金相顯微鏡在金屬材料、機械制造行業(yè)中的應用

   北京新華騰達科技有限公司顯微鏡整合專家

　　金相學的應用領域和重要性主要體現(xiàn)在下述幾個方面

　　1選材：材料的顯微組織與性能之間存在一定的對應關系，據(jù)此可選擇合適的材料。

　　2校核：原材料校核和工藝校核

　　3抽檢：產品制造流程對半成品進行金相檢驗，確保產品的顯微組織滿足下道工序的加工要求。

　　4工藝評定：判斷和鑒別產品工藝的合格。

　　5在役評價：為在役零件的安全性、可靠性及零件在役壽命提供依據(jù)。

　　6失效分析：發(fā)現(xiàn)工藝性和材料性缺陷，從而為失效原因的分析提供宏觀和微觀的分析依據(jù)。

　　7研究手段：為調整研究方向和工藝提供重要依據(jù)。

　　金相學作用

　　1鋼熱處理工藝的研究：鋼的熱處理原理是以鋼在加熱和冷卻過程中的相變?yōu)橐罁?jù)的，金相技術則是相變研究的重要實驗手段。

　　2形狀記憶合金的研制：形狀記憶合金也是通過金相分析而發(fā)現(xiàn)的。

　　3產品的質量控制：產品生產過程中的每一個環(huán)節(jié)，從原材料的驗收，加工工藝控制，直至半成品及成品質量的評定等。

　　4失效分析：機械裝備和零件在使用過程中難以*避免以變形、斷裂磨損及腐蝕等形式發(fā)生的失效，利用金相檢驗找出原因，并加以預防。

　　5事故分析：應用與火災事故的分析與舉證在火災原因鑒定領域，具有重復性好、可對比性好和直觀性強。

　　應用領域

　　1.黑色金屬金相檢驗

　　2.有色金屬金相檢驗

　　3.粉末冶金金相檢驗

　　4.材料表面處理后組織鑒別及評定

　　黑色金屬的金相檢驗

　　1.結構鋼金相檢驗

　　2.工模具鋼金相檢驗

　　3.軸承鋼金相檢驗

　　4.彈簧鋼金相檢驗

　　5.不銹鋼、耐熱鋼及高溫合金金相檢驗

　　6.鑄鋼、鑄鐵金相檢驗

　　7.焊接件金相檢驗

　　結構鋼金相檢驗

　　結構鋼可分為碳素結構鋼和合金結構鋼兩大類，含碳量在0.12%～0.74%，大多屬于亞共析鋼。具有良好的塑性，通過熱處理后可得到具有一定強度和韌性，因此在機械制造和工程建筑行業(yè)中獲得了廣泛應用。結構鋼的金相檢驗主要內容包括：鑒別各種冷、熱加工處理后的組織，鑒別和評定鋼中非金屬夾雜物的類型、數(shù)量以及在生產工藝過程中所出現(xiàn)的組織缺陷等。

　　工模具鋼金相檢驗

　　1碳素工具鋼

　　2合金工具鋼

　　3高速工具鋼

　　碳素工具鋼金相檢驗

　　含碳量0.7%～1.3%，也稱高碳鋼，用于制作各種刀具、模具，金相檢驗內容：

　　1原材料金相檢驗如珠光體級別檢驗，網(wǎng)狀碳化物級別檢驗，脫碳層測定;

