金相檢驗及電鏡分析

1、 金相檢驗主要內容1、金相技術概述2、金相樣品制備3、金相顯微鏡4、金相常規(guī)檢驗項目5、寬厚板常規(guī)鋼種金相檢驗6、金相組織識別主要講述金相檢驗的最基本的知識金相技術概述 金相技術作為材料研究的手段可以追溯到1863年英國的索比（Sorby）用顯微鏡觀察到鋼鐵的金相組織，并于1864年展出了第一張鋼的顯微組織照片。此后，光學顯微鏡成為鋼鐵材料研究和檢驗的有效手段。 金相學被認為是金屬學的先導，是金屬學賴以生存與發(fā)展的基礎。 鋼鐵材料的微觀組織結構是溝通材質、工藝和性能之間的橋梁，它與材質、工藝、性能之間關系的研究是貫穿百年鋼鐵材料研究和開發(fā)的主題。金相技術概述 鋼鐵材料性能的多樣性與其組織結構多

2、樣性密不可分。奧氏體、鐵素體、珠光體、馬氏體、貝氏體以及各種第二相等構成了鋼鐵材料復雜多變、繽紛多姿的組織世界。 目前，金相技術仍是材料科學與工程領域最廣泛應用、易行有效的研究檢驗方法，金相檢驗則是各國和ISO國際材料檢驗標準中的重要物理檢驗項目類別。金相技術概述 主要指借助光學（金相）顯微鏡、放大鏡和體視顯微鏡等對材料顯微組織、低倍組織和斷口組織等進行分析研究和表征的材料學科分支，既包含材料三維顯微組織的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的樣品制備、準備和取樣方法。 其觀測研究的材料組織結構的代表性尺度范圍為10-9-10-2m 數量級，主要反映和表征構成材料的相和組織組成物、晶粒（亦包括可

3、能存在的亞晶）、非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷（例如位錯）的數量、形貌、大小、分布、取向、空間排布狀態(tài)等。金相樣品制備 制備金相樣品的目的是顯示樣品的真實組織，制樣結果要求具有重現(xiàn)性。 機械制樣希望得到無變形、無磨痕、無脫落、無外來物質、無折皺、無邊緣磨圓、無熱損傷的理想表面。 然而幾乎不可能得到如此完美的理想表面。制樣結果只要滿足特定分析需要即可。金相樣品制備取樣取樣原則：所選取樣品必須能代表母體的性質 根據所檢驗金屬材料或零件工藝過程或處理情況、檢驗目的、雙方技術協(xié)議不同，金相試樣截取部位也要相應變化。金相樣品制備取樣常規(guī)檢驗依據相關國家標準進行表面檢驗有無脫碳、折疊等失效分析在失效部位如裂

4、紋附近取樣金相組織不均勻如鑄件須從表面到中心同時 取樣觀察，了解合金的偏析度金相樣品制備取樣橫截面試樣由表層到中心金相組織變化表面缺陷的檢驗，如脫碳、氧化、折疊等表面處理結果的檢驗，如表面淬火、滲碳、涂鍍等網狀碳化物晶粒度評級取樣部位確定后還要確定金相磨面金相樣品制備取樣非金屬夾雜的數量、大小和形狀測定晶粒拉長程度，了解材料冷變形程度觀察鋼材中帶狀組織的情況縱截面金相樣品制備取樣常用的取樣方法機械加工：車床、鋸床、刨床切割：砂輪切割、濕式砂輪片切割氣割：金相樣品制備鑲嵌鑲嵌的目的1、某些絲帶片管等尺寸較小或形狀不規(guī)則的樣品，不易握持時。2、需檢驗邊緣時3、標準化半自動制樣 鑲嵌的方法 熱鑲、冷

