常见金相组织课件.ppt

1、常见金相组织常见金相组织1 1、铁碳平衡组织、铁碳平衡组织2 2、铸铁组织、铸铁组织3 3、马氏体、马氏体4 4、贝氏体、贝氏体5 5、其它金相组织、其它金相组织第一节第一节 铁碳平衡组织铁碳平衡组织1、工业纯铁（含碳0.0218%)2、亚共析钢（含碳0.218%0.77%)3、共析钢（含碳0.77%，T8钢)4、过共析钢（含碳0.77%2.11%)5、白口铸铁（含碳2.11%6.69%)1-11-1、工业纯铁、工业纯铁 工业纯铁 200 工业纯铁 500 铁素体少量沿晶界分布的三次渗碳体铁素体少量沿晶界分布的三次渗碳体1-21-2、亚共析钢、亚共析钢 20钢 200 45钢 500 黑色为珠

2、光体，白色为铁素体黑色为珠光体，白色为铁素体1-31-3、共析钢、共析钢 T8钢 200 T8钢 500 层片状珠光体层片状珠光体1-41-4、6060钢与钢与T10T10 60钢 500 T10钢 500 左图：珠光体沿晶界分布的铁素体，铁素体内有晶界。左图：珠光体沿晶界分布的铁素体，铁素体内有晶界。右图：珠光体沿晶界分布的二次渗碳体右图：珠光体沿晶界分布的二次渗碳体区别：铁素体内有晶界，与片状珠光体中的铁素体没有相区别：铁素体内有晶界，与片状珠光体中的铁素体没有相界界,二次渗碳体边界平直，渗碳体网细而薄，内部没有晶二次渗碳体边界平直，渗碳体网细而薄，内部没有晶界与片状珠光体中的铁素体有明显

3、相界。界与片状珠光体中的铁素体有明显相界。1-5a1-5a、白口铸铁、白口铸铁 亚共晶白口铸铁 100 珠光体莱氏体二次渗碳体珠光体莱氏体二次渗碳体亚共晶白口铸铁 200 1-5b1-5b、白口铸铁、白口铸铁 共晶白口铸铁 200 莱氏体（变态莱氏体）莱氏体（变态莱氏体）共晶白口铸铁 500 1-5c1-5c、白口铸铁、白口铸铁 过共晶白口铸铁 50 一次渗碳体莱氏体一次渗碳体莱氏体过共晶白口铸铁 200 第二节第二节 铸铁组织铸铁组织1、灰铸铁（石墨形态为条状或片状）2、可锻铸铁（石墨形态为团絮状）3、球墨铸铁（石墨形态为球状）2-12-1、灰铸铁、灰铸铁 灰铸铁是一种断口呈灰色、碳主要以片

4、状石墨出现的铸铁。灰铸铁中石墨强度较低，且以片状形态存在，割裂了基体的连续性，因此灰铸铁的强度低，脆性较大，但抗压强度较高。由于石墨的存在，灰铸铁具有良好的减震性、耐磨性、切削加工性及缺口敏感性。由于共晶结晶过程中石墨化膨胀，还有减少疏松、缩孔的倾向。2-12-1、灰铸铁、灰铸铁 灰铸铁 100 灰铸铁 200 组织为珠光体灰色条状石墨组织为珠光体灰色条状石墨2-22-2、可锻铸铁、可锻铸铁 可锻铸铁是一定成分的白口坯件，经过故态石墨化高温退火处理，使共晶渗碳体分解，形成团絮状石墨的一种铸铁。所谓“可锻”，仅说明它有一定的韧性和塑性，并不等于说它可以锻造。按生产工艺不同，可锻铸铁通常分为白心可

