(yàn)是顯示鋼鐵材料低倍組織和各種缺陷，如：裂紋、夾雜、疏松、偏析以及氣孔等的實(shí)驗(yàn)方法。試樣的選?。核嵛g試樣必須選取最易發(fā)生各種缺陷的部位。

檢驗(yàn)淬火裂紋、磨削裂紋、淬火軟點(diǎn)等缺陷應(yīng)選取材料的外表面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；檢驗(yàn)鋼材質(zhì)量時(shí)在鋼材兩端分別取樣；鋼中白點(diǎn)、偏析、皮下氣泡、翻皮、疏松、殘余縮孔、軸向晶間裂紋和折疊裂紋等缺陷，在橫截面試樣上取樣；鋼材中的鍛造流線、應(yīng)變線和條帶狀組織，在縱截面上取樣。在作失效分析或缺陷分析時(shí)，除在缺陷出取樣外，還應(yīng)在有代表性的部位取樣作比較分析。5.2、酸蝕實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三5.2.2熱酸蝕試驗(yàn)：酸液加熱到一定溫度時(shí)，電化學(xué)腐蝕反應(yīng)速度加快。①試驗(yàn)所需設(shè)備：酸蝕槽、加熱器、堿水槽、流水沖洗曹、電熱吹風(fēng)。②操作過(guò)程：在酸蝕槽中加熱酸液→將加工好清洗干凈的試樣放于酸蝕槽中熱蝕→在一定溫度下侵蝕一定時(shí)間后將試樣取出→大型試樣可先放入堿液槽中作中和處理，小試樣直接用流水沖洗干凈，用電吹風(fēng)吹干→檢驗(yàn)。注意：試樣制備好后應(yīng)防止生銹。5.2、酸蝕實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三③腐蝕試劑和實(shí)驗(yàn)規(guī)范見(jiàn)表3-15.2、酸蝕實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三5.2.3冷酸蝕試驗(yàn)：適用于不能切割的大型鍛件和外形不能破壞的大型及其零件。此方法可直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。

冷酸蝕實(shí)驗(yàn)分為冷酸浸蝕法和冷酸擦蝕法。5.2、酸蝕實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三5.2.4電解腐蝕試驗(yàn)：此試驗(yàn)是近年發(fā)展起來(lái)的試驗(yàn)方法，適用于鋼材廠的大批量大型試驗(yàn)。①電解腐蝕的原理：同原電池反應(yīng)

②試驗(yàn)裝置：如圖所示5.2、酸蝕實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三低倍組織缺陷的評(píng)定和標(biāo)準(zhǔn)貫徹

鋼的低倍組織缺陷評(píng)定范圍和評(píng)定規(guī)則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1979-2001《結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖》，該標(biāo)準(zhǔn)適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼鋼材（鍛、軋坯）橫截面試樣的缺陷評(píng)定。

評(píng)定原則：一般疏松評(píng)定原則，中心疏松評(píng)定原則，錠型偏析評(píng)定原則，斑點(diǎn)狀偏析評(píng)定原則，白亮帶評(píng)定原則，中心偏析評(píng)定原則，冒口偏析評(píng)定原則，皮下氣泡評(píng)定原則，殘余縮孔評(píng)定原則，翻皮評(píng)定原則，白點(diǎn)評(píng)定原則，軸心晶間裂縫評(píng)定原則，非金屬夾雜物（目視可見(jiàn)）及夾渣評(píng)定原則。5.2、酸蝕實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

斷口檢驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)鋼本身的冶煉缺陷和熱加工、熱處理等制造工藝中存在等問(wèn)題，是宏觀檢驗(yàn)中常用的一種方法，是反映產(chǎn)品質(zhì)量極為重要的手段之一。斷口檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于使用過(guò)程中破損的零件和在生產(chǎn)制造過(guò)程中由于某種原因而導(dǎo)致破損的斷口，以及做拉力、沖擊試驗(yàn)試樣破斷之后的斷口，無(wú)需任何加工試樣，就可直接進(jìn)行觀察和檢驗(yàn)。5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三斷口試樣制備方法：

對(duì)于鋼材中的偏析、非金屬夾雜物以及白點(diǎn)等缺陷，應(yīng)盡可能選取縱向斷口；對(duì)于鋼材直徑或邊長(zhǎng)大于40mm的鋼材應(yīng)作縱向斷口，對(duì)于鋼材直徑或邊長(zhǎng)小于40mm的鋼材應(yīng)作橫向斷口?？v橫斷口制備示意圖如圖所示：5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1814-1979《鋼材斷口檢驗(yàn)法》，該標(biāo)準(zhǔn)適用于結(jié)構(gòu)鋼，滾珠鋼，工具鋼及彈簧鋼的熱軋、鍛造，冷拉條鋼和鋼坯。斷口分類(lèi)如下：①纖維狀斷口②結(jié)晶狀斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別③層狀斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別④白點(diǎn)斷口⑤縮孔殘余斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別⑥氣泡斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別⑦非金屬夾雜物（目視可見(jiàn)）及夾渣斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別⑧黑脆斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三鋼材斷口的分類(lèi)及各種缺陷形態(tài)的識(shí)別⑨石狀斷口⑩萘狀斷口5.3、斷口檢驗(yàn)

現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三

塔形試驗(yàn)是將鋼材制成不同直徑的階梯形試樣，用酸蝕或磁力探傷方法檢驗(yàn)鋼中發(fā)紋情況的方法。檢驗(yàn)方法按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1012-1988《塔形發(fā)紋磁粉檢驗(yàn)法》以及GB/T15711-1995《鋼材塔形發(fā)紋酸浸檢驗(yàn)方法》。

發(fā)紋是鋼內(nèi)夾雜物、氣孔、疏松和孔隙等在熱加工過(guò)程中沿加工方向伸展排列而成的線狀缺陷，主要分布在偏析區(qū)。5.4塔形試驗(yàn)

現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三各種基本組織的鑒別方法1、F與Fe3C網(wǎng)的鑒別①顯微硬度法：用50g載荷下，HV600以上為Fe3C；HV200以下為F。②化學(xué)侵蝕法：用堿性苦味酸鈉熱蝕，白色組織變?yōu)楹谏珵镕e3C；呈白色為F。③硬針刻劃法：劃痕粗者為F；反之為Fe3C。現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期三2、M和B下的鑒別①?gòu)男螒B(tài)上區(qū)別：針狀M針葉較寬且長(zhǎng)，兩個(gè)針葉相交時(shí)呈60°角；下貝氏體針細(xì)且短，針的分布較任意，若兩針相交時(shí)