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金相顯微鏡分析鋼的顯微組織識別程序及要點

  • 作者:微儀管理員
  • 發(fā)布時間:2022-05-04
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鋼的顯微組織識別是一個系統(tǒng)工程。從事金屬材料研究、應用及檢測的工作者,因經驗不一、生疏不同,從而對顯微組織的正確識別所造成的挑戰(zhàn)難易不等。

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但不管難易,都有一個基本的顯微組織識別程序,本文簡單介紹鋼的顯微組織識別程序及要點:

 1、了解測試鋼的牌號及成分 對于微觀組織的黑白圖像,不論是珠光體、馬氏體、貝氏體等組織,都以不同程度的灰度表現(xiàn)出來,或是灰、白線條,或是灰、白區(qū)域,明確金屬材料的成分、鋼號,是判斷組織的基礎數(shù)據(jù),“成分-組織-性能”相互聯(lián)系的框架才完整,如下圖,兩種成分完全不同的金屬材料顯微鏡下表現(xiàn)出類似的梯田狀、層片狀組織,而僅僅就圖片而言容易產生錯誤的判斷。

 2、了解鋼的加工狀態(tài) 在鋼產品成型前,為了獲得良好的原材加工及使用性能,對所用鋼材往往會有一個加工的過程,如鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等,不同加工工藝及加工參數(shù)使得鋼的顯微組織呈現(xiàn)出不同的特征,如軋制縱向長條紋路。 

3、選擇良好的檢測設備 依據(jù)檢測要求,預測試樣的組織類型,選擇合適的檢測設備,根據(jù)組織大小放大合適倍數(shù),如光學顯微鏡(OM)下,一般珠光體組織大小(0.25μm-1.9μm),在光學顯微鏡下各倍數(shù)都可觀察到層片狀組織;屈氏體也稱托氏體,片層間距平均小于0.1μm,即使在高倍光學顯微鏡下也無法分辨出片層,只有在電子顯微鏡下才能分辨出層片;而索氏體側片間距在兩者之間,是在光學金相顯微鏡下放大600倍以上才能分辨片層的細珠光體(GB/T 7232標準),與珠光體、屈(托)氏體只有粗細之分,并無本質之分。 此外,如需觀察晶體內部亞結構、對金屬做斷口形貌觀察等,則需要選擇掃描顯微鏡(SEM)或透射顯微鏡(TEM),而如需觀察試樣表面浮凸及尺寸,則需使用掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等。 

4、系統(tǒng)綜合的知識儲備及資料 金屬顯微組織是相變的產物,因此洞悉金屬固態(tài)相變理論,掌握鋼的五大轉變規(guī)律,熟悉在不同試驗條件下發(fā)生的組織轉變類型、相變過程以及組織形貌的變化規(guī)律至關重要。需要明了鋼的臨界點、相圖、動力學曲線(TTT圖、CCT圖)等參數(shù)。將這些理論和數(shù)據(jù)整合后“安裝”在腦海里,形成一個系統(tǒng)“軟件”,隨時取用,對于分析判斷、識別組織是不可或缺的。如結合CCT曲線的分析(以45鋼為例)。 首先了解金屬材料化學成分,45鋼為亞共析碳素結構鋼,鋼的熱處理工藝為:加熱至840℃正火,由CCT曲線可知,正火后應得到的組織為鐵素體+珠光體組織,實際組織為鐵素體+珠光體+少量三次碳化物。

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