金相檢驗4-結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗

1、上海材料研究所1結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗金相檢驗金相檢驗第四單元第四單元主講：王文科主講：王文科2007-5-2上海材料研究所2內(nèi)內(nèi) 容容 鋼的分類 冷變形鋼的金相檢驗 冷變形鋼常用金相檢驗標準 調(diào)質(zhì)鋼的金相檢驗 彈簧鋼的金相檢驗 軸承鋼的金相檢驗 鋼的脫碳層深度測定法 結(jié)構(gòu)鋼金相檢驗分析案例2007-5-2上海材料研究所3鋼的分類鋼的分類(預備知識預備知識)1.1.按用途分類按用途分類 2007-5-2上海材料研究所42.2.按化學成分分類按化學成分分類 2007-5-2上海材料研究所54.4.按冶煉方法分類按冶煉方法分類 5.5.按金相組織分類按金相組織分類 （1 1）按退火組織分

2、類）按退火組織分類 （2 2）按正火組織分類）按正火組織分類 3.3.按質(zhì)量分類按質(zhì)量分類 2007-5-2上海材料研究所6結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼碳碳素素結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼合合金金結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235BQ235B）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（4545鋼）鋼）碳素鑄鋼碳素鑄鋼易切削鋼易切削鋼機械零件用鋼機械零件用鋼工程構(gòu)件用鋼工程構(gòu)件用鋼（低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼）（）（16MnVN）滲碳鋼滲碳鋼(15,20Cr,20CrMnTi, 18Cr2Ni4WA)調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼(40Cr, 35CrMo, 40CrNiMo)彈簧鋼彈簧鋼(65Mn、60Si2Mn)滾動軸承鋼滾動軸承鋼(GC

3、r15)2007-5-2上海材料研究所7模塊一、冷變形鋼的金相檢驗模塊一、冷變形鋼的金相檢驗 冷變形鋼冷變形鋼是指可以在常溫下用沖壓或拉拔等冷變形的方法，以支撐某種機械零件或毛坯的鋼材。分為冷沖壓用鋼和冷拉結(jié)構(gòu)鋼。 （一）、冷壓結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗（一）、冷壓結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗 （二）、冷拉結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗（二）、冷拉結(jié)構(gòu)鋼的金相檢驗 （三）、冷變形鋼熱處理后的組織和性能（三）、冷變形鋼熱處理后的組織和性能 （等軸晶組織）（等軸晶組織）2007-5-2上海材料研究所8冷變形冷變形結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工生產(chǎn)工藝藝代表代表組織組織性能性能檢驗項目檢驗項目冷壓冷壓沖壓08鋼、08F鋼、10鋼鐵素體+少量的顆粒

4、狀碳化物晶粒度鐵素體晶粒、游離滲碳體、帶狀組織、魏氏組織冷拉冷拉拉拔15鋼、25鋼、45鋼、15Mn冷拉纖維組織（鐵素體+珠光體）滲碳體的球化斷口、脫碳層、非金夾雜、鐵素體晶粒度、帶狀組織表4-1 冷壓和冷拉結(jié)構(gòu)鋼對比2007-5-2上海材料研究所9模塊二、冷變形鋼常用金相檢驗標準模塊二、冷變形鋼常用金相檢驗標準（一）鐵素體晶粒度測定法（一）鐵素體晶粒度測定法 評級標準為GB/T 4335-1984 低碳鋼冷 軋薄板鐵素體晶粒度測定法。適用于含碳量小于0.2的低碳鋼冷軋薄板鐵素體晶粒度的測定。 1、比較法比較法 2、切割法切割法2007-5-2上海材料研究所10（二）鋼的顯微組織評定方法（二）

5、鋼的顯微組織評定方法鐵素體和珠光鐵素體和珠光體相間的帶狀組織評級標準為GB/T 13299-1991鋼的顯微組織評定法。 圖4-1 鋼退火組織（500）（A系1級） 圖 4-2 鋼冷軋組織(500)(B系34級 )鐵素體游離滲碳體游離滲碳體2007-5-2上海材料研究所11圖4-3 16Mn鋼熱軋帶狀組織（100）(B系34級 )2007-5-2上海材料研究所12模塊三、調(diào)質(zhì)鋼的金相檢驗模塊三、調(diào)質(zhì)鋼的金相檢驗（一）調(diào)質(zhì)鋼（一）調(diào)質(zhì)鋼 調(diào)質(zhì)：結(jié)構(gòu)鋼在淬火加高溫回火后具有良好的綜合力學性能，有較高的強韌性，這種熱處理方法叫做調(diào)制處理，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的鋼稱之為調(diào)質(zhì)鋼。 熱處理：淬火+高溫回火、最終溫

6、度Ac3以上3050。 原始組織：細小均勻的鐵素體+珠光體。 常用牌號有：40Cr、40MnB、30CrMnSi、38CrMoAlA、40CrNiMoA、40CrMnMo等。2007-5-2上海材料研究所13（二）調(diào)質(zhì)鋼的缺陷組織1、脫碳層 檢驗標準為GB/T 224-1987。 圖4-6 40Cr調(diào)質(zhì)處理后出現(xiàn)脫碳層（100）2007-5-2上海材料研究所14粗大馬氏體圖4- 7 40CrNiMo鋼910淬油，180回火過熱淬火組織（500） 2、淬火后回火過熱組織中等針狀馬氏體圖4-8 40CrNiMo鋼850淬油，180回火正常淬火組織(500)2007-5-2上海材料研究所15 3、淬

