上海材料研究所金相分析培训_--第五章结构钢金相

1、.,机械工业理化人员技术资格培训班（龚应时）,结构钢的金相检验,.,结构钢的分类及用途,一、按工艺分类：冷变形钢、易切削钢、低碳马氏体钢、低碳低合金钢、调质钢、大截面用钢、高强度马氏体钢、贝氏体钢、非调质钢、弹簧钢、双相钢、轴承钢。 二、按习惯分类：普通低合金钢、易切钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢。 三、用途：冶金、矿山、机械、桥梁、市政、文体场馆、造船、锅炉、压力容器等。,.,结构钢的常规项目检测,一、非金属夹杂物检验（GB/T10561-2005） 二、显微组织检验（铁素体、渗碳体、珠光体、魏氏组织、贝氏体、奥氏体、马氏体、回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体）。 三、晶粒度测定（G

2、B/T6394-2002） 四、钢的脱碳层深度测定（GB/T224-2008）,.,非金属夹杂物检验,（1）夹杂物的分类：硫化物类、氧化铝类、硅酸盐类、球状氧化物类及氮化物类。 （2）各类夹杂物的形态。 （3）夹杂物评定标准的应用 。,.,硫化物类夹杂,明场下的硫化物形态 100X,偏光下的硫化物特性 100X,.,氧化铝类夹杂,氧化铝类夹在明场下的形态 500X,氧化铝类夹杂在偏光下的特性 500X,.,球状氧化物类夹杂,球状氧化物在明场下的形态度 500X,球状氧化物在偏光下的性质 500X,.,硅酸盐类夹杂,硅酸盐夹杂在明场下的形态 100X,.,氮化物类夹杂,氮化钛夹杂在明场下的形态

3、100X,氮化钛夹杂在暗场下的形态 100X,.,铁素体,铁素体组织 100X,.,片状珠光体,片状珠光体组织 500X,.,粒状珠光体,粒状珠光体 500X,.,铁素体魏氏组织,铁素体魏氏组织 200X,.,渗碳体魏氏组织,滲碳体魏氏组织 2 00X,.,上贝氏体,上贝氏体组织 500X,.,下贝氏体,下贝氏体组织 500X,.,粒状贝氏体,粒状贝氏体组织织 500X,.,板条状马氏体,板条状马氏体组织 500X,.,针状马氏体,针状马氏体组织 500X,.,回火马氏体,回火马氏体组织 500X,.,回火屈氏体,回火屈氏体组织 500X,.,回火索氏体,回火索氏体组织 500X,.,冷冲压钢

4、金相检验,铁素体晶粒度（GB/T4335-1984） 游离渗碳体（GB/T13299-1991表1中A、B、C系列） 珠光体形态（GB/T13299-1991表2（A、B、C系列 带状组织（GB/T13299-1991表3（A、B、C系列 铁素体针片状（GB/T13299-1991表4（A、B、系列）,）,冷冲压钢饼形组织 200X,.,冷拉钢金相检验,低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度（GB/T4335-1984） 低倍组织和缺陷（GB/T1979-2001） 夹杂物（GB/T10561-2005） 断口检验（GB/T1814-1979）,冷拉钢纤维状组织 200X,.,易切削钢金相检验,成分特点：

5、S、Ca、Ca、Pb、等 牌号的表示（Y） 夹杂物的分布,易切削钢中的硫化物 100X,.,低碳马氏体钢金相检验,成分特点：C，加少量合金元素 热处理特点：淬火低温回火 组织检验要点：是否存在过热、欠热、欠淬透现象，表面是否存在脱碳 使用标准：GB/T10561-2005、GB/T224-1987、GB/T13299-1991,.,低碳低合金钢金相检验,成分特点：低碳+小于3%的合金元素 性能特点：屈服强度高、韧性好等 钢的组织分类： （1）铁素体和珠光体钢 （2）贝氏体钢 （3）马氏体钢 使用的标准：GB/T224-1987 GB/T13299-1991,.,调质钢金相检验,成分特点：含碳量