5、鑲和機械夾持金相樣品制備熱鑲嵌熱鑲熱鑲 熱塑性成型溫度在150左右，一般不影響試樣的金相組織，但對淬火鋼不適用。 對于有些較軟的材料，在加壓時易產生塑性變形，不宜熱鑲。有些較大不規(guī)則樣品，無法熱鑲。 常用熱鑲料有電木粉、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。 熱鑲機質量高、尺寸形狀統(tǒng)一、省時、經濟金相樣品制備冷鑲嵌冷鑲冷鑲 將樣品放在模型中，利用化學催化作用鑲嵌成型。 常用的冷鑲料有：牙托粉和牙脫水、環(huán)氧樹脂、丙烯酸等。一般在空氣中即可固化，為提高質量，也可在冷鑲機中真空進行。 方便靈活、適于各種形狀樣品機械夾持機械夾持1、將試樣鑲入鋼圈或鋼夾。2、試樣應與鋼圈或鋼夾緊密接觸，而且夾具的硬度應接近于試樣的硬度

6、。金相樣品制備磨光目的： 去掉損傷或變形層，獲得僅有極小損傷的平的表面。一般分為粗磨、精磨兩步。粗磨： 打砂輪：去除切割熱影響或變形，使表面平整。精磨： 消除較深的磨痕，為試樣拋光作準備。 一般選用不同型號的SiC砂紙、金剛石磨盤等。金相樣品制備磨光 砂紙編號標準粒度（m）1201061509018075220682405228042320344002260014800810005金相樣品制備拋光 半自動拋磨機 拋光是試樣制備的最后一道，去處表面的細微磨痕，成為光滑無瑕的鏡面。 分為：機械拋光、電解拋光和化學拋光金相樣品制備拋光機械拋光粗拋光尼綸、帆布、呢絨 金剛砂、氧化鋁、氧化鉻等精拋光尼龍

7、綢、天鵝絨 細拋光粉、細金剛砂軟膏金相樣品制備拋光電解拋光 基于陽極溶解原理，樣品為陽極，不銹鋼板或鋅板為陰極。 由電壓、電流、溫度、拋光時間綜合確定。金相樣品制備拋光化學拋光常用化學拋光制度草酸2.5g，硫酸1.5ml，過氧化氫10ml，水100ml、 氧化鋁或氧化鉻粉1015g碳鋼鉻酐10g、水100ml、氧化鋁或氧化鉻粉1020g非金屬夾雜、不銹鋼等 草酸5g、過氧化氫（30）46ml、 硫酸銅0.5g、水100ml高錳鋼、奧氏體不銹鋼鹽酸5ml、過氧化氫（30）3ml、 氫氟酸（42）5ml高錳鋼、奧氏體不銹鋼依靠化學試劑對試樣表面不均勻溶解，逐漸得到光亮表面的結果。金相樣品制備浸蝕目

8、的目的： 顯示真實，清晰的組織結構方法方法： 化學浸蝕 電解浸蝕 特殊方法：著色、陰極真空浸蝕等金相顯微鏡分類正置式便于選取視場倒置式方便，樣品底部要求不高體式顯微鏡斷口宏觀檢驗工具顯微鏡測量（力學）功能明場、暗場、偏光、微分干涉DIC金相顯微鏡明場Bright field 利用照明光線直接照射到被測樣品表面反射回來觀察。 最常用的觀察方法，試樣表面略有不平無陰影，能較真實的顯示各種不同的組織形貌。金相顯微鏡 暗場Dark field 暗場照明原理圖 利用丁道爾現(xiàn)象所產生的光衍射/繞射,用斜射照明的方式觀察被測試樣,可看到明場看不到的物質.金相顯微鏡偏光Polarizing 偏振光照明原理圖