5、锻铸铁、黑心可锻铸铁及珠光体可锻铸铁三类。与直接从铁液中析出的石墨相比较，可锻铸铁的石墨较松散，其间填充着未及撤离的金属基体。常见的石墨形状为团絮状、絮状、团球状、聚虫状和枝晶状等。2-22-2、可锻铸铁、可锻铸铁 可锻铸铁 100 可锻铸铁 200 左图：铁素体基体团絮状石墨左图：铁素体基体团絮状石墨右图：珠光体基体团絮状石墨右图：珠光体基体团絮状石墨2-32-3、球墨铸铁、球墨铸铁 球墨铸铁是一种铸态呈现球状石墨的铸铁。当向铸铁中加入球化剂（纯镁、稀土镁等合金）和孕育剂（硅铁或硅钙合金），则可改变铸铁的共晶转变性能。一般灰铸铁在共晶转变时，液相即与奥氏体又与石墨接触，所以石墨呈片状生成。加

6、镁铸铁在共晶转变时，它只与奥氏体接触，在石墨周围形成奥氏体外壳，当铸件凝固后碳是通过周围的奥氏体外壳向石墨堆集，使石墨均匀生长成球状。球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕虫、枝晶等几类，最具代表性的形态是球状。2-32-3、球墨铸铁、球墨铸铁 球墨铸铁 100 牛眼 200 左图：珠光体铁素体球状石墨（俗称牛眼）左图：珠光体铁素体球状石墨（俗称牛眼）中图：铁素体球状石墨中图：铁素体球状石墨右图：珠光体球状石墨少量磷共晶右图：珠光体球状石墨少量磷共晶球墨铸铁 100 马氏体相变是一种非扩散型相变，它是提马氏体相变是一种非扩散型相变，它是提高钢的硬度、强度的主要途径，经过不同温高钢的硬度

7、、强度的主要途径，经过不同温度回火，其性能可满足零件不同要求。度回火，其性能可满足零件不同要求。钢中马氏体的形态虽然多种多样，但就其钢中马氏体的形态虽然多种多样，但就其特征而言，大体上可分为以下几类：特征而言，大体上可分为以下几类：1、板条马氏体：是低、中碳钢，马氏体时效、板条马氏体：是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。亚结构是位错，又称位错马氏马氏体组织。亚结构是位错，又称位错马氏体。体。2、片状马氏体：常见于淬火高、中碳钢及高、片状马氏体：常见于淬火高、中碳钢及高镍镍Fe-Ni合金中，亚结构是孪晶。合金中，亚结构是

8、孪晶。第三节第三节 马氏体马氏体3、其它马氏体形态、其它马氏体形态 A：蝶状马氏体：在：蝶状马氏体：在Fe-Ni合金或合金或Fe-Ni-C合金中当合金中当马氏体在某一温度内形成时，会出现具有特异马氏体在某一温度内形成时，会出现具有特异形态的马氏体，这种马氏体的立体形状为细长形态的马氏体，这种马氏体的立体形状为细长杆状，其断面呈蝴蝶形，其内部亚结构为高密杆状，其断面呈蝴蝶形，其内部亚结构为高密度位错，看不到孪晶。度位错，看不到孪晶。B:薄片状马氏体：这种马氏体是在薄片状马氏体：这种马氏体是在Ms点极低的点极低的Fe-Ni合金中发现的。它呈非常细的带状（立体合金中发现的。它呈非常细的带状（立体图形

9、为薄片状），带相互交叉、呈现曲折、分图形为薄片状），带相互交叉、呈现曲折、分枝等特异形态，它是由孪晶组成的全孪晶型马枝等特异形态，它是由孪晶组成的全孪晶型马氏体。氏体。C：马氏体：上述各种马氏体都是马氏体：上述各种马氏体都是体心立方或体心立方或体心正方结构，在体心正方结构，在Fe-Mn合金中，当锰含量超合金中，当锰含量超过过15时，淬火后形成时，淬火后形成马氏体，它是密排六马氏体，它是密排六方结构的，其金相形态呈极薄的片状。方结构的，其金相形态呈极薄的片状。3-13-1、板条马氏体、板条马氏体板条马氏体 200 板条马氏体 500 板条自奥氏体晶界向晶内平行成群，一个奥板条自奥氏体晶界向晶内平

