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金相顯微鏡的使用方法和維護(hù)事項(xiàng)!

時(shí)間:2023-06-06 09:31:38 來源: 點(diǎn)擊:

  

  金相分析的工作原理是利用放大鏡和顯微鏡,按照觀察和研究金屬材料的宏觀和微觀組織的方法,在生產(chǎn)實(shí)踐中一般稱為金相檢驗(yàn)。宏觀組織是金屬材料中每種成分的直觀形狀,其中放大鏡不到10倍,或者人眼可以直接看到。微觀組織主要是指在光學(xué)顯微鏡下觀察到的金屬材料中每種成分的直觀形狀。

  金相學(xué)檢查的基礎(chǔ)

  首先要清楚地了解金屬和合金在固態(tài)下,通常是晶體。

  晶體是一種物質(zhì),原子在三維空間中包含規(guī)則,在周期中反復(fù)排列。簡單來說,在金屬和合金中,原子的所有排列都是有規(guī)律的,而不是雜亂無章的。

  晶體通常具有以下特點(diǎn):

  01

  均勻度;

  02

  各種各樣

  03

  能獨(dú)立形成多面體形狀

  04

  有一定的溶點(diǎn)

  05

  晶體的理想形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有特定的對稱性。

  06

  衍射效應(yīng)對X射線產(chǎn)生影響

  晶格的分類

  身心立方晶格

  體心立方晶格晶胞的三個(gè)棱角長度相同,三個(gè)軸之間的交角為90度,從而形成立方體。晶體的八個(gè)角各有一個(gè)原子,立方體的核心也有一個(gè)原子。

  面立方晶格

  面部立方晶格晶胞的八個(gè)角各有一個(gè)原子,從而形成一個(gè)正方體。它還有一個(gè)原子在正方體的六個(gè)面的中心。

  六方晶格密排

  密排六方晶格晶胞在晶胞的12個(gè)頂角上各有一個(gè)原子,從而形成一個(gè)六方柱體,上下兩側(cè)的核心也有一個(gè)原子,其中有六個(gè)原子。

  Fe-C相圖

  照片

  照片

  相圖中的特征符號和含義

  特點(diǎn)點(diǎn)

  溫度(℃)

  含碳(%)

  特征的含義

  A

  1538

  0

  純鐵的熔點(diǎn)

  B

  1495

  0.53

  液相成分的包晶轉(zhuǎn)換

  C

  1148

  4.30

  共晶點(diǎn)

  D

  1227

  6.69

  滲碳體溶點(diǎn)

  E

  1148

  2.11

  碳是馬氏體中最大的溶解性

  F

  1148

  6.69

  共晶滲碳體成分點(diǎn)

  G

  912

  0

  a-Fe←→r-異構(gòu)Fe同素轉(zhuǎn)換點(diǎn)

  H

  1495

  0.09

  A-Fe中碳的最大溶解性

  J

  1495

  0.17

  包晶成份點(diǎn)

  K

  727

  6.69

  滲碳體成分分析點(diǎn)

  N

  1394

  0

  r-Fe←→σ-異構(gòu)Fe同素轉(zhuǎn)換點(diǎn)

  P

  722

  0.00218

  碳是鐵素體中最大的溶解性

  S

  727

  0.77

  共析點(diǎn)

  Q

  600

  0.008

  碳在鐵素體中溶解

  編號

  線名及含義

  1

  AC線,液體向馬氏體轉(zhuǎn)換的開始線,即:L→A

  2

  液態(tài)向滲碳體轉(zhuǎn)化的CD線,即:L→Fe3CI

  ACD線統(tǒng)稱為液相線,其中所有合金均處于液相狀態(tài),用符號L表示。

  3

  AE線,液體向馬氏體轉(zhuǎn)換的終止線。

  4

  水平線、共晶線ECF線。

  AECF線統(tǒng)稱為固相線,液態(tài)合金冷卻至此線,全部結(jié)晶為固態(tài),此線下為固相區(qū)。

  5

  ES線,又稱Acm線,是馬氏體中碳的溶解度曲線,即:L→Fe3CII

  6

  GS線,也叫A3線。

  7

  GP線,是馬氏體向鐵素體轉(zhuǎn)換的終止線。

  8

  PSK線,共析線,又稱A1線。

  9

  鐵素體中碳的溶解度曲線PQ線。

  相圖的相區(qū)

