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金相組織辨別基本知識(shí)

更新時(shí)間:2020-01-19      點(diǎn)擊次數(shù):3222
  鋼的熱處理組織分析判斷方法
 
  一、觀察方法:
 
  1  觀察組織組成物和種類
 
  鋼熱處理后,根據(jù)熱處理種類和材料的不一樣,組織組成物可能是一種或多種。如馬氏體,馬氏體+殘余奧氏體,單一珠光體,單一奧氏體,鐵素體+珠光體,鐵素體+馬氏體+碳化物等等。
 
  金相觀察時(shí),首先要判斷被觀察組織中有幾種組織組成物,是單一組成物,還是兩種或多種組成物。
 
  在組織組成物中,某一組成物可以是單一相,如鐵素體或奧氏體等單相;也可以是兩相或多相混合組成或化合物,如珠光體是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物,各種碳化物等。
 
  不同的組成物有不同的形態(tài)特征,利用這些特征可以快速的識(shí)別:不同的組成物受溶液浸蝕的程度不同,使得其在金相顯微鏡下具有不同的明暗程度或不同的色彩差;不同組成物形成的先后順序不一樣,其形態(tài)也不一樣,形成的總是從奧氏體晶界開始形核;各組成物形成的原理不一樣,形態(tài)也有差異。通過這些就可以判別被觀察物的組成種類。大多數(shù)情況下,能夠觀察到幾種不同明暗程度或幾種形態(tài)不同的部份,就可以判定有幾種組成物。
 
  2  觀察形態(tài)
 
  組織組成物的形態(tài)是我們判別組成物的極其重要的依據(jù)之一。一些特定組織具有極顯著的特征,如典型的珠光體具有層片狀(或稱指紋狀)特征,一看就知道是珠光體;羽毛狀物是上貝氏體。白色的塊狀物不是鐵素體就是奧氏體,針狀物不是馬氏體就是下貝氏體等等。
 
  要觀察組織物是片狀、針狀、塊狀、顆粒狀、條狀、網(wǎng)狀或者是其它什么形狀。還要精細(xì)觀察是單一相還是復(fù)合相。
 
  在觀察中要注意試樣的浸蝕程度,只有合理的浸蝕,各種組織才會(huì)正確的顯現(xiàn)出來,同時(shí),制樣也很關(guān)鍵,錯(cuò)誤的制樣可能導(dǎo)致對(duì)組成物的錯(cuò)誤判斷。由于制樣和浸蝕問題,導(dǎo)致的判斷錯(cuò)誤在新手中屢見不鮮。
 
  在觀察中還要注意,對(duì)于觀察到的白色或黑色物,不要輕易就認(rèn)為是一種組成物。對(duì)于白色的可能是奧氏體或鐵素體,更有可能是碳化物;對(duì)于黑色物,可能由于其極其細(xì)密,在常規(guī)倍數(shù)下觀察根本無法分開。
 
  3  組成物的分布
 
  組成物的分布特點(diǎn)是識(shí)別組成物的重要根據(jù),不同的組成物具有不同的分布特點(diǎn),一般是指其分布于母相的晶界或晶內(nèi)。
 
  在觀察到的組織中,凡是呈網(wǎng)絡(luò)狀分布(不管是封閉網(wǎng)狀或是斷續(xù)網(wǎng)狀或略有呈網(wǎng)狀的趨勢(shì))的都是沿晶界分布,其余的都是分布于晶內(nèi)。要注意的是,有時(shí)沿晶析出物很少時(shí),不易看出是沿晶分布,此時(shí)可以縮小放大倍數(shù),觀察其分布趨勢(shì),從而作出正確判斷。當(dāng)組成物很多時(shí),也不易識(shí)別,此時(shí)只能根據(jù)組織組成物的特征,并輔以其它方法加以識(shí)別。
 
  二、理論分析
 
  理論分析在分析熱處理組織時(shí),是*的。很多組織不利用理論分析就容易得出不正確的結(jié)論。理論分析的裨是利用過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變?cè)?,結(jié)合具體的熱處理工藝,對(duì)可能出現(xiàn)的組織加以分析判斷。
 
  1  分析可能出現(xiàn)的組織組成物
 
  加熱溫度在Ac3或Accm以上時(shí),鋼*變成單一奧氏體,若低于上述溫度,將出現(xiàn)未溶鐵素體或未溶碳化物(平常所說的加熱不足)。此兩種單相組織在室溫下屬于穩(wěn)定組織,因此,冷卻時(shí)該類組織得以保留而不發(fā)生轉(zhuǎn)變,即高溫下是什么形態(tài),冷卻下來時(shí)也是什么形態(tài)。
 