9、利用偏光鏡片的單向振動性，在垂直正交時可對具有雙折射性的物質進行定性檢查。適用于地質巖相和晶體性夾雜物判別。金相顯微鏡偏光的應用 各向同性晶體與各向異性的相的區(qū)分； 區(qū)別各向同性但腐蝕程度不同的相； 根據不同取向的晶粒的振動面旋轉角不同，明暗程度不同，區(qū)別精細組織結構如孿晶、晶界等； 夾雜物檢驗。金相顯微鏡 1952年，Nomarski在相差顯微鏡原理的基礎上發(fā)明了微分干涉差顯微鏡（differential interference contrast microscope），利用直線偏振光經過諾馬斯基棱鏡后的干涉現(xiàn)象，觀察樣品表面凹凸，其優(yōu)點是影像的立體感更強，使某些組織的觀察大為改善。DIC

10、技術 DIC照明原理圖 金相顯微鏡17CrNiMo6金相明場像 17CrNiMo6金相DIC照片 金相顯微鏡明場暗場DIC偏光金相常規(guī)檢驗項目n金相常規(guī)檢驗的項目和依據標準： 脫碳層深度測定： GB/T 224-2008鋼的脫碳層深度測定法 晶粒度測定：GB/T6394-2002金屬平均晶粒度測定方法 非金屬夾雜物含量的測定：GB/T10561-2005鋼中非金屬夾雜物含量的測定 標準評級圖顯微檢驗法 帶狀組織的測定：GB/T13299-91鋼的顯微組織評定方法金相常規(guī)檢驗項目n非金屬夾雜物評級 根據夾雜物的形態(tài)和分布，標準圖譜分為A,B,C,D和DS五大類。 這五大類夾雜物代表最常觀察到的夾

11、雜物的類型和形態(tài): A類(硫化物類):具有高的延展性，有較寬范圍形態(tài)比(長度/寬度)的單個灰色夾雜物，一般端部呈圓角; B類(氧化鋁類):大多數沒有變形，帶角的，形態(tài)比小(一般3)，黑色或帶藍色的顆粒，沿軋制方向排成一行(至少有3個顆粒);金相常規(guī)檢驗項目n非金屬夾雜物評級C類(硅酸鹽類):具有高的延展性，有較寬范圍形態(tài)比(一般3)的單個呈黑色或深灰色夾雜物，一般端部呈銳角; D類(球狀氧化物類):不變形，帶角或圓形的，形態(tài)比小(一般3),黑色或帶藍色的，無規(guī)則分布的顆粒; DS類(單顆粒球狀類):圓形或近似圓形，直徑 13 m的單顆粒夾雜物。金相常規(guī)檢驗項目 A類 硫化物夾雜B類 氧化物夾雜

12、金相常規(guī)檢驗項目 C類 硅酸鹽類夾雜Ds 類 單顆粒球狀金相常規(guī)檢驗項目夾雜物評級： 檢驗面取平行于軋制方向的試樣面，無需腐蝕。觀察時有兩種方法，一種是投影到毛玻璃上，另一種是用目鏡直接觀察，我們實驗室采用第二種方法，評定時需在100倍的放大倍率下，目鏡中標有試驗網格圖及標線測量網，保證我們評定的每個視場子區(qū)域為0.5mm2且可以直接測量夾雜物的尺寸大小，與評級圖進行對比。觀察完整個拋光面后，選擇最惡劣的視場子區(qū)域進行評級。金相常規(guī)檢驗項目 格子輪廓線或標線的測量網金相常規(guī)檢驗項目帶狀組織評定珠光體鋼中的帶狀組織，要根據帶狀鐵素體數量增加，并考慮帶狀貫穿視場的程度、連續(xù)性和變形鐵素體晶粒多少的

13、原則確定。同樣我們也有評級圖譜，對圖譜的簡單描述如下表： A系列：指定作為含碳量小于或等于0.15%鋼的帶狀組織評級B系列：指定作為含碳量0.16%0.30%鋼的帶狀組織評級C系列：指定作為含碳量0.31%0.50%鋼的帶狀組織評級金相常規(guī)檢驗項目帶狀組織評級圖譜簡單描述如下表級別組織特征A系列B系列C系列0等軸的鐵素體晶粒和少量的珠光體，沒有帶狀均勻的鐵素體珠光體組織，沒有帶狀均勻的鐵素體珠光體組織，沒有帶狀1組織的總取向為變形方向，帶狀不很明顯組織的總取向為變形方向，帶狀不很明顯鐵素體聚集，沿變形方向取向，帶狀不很明顯2等軸鐵素體晶?；w上有1-2條連續(xù)的鐵素體帶等軸鐵素體晶粒基體上有1-

