loading实验三：金属材料金相显微组织分析
指导老师：曾迎 地点：机械馆2331 时间：2019.5.28 1、取样与制作 1.1全相试样的选取准则
金相检验是研究金属及合金内部组织的重要方法之一， 是骓热处理质量好 坏的重要手段，要进行金相检验，首先要选择合适的有代表性的金相试样。常规检验可按相关技术标准规定要求取样，失效件的检验可在损坏的地方与完事的部位分别截取试样以作比较，结合其他检测手段探究其失效的大摇大摆。
金相试样截取部位确定以后，还必须确定检验面的方向，常取横向截面或纵向截面，横向试样即试样磨面为与轧(锻)制方向垂直的截面；纵向试样即试样磨面为与轧(锻)制方向平等的截面。 1.2 金相试样的截取方法
金相试样的大小应便于握持及磨制，较理想的形状尺寸是磨面面积小于400mm2，高度15～20mm的圆柱体或长方体。
从被检测的金属材料和零件上截取金相试样可用手锯、砂轮切割机、电火花切割机、剪切、锯、鉋、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。金相实验室里最常用的是手锯和薄片砂轮切割。未经热处理的钢材、普通铸铁以及有色金属可用手锯切取，也可用薄片砂轮切割机切取；淬火处理后的钢材，常用切割砂轮机切取。切割时，要注意冷却，特别是用砂轮切割机时，需要有充分的冷却液进行冷却。硬
而脆的可以用锤击法取样，拣出合适的形状和尺寸的试样，或者进行镶嵌。
无论采用何种方法截取试样，都就避免试样因截割加工不当而引起的显微组织变化，如淬火马氏体组织试样，若切割时冷却不当，过热发生回火形成回火马氏体组织；低碳钢、有色金属中晶粒因受力而拉长、压缩、扭曲；奥氏体类钢在外力作用下晶粒内部滑移线增加出现形变孪晶等。这就要求在截取试样过程中试样受热、受外力作用尽量小。 1.3 夹持与镶样
当选取好的试样过小或过薄(金属碎片、钢丝、钢带、钢针、小钢球等)不易握持，或要对表面处理、表面缺陷等边缘组织试样进行检验，因此要保护试样边缘，或者试样要在自动磨光和自动抛光机上进行自动研磨、抛光时，要对试样进行夹持或镶嵌，所选用的夹持与镶嵌方法均不得改变原始组织。
1.3.1夹持法 夹持法即利用预先制作好的夹具装置，把外形比较规则的圆柱体、薄板等细小试样夹在相应的夹具中。这些夹具比较简单，可自制，一般分为圆环状试样夹具和板型试样夹具，利用机械夹持可将几片试样夹在一起，中间可用铜皮隔开，以保护试样边缘。试样与夹具间应紧密接触。
1.3.2 镶嵌法 镶嵌是把试样嵌入塑料胶木、树脂或低熔点金属，通过加热加压或固化剂作用等方法，使试样与镶嵌料紧密接触。 1.4金相试样的制样
经切割或经切割、镶嵌后得到的金相试样，再经过磨制和抛光，得到磨面平整光滑，没有磨痕和变形层的金相试样，用适当的化学或物理方法对试样抛光面进行浸蚀的过程称为制样。不同的组织、不同位向的晶粒，以及晶粒内部与晶界处受到不同程度的浸蚀，从而在金相显微镜下可清晰地显示出金属与合金的内部组织。对于表面处理及其深度的检验，制样时应防止表面倒角。 2、非金属夹杂物含量测定
钢中非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等都呈独立相存在，主要是由脱氧产物和钢凝固时由于一系列物化反应所形成的各种夹杂物组成。非金属夹杂物作为独立相存在钢中，破坏了钢基体的连续性，使钢组织的不均匀性增大，一般来说钢中非金属夹杂物对钢的性能产生的是不良影响，因此评定钢中夹杂物类别、级别对保证钢材质量、防止开列十分重要。 2.1常用标准
GB/T10561《钢中非金属夹杂物含量的测定 ---- 标准评级图显微检验法》；ISO4967《钢中非金属夹杂物含量的测定----标准评级图显微检验法》。
上述标准适用范围：压缩比大于或等于3的轧制或锻制钢材中的非金属夹杂物。 2.2取样位置
钢材外表面到中心的中间位置的纵向截面。 2.3夹杂物类型
上述实际生产应用标准中按形态把钢中非金属夹杂物分为A、B、C、D、DS五大类，其中又把A～D类按夹杂物粗、 细分为两类分别评定，用字母e表示粗系的夹杂物。 3、金属材料晶粒度评定
晶粒度是表示晶粒大小的一种尺度。 对钢来说，晶粒度一般是指奥氏体化后的实际晶粒大小，即钢材经过不同的热处理操作后冷却到室温下所得到的晶粒。一般来说，在常温下使用的金属材料，晶粒越细，不仅温度、硬度越高，而且塑性、韧性也好。在100倍下645.16 mm2(1in2) 面积内包含的晶粒个数N与显微晶粒度级别数G有如下关系：
N=2G-1
3.1常用标准
GB/T6394《金属平均晶粒度评定方法》；ASTME112《测定平均晶粒度试验方法》。上述标准适用范围：金属组织、晶粒形状与评级图相似的非金属材料。 4、带状组织(偏析)评定
在经热加工后的亚共析钢显微组织中， 铁素体与珠光体沿压延变形方向交替成层分布的组织，成为带状组织。带状组织使钢材的力学性能产生各向异性，即沿着带状纵向的强度高、韧性好，横向的强度低、韧性差。此外，带状组织的工件热处理时易产生畸变，且使得硬度不均匀。 4.1常用标准
GB/T13299《钢的显微组织评定方法》。上述标准适用范围：低碳、中碳钢的钢板、钢带和型材。 4.2 带状组织评定方法
评定珠光体钢中的带状组织，要根据带状铁素体数理，并考虑带状贯穿视场的程度、连续性和变形铁素体晶粒多少确定。上述标准按钢材碳的质量分数分为 A、B、C三系列，每系列中按偏析程度分为 0～5级，5级最严重，由试样100倍视场的相应图片对照评定。 5、魏氏组织评定
亚共析钢在铸造、锻造、轧制、焊接和热处理时，由于高温形成粗大奥氏体，在冷却时游离铁素体除沿晶界呈网状析出外，还有一部分呈针状自晶界伸入晶内或在晶粒内部独自析出，而不与晶界铁素体网相连，这种针状组织称为魏氏组织。魏氏组织出现为钢材过热的金相特征，将造成钢的力学性能，尤其是冲击性能的下降，严重的将造成零件在使用过程中的脆性断裂。
5.1常用标准
GB/T13299《钢的显微组织评定方法》。
上述标准适用范围：低碳、中碳钢的钢板、钢带和型材。 6、球粒状珠光体(球化体)评定
钢经球化退火后，获得均匀分布的小球状珠光体，能降低钢的硬度、改善切削加工性能，并为以后的热处理做好准备。
具有片状珠光体的钢材硬度高、切削性能差、加工后表面粗糙，当进行热处理时工具变形较大，且容易造成过热。产生片状珠光体的