  01

  簡化Fe-Fe3C相圖的單相區(qū)、A、四個(gè)單相區(qū),L和Fe3C。

  02

  二相區(qū),F(xiàn)e-Fe3C簡化圖包含Le-Fe3C。A、LFe3C、AF、AFeC和F五個(gè)Fe3C二相區(qū)

  03

  每一個(gè)二相區(qū)都與相應(yīng)的兩個(gè)單相區(qū)相鄰,即:

  共晶線:ECF、L、A與Fe3C三相并存。

  共析線:PSK、A、F和Fe3C三相并存。

  鐵碳合金的基本相

  基本相

  定義

  力學(xué)性能

  容碳量

  鐵素體F

  A-Fe中碳的間隙固溶體

  強(qiáng)度,硬度低,塑性,韌性好。

  最大0.0218%

  馬氏體A

  R-Fe中碳的間隙固溶體

  低硬度,良好的塑性

  最大2.11%

  Fe3C滲碳體

  金屬化合物Fe和C

  硬而脆

  最大6.69%

  臨界壓力在加熱和冷卻過程中的定義

  AC1–加熱時(shí),珠光體向馬氏體轉(zhuǎn)換的開始溫度。

  Ar1–冷卻時(shí),馬氏體向珠光體轉(zhuǎn)換的初始溫度。

  AC3–加熱時(shí),首先分析鐵素體完全轉(zhuǎn)化為馬氏體的停止溫度。

  Ar3–冷卻時(shí),馬氏體開始析出先分析鐵素體溫度。

  Accm–加熱時(shí),二次滲碳體完全融入馬氏體的停止溫度。

  Arcm–馬氏體在冷卻過程中開始析出二次滲碳體溫度。

  這里需要注意的是:加熱時(shí)一般會加上臨界壓力下標(biāo)“C”,在冷卻過程中,臨界壓力加注標(biāo)記為“r”

  七種類型的鐵碳合金

  01

  工業(yè)純鐵:w(C)﹤0.0218%

  02

  共析鋼:w(C)=0.77%

  03

  亞共析鋼:w(C)=0.021%~0.77%

  04

  過共析鋼:w(C)=0.77%~2.11%

  05

  共晶白口鐵:w(C)=4.30%

  06

  亞共晶白口鐵:w(C)=2.11%~4.30%

  07

  通過共晶白口鐵:w(C)=4.30%~6.69%

  鐵碳合金的基本組織

  鐵素體

  碳溶于a-Fe中的間隙固溶體是鐵素體,通常用字母F來表示。由于體心立方晶格的a-Fe總間隙量雖然比較大,但是間隙半徑卻很小,所以a-Fe中碳的溶解度也很小,常溫下不超過0.005%,隨著溫度的升高,溶解度也會增加一些,在727度時(shí)達(dá)到最高值,也只有0.0218%。

  鐵素含碳量很低,其性能接近純鐵,屬于塑性、韌性高、強(qiáng)度高、硬度低的組織。

  馬氏體

  在r-Fe中溶解碳的間隙固溶體是馬氏體,通常用字母A來表示。由于面心立方晶格的r-Fe總間隙量與a-Fe相比較小,但由于間隙半徑較大,因此可溶解更多的碳。隨著溫度的升高,在727度時(shí),碳在r-Fe中的溶解度增加了0.77%,在1148度時(shí)達(dá)到最高值2.11%。

  馬氏體具有很好的塑性,比鐵素體具有更高的強(qiáng)度和硬度。

  滲碳體

  通常用Fe3C來表示滲碳體是鐵和碳的化合物。

  滲碳體含碳量為6.69%,溶點(diǎn)約為1227度,相對晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,硬度高,脆性大,基本無塑性。

  一般而言,在鐵碳合金中,滲碳體越多,合金就越硬,同時(shí)也越脆。

  珠光體

  由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物稱為珠光體,通常用字母P表示。珠光體的平均碳含量為0.77%。它的性能介于鐵素體和滲碳體之間。一般情況下,珠光體中的鐵素體和滲碳體會呈塊狀更替分布,也可稱為塊狀珠光體。通過熱處理,滲碳體可以分布在鐵素體基體上,稱為球狀珠光體或粒狀珠光體。


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