14、2條連續(xù)的和幾條分散的鐵素體帶等軸鐵素體晶粒基體上有1-2條連續(xù)的和幾條分散的鐵素體珠光體帶3等軸鐵素體晶?；w上有幾條連續(xù)的鐵素體帶穿過整個視場等軸晶粒組成幾條連續(xù)的穿過整個視場的鐵素體珠光體交替帶 等軸晶粒組成幾條連續(xù)的鐵素體珠光體交替帶，穿過整個視場4等軸鐵素體晶粒和較粗的變形鐵素體晶粒組成貫穿視場的交替帶等軸晶粒和一些變形晶粒組成貫穿視場的鐵素體珠光體交替帶等軸晶粒和一些變形晶粒組成貫穿視場的鐵素體珠光體交替帶5等軸鐵素體晶粒和大量較粗的變形鐵素體晶粒組成貫穿視場的交替帶變形晶粒為主構成貫穿視場的鐵素體珠光體不均勻交替帶變形晶粒為主構成貫穿視場的鐵素體珠光體不均勻交替帶金相常規(guī)檢驗項目

15、晶粒度檢驗 試樣經過浸蝕后，在100倍的放大倍率下評定。通常使用與相應標準系列評級圖直接進行對比。通過有代表性視場的晶粒組織圖像或顯微照片與評級圖進行比較，選取與檢測圖像最接近的標準評級圖級別數，作為評定結果。寬厚板常規(guī)鋼種金相檢驗帶狀組織：帶狀組織： 對于管線鋼，帶狀組織在200倍下觀察，在壁厚中心進行檢查評級，標準視場直徑為80mm。試樣切取和制備按照GB/T13298規(guī)定，板寬1/2處取樣，磨面平行于軋制方向。 依據硬組織帶，即M/A或珠光體的條數，在視場內的貫穿程度、連續(xù)性以及夾雜物相關性進行評級。 對管線鋼帶狀組織的評級可分為4級，各級別特征為： 1級：鐵素體及硬組織帶有沿軋向分布的

16、趨勢。 2級：能見3條及3條以下連續(xù)硬組織帶組織貫穿視場。 3級：能見3條以上連續(xù)的硬組織帶。 4級：能見3條以上連續(xù)的硬組織帶，且集中分布呈寬帶。寬厚板常規(guī)鋼種金相檢驗 如果在組織內發(fā)現(xiàn)以下兩種情況，可在原有級別上加半級：1、在硬的組織帶內伴有塑性夾雜物，且在500倍下貫穿整個視場2、一條硬組織帶的寬度在200倍下超過4mm，且組織帶完整連續(xù)。 X80M 帶狀組織3.0級寬厚板常規(guī)鋼種金相檢驗晶粒度：晶粒度： 在針狀鐵素體型管線鋼顯微組織中，鐵素體晶粒有三種形態(tài)：針狀鐵素體晶粒、塊狀鐵素體晶粒和粒狀貝氏體晶粒。針狀鐵素體晶粒內部含有的板條束屬于亞結構，不視為晶界；粒狀貝氏體晶粒和內部的小島應

