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1、金 相 检 验,一、现场检测,1、做现场金相需准备的物品？做现场需准备的材料：（1）、手电钻（2）、金相砂纸240#、400#、600#由粗到细（3）、水碗（4）、抛光膏3.5u、5u、10u（5）、皮筋（6）、竹夹子（7）、腐蚀剂（4%硝酸酒精、4%苦味酸酒精加少量盐酸）（8）、吸水纸（9）、抛光头（10）、脱脂棉（11）、抛光布（12）、现场显微镜,2、做现场金相操作步骤,(1)打磨在手电钻的抛光头上贴上砂纸，进行打磨，砂纸 240#、400#、600#由粗到细依次使用，对于精磨轧辊，400#、600#两道砂纸即可。,（2）抛光 对打磨部位用脱脂棉擦干净，点上抛光膏进行抛光，抛光时抛光头蘸
2、点水，钢辊抛光时间较短，一般3分钟，铁样抛光时间较长，直到把石墨抛成灰色，抛好后用脱脂棉擦干净，抛光好的表面如镜面，不允许有划痕。铁样用10的抛光膏，钢样用3.5、5的抛光膏。,（3）侵蚀 侵蚀剂一般选用4%硝酸酒精溶液，用竹夹子夹持沾足侵蚀液的脱脂棉拭蚀抛光面，使光亮的表面失去光泽变成银灰色或灰黑色后停止擦拭，用水冲掉侵蚀液，用吸水纸上将侵蚀面快速吸干。若观察碳化物分布，就要侵蚀深一些，若观察组织，侵蚀要浅一些。,（4）观察 石墨直接观察，用低倍物镜。组织侵蚀后观察，观察碳化物用低倍物镜，大部分组织用高倍物镜观察。放大倍数为物镜倍数与目镜倍数的乘积。,2、贴复膜所需材料及如何贴复膜？,（1）
3、材料：玻璃片 胶带纸 双面不干胶 丙酮 复膜 剪刀（2）贴复膜（A）将试样表面侵蚀吸干后，剪一块大小适当的复膜。若复膜太小，观察部分太小；若复膜太大，则不易贴平，且取下后容易卷曲，一般选10mm15mm左右即可。,（B）将丙酮滴在检测表面，使其均匀分布，因丙酮挥发太快，所以应及时将剪下的复膜贴上，并同时用手指轻轻按平复膜，应尽量用不同手指交替地按。因为用一个手指按过后，手指上往往会沾上丙酮溶液，若马上再按，则手指上的丙酮容易将复膜背面溶解、弄破。,（C）等贴在试样表面的复膜干后，将其轻轻揭下，复膜变干所需时间与环境温度、湿度、通风状况及复膜厚度有关，一般在1030分钟之间。（D）用不干胶将揭下
4、来的复膜平整地贴在载玻片上，粘贴组织面朝上。,二、组织概念,1、石墨（1）形态：球、团、团虫、蠕虫、片、开花、枝晶状石墨；球状石墨石墨密集，外形近似圆形，周界有凹凸；团状石墨较密集，外形近似圆形，周界凹凸；团虫状石墨:团状石墨的主体上有蠕虫分枝，形状不规则；,蠕虫状石墨彼此孤立，表面不平整，端部圆钝的厚片状；片状石墨边缘光滑，端部尖锐的薄片状；开花状石墨即爆开状石墨，在爆开处嵌着金属基体，所有开花状石墨其外形仍维持球状；枝晶状石墨为集聚颇多的短片及点状石墨呈枝晶分布。,根据石墨面积率划分石墨形态。（2）所谓石墨面积率，是指显微镜下单颗石墨的实际面积与其最小外接圆面积的比率。石墨面积率反映了单颗
5、石墨截面图形接近理想图形的程度。,石墨面积率越接近1，该石墨越接近球状。球状石墨面积率0.81；团状0.61-0.80；团虫状0.41-0.60；蠕虫状0.10-0.40；片状 0.10。,球,团、少量团虫,团虫,团、开花、少量团虫,枝晶、团、团虫,2、铁素体,碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。铁素体可分为等轴晶粒、破碎状、牛眼状、网状和针状。,3、马氏体,碳在a-Fe中的过饱和固溶体。板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行的板条组成一个板条束，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）。片状马氏体又称针状马氏体，常见于淬火高、中碳钢及高Ni的FeNi合金中，片状马氏
6、体的显微组织特征为片间不相互平行片与片间呈120度角排列。,4、贝氏体,贝氏体主要包括上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体（1）上贝氏体为过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350550）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为68度的铁素体。,（2）下贝氏体为过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易
7、受侵蚀变黑，回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。,（3）粒状贝氏体：大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为M-A组织。,粒状贝氏体+少量细珠光体,贝氏体+马氏体及残奥,5、珠光体,铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠
8、光体片间距离越小。,在A1 650形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在650 600形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。在600 550形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体（细珠光体）。,6、回火马氏体,分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和（含碳较低）的a-相混合组织，它由马氏体在150250时回火形成。这种组织易受腐蚀，
9、光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。,7、回火屈氏体,碳化物和a-相的混合物。它由马氏体在350500时中温回火形成。其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物，针状形态已逐渐消失，但仍隐约可见，碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑的组织，在电镜下才能清晰分辨两相，可看出碳化物颗粒已明显长大。,8、回火索氏体,以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物颗粒。它由马氏体在500650时高温回火形成。其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织，马氏体片的痕迹已消失，渗碳体的外形已较清晰，但在光镜
10、下也难分辨，在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大。,9、渗碳体,碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。,10、奥氏体,碳与合金元素溶解在-Fe中的固溶体，仍保持-Fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。,三、不同轧辊组织及评级标准,1、冷轧辊(1)夹杂物的检测标准YB9-68，铬轴承钢技术条件 非金属
11、夹杂物放大100倍采用与标准图谱进行比较的方法评定。即对每类夹杂物选最恶劣视场与标准评级图比较后评级硫化物2.5级氧化物2.5级,硫化物2级,硫化物3级,氧化物1.5级,评定带状、网状和液析时一定要用4%或10%的硝酸酒精深侵蚀，以突出碳化物。带状碳化物采用与标准图谱比较法评定，按最恶劣视场评定碳化物的聚集程度、大小和形状。100 x和500 x结合评定。,带状3级,网状GB/T1299-2000 合金工具钢检测标准 网状2.5级 采用与标准图谱比较法评定，放大500 x按最恶劣视场碳化物形状评定级别,液析1级为合格，按最恶劣视场碳化物液析情况评定级别,液析碳化物2级,夹杂物的检测也可应用GB
12、/T10561-2005,钢中非金属夹杂物显微评定，夹杂物是以尺寸、形状、密集程度和分布状态来表征的，而不考虑其化学组成。这样分为硫化物、氧化物、硅酸盐和环状氧化物四大类，每一类根据宽度和直径分为粗系和细系两个系列。非金属夹杂物放大100倍采用与标准图谱进行比较的方法评定。即对每类夹杂物，按细系或粗系记下与检验面上最恶劣视场相符合的标准评级图的级别数。,A（硫化物类）：细系（宽度2m-4m），最小总长度37m、127m、261m、436m、649m、898m分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。粗系（宽度4m-12m），最小总长度37m、127m、261m、436m、649m
13、、898m分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。B（氧化铝类），细系（宽度2m-9m），最小总长度17m、77m、184m、343m、555m、822m分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。粗系（宽度9m-15m），最小总长度17m、77m、184m、343m、555m、822m分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。,C（硅酸盐类），细系（宽度2m-5m），最小总长度18m、76m、176m、320m、510m、746m分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。粗系（宽度5m-12m），最小总长度18m、76m、176m、32
