鋼的熱處理組織分析判斷方法

2022-12-17 08:06:03 字數 2857 閱讀 6772

一、觀察方法:1觀察組織組成物和種類

鋼熱處理後,根據熱處理種類和材料的不一樣,組織組成物可能是一種或多種。如馬氏體,馬氏體+殘餘奧氏體,單一珠光體,單一奧氏體,鐵素體+珠光體,鐵素體+馬氏體+碳化物等等。金相觀察時,首先要判斷被觀察組織中有幾種組織組成物,是

單一組成物,還是兩種或多種組成物。

在組織組成物中,某一組成物可以是單一相,如鐵素體或奧氏體等單相;也可以是兩相或多相混合組成或化合物,如珠光體是鐵

素體與滲碳體的機械混合物,各種碳化物等。

不同的組成物有不同的形態特徵,利用這些特徵可以快速的識別:不同的組成物受溶液浸蝕的程度不同,使得其在金相顯微鏡下具有不同的明暗程度或不同的色彩差;不同組成物形成的先後順序不一樣,其形態也不一樣,最先形成的總是從奧氏體晶界開始形核;各組成物形成的原理不一樣,形態也有差異。通過這些就可以判別被觀察物的組成種類。

大多數情況下,能夠觀察到幾種不同明暗程

度或幾種形態不同的部份,就可以判定有幾種組成物。

2觀察形態

組織組成物的形態是我們判別組成物的極其重要的依據之一。一些特定組織具有極顯著的特徵,如典型的珠光體具有層片狀(或稱指紋狀)特徵,一看就知道是珠光體;羽毛狀物是上貝氏體。白

色的塊狀物不是鐵素體就是奧氏體,針狀物不是馬氏體就是下貝氏

體等等。

要觀察組織物是片狀、針狀、塊狀、顆粒狀、條狀、網狀或者

是其它什麼形狀。還要精細觀察是單一相還是復合相。在觀察中要注意試樣的浸蝕程度,只有合理的浸蝕,各種組織才會正確的顯現出來,同時,製樣也很關鍵,錯誤的製樣可能導致對組成物的錯誤判斷。

由於製樣和浸蝕問題,導致的判斷錯誤在新

手中屢見不鮮。

在觀察中還要注意,對於觀察到的白色或黑色物,不要輕易就認為是一種組成物。對於白色的可能是奧氏體或鐵素體,更有可能是碳化物;對於黑色物,可能由於其極其細密,在常規倍數下觀察

根本無法分開。3組成物的分布

組成物的分布特點是識別組成物的重要根據,不同的組成物具有不同的分布特點,一般是指其分布於母相的晶界或晶內。在觀察到的組織中,凡是呈網路狀分布(不管是封閉網狀或是斷續網狀或略有呈網狀的趨勢)的都是沿晶界分布,其餘的都是分布於晶內。要注意的是,有時沿晶析出物很少時,不易看出是沿晶分布,此時可以縮小放大倍數,觀察其分布趨勢,從而作出正確判斷。

當組成物很多時,也不易識別,此時只能根據組織組成物的特

徵,並輔以其它方法加以識別。

二、理論分析

理論分析在分析熱處理組織時,是不可缺少的。很多組織不利用理論分析就容易得出不正確的結論。理論分析的裨是利用過冷奧氏體的轉變原理,結合具體的熱處理工藝,對可能出現的組織加以

分析判斷。

1分析可能出現的組織組成物

加熱溫度在ac3或accm以上時,鋼完全變成單一奧氏體,若低於上述溫度,將出現未溶鐵素體或未溶碳化物(平常所說的加熱不足)。此兩種單相組織在室溫下屬於穩定組織,因此,冷卻時該類組織得以保留而不發生轉變,即高溫下是什麼形態,冷卻下來時也

是什麼形態。

從鋼的c曲線可以看出:鋼在冷卻時,先發生先共析轉變(析出先共析相),再發生共析轉變(析出珠光體),接著發生貝氏體

和馬氏體轉變。

具體發生什麼組織轉變,以鋼的實際冷卻速度是如何穿過c曲線的來確定。若冷卻時穿過先共析轉變區,即發生先共析轉變;若同時越過先共析區和共析轉變區,就發生先共析轉變和共析轉變,得到珠光體或珠光體加鐵素體或滲碳體組織,就是通常所說的正火、退火工藝;若大於臨界冷卻速度,得到的就是馬氏體和(或)貝氏體組織,這就是通常所說的淬火所期望得到有組織。總之,冷卻時越過幾個轉變區,就得到相應的組織,區別在於在該區的停留時間,決定在該區域組織轉變量的多少。

但是,無論在先共析區停留多長時間,都不可能全部轉變為先共析產物;同樣,對於大多數

鋼來說,無論怎樣快速的穿過馬氏體轉變區,都不可能全部獲得馬氏體。因此,結合具體的熱處理工藝,可以判定組織組成物;同時,

根據組織組成物,可以判定熱處理冷卻工藝過程。

因此,金相分析必須要對過冷奧氏體的轉變條件以及具體條件

下轉變產物有清醒的認識。

2注意成份偏析所導致的轉變產物的差異

鋼中的成份偏析是不可避免的,特別是鑄件。區域性區域的碳含量偏高或偏低、部份合金元素的聚集,都有可能出現反常組織,甚至於出現意想不到的組織。如本版「追求卓越」關於《鑄鋼熱處理後的金相組織》一貼中zg310-570出現貝氏體類組織就是由於成份偏析所致,因為從理論上說,zg310-570是不可能發生貝氏體轉變的。

此時就要會識別貝氏體,同時對貝氏體產生的原因加以分析,否則就會出現不正確的判斷。軋制鋼**現的帶狀組織也是成份偏

析的結果。

3同一形態的組織組成物的識別

同一形態的組織組成物,由於其得到的方式不一樣,其組織是

不一樣的。1)白色的小塊狀物

在淬火組織中,出現白色的小塊狀物,有可能是鐵素體,也有

可能是碳化物,還有可能是殘餘奧氏體,甚至幾者都有。在亞共析碳鋼中,出現白色塊狀物,只能是鐵素體或(和)殘餘奧氏體(若碳含量低於0.4%,只能是鐵素體)。但殘餘奧氏體

是過冷奧氏體轉變後的剩餘產物,因此其只能分布於馬氏體針的間隙。鐵素體由於形成條件不同而具有不同的分布形態:加熱不足形成的未溶鐵素體,其分布多呈瀰散分布的碎塊狀;冷卻速度不足形成的先共析鐵素體,常呈網狀或斷網狀,有時由於數量極少,還不

容易發現其有向網狀發展的趨勢。2)白色基體上分布著白色的顆粒狀物

此類組織有三種可能:粒狀貝氏體、粒狀珠光體和回火珠光體。此時同樣要根據材料和具體的冷卻方式加以判斷。

若此材料根本不可能發生貝氏體轉變,則不會是粒狀貝氏體;若是球化退火或等溫退火,則可能是粒狀珠光體;若回火溫度較高達700℃左右,則可能是回火珠光體。因此,要結合熱處理工藝,並參照其它組織其進

行識別。

3)回火後的黑色針狀物

回火後的黑色針狀物是回火馬氏體或貝氏體。要根據回火溫度和化學成份,並對針狀物進行精細觀察,才能作出判定。切忌晃眼

一看組織就輕率作出結論。top

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