分析鋼的顯微組織識(shí)別程序及要點(diǎn)

鋼的顯微組織識(shí)別是一個(gè)系統(tǒng)工程。從事金屬材料研究、應(yīng)用及檢測(cè)的工作者，因經(jīng)驗(yàn)不一、生疏不同，從而對(duì)顯微組織的正確識(shí)別所造成的挑戰(zhàn)難易不等。但不管難易，都有一個(gè)基本的顯微組織識(shí)別程序，本文簡(jiǎn)單介紹鋼的顯微組織識(shí)別程序及要點(diǎn)：

1、了解測(cè)試鋼的牌號(hào)及成分

對(duì)于微觀組織的黑白圖像，不論是珠光體、馬氏體、貝氏體等組織，都以不同程度的灰度表現(xiàn)出來，或是灰、白線條，或是灰、白區(qū)域，明確金屬材料的成分、鋼號(hào)，是判斷組織的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，“成分-組織-性能”相互聯(lián)系的框架才完整，如下圖，兩種成分完全不同的金屬材料顯微鏡下表現(xiàn)出類似的梯田狀、層片狀組織，而僅僅就圖片而言容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷。

2、了解鋼的加工狀態(tài)

在鋼產(chǎn)品成型前，為了獲得良好的原材加工及使用性能，對(duì)所用鋼材往往會(huì)有一個(gè)加工的過程，如鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等，不同加工工藝及加工參數(shù)使得鋼的顯微組織呈現(xiàn)出不同的特征，如軋制縱向長條紋路。

3、選擇良好的檢測(cè)設(shè)備

依據(jù)檢測(cè)要求，預(yù)測(cè)試樣的組織類型，選擇合適的檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)組織大小放大合適倍數(shù)，如光學(xué)顯微鏡(OM)下，一般珠光體組織大小(0.25μm-1.9μm)，在光學(xué)顯微鏡下各倍數(shù)都可觀察到層片狀組織;屈氏體也稱托氏體，片層間距平均小于0.1μm，即使在高倍光學(xué)顯微鏡下也無法分辨出片層，只有在電子顯微鏡下才能分辨出層片;而索氏體側(cè)片間距在兩者之間，是在光學(xué)金相顯微鏡下放大600倍以上才能分辨片層的細(xì)珠光體(GB/T 7232標(biāo)準(zhǔn))，與珠光體、屈(托)氏體只有粗細(xì)之分，并無本質(zhì)之分。

此外，如需觀察晶體內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)、對(duì)金屬做斷口形貌觀察等，則需要選擇掃描顯微鏡(SEM)或透射顯微鏡(TEM)，而如需觀察試樣表面浮凸及尺寸，則需使用掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等。

4、系統(tǒng)綜合的知識(shí)儲(chǔ)備及資料

金屬顯微組織是相變的產(chǎn)物，因此洞悉金屬固態(tài)相變理論，掌握鋼的五大轉(zhuǎn)變規(guī)律，熟悉在不同試驗(yàn)條件下發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變類型、相變過程以及組織形貌的變化規(guī)律至關(guān)重要。需要明了鋼的臨界點(diǎn)、相圖、動(dòng)力學(xué)曲線(TTT圖、CCT圖)等參數(shù)。將這些理論和數(shù)據(jù)整合后“安裝”在腦海里，形成一個(gè)系統(tǒng)“軟件”，隨時(shí)取用，對(duì)于分析判斷、識(shí)別組織是不可或缺的。如結(jié)合CCT曲線的分析(以45鋼為例)。

首先了解金屬材料化學(xué)成分，45鋼為亞共析碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼的熱處理工藝為：加熱至840℃正火，由CCT曲線可知，正火后應(yīng)得到的組織為鐵素體+珠光體組織，實(shí)際組織為鐵素體+珠光體+少量三次碳化物。