17、視為一個晶粒；分布于相鄰鐵素體晶界處的小島不作為單獨的晶粒計入。 取樣制樣：板寬1/2處取樣，磨面垂直于軋制方向 晶粒度的評級有比較法和截點法。一般情況下我們實驗室采用比較法。在100倍下與晶粒度級別圖進行比較評級。寬厚板常規(guī)鋼種金相檢驗 如果在100倍下評定有困難，可采用其他倍數觀察，然后與評級圖進行對比。對比后通過下表換算成基準倍數(100)下被測試樣的晶粒度。放大倍數為M下評定的晶粒度級別與相應的顯微晶粒度級別指數對照表圖像的放大倍數與標準評級圖編號等同圖像的晶粒度級別 No.1N o .2N o .3N o .4N o .5N o .6N o .7N o .8N o .9No.1010

18、0123456789102003456789101112300456789101112134005678910111213145005.66.67.68.69.610.6 11.6 12.6 13.6 14.660078910111213141516放大倍數為M下評定的晶粒度級別與相應的顯微晶粒度級別指數對照表寬厚板常規(guī)鋼種金相檢驗 X80M 晶粒度11.5級金相組織識別鐵碳相圖 Fe和C能夠形成Fe3C, Fe2C 和FeC等多種穩(wěn)定化合物。所以，F(xiàn)e-C相圖可以劃分成Fe-Fe3C, Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四個部分。由于化合物是硬脆相化合物是硬脆相，后面三部分相

19、圖實際上沒有應用價值（工業(yè)上使用的鐵碳合金含碳量不超過5），因此，通常所說的鐵碳相圖就是鐵碳相圖就是Fe-Fe3C部分部分。 化合物Fe3C稱為滲碳體滲碳體(Cementite)，是一種亞穩(wěn)定的化合物，在一定條件下可以分解為Fe和C，C原子聚集到一起就是石墨。因此，鐵碳相圖常表示為Fe-Fe3C和Fe-石墨雙重相圖。Fe-Fe3C相圖主要用于鋼，而Fe-石墨相圖則主要用于鑄鐵的研究和生產。這里主要分析討論Fe-Fe3C相圖，F(xiàn)e-石墨相圖與此類似，只是右側的單相是石墨而不是Fe3C。金相組織識別鐵碳相圖鐵碳相圖純鐵的同素異晶轉變如下： 共析成分的Fe-C合金升溫轉變成奧氏體之后,在不同冷卻條件

20、下奧氏體所發(fā)生的相變。主要有三種不同的相變過程：珠光體轉變、貝氏珠光體轉變、貝氏體轉變、馬氏體轉變體轉變、馬氏體轉變。 金相組織識別鐵碳相圖單相區(qū)單相區(qū)5個 液相區(qū)(L)ABCD以上區(qū)域 固溶體區(qū)AHNA 奧氏體區(qū)()NJESGN 鐵素體區(qū)()GPQ以左 滲碳體區(qū)(Fe3C)DFK直線 兩相區(qū)兩相區(qū)7個 L+AHJBAL+BJECBL+ Fe3CDCFD+HNJH+GPSG+ Fe3CESKFCE+ Fe3CPQLKSP三相區(qū)三相區(qū)3個包晶線水平線HJB(L+)共晶線水平線ECF(L+Fe3C)共析線水平線PSK(+ Fe3C)金相組織識別鐵素體 碳溶解于Fe和Fe中形成的固溶體稱為鐵素體鐵素

21、體(Ferrite)，用、或F表示, 由于Fe是高溫相，因此也稱為高溫鐵素體。鐵素體的含碳量非常低（727時，F(xiàn)e最大溶碳量僅為0.0218，室溫下含碳僅為0.005%），所以其性能與純鐵相似：硬度(HB5080)低，塑性(延伸率為30%50%)高。鐵素體的顯微組織與工業(yè)純鐵相似。鐵素體鐵素體 Ferrite鐵素體金相組織識別奧氏體 碳溶解于Fe中形成的固溶體稱為奧氏體奧氏體(Austenite)，用或A表示。具有面心立方晶體結構的奧氏體可以溶解較多的碳，碳原子存在于面心立方晶格中正八面體的中心， 1148時最多可以溶解2.11%的碳，到727時含碳量降到0.77%。奧氏體的硬度(HB1702

