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原材料相关

钢材相似金相组织的鉴别

发布时间:2018-10-30   来源:每天学点热处理  

  本文介绍几种金相组织的区别

  1、马氏体及其回火产物的鉴别

  回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体一般不易区别。对中碳钢而言,淬火时先形成的马氏体受自回火的影响呈深色,后形成的马氏体未受自回火的影响呈浅色背景。

  如图所示45钢840℃水淬后的组织,在白色淬火马氏体的基体上分布着深色中碳马氏体;如果背景变深,但板条形态还清晰可见,则为回火马氏体。

  如图所示45钢840℃水淬200℃回火,组织为回火马氏体,马氏体板条形态清晰可见;如果有明显的白色铁素体板条则为回火索氏体。

  2、淬火托氏体与回火托氏体的鉴别

  淬火托氏体是淬火时由于冷却速度不够导致奥氏体分解成细片状碳化物和铁素体的机械混合物,呈黑色球团状沿晶界分布。

        沿晶界黑色淬火托氏体

  如图是45钢900℃加热保温25min水淬的组织,沿晶界黑色团球状淬火托氏体及中碳马氏体;淬火托氏体经回火后颜色略为变淡,随着高温回火温度升高,碳化物略有聚集长大,其颜色也由原来的深黑色球团状变成浅灰色球团状。

        淬火托氏体经600℃回火

  如图是45钢900℃加热保温25min油淬后经600℃保温60min回火的组织,淬火托氏体经高温回火后变成浅灰色团球状,稍深色是回火索氏体,还有少量沿晶界分布的白色网状先共析铁素体;回火托氏体是白亮的淬火马氏体经中温回火后,由于马氏体析出弥散状的小颗粒碳化物,而使基体容易侵蚀变深,经中温回火的回火托氏体的马氏体位向仍能分辨。

  3、低碳板条马氏体与羽毛状上贝氏体的鉴别

  1.从形态上区分

  低碳板条马氏体的光镜特征是大致平行、条宽不等、位向差较小的马氏体条组成一个马氏体板条束(或领域),一个原始奥氏体晶粒内可以形成3~5个马氏体板条束,每个板条束之间的位向差较大,经常可以看到几乎成等腰三角形的马氏体板条束。残余奥氏体薄膜存在于马氏体条间,所以不能清楚地观察到。由于单个马氏体板条比较细小(多为0.15µm~0.2µm),排列较紧密,整体形貌比较平整。因为形成温度较高,受自回火的影响,经4%的硝酸酒精溶液侵蚀后,颜色较深。

  如图18a所示。采用选择性侵蚀时,有时在一个板条束内可观察到若干个黑白相间的板条块(每个板条块由若干个板条组成)。

  羽毛状贝氏体的光镜特征是铁素体沿晶界一侧或两侧平行排列并向晶内延伸,等温转变的羽毛状贝氏体除平行排列外,还有单个贝氏体存在,整体形貌不太平整。纵观整个显微组织,有一定的层次感,贝氏体层次高,残余奥氏体层次低,如图18c所示。羽毛状贝氏体随着温度降低和碳的质量分数的增高,铁素体片条变薄,碳化物颗粒变小,弥散度增高,侵蚀后颜色较深,如图18d所示。

  2.从热处理工艺上推断

  板条马氏体是中、低碳钢及马氏体时效钢、不锈钢等铁基合金中形成的一种典型的马氏体形态。当碳的质量分数小于0.2%的低碳钢或低碳低合金钢在冷却速度大于临界淬火冷却速度时,淬火可获得全部的板条马氏体,如图18a所示是20钢930℃加热保温20min盐水淬火的显微组织,典型的板条状马氏体;大量工业用钢的碳的质量分数在0.2%~0.6%之间,其马氏体的形态均为板条状和片状有机结合构成的整合组织。实践证明,板条马氏体的长度与淬火加热时的奥氏体化温度有关,温度越高,奥氏体晶粒越粗大,成分也趋于均匀,马氏体板条越长,如图18b所示是45钢920℃加热保温20min水淬后的显微组织,深色粗大的板条马氏体、片状马氏体及白色残余奥氏体。

  羽毛状贝氏体一般是钢在550℃~350℃之间等温转变的产物,呈羽毛状。由于贝氏体转变的不完全性,组织中往往存在马氏体以及未转变的残余奥氏体,因此实际钢中经常出现贝氏体、马氏体及残余奥氏体的有机结合的组织,如图18c所示是球铁920℃加热400等温25min的显微组织,深灰色上贝氏体、“Z”形深色高碳马氏体及白色残余奥氏体,图左上方深色为球状石墨;亚共析钢、过共析钢在连续淬火冷却时,因冷却速度不够,可形成羽毛状贝氏体,其特征是从原奥氏体晶界向晶内长大,在晶界两边或一边形成几乎平行的羽毛束,由于量少,其羽毛特征更加明显,还存在大量的残余奥氏体,晶界上常伴有淬火屈氏体,侵蚀后呈黑色,如图18d是T12钢1200℃加热保温30min水淬后的显微组织,在马氏体和残余奥氏体的基体上沿晶界分布着黑色淬火屈氏体和羽毛状上贝氏体。由于羽毛状贝氏体的强度和韧性都较差,所以实际生产中的等温淬火主要是为了获得强度和韧性优良的下贝氏体组织。

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