10、行成群，一个奥氏体晶粒内包含几个板条群，板条体之间为小氏体晶粒内包含几个板条群，板条体之间为小角晶界，板条群之间为大角晶界角晶界，板条群之间为大角晶界3-23-2、片状（针状）马氏体、片状（针状）马氏体片状马氏体 1000 片状马氏体 100 片状马氏体残余奥氏体。片状马氏体残余奥氏体。呈凸透镜片状（或针状），中间稍厚，初生者较呈凸透镜片状（或针状），中间稍厚，初生者较厚较长，横贯整个奥氏体晶粒，次生者尺寸较小，大厚较长，横贯整个奥氏体晶粒，次生者尺寸较小，大部分片的中央有中脊，在两个初生片之间常见部分片的中央有中脊，在两个初生片之间常见“Z”字字形分布的细薄片。形分布的细薄片。贝氏体是过饱和

11、铁素体和渗碳体组成的两相混贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混合物，钢中贝氏体的的金相形态是多变的，转变合物，钢中贝氏体的的金相形态是多变的，转变温度和合金元素对贝氏体的金相形态都有影响。温度和合金元素对贝氏体的金相形态都有影响。钢中贝氏体主要包括上贝氏体、下贝氏体和粒状钢中贝氏体主要包括上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体。贝氏体。1、上贝氏体：钢中上贝氏体是成束的大致平行的、上贝氏体：钢中上贝氏体是成束的大致平行的条状铁素体和条见平行的渗碳体组成的非层状组条状铁素体和条见平行的渗碳体组成的非层状组织。上贝氏体的形成温度在贝氏体转变区的上部，织。上贝氏体的形成温度在贝氏体转变区的上部，普通中高

12、碳钢上贝氏体的形成温度范围约为普通中高碳钢上贝氏体的形成温度范围约为350550，在低碳钢中形成温度要高些，光学显微镜下，当转变量不多时，可以观察到成束的自晶界向晶内生长的铁素体，从整体看呈现羽毛状，但分辨不清条件的渗碳体粒子。上贝氏体中的亚结构是位错，其密度随转变温度的降低而增高。第四节第四节 贝氏体贝氏体4-14-1、上贝氏体、上贝氏体上贝氏体 200 上贝氏体 200 板条马氏体羽毛状上贝氏体。上贝氏体中板条马氏体羽毛状上贝氏体。上贝氏体中铁素体条间成小角晶界，板条群之间成大角晶铁素体条间成小角晶界，板条群之间成大角晶界。界。2、下贝氏体：钢中典型的下贝氏体是片状铁素体、下贝氏体：钢中典

13、型的下贝氏体是片状铁素体与其内部沉淀的碳化物的两相组织。对一般中、与其内部沉淀的碳化物的两相组织。对一般中、高碳钢，它的形成温度约在高碳钢，它的形成温度约在350至Ms点之间，其铁素体中的含碳量较上贝氏体中的铁素体具有更大的饱和度，在光学显微镜下观察，铁素体相呈针状或片状，针与针之间相交一定角度，分辨不清碳化物。下贝氏体与高碳钢的回火马氏体非常相似，都呈暗灰色针状，各个针状物之间都有一定夹角，在光镜下难以区别，一般下贝氏体比回火马氏体更易受浸蚀变黑。下贝氏体铁素体中位错密度比上贝氏体的铁素体中更高，但未发现有孪晶亚结构存在。3、粒状贝氏体：、粒状贝氏体：粒状贝氏体是由块状（等轴状）的铁素体和粒

14、状贝氏体是由块状（等轴状）的铁素体和富碳奥氏体区组成，由于富碳奥氏体区一般呈富碳奥氏体区组成，由于富碳奥氏体区一般呈颗粒状而得名粒状贝氏体。实际富碳奥氏体可颗粒状而得名粒状贝氏体。实际富碳奥氏体可能呈小岛状、小河状等。能呈小岛状、小河状等。富碳奥氏体区即可分布于铁素体晶粒内部，富碳奥氏体区即可分布于铁素体晶粒内部，也可分布于铁素体晶界上。它在随后得的转变也可分布于铁素体晶界上。它在随后得的转变中可能有三种情况：中可能有三种情况：1、当奥氏体稳定性较低时，、当奥氏体稳定性较低时，部分或全部分解为铁素体和碳化物；部分或全部分解为铁素体和碳化物；2、当奥氏、当奥氏体较稳定，体较稳定，Ms点不太低时，