22、20)較低，塑性(延伸率為40%50%)高。奧氏體奧氏體 Austenite奧氏體的顯微組織及晶胞示意圖金相組織識別滲碳體 滲碳體是鐵和碳形成的金屬化合物，含碳量為6.67%（有些書上為6.69%），具有復雜的斜方晶體結構，熔點為1227。滲碳體硬度極高（HB800），塑性幾乎等于0，是硬脆相。在鋼中，滲碳體以不同形態(tài)和大小的晶體出現(xiàn)在組織中，對鋼的力學性能影響很大。 在一定條件下（如高溫長期停留或緩慢冷卻），滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳：Fe3C3Fe + C(石墨)。這一過程對于鑄鐵和石墨鋼具有重要意義。滲碳體滲碳體 Fe3C滲碳體的晶胞示意圖金相組織識別珠光體在727時，奧氏體（0

23、.77%C） 鐵素體(0.02%C)+滲碳體Fe3C(6.67%C)奧氏體過冷過冷到727以下在奧氏體晶界首先形成Fe3C晶核。Fe3C是高碳相必須依靠周圍的奧氏體不斷的供碳使它長大。隨Fe3C核的橫向長大在它兩側的奧氏體形成貧碳區(qū)。為鐵素體的形成創(chuàng)造了條件，在側面的貧碳區(qū)就形成鐵素體晶核。 貧碳區(qū)形成鐵素體的晶核長大。因鐵素體是貧碳相隨著它的長大必有一部分碳排出使相鄰的奧氏體中富碳，又為Fe3C形核創(chuàng)造了條件。就在富碳區(qū)形成Fe3C核。如此反復形成層片狀分布的組織。且鐵素體與Fe3C同時向縱深長大形成珠光體組織。層片狀分布大致分別相同的區(qū)域稱為珠光體團珠光體團。顯然這是典型的擴散型相變。金相

24、組織識別貝氏體 如果將共析鋼過冷到550230之間并沒有產生片間距更細的珠光體，而是產生了另一種新組織稱為貝氏體貝氏體(Bainite）。它也是由鐵素體加碳化物組成，但碳化物是非層片狀分布的。這是因為珠光體轉變是受碳在奧氏體中的擴散控制，同時鐵原子也要發(fā)生擴散。如果過冷度很大，轉變的溫度達到相當的低，使鐵原子無法發(fā)生擴散，同時碳的擴散也受到影響，顯然不可能發(fā)生珠光體轉變了，就會使轉變的規(guī)律發(fā)生變化，產生貝氏體組織。 由于形成的溫度不同使貝氏體的形貌有所不同，又將貝氏體分成上貝氏體上貝氏體(Upper Bainite)與下貝氏體下貝氏體(Lower Bainite)。其形貌下圖所示。金相組織識別

25、貝氏體 上貝氏體在500350形成，從圖中可見在光學顯微鏡下呈羽毛狀，電鏡照片表明，它是由平行分布的鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)而細小的滲碳體片共同組成。 上貝氏體金相組織識別貝氏體 下貝氏體下貝氏體在350230形成，可見在光學顯微鏡呈黑色針狀，針的基體是鐵素體，內部分布著細小的碳化物。金相組織識別貝氏體貝氏體轉變的基本規(guī)律貝氏體轉變的基本規(guī)律根據實驗的結果，貝氏體相變有如下的規(guī)律規(guī)律： 貝氏體轉變也是形核與長大的過程。因相變是由一種成分的奧氏體分解出鐵素體及碳化物兩相組織，轉變必有碳的擴散，但鐵原子與合金元素不發(fā)生擴散。且在許多的鋼種中存在轉變的不完全性。 由于形成溫度較低，碳原子擴散困難使

