第01章金相检验基础.ppt

第一章　金相检验基础 授课教师　　王继松 江苏省理化人员培训资格鉴定委员会无锡市鉴委会 无 锡 市 机 械 工 程 学 会 晶体与非晶体 空间点阵与晶胞 1、晶体中的空间点阵　 将原子抽象成几何点，并排列成反映晶体原子排列有规律和周期性的空间几何图形。用线将阵点连起来形成晶格。 2、晶胞 从晶格中取出一个完全反映晶格特征；用来分析阵点的排列规律的最小几何单元。 晶向指数与晶向指数 1、晶面与晶向　 晶体中由一系列原子所组成的平面叫晶面，任意两个原子之间连线的方向叫晶向。 2、晶向指数与晶面指数 表示晶向和晶面的数字叫晶向指数和晶面指数。 纯金属的晶格类型 1、体心立方 2、面心立方 3、密排六方 合金中相的分类 溶质原子溶入溶剂原子的晶格内，基本不改变溶剂的结构与性质。 一、纯金属的结晶 金属的结晶过程 晶体缺陷　 晶体缺陷：实际金属的原子不可避免地存在偏离规则排列的现象。 晶体缺陷　—　点缺陷 晶体缺陷　—　线缺陷 线缺陷　—　位错 位错：晶体中某处有一列或几列原子发生有规律的错排现象。 晶体缺陷　—　面缺陷 相图 相图是表达合金系中成分、温度与合金相状态关系的图解。 匀晶转变 在液态两种（或以上）组元无限互溶，固态时也无限互溶，冷却时由液相中析出单相固溶体直至完全凝固。 共晶转变 在液态两种（或以上）组元无限互溶，固态有限互溶，冷却时由液相中析出两种成分完全不同的固相转变。 合金的凝固 包晶转变 在液态两种（或以上）组元无限互溶，固相有限互溶，某一成分范围的合金在冷却时先析出一种固相，随后由液相包围该固相，生成另一种固相。 （一）铸锭三晶区的形成 1、外层细晶区 2、柱状晶区 3、中心等轴晶区 （二）铸锭缺陷 疏松、偏析、气泡、缩孔 …… 纯铁的相变 铁碳合金中基本相与组织 铁碳合金的分类 铁碳合金的平衡转变与组织 　（1）工业纯铁 铁碳合金的平衡转变与组织 　（2）共析钢 铁碳合金的平衡转变与组织 （3）亚共析钢 铁碳合金的平衡转变与组织 　（4）过共析钢 铁碳合金的平衡转变与组织 　（5）共晶白口铁 铁碳合金的平衡转变与组织 　（6）亚共晶白口铁 　（7）过共晶白口铁 五种渗碳体 钢的其他基本组织 　　（1）魏氏组织 钢中先共析铁素体或先共析渗碳体以针状形式向晶内生长所形成的F+P或Fe3C+P混合组织。 形成条件：晶粒特别粗大，并在一定冷却条件下形成。 影响：降低钢的韧性和塑性，是一种组织缺陷。 （2）贝氏体 （3）马氏体 碳和合金元素溶于α－Fe中的过饱和固溶体。是过冷奥氏体快速冷却到Ms和Mf　之间发生转变的产物。 转变特点： 　　1、转变温度低，各种原子不能扩散； 　　2、晶格类型由面心立方的γ－Fe转变为体心正方的α－Fe，而前者碳的固溶度较高，而后者很低，因碳的不扩散导致晶格严重畸变，性能发生很大变化。 　　板条马氏体 组织由方向不同马氏体束区域构成，为低碳奥氏体快速冷却转变而来。因内部位错密度高，也称位错马氏体。 　　针状马氏体 组织由大小不一，方向交错的马氏体针组成，为高碳奥氏体快速冷却转变而来。硬度和强度很高，塑性与韧性很差。马氏体由孪晶形成，又称孪晶马氏体。 （4）回火组织 淬火钢经低于奥氏体转变温度加热、保温并冷却后的组织。按回火温度高低可分为： 回火马氏体 回火托氏体 回火索氏体 　　回火马氏体 马氏体经低温回火时的组织，马氏体针状特征仍然存在，马氏体针内析出极细的ε－碳化物，容易侵蚀，颜色较深。硬度较马氏体稍低，韧性有较大提高。 　　回火托氏体（回火屈氏体） 马氏体经中温回火时的组织，马氏体针状特征逐渐消失，但隐约可见。析出的碳化物细小，只有在电子显微镜下可以看到。强度和硬度较高，塑性和韧性良好，弹性极限达到高峰。 　　回火索氏体 马氏体经高温回火时的组织，组织特征为铁素体+细小颗粒状碳化物，碳化物聚焦长大，光学显微镜下可以看到。强度和韧性配合良好，又称调质组织。 合金元素在钢中的作用 总体作用 （1）溶于铁素体，起固溶强化作用 （2）形成碳化物，起强化基体或弥散强化作用 （3）细化晶粒 （4）提高淬透性 （5）提高回火稳定性 （6）改善材料化学性能 （7）改善材料电磁学性能 （8）改善材料高温性能 热处理的概念和作用 热处理分类 钢的临界点 钢的加热转变 共析钢奥氏体形成过程 钢的加热转变 亚共析钢奥氏体形成过程 　 注：将先共析铁素体换成先共析渗碳体，则为过共析钢的奥氏体形成过程。 钢的冷却转变 钢的退火 钢的退火 钢的退火 钢的退火 钢的