14、0m、510m、746m分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。D（环状氧化物类），细系（直径3m-8m），最小数量（个）：1、4、9、16、25、36，分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。粗系（直径8m-13m），最小数量（个）：1、4、9、16、25、36，分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。Ds（单颗粒球状类），最小直径（m）13、19、27、38、53、76，分别对应0.5级、1级、1.5级、2级、2.5级、3级。斯坦霍夫冷辊坯夹杂物评定：标准DIN50602，夹杂分为4类：SS型夹杂（条状硫化物夹杂）、OA型夹杂（氧化铝夹杂）、
15、OS型夹杂（条状氧化物夹杂）、OG型夹杂（球状氧化物夹杂）。,夹渣被认为是外来夹杂物，如耐火材料、炉衬等。,（2）晶粒度,平常所说为奥氏体的实际晶粒大小。评定根据标准GB/T63942002来进行评定，最常用的为比较法，晶粒度的评定通常使用与标准评级图片相同的放大倍数100通过显微镜图像或代表性视场的显微照片与相应的标准评级图片直接比较，选取与试样图像最接近的标准评级图级别，记录评定结果。若晶粒细小，100无法观察，可用200、400，200的评定结果加2，400的评定结果加4即为实际晶粒度级别。,混晶照片：,6级11级,8.5级11级,（3）马氏体级别评定,JB2406-79 工具热处理金相
16、检验标准将观察到的试样马氏体针的最大长度，与标准所提供的表格对照，评定马氏体级别。,（4）组织,一般为隐针、细针马氏体+碳化物或细针、隐针马氏体+碳化物 马氏体级别2级,2、高镍铬轧辊,石墨含量如下：A：石墨面积含量0.5%,小团、团虫,B：石墨面积含量：0.5%-1.0%,小团、少量团虫,小团、团虫,短片、蠕虫、小团,团虫、小团、短片、蠕虫,C：石墨面积含量：1.0%-1.5%,小团、团虫、少量蠕虫,小团、团虫、少量蠕虫,蠕虫、小团、少量短片,团虫、蠕虫、短片,D：石墨面积含量：1.5%-2.0%,小团、团虫、少量蠕虫,小团、团虫、少量蠕虫,小团、团虫、蠕虫,小团、团虫、蠕虫,短片、蠕虫、少
17、量小团,E：石墨面积含量：2.0%-2.5%,团、团虫、蠕虫,团、蠕虫、少量短片,团虫、蠕虫、团、少量短片,团、团虫、蠕虫,短片、蠕虫、少量小团,F：石墨面积含量：2.5%-3.0%,蠕虫、团虫、少量短片,团、团虫、少量蠕虫,蠕虫、短片、小团,蠕虫、小团、短片、,短片、蠕虫,G：石墨面积含量3.0%,团、团虫、少量蠕虫,团虫、蠕虫、少量短片,短片、蠕虫、少量小团,短片、蠕虫、小团,短片、少量蠕虫,碳化物含量估计：A：碳化物面积含量20%：,B、碳化物面积含量：20%-25%：,C：碳化物含量：25%-30%：,D：碳化物面积含量：30%-35%,E：碳化物含量：35%-40%：,F：碳化物面积
18、含量40%：,组织：,贝氏体+碳化物,贝氏体+少量马氏体及残奥+碳化物,贝氏体+马氏体及残奥+少量细珠光体+碳化物,贝氏体+细珠光体+少量马氏体及残奥+碳化物,3、高铬钢轧辊:,A：碳化物面积含量：6%-7%：,B：碳化物面积含量：7%-8%：,D：碳化物面积含量：9%-10%：,E：碳化物面积含量10%：,马氏体及残奥+碳化物,马氏体及残奥+碳化物（残奥量较大）,组织：,马氏体及残奥+少量细珠光体+碳化物,碳化物含量：A：碳化物面积含量15%：,4、高铬铁轧辊,B：碳化物面积含量：15%-20%,C：碳化物面积含量：20%-25%,组织：,马氏体及残奥+碳化物,马氏体及残奥+少量细珠光体+碳
19、化物,碳化物含量13.05%,马氏体及残奥+碳化物,5、高速钢轧辊：,碳化物含量12.50%,马氏体及残奥+少量细珠光体+碳化物,6、离心轧辊的辊颈：,石墨：球、团、少量团虫组织：珠光体+铁素体+碳化物,7、合金球铁轧辊石墨：球、团、少量团虫 8.59%组织：回火索氏体+少量粒状贝氏体+0.98%碳化物,8、半钢,组织：珠光体+碳化物,组织：回火索氏体+少量马氏体及残奥+1%碳化物,9、整体钢轧辊,四、冷轧辊缺陷：,1、缺陷为裂纹：（1）缺陷为裂纹，无氧化脱碳,(2)缺陷为裂纹，裂纹两侧氧化脱碳。有液析碳化物。,(3)缺陷为裂纹，裂纹两侧氧化脱碳。,(4)缺陷为裂纹，裂纹有夹渣。,(5)缺陷为裂纹，裂纹两侧有液析碳化物。,(6)缺陷为裂纹，裂纹两侧轻微脱碳。,(7)缺陷为裂纹，裂纹两侧晶粒大小不均匀。,(8)缺陷为裂纹，裂纹两侧有氧化皮，无脱碳。,2、缺陷为凹坑。,3、缺陷为夹渣，渣点较多。,4、缺陷为液析碳化物超标，液析碳化物：4级,5、缺陷为空洞、裂纹，周围组织氧化脱碳。液析碳化物：3级,6、缺陷为划痕。,7、缺陷为空洞，周围组织无异常。,