26、得貝氏體中的碳化物的尺寸比珠光體中的碳化物細小，鐵素體中碳的過飽和度增加。 貝氏體的組織形態(tài)主要決定于形成溫度，還與奧氏體中的含碳量有關。為了得到下貝氏體,奧氏體中的含碳量需達到中碳以上。金相組織識別馬氏體 當高溫的奧氏體獲得極大的過冷（對共析鋼要過冷到230以下）造成碳無法擴散，碳化物無法從奧氏體中析出，就形成一種非平衡的新組織。試驗表明，雖然碳無法從奧氏體中擴散出來，但是奧氏體仍然從原來Fe的FCC結構轉變成Fe的BCC結構。因為沒有碳化物的析出，所以碳就過飽和的溶解在BCC結構中將晶格拉長變成了BCT結構。鋼中形成的這種碳在Fe中過飽和的固溶體就被稱為馬氏體馬氏體（Martensite）

27、。有兩種典型的組織：板條馬氏體與片狀馬氏體。金相組織識別馬氏體 板條狀馬氏體 板條狀馬氏體光學顯微鏡下的特征是：束狀組織，每一束內有條，條與條間以小角度晶界分開，而束與束間有較大的夾角。 金相組織識別馬氏體 片層狀馬氏體 片層狀馬氏體光學顯微鏡下的特征是：細針狀或竹葉狀，片與片之間以一定的夾角相交。一個重要的規(guī)律是：奧氏體的晶粒越粗大，馬氏體的片也越粗大。金相組織識別馬氏體 對馬氏體的轉變機理目前尚不完全清楚。但根據大量的試驗結果可歸納出以下的轉變特征(相對于擴散性相變具有的一些特點)： 因為轉變溫度很低，相變驅動力大，使鐵原子發(fā)生遷移，奧氏體由原來的FCC結構變成BCC結構。Fe原子的移動時

28、是以馬氏體與母相的界面為固定的平面，每一個原子均相對于相鄰的原子以相同的矢量移動，且移動的距離不超過原子間距，移動后仍然保持原有的近鄰關系。這種方式為切變切變。金相組織識別馬氏體 因轉變的溫度很低，碳及合金元素均無法擴散，造成原奧氏體中的化學成分與馬氏體中的化學成分完全一致，這一特征稱為無擴散性無擴散性。 馬氏體的形成的速度極快。只要有過冷度到馬氏體開始轉變的溫度（Ms點）會立即以高速形成相當數量的馬氏體，在一般的鋼中如果在Ms點以下的某一溫度延長時間，馬氏體的數量不會增加。只有不斷的降溫，馬氏體的數量才可以不斷的增加。一旦到了馬氏體轉變終了溫度（Mf點）再降溫馬氏體的數量也不再增加。這種特征

29、稱為變溫形成瞬時長大。 根據變溫形成瞬時長大特征可知，即使到了Mf點（一般在室溫以下）也會有一部分奧氏體不發(fā)生轉變，而保留下來，稱為殘余奧氏體。此特征稱為轉變不完全性。金相組織識別典型鋼鐵組織 鐵素體鐵素體成分：C 0.03%, Si 0.33%, Mn 0.22%, P 0.014%, S 0.012%熱處理：950退火金相組織識別典型鋼鐵組織 珠光體珠光體+ +鐵素體鐵素體成分：C 0.44%, Si 0.19%, Mn 0.73%, P 0.022%, S 0.011%熱處理：930退火金相組織識別典型鋼鐵組織 珠光體珠光體+ +網狀滲碳體網狀滲碳體成分：C 1.13%, Si 0.17

30、%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%熱處理：900退火 金相組織識別典型鋼鐵組織 球狀滲碳體球狀滲碳體成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%熱處理：780退火1小時后徐冷金相組織識別典型鋼鐵組織 屈氏體屈氏體成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009%熱處理：850水淬后，350回火 金相組織識別典型鋼鐵組織 索氏體索氏體成分：C 0.81%, Si 0.18%, Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014%熱處理：820水淬；580回火