15、一部分转变为马氏点不太低时，一部分转变为马氏体，一般属孪晶马氏体；体，一般属孪晶马氏体；3、当奥氏体很稳定，、当奥氏体很稳定，而而Ms点又较低时，可能全部保留下来而成为残点又较低时，可能全部保留下来而成为残余奥氏体。余奥氏体。4-24-2、粒状贝氏体、粒状贝氏体粒状贝氏体 200 粒状贝氏体 500 粒状贝氏体为铁素体基体上分布的碳化物颗粒状贝氏体为铁素体基体上分布的碳化物颗粒、马氏体或残余奥氏体。粒、马氏体或残余奥氏体。其它金相组织其它金相组织1 1、回火索氏体、回火索氏体2 2、不锈钢、不锈钢3 3、轴承钢、轴承钢4 4、模具钢、模具钢5 5、工具钢、工具钢6 6、球化退火组织、球化退火组

16、织7 7、魏氏组织、魏氏组织5-15-1、回火索氏体、回火索氏体 40Cr钢调质处理 500 调质处理调质处理(淬火高温回火处理淬火高温回火处理)组织为回火索氏体少量铁素体组织为回火索氏体少量铁素体40Cr钢调质处理 500 5-25-2、不锈钢、不锈钢 奥氏体不锈钢 200 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢组织为奥氏体，晶内有孪晶。奥氏体不锈钢组织为奥氏体，晶内有孪晶。3Cr13马氏体不锈钢组织为细马氏体少量残余奥氏体马氏体不锈钢组织为细马氏体少量残余奥氏体及颗粒状未溶碳化物。及颗粒状未溶碳化物。马氏体不锈钢 500 5-35-3、轴承钢、轴承钢 GCr15 淬火低温回火 500 左图：左图

17、：正常组织，组织为回火马氏体细小颗粒状正常组织，组织为回火马氏体细小颗粒状碳化物。黑白区较分明，亮区一般沿奥氏体晶界呈碳化物。黑白区较分明，亮区一般沿奥氏体晶界呈网状分布，网状分布，Ms点较低，不易自回火，故呈白色。点较低，不易自回火，故呈白色。右图：右图：马氏体针较粗大，碳化物呈轻微带状分布。马氏体针较粗大，碳化物呈轻微带状分布。马氏体针较粗 500 5-45-4、模具钢、模具钢 Cr12 淬火低温回火 100 回火马氏体呈带状分布的碳化物。回火马氏体呈带状分布的碳化物。Cr12 淬火低温回火 500 5-55-5、工具钢、工具钢 H13 淬火回火 500 H13（4Cr5MoV1Si）回火

18、马氏体回火托氏体。）回火马氏体回火托氏体。W6Mo5Cr4V2回火马氏体少量残余奥氏体颗粒状回火马氏体少量残余奥氏体颗粒状碳化物，晶粒度评为碳化物，晶粒度评为10.5级。级。6542 淬火回火 500 5-65-6、球化退火组织、球化退火组织 T12 球化退火 500 左图：正常球化退火组织球状珠光体。左图：正常球化退火组织球状珠光体。（铁素体基体上分布渗碳体颗粒）（铁素体基体上分布渗碳体颗粒）右图：有少量粗片状珠光体，为球化退火不良组织。右图：有少量粗片状珠光体，为球化退火不良组织。T12 球化退火 500 5-75-7、魏氏组织、魏氏组织 魏氏组织 200 珠光体网状及针状铁素体，呈魏氏组织形态。珠光体网状及针状铁素体，呈魏氏组织形态。魏氏组织是指由晶界向内生长的针状铁素体或渗碳魏氏组织是指由晶界向内生长的针状铁素体或渗碳体。魏氏组织铁素体一般在过热组织及焊接热影响区较体。魏氏组织铁素体一般在过热组织及焊接热影响区较常见。常见。魏氏组织 200 谢谢！