实验2 钢铁材料常见组织及钢的宏观检验技术

第二章钢铁材料常见组织和钢的宏观检测技术包括： 1、Fe-C(Fe-Fe3C )相图的作用和分析点2、钢铁材料常见的平衡组织点3、钢的等温相变曲线和钢铁材料常见的组织点4、钢的退火、正火、淬火和回火组织点5， 钢宏观检测技术的基本内容识别了硫印试验的方法和步骤酸蚀试验的方法和步骤酸蚀试验的方法和断口分类和塔形试验的方法和步骤1，Fe-C(Fe-Fe3C )相图的作用和分析，包晶相变线(水平线HJB )，反应式： LB0.53%C H0.09%CJ0.17%C， 共晶转变(水平线ECF )，反应式： LdE2.11%C Fe3C6.69%C，共析转变(水平线PSK )，通常为A1温度，反应式：S0.77%CP0.0218%C Fe3C6.69%C，其他重要的转变ES线，ACM线。工业纯铁(铁素体f )、工业纯铁显微组织、2、铁碳合金的平衡组织、共析钢。 碳含量为0.77%； 平衡组织为珠光体(p )、2、铁碳合金的平衡组织、珠光体组织、亚共析钢。 碳含量0.021%0.77%； 其平衡组织为F P。 2、铁碳合金的平衡组织，珠光体铁素体组织，过共析钢。 碳含量0.77%2.11%； 其平衡组织为网状Fe3C P。 2、铁碳合金的平衡组织，网状Fe3C P组织，共晶白口铁。 碳含量4.30%； 其平衡组织是LD。 2、铁碳合金的平衡组织，LD组织，亚共晶白口铁。 碳含量2.11%4.30%； 其平衡组织为LDpfe3c。 2、铁碳合金的平衡组织，LDpfe3c组织，共晶白口铁。 碳含量4.30%6.69%； 其平衡组织为LDfe3ci。 2、铁碳合金的平衡组织、LDFe3ci组织、以共析钢为例，过冷却a等温相变曲线为c曲线、TTT (timetemperaturetransformation )、图2-2、 3、钢等温相变曲线和钢铁材料常见组织难点；3、钢等温相变曲线和钢铁材料常见组织难点；以共析钢为例，过冷a等温转变曲线也称为c曲线，TTT (timetemperaturetransformation )、p的转变发生在临界温度A1以下的高范围内钢珠光体相变、板状珠光体在电子显微镜和金相显微镜下的形态、p的相变发生在临界温度A1以下的高范围内，也称为高温相变。 钢珠光体相变，另有球状珠光体，以过冷却a等温相变曲线为例，称c曲线，也称TTT (timetemperaturetransformation )，图2-2，3，钢的等温相变曲线和钢铁材料常见组织难点，马氏体相变钢的马氏体组织是碳的-Fe过饱和固溶体，是典型的非扩散型相变。 钢马氏体相变、45钢淬火后马氏体组织、马氏体相变产生大应力，一般淬火后进行回火处理。 以共析钢为例，过冷度a等温相变曲线也称为c曲线，也称为TTT (timetemperaturetransformation )，将图2-2，3，钢的等温相变曲线和钢铁材料常见组织的难点，以及在比较慢的条件下冷却后沿晶界析出的T M组织3、以钢的等温相变曲线和钢铁材料常见组织难点为例，过冷a等温相变曲线又称c曲线，TTT (timetemperaturetransformation )，图2-2、贝氏体相变是马氏体与珠光体之间的相变，中温相变钢的贝氏体相变、上贝氏体、下贝氏体、贝氏体相变是马氏体与珠光体之间的相变，为中温相变。 钢的贝氏体相变、粒状贝氏体、其他有粒状贝氏体、无碳贝氏体。3、钢等温相变曲线和钢铁材料常见组织难点、过冷奥氏体连续相变曲线难点、魏氏体组织：亚共析钢或过共析钢在高温下快速冷却后，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界沿一定晶面在晶粒内生长，并以针状析出光学显微镜呈羽毛或三角形，其间存在珠光体组织，称为魏氏组织。铁素体魏氏组织、渗碳体魏氏组织、(1)退火是将工件加热至Ac3(或Ac1)以上的适当温度保温后，在炉内慢慢冷却的工艺方法，称为退火。 (2)正火是指将工件加热到Ac3 (或Acm )以上，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工序称为正火。 4、钢的退火、正火、淬火和回火组织；(3)淬火是将工件加热到Ac3或Ac1以上的某一温度保温一定时间，然后以适当的速度冷却，得到马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 4、钢的退火、正火、淬火和回火组织、45钢850淬火组织、(3)淬火淬火是将工件加热至Ac3或Ac1以上的某一温度保温一定时间，然后以适当的速度冷却，得到马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 4、钢的退火、正火、淬火和回火组织、45钢750淬火组织、45钢920淬火组织、45钢860淬火组织、(4)钢的回火是指淬火工件后，加热至Ac1点以下的某一温度，保温一定时间，室温下的热处理工艺。 4、钢的退火、正火、淬火和回火组织、低温回火马氏体组织、45钢的850淬火后200回火后的组织、(4)钢的回火回火是指淬火工件后，加热至Ac1点以下的某温度，保温一定时间，在室温下的热处理工艺。 4、钢的退火、正火、淬火和回火组织、中温回火烤面包机组织、45钢的850淬火后400回火后的组织、(4)钢的回火回火是指淬火工件后，加热至Ac1点以下的某温度，保温一定时间，冷却至室温的热处理技术。 4、钢退火、正火、淬火和回火组织、高温回火溶胶组织、45钢850淬火后600回火后组织、5、钢宏观检测技术、钢宏观检测技术的定义：也称宏观分析，它是用肉眼或放大镜检测金属材料及其制品宏观组织和缺陷的方法。 优点：检测范围广，视域广，检测方法、操作技术及必要的检测设备简单，迅速全面反映材料和产品质量。 检查范围：钢材中松散、气泡、松散、非金属夹杂物、偏析、白点、裂纹、各种异常切口缺陷。 实验方法硫印实验、酸蚀实验、切口实验、塔形实验等，硫印实验可用于检测钢中硫元素的分布情况。 基本原理： h2so4FeSh2s feso4h2so4MnSh2s mnso4h2s2agbrag2s(棕色)2HBr、5.1、硫化实验、5.1.2方法和操作程序钢的硫化实验方法按照国标GB/T4236-1984进行. 试料的选择和配制：棒材、钢胚和圆钢等产品从垂直于结扎方向的界面选择。 关于锻件，选择纵截面进行实验。 将硫印刷试料用打钵、车、铣削、研磨等方法加工，表面粗糙度推荐为Ra1.61.8m左右。 试验材料和试剂：感光纸3%体积硫酸97%体积水； 定影液(采用商用定影液或150200g/LNa2S2O3水溶液)。 5.1、硫磺印刷实验、步骤：5.1、硫磺印刷实验、注意事项：为了验证效果，重复1次试验，在第2次试验中将印相纸的复盖时间延长2倍。 在结果有疑问时，加工试样的同一被检面的场所至少在0.5mm以上。 5.1、硫印实验、5.1、硫印实验、45钢曲轴锻造正火状态硫印实验0.8x、酸性蚀刻实验是显示钢铁材料低倍组织和各种缺陷如裂纹、夹杂、松散、偏析、气孔等的实验方法。 5.2.1样品的选择：酸蚀样品必须选择最容易发生各种缺陷的部位。 为了检查淬火裂纹、磨削裂纹、淬火软点等缺陷，选择材料的外表面进行实验，在检查钢材的品质时，在钢材的两端分别采样的钢中的白点、偏析、皮下气泡、反皮、松弛、残留收缩孔、轴向晶粒间裂纹和折叠裂纹等缺陷，在横断面试验材料采集的钢材中进行故障分析和缺陷分析时，除了缺陷的取样以外，在代表性的部位取样进行比较分析。 5.2、酸蚀实验、5.2.2热酸蚀试验：酸液加热到一定温度后，电化学蚀刻反应速度加快。 试验所需的设备：酸蚀槽、加热器、碱性水槽、流水清洗曹、电热送风。 操作过程：用酸蚀槽加热酸液将洗净的样品放入酸蚀槽中进行热蚀在一定温度下侵蚀一定时间后取出样品大型样品放入碱液槽中进行中和处理，小样品直接用流水洗净，用电吹干检查注意：制备试样后不要生锈。 