31、 金相組織識別典型鋼鐵組織 殘留奧氏體殘留奧氏體成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%熱處理：1030油冷 金相組織識別典型鋼鐵組織 馬氏體球狀滲碳體馬氏體球狀滲碳體成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%熱處理：球化珠光體組織加熱到800水冷，100回火金相組織識別典型鋼鐵組織 屈氏體馬氏體屈氏體馬氏體成分：C 0.41%, Si 0.25%, Mn 0.73%, P 0.015%, S 0.011%熱處理：850油冷金相組織識別典型鋼鐵組織 馬氏體馬氏體+ +鐵素體鐵

32、素體成分：C 0.33%, Si 0.17%, Mn 0.74%, P 0.027%, S 0.015%熱處理：從950爐冷到750后水淬金相組織識別典型鋼鐵組織 魏氏組織魏氏組織成分：C 0.33%, Si 0.17%, Mn 0.74%, P 0.027%, S 0.015%熱處理：從1280加熱1小時后空冷金相組織識別表面處理表面處理滲碳組織滲碳組織成分：C 0.16%, Si 0.26%, Mn 0.53%, P 0.018%, S 0.019%熱處理：在890加熱2小時固體滲碳后徐冷金相組織識別表面處理表面處理脫碳組織脫碳組織成分：C 0.16%, Si 0.26%, Mn 0.53

33、%, P 0.018%, S 0.019%熱處理：在890加熱2小時固體滲碳后徐冷材料名稱：97-12P氣閥底座 組織說明： 照片由堆焊層和基體組成?；w材料是4Cr14Ni14W2Mo奧氏體鋼，堆焊層是Stellite6鈷基合金（1.2C-30Cr-14W-Co）。 作者：程世長 粱永存金相組織識別焊接焊接金相分析中應注意的問題 （1）材料顯微組織結構的多尺度性：原子與分子層次，位錯等晶體缺陷層次，晶粒顯微組織層次，細觀組織層次，宏觀組織層次等； （2）材料顯微組織結構的不均勻性：實際顯微組織常常存在幾何形態(tài)學上的不均勻性，化學成分的不均勻性，微觀性能（如顯微硬度、局部電化學位）的不均勻性等

34、； （3）材料顯微組織結構的方向性：包括晶粒形態(tài)各向異性，低倍組織的方向性，晶體學擇尤取向，材料宏觀性能的方向性等多種方向性，應予以分別分析和表征；金相分析中應注意的問題（4）材料顯微組織結構的多變性：化學組成改變，外界因素及時間變化引起相變和組織演變等均可能導致材料顯微組織結構變化，從而，除需要對靜態(tài)顯微組織形態(tài)進行定性、定量分析外，應注意是否存在對固態(tài)相變過程、顯微組織演變動力學和演變機理研究的必要；（5）材料顯微組織結構可能具有的分形（fractal）特性和特定金相觀測可能存在的分辨率依賴特性：可能導致其顯微組織定量分析結果強烈依賴于圖像分辨率，當進行材料斷口表面組織形態(tài)進行定量分析以及

35、對顯微組織數字圖像文件進行存儲和處理時更應注意這一點；金相分析中應注意的問題 （6）材料顯微組織結構非定量研究的局限性：雖然顯微組織的定性研究有時尚可滿足材料工程的需求，但材料科學分析研究總是還需要對顯微組織幾何形態(tài)的科學進行定量測定以及對所得定量分析結果的進行誤差分析（隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗差）； （7）材料顯微組織結構截面或投影觀測的局限性等等。鑄鐵片狀石墨及珠光體三維結構的深蝕觀測已表明該類局限性極易導致人們對截面圖像或投影圖像的錯誤解讀.Scanning Electron Microscope掃描電鏡分析主要內容1、簡介簡介2、掃描電鏡應用掃描電鏡應用3、預備開展工作預備開展工作主要講述掃描電鏡分析的最基本的知識掃描電鏡工作原理微觀形貌微觀形貌微區(qū)化學成分微區(qū)化學成分晶體學特征晶