  從鋼的C曲線可以看出:鋼在冷卻時(shí),先發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變(析出先共析相),再發(fā)生共析轉(zhuǎn)變(析出珠光體),接著發(fā)生貝氏體和馬氏體轉(zhuǎn)變。
 
  具體發(fā)生什么組織轉(zhuǎn)變,以鋼的實(shí)際冷卻速度是如何穿過C曲線的來確定。若冷卻時(shí)穿過先共析轉(zhuǎn)變區(qū),即發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變;若同時(shí)越過先共析區(qū)和共析轉(zhuǎn)變區(qū),就發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變,得到珠光體或珠光體加鐵素體或滲碳體組織,就是通常所說的正火、退火工藝;若大于臨界冷卻速度,得到的就是馬氏體和(或)貝氏體組織,這就是通常所說的淬火所期望得到有組織。總之,冷卻時(shí)越過幾個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū),就得到相應(yīng)的組織,區(qū)別在于在該區(qū)的停留時(shí)間,決定在該區(qū)域組織轉(zhuǎn)變量的多少。但是,無論在先共析區(qū)停留多長(zhǎng)時(shí)間,都不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)橄裙参霎a(chǎn)物;同樣,對(duì)于大多數(shù)鋼來說,無論怎樣快速的穿過馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū),都不可能全部獲得馬氏體。因此,結(jié)合具體的熱處理工藝,可以判定組織組成物;同時(shí),根據(jù)組織組成物,可以判定熱處理冷卻工藝過程。
 
  因此,金相分析必須要對(duì)過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變條件以及具體條件下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有清醒的認(rèn)識(shí)。
 
  2  注意成份偏析所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的差異
 
  鋼中的成份偏析是不可避免的,特別是鑄件。局部區(qū)域的碳含量偏高或偏低、部份合金元素的聚集,都有可能出現(xiàn)反常組織,甚至于出現(xiàn)意想不到的組織。如本版“追求”關(guān)于《鑄鋼熱處理后的金相組織》一貼中ZG310-570出現(xiàn)貝氏體類組織就是由于成份偏析所致,因?yàn)閺睦碚撋险f,ZG310-570是不可能發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變的。此時(shí)就要會(huì)識(shí)別貝氏體,同時(shí)對(duì)貝氏體產(chǎn)生的原因加以分析,否則就會(huì)出現(xiàn)不正確的判斷。軋制鋼中出現(xiàn)的帶狀組織也是成份偏析的結(jié)果。
 
  3  同一形態(tài)的組織組成物的識(shí)別
 
  同一形態(tài)的組織組成物,由于其得到的方式不一樣,其組織是不一樣的。
 
  1) 白色的小塊狀物     在淬火組織中,出現(xiàn)白色的小塊狀物,有可能是鐵素體,也有可能是碳化物,還有可能是殘余奧氏體,甚至幾者都有。
 
  在亞共析碳鋼中,出現(xiàn)白色塊狀物,只能是鐵素體或(和)殘余奧氏體(若碳含量低于0.4%,只能是鐵素體)。但殘余奧氏體是過冷奧氏體轉(zhuǎn)變后的剩余產(chǎn)物,因此其只能分布于馬氏體針的間隙。鐵素體由于形成條件不同而具有不同的分布形態(tài):加熱不足形成的未溶鐵素體,其分布多呈彌散分布的碎塊狀;冷卻速度不足形成的先共析鐵素體,常呈網(wǎng)狀或斷網(wǎng)狀,有時(shí)由于數(shù)量極少,還不容易發(fā)現(xiàn)其有向網(wǎng)狀發(fā)展的趨勢(shì)。
 
  2) 白色基體上分布著白色的顆粒狀物
 
  此類組織有三種可能:粒狀貝氏體、粒狀珠光體和回火珠光體。此時(shí)同樣要根據(jù)材料和具體的冷卻方式加以判斷。若此材料根本不可能發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,則不會(huì)是粒狀貝氏體;若是球化退火或等溫退火,則可能是粒狀珠光體;若回火溫度較高達(dá)700℃左右,則可能是回火珠光體。因此,要結(jié)合熱處理工藝,并參照其它組織其進(jìn)行識(shí)別。
 
  3) 回火后的黑色針狀物
 
  回火后的黑色針狀物是回火馬氏體或貝氏體。要根據(jù)回火溫度和化學(xué)成份,并對(duì)針狀物進(jìn)行精細(xì)觀察,才能作出判定。切忌晃眼一看組織就輕率作出結(jié)論。

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