6、在0.3-0.5%、合金元素5% 性能特点:强韧俱佳 热处理特点:淬火+高温回火 检验要点： (1)非金属夹杂物 (2)表面脱碳层 (3)调质前锻造的过热或过烧 (4)调质后的实际组织(GB/T13320-1991钢质摸锻件金相组织评定方法,.,调质钢金相组织,低碳马氏体和网状铁素体 500X,45钢调质之回火索氏体 500X,.,大截面用钢金相检验,成分特点:中碳+相当量的合金 热处理特点：淬火+高温回火 可能出现的组织：回火索氏体、贝氏体、珠光体、铁素体 性能特点：脆性转变温度随组织而改变 钢的用途：大性铸锻件（大于截面700mm ) 检验要点：低倍组织及各类缺陷、各类高倍组织的鉴别、组织

7、的均匀性等,.,高强度马氏体钢金相检验,成分特点：中碳+5%的合金元素 热处理特点：淬火+低温回火或等温淬火 性能特点：材料的屈服强度高；抗拉强度Rm=294wc+82 可能出现的组织：回火马氏体、贝氏体、残余奥氏体,.,贝氏体钢金相检验,成分特点：中低碳合金钢中+某些形成贝氏体转变的合金元素Mo、B等 热处理特点：钢奥氏体化后空冷或炉冷 组织鉴别：B下、B上、B粒及铁素体、奥氏体等,.,非调质钢金相检验,成分特点：在中碳结构钢中+单一或复合的合金元素，如V、Ti、Nb等 性能特点：在锻造或轧制后直接获得高强度和一定的韧性，以达到调质钢要求 组织特点：铁素体+珠光体和铁素体基体上析出的弥散沉淀

8、强化相 强化机理：利用微量元素形成的碳化物擦沉淀强化,.,弹簧钢金相检验,成分特点：碳量在0.6-1.0%+少量的合金元素Si、Mn、Cr、V、等 性能特点：要求弹性极限高 热处理理特点： （1）钢丝直接淬火+中温回火 （2）钢丝经铅浴处理后再进行冷拉 检验要点：（1）表面脱碳层、（2）非金属夹杂物、（3）钢的石墨化GB/T13302-1991钢中石墨碳显微评定方法、（4）显微组织（5）组织对性能的影响,.,弹簧钢的金相组织,65Mn弹簧之回火屈氏体 500X,50CrV弹簧铅浴处理之形变索氏体 500X,.,双相钢金相检验,低碳钢或低碳低合金钢在临界区轧制或变形得到钢的双相组织 性能特点：屈

9、服点低、初始加工硬化率高、强度延性匹配好等 组织特点：铁素体和马氏体，二相中的各自比例及分布决定材料的性能,.,弹簧钢的缺陷组织,该钢经长时间的高温退火，材料中有石墨碳析出,60Si2Mn片簧之游离石墨碳 500X,60Si2Mn游离石墨碳及组织 500X,.,结构钢锻造缺陷,锻造折叠纹,.,轴承钢金相检验,成分特点：有低碳低合金也有高碳高合金，视使用的工作对象而定 工作特点：高速运动、交变负荷、耐冲击、有的需要耐高温及低温、防锈等 轴承钢的分类： (1)普通高碳铬轴承钢，如GCr15等 （2）渗碳轴承钢，如G20CrMo等 （3）不锈轴承钢，如9Cr18、1Cr18Ni9等 （4）耐高温轴承

10、钢，如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等 （5）钻机及轧机灼承钢，如55SiMoV等 （6）特大轴承用钢，如20Cr2Ni4A等 （7）防磁用轴承钢，如70Mn18Cr4V2WMo等,.,影响轴承钢性能的因素,钢的纯洁度（非金属夹杂物） 成分的均匀性 组织的均匀性（带状碳化物、网状、液析等） 表面质量（脱碳、机械擦伤、刻痕、等） 组织缺陷（过热或欠热组织、残余奥氏体等 钢的低倍组织缺陷（裂纹、疏松、气泡、折叠、白点等）,.,GCr15轴承钢的检验,成分%：C0.95-1.05、Si0.15-0.35、Mn0.20-0.40、P 0.027、S0.020、Cr1.30-1.65、Ni30 非金属夹杂物检验 表面脱碳层检验 淬火前球化级别检验（JB/T1255-1991）,GCr15钢的球化退火组织 500X,.,GCr15轴承钢淬回火后检验