7、火后回火欠熱組織未溶鐵素體圖4-9 40CrNiMo鋼790淬油，180回火欠熱淬火組織（500）2007-5-2上海材料研究所16 4、欠淬透組織圖4-10 40Cr鋼850淬油冷卻不足組織（500）托氏體（片狀滲碳體）2007-5-2上海材料研究所17模塊四、彈簧鋼的金相檢驗模塊四、彈簧鋼的金相檢驗1、彈簧鋼 彈簧鋼是用于制造各種彈性元件的專用結(jié)構(gòu)鋼，具有彈性極限高，足夠的韌性、塑性和較高的疲勞強度。彈簧鋼中加入的合金元素主要有硅和錳，目的是為提高淬透性。 常用牌號：冷拔鋼絲T8MnA、65Mn，碳素鋼65、65Mn、70Mn，硅鉻系的60SiCrA、60Si2CrVA，硅錳系的60Si2

8、Mn，退火態(tài)使用的50CrVA、60Si2MnA、65Si2MnWA等。2007-5-2上海材料研究所182、彈簧鋼的強化工藝及組織 彈簧鋼絲成材過程的強化處理工藝有：冷拉后淬火加中溫回火，組織為回火托氏體；“鉛淬” 冷拔處理。（1）熱成形彈簧（2）冷成形彈簧2007-5-2上海材料研究所193、彈簧鋼的金相檢驗項目 （1）石墨碳和非金屬夾雜物 檢驗按照國標GB/T 10561-1989和GB/T 13302-1991進行評級。 （2）表面脫碳層檢驗 按照GB/T 224-1987進行。半脫碳層全脫碳層圖4-13 60Si2MnA鋼脫碳層組織(500)2007-5-2上海材料研究所20 脫碳層

9、及其組織全脫碳層：全部為鐵素體組織，深度由試樣邊緣到出現(xiàn)珠光體或其他組織的部分。部分脫碳層：深度由全脫碳層的終端到心部組織出現(xiàn)為止脫碳層的總厚度：全脫碳層和部分脫碳層之和。全脫碳層：鐵素體部分脫碳層：（1）鐵素體及片狀珠光體； （2）片狀及球狀光體； 未脫碳層：球狀珠光體。2007-5-2上海材料研究所21脫碳層深度的測定方法 金相法 硬度法（顯微硬度、洛氏硬度） 化學分析法2007-5-2上海材料研究所22（3）顯微組織的檢驗 球化退火處理，組織為球狀珠光體。球狀P圖4-14 65Mn 鋼球化退火組織(500)2007-5-2上海材料研究所23淬火組織為針狀馬氏體。圖4-15 65Mn鋼83

10、0淬火組織(500)圖4-16 70Si3Mn鋼過熱淬火組織（500）粗大羽毛狀B馬氏體殘余奧氏體2007-5-2上海材料研究所24回火組織為回火托氏體 圖4- 17 50CrV鋼正?；鼗鹜惺象w組織（500）2007-5-2上海材料研究所25模塊五、軸承鋼的金相檢驗（一）軸承鋼 軸承鋼適合于制造各種不同工作環(huán)境的各類滾動軸承套圈和滾動體。要求硬度高、接觸疲勞強度高和耐磨性好。鉻元素其主要作用。硬度為6165 HRc。 常見牌號有：高碳高鉻軸承鋼以GCr15GCr15、GCr15SiMn鋼為代表；滲碳軸承鋼以25鋼、15Mn、G20CrMo、G20Cr2Ni4鋼為代表；不銹鋼軸承以9Cr18、1

11、Cr18Ni9、1Cr17Ni2和Cr13為代表；耐腐蝕、高溫軸承以Cr4Mo4V、W18CrV、W6Mo5Cr4V2為代表，中碳軸承鋼以65Mn、55SiMoV為代表；防磁軸承以25Cr18Ni10W、70Mn18Cr4W2MoV為代表。 軸承鋼對原材料質(zhì)量要求較高，要求材料嚴格控制雜質(zhì)和有害成分，并且化學成分要均勻一致。2007-5-2上海材料研究所26（二）軸承鋼的熱處理及組織1、預備熱處理 球化退火2、最終熱處理 淬火+低回(200 左右)3、組織 極細回火馬氏體+細小均勻碳化物+少量殘余奧氏體2007-5-2上海材料研究所27（三）軸承鋼的金相檢驗項目1、球化退火組織（YB/T125

12、52001第一級第一級別評級圖）別評級圖）圖4-18 GCr15鋼730球化退火欠熱球化不良組織（500）片狀珠光體2007-5-2上海材料研究所282、非金屬夾雜物的檢驗：非金屬夾雜物的檢驗： 依據(jù)依據(jù)GB/T105612005進行。進行。硫化物夾雜圖4-19 （500）圖3-179（100） GCr15鋼帶狀碳化物組織2007-5-2上海材料研究所293、淬火回火組織 依據(jù)依據(jù)YB/T12552001第二級別評級圖進行，馬第二級別評級圖進行，馬氏體針的粗細和殘余奧氏體的多少。氏體針的粗細和殘余奧氏體的多少。圖4-20 GCr15鋼840淬油160回火后的組織（500）圖4-21 GCr15鋼嚴重過熱淬火組織（550）粗大馬氏體殘余奧氏體2007-5-2上海材料研究所304、表面脫碳層圖4-22 GCr15鋼球化處理表面脫碳層組織（400）2007-5-2上海材料研究所315、網(wǎng)狀碳化物組織 依據(jù)依據(jù)YB/T12552001第四級別評級圖進行評定第四級別評級圖進行評定。圖4-23 GCr15鋼白色網(wǎng)狀的碳化物