　　2淬火態(tài)金相檢驗如馬氏體、托式體級別檢驗。

　　合金工具鋼金相檢驗

　　為了彌補碳素工具鋼性能上的不足，在其化學成分的基礎上，加入Cr、W、Mo、V、Si、Mn等合金元素，成為合金工具鋼。

　　金相檢驗：珠光體級別，網(wǎng)狀碳化物級別，脫碳層測定，碳化物帶狀偏析，共晶碳化物不均勻分布，二次碳化物網(wǎng)，淬火及回火組織，淬火裂紋

　　高速工具鋼金相檢驗

　　n高速鋼依其合金元素含量的不同分為鎢系、鎢鉬系、鈷系及鋁高速鋼。

　　n金相檢驗：碳化物不均勻度及脫碳層深度檢查，淬火態(tài)檢驗

　　軸承鋼金相檢驗

　　用于制造在不同環(huán)境中工作的各類滾動軸承套圈和滾動體的鋼稱為軸承鋼，分為：

　　鉻軸承鋼

　　滲碳軸承鋼

　　特殊用途軸承鋼

　　鉻軸承鋼金相檢驗

　　鉻軸承鋼材的金相組織檢驗項目主要有非金屬夾雜物的評級、碳化物網(wǎng)狀和液析及球化退火組織、淬回火組織、斷口和貝氏體組織評級

　　滲碳軸承鋼

　　滲碳軸承鋼實際上是和滲碳結構鋼。該類鋼制造的軸承零件，經(jīng)滲碳和熱處理后，表面硬度高，耐磨性好，且心部具有良好韌性。

　　金相檢驗：滲碳軸承鋼材和滾動軸承零件半成品和成品的金相組織檢驗。鋼中非金屬夾雜物和碳化物帶狀評級

　　特殊用途軸承鋼金相檢驗

　　化學工業(yè)、食品工業(yè)等腐蝕環(huán)境和低溫工作下的軸承零件，高溫工作下的軸承零件以及重載條件下承受一定沖擊載荷的大尺寸軸承所用鋼均為特殊用途軸承鋼。

　　金相檢驗：碳化物不均勻度，顯微組織

　　彈簧鋼金相檢驗

　　彈簧鋼采用較高含碳量的碳素鋼，同時彈簧對淬透性要求比一般零件更嚴格，對截面較大的彈簧，必須采用合金彈簧鋼。

　　金相檢驗：

　　1彈簧鋼原材料的非金屬夾雜物金相檢驗

　　2彈簧鋼的游離石墨化金相檢驗

　　3彈簧鋼表面脫碳層金相檢驗

　　4Si-Mn系彈簧鋼組織金相檢驗

　　565Si2MnWA彈簧鋼金相檢驗

　　6Cr-V彈簧鋼組織檢驗

　　7特殊彈簧鋼絲的組織檢驗

　　不銹鋼、耐熱鋼及高溫合金金相檢驗

　　不銹鋼

　　耐熱鋼

　　高溫合金鋼

　　不銹鋼金相檢驗

　　不銹鋼通常是指在大氣、水、酸和鹽等溶液，或其他腐蝕介質中具有高度化學穩(wěn)定性的合金鋼的總稱。

　　金相檢驗：低倍組織、非金屬夾雜物、晶粒度、鐵素體含量、耐腐蝕性能等要求。

　　耐熱鋼金相檢驗

　　耐熱鋼是指在高溫下工作的鋼材。耐熱鋼廣泛應用于動力機械、石油、化工、航空工業(yè)等領域。耐熱鋼是指通過向鋼中加入合金元素來提高其熱強性和抗氧化性能，以滿足好使用要求。一般耐熱鋼的使用穩(wěn)定范圍為400～650℃。

　　金相檢驗：低倍組織、非金屬夾雜物、晶粒度、顯微組織、脫碳層、自由鐵素體、耐腐蝕性能等要求。

　　高溫合金鋼金相檢驗

　　高溫合金是以鎳、鐵、鈷為基，使用溫度超過600℃的合金，高溫合金具有較高的高溫溫度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性、塑性等綜合性能，高溫合金為單一奧氏體基體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和使用可靠性。

　　金相檢驗：晶粒度、斷口分層、疏松、晶界狀態(tài)、夾雜物的大小和分布等。

　　鑄鋼、鑄鐵金相檢驗

　　n鑄鋼

　　n鑄鐵

　　鑄鋼金相檢驗北京新華騰達科技有限公司顯微鏡整合專家

　　鑄鋼通過鑄造成形，在電站、礦山、建筑、鐵路、工程機械和農機等行業(yè)中普遍得到應用。

　　金相檢驗：粗大的樹枝晶和一次組織、奧氏體組織及室溫鑄態(tài)組織，化學成分的嚴重偏析(特別對于高合金鋼鑄件)，體積收縮、冶煉和澆注時產生的氣孔和非金屬夾雜物等。

　　鑄鐵是一種含碳量的質量分數(shù)大于2.11%的鐵碳合金。鑄鐵中的碳以固溶、化合和游離三種狀態(tài)存在。在鑄鐵的凝固、結晶和隨后的熱處理過程中，碳的存在狀態(tài)還會發(fā)生變化，影響鑄鐵的組織和性能，除碳、硅外，還含有錳、硫、磷等其他元素以及鉻、鉬、銅、鎳、鎢、鈦、釩等。

　　金相檢驗：①對石墨狀態(tài)、大小和分布的分析;②對基體總各種組織組成物形態(tài)、分布和數(shù)量及其相互配置的分析;③對鑄造、熱處理及其他工藝因素所引起的缺陷的判別和分析;④對鑄鐵斷口的宏觀和微觀分析;⑤對鑄鐵的成分、組織、性能和生產工藝的綜合分析。