5.2、酸蚀实验、腐蚀试剂和实验规范应用于表3-1、5.2、酸蚀实验、5.2.3冷酸蚀实验：不可切割的大型锻件和外形不可破坏的大型及其部件。 这个方法可以在现场直接进行。 冷酸蚀实验分为冷酸蚀法和冷酸擦法。 5.2、酸蚀实验、5.2.4电解腐蚀试验：该试验是近年来发展的试验方法，适用于钢材厂的大量大型试验。 电解腐蚀原理：同一电池反应试验装置：如图所示，5.2、酸蚀实验、5.2.5低倍组织缺陷的评定和标准贯穿钢低倍组织缺陷的评定范围和评定规则基于国家标准GB/T1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图，适用于碳结构钢、合金结构钢、弹簧钢材(锻造、轧制材)横截面试验材料的缺陷评定。 评定原则：一般疏松评定原则、中心疏松评定原则、锤型偏析评定原则、斑点状偏析评定原则、白亮带评定原则、中心偏析评定原则、挤压偏析评定原则、皮下气泡评定原则、残孔评定原则、反皮评定原则、白点评定原则、轴心颗粒间裂纹评定原则、非金属夹杂物(目视可见)和焊剂评定原则。 5.2、酸蚀实验。 断口检测可以发现钢本身的冶炼缺陷、热加工、热处理等制造工艺存在问题，是宏观检测常用的一种方法，是反映产品质量的极其重要的手段之一。 5.3.1切口检测的优点：对于使用中损坏的部件和生产制造中因某种原因损坏的切口，以及拉力、冲击试验样品损坏后的切口，无需加工样品即可直接观察和检测。 5.3、断口检查，5.3.2断口试料的制造方法：对于钢材中的偏析、非金属夹杂物及白点等缺陷，必须尽量选择纵向断口的钢材直径或边大于40mm的钢材要纵向切断，钢材直径或边长小于40mm的钢材要横向切断纵横切口制造示意图：5.3、切口检测、5.3.3钢材切口分类和各种缺陷形态识别依据国家标准GB/T1814-1979 钢材断口检验法，该标准适用于结构钢、球钢、工具钢和弹簧钢的热轧、锻造、冷轧钢和钢坯。 断口的分类为：纤维状断口晶状断口、5.3、断口检查、5.3.3钢材断口的分类和各种缺陷形态的识别层状断口、5.3、断口检查、5.3.3钢材断口的分类和各种缺陷形态的识别白点断口收缩孔残口、5.3、断口检查、5.3.3钢材断口的分类和各种缺陷形态的识别气泡断口断口检查、5.3.3钢材断口的分类和各种缺陷形态的识别非金属夹杂物(目视可见)和熔渣断口、5.3、断口检查、5.3.3钢材的断口的分类和各种缺陷形态的识别黑色断口、5.3、断口检查、5.3.3钢材的断口的分类和各种缺陷形态的识别石状断口萘状断口、 断口检查、塔形检查方法依据国家标准GB/T1012-1988 塔形发纹磁粉检验法和GB/T15711-1995 钢材塔形发纹酸浸检验方法。 云纹是钢内夹杂物、气孔、多孔、孔隙等在热加工过程中沿加工方向延伸排列的线状缺陷，主要分布于偏析区。5.4塔形试验，各种基本组织的鉴别方法，1、f和Fe3C网的鉴别，显微硬度法： 50g负荷，HV600以上为Fe3C； HV200以下为f。 化学侵蚀法：用碱性苦味酸钠热蚀刻，白色组织变黑Fe3C； 设白色为f。 硬丝划线法：划伤粗者为f； 相反是Fe3C。 2、m和b中的鉴别，形态上的区别：针状的m针叶较宽较长，两个针叶相交时呈60角的下贝氏体针较细较短，针的分布任意，两针相交时多为55角。 采用蚀刻法区别：浅蚀刻试样，下贝氏体由两相组成，易蚀刻，呈黑色的马氏体难以侵蚀，颜色淡。 用电子显微镜区分：下贝氏体针表面分布有Fe3C； 针状马氏体为孪晶，只能看到中脊。3，f和a的不同，在未融化的f中有明显的晶界，存在于马氏体的相界边缘的a在马氏体针之间，根据马氏体针叶的分布形状其形态发生变化。70Si3Mn钢过热淬火组织(500 )，粗大羽毛状b，残留奥氏体，马氏体，20Cr钢880淬火水，180回火后的组织(500 )，铁素体，羽毛贝氏体，黑色烤面包机，一，实验目的及要求，1 .钢铁材料常见的平衡组织2 .了解钢的宏观检测技术。 实验二钢铁材料常见组织和钢的宏观检测技术，二、实验仪器和材料，一、实验仪