1

工業(yè)純鐵

退火

F．白色等軸晶為F晶粒，黑色網(wǎng)絡(luò)為晶粒之間的邊界，即晶界。晶界原子排列不規(guī)則，自由能高，易浸蝕，形成凹槽，故呈黑色。其上有黑色小點(diǎn)的氧化物。

2

20鋼

退 火

F+P。白色晶粒為F，黑色塊狀為片狀P。放大倍數(shù)低，P的層片結(jié)構(gòu)未顯示出來。20鋼含碳量低，F(xiàn)占76%，P占24%，所以顯示出了黑色網(wǎng)絡(luò)的F晶界。

3

45鋼

退 火

F+P。白色晶粒為F，黑色塊狀為片狀P。P的層片結(jié)構(gòu)，亦未明顯顯示。45鋼含碳量比20鋼多，F(xiàn)下降到42.7%，P增到57.3%

4

65鋼

退火

F+P。白色基體為片狀P。白色呈網(wǎng)絡(luò)狀分布的為F。P片層結(jié)構(gòu)亦未明顯顯示。65鋼含碳量接近共析成分，基體組織中的P明顯增加，已達(dá)84%，F(xiàn)量相應(yīng)減少。F僅為16%。

5

T8鋼

退 火

片狀P。P是F與Fe₃C相同排列的機(jī)械混合物。F為白色，F(xiàn)e₃C為黑色，兩者呈片狀相間排列，形如指紋。它是高溫A進(jìn)行共析反應(yīng)的產(chǎn)物。有的試樣含碳量偏下限，會(huì)有少量的F出現(xiàn)。當(dāng)物鏡的鑒別能力小于Fe₃C片層厚度，F(xiàn)e₃C呈黑色片條狀。當(dāng)物鏡的鑒別能力大于Fe₃C片層厚度，則白色Fe₃C條片會(huì)明顯顯示出來。

6

T12鋼

退 火

P+Fe₃C_II。黑白相間的層片狀基體為P。晶界上的白色網(wǎng)絡(luò)為Fe₃C_II。T12為過共析鋼，共析反應(yīng)前，F(xiàn)e₃C_II首先沿A晶界呈網(wǎng)絡(luò)狀析出。嗣后，隨著溫度的下降到共析溫度，發(fā)生共析反應(yīng)，剩余A全部轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑮l狀P。網(wǎng)狀Fe₃C_II可采用正火處理清除。

7

T12鋼

退火

P+Fe₃C_II。用堿性鈉溶液浸蝕。Fe₃C染成黑色，Ｆ仍保留白色。故黑色網(wǎng)絡(luò)為Fe₃C_II，余為Ｐ。浸蝕淺，層片狀Ｐ未顯示呈灰白色。

8

亞共晶生鐵

鑄 態(tài)

P+Fe₃C_II+Ld`。斑點(diǎn)狀基體為共晶Ld`，黑色人枝晶為P，系初生A轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，故成大塊黑色。Fe₃C_II與Ld`中的Fe<sub>3</sub>C連成一片，均成白色，不能分辨。它隨著生鐵中含碳量增加，P量減少，Ld`增多。

9

共晶生鐵

鑄 態(tài)

共晶Ld`是由P+Fe₃C_II+Fe₃C組成。P由共晶A進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變而來，組織細(xì)小，成圓粒及長條分布在滲碳體基體上，為黑色。Fe₃C_II共晶Fe₃C均為白色，連成一起，無法分辨。其P與Fe₃C的相對(duì)含量為：Fe₃C 60%，P40%。

10

過共晶生鐵

鑄 態(tài)

Fe3CI+Ld`。由于Fe3CI首先結(jié)晶出來，結(jié)晶過程中不斷成長，故呈白亮色粗大的板條狀，而Ld`認(rèn)為黑白相間的斑點(diǎn)狀。

11

T8

正火

S。細(xì)層片狀F與Fe₃C的機(jī)械混合物。光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)小于600X，層狀分辨不清，有如天空中黑淡的云彩。只有放大到1500X以上，才能分辨其P的層片狀特征。

12

T8

等溫淬火

T．T是淬火時(shí)A分解成極細(xì)片狀的F與Fe₃C的機(jī)械混合物，光學(xué)顯微鏡倍數(shù)低，無法分辨T的層片結(jié)構(gòu)而呈墨菊狀黑色團(tuán)狀。只有在電子顯微鏡下放大10000X以上，才能顯示片層狀特征。T是淬火而得的組織，總會(huì)保留部分淬火M，由于侵蝕淺，M形態(tài)未顯示，與Ar同為白色。

13

T8

等溫淬火

B上+M+A殘。B上是由成束的大致平行排列的條狀Ｆ與分布在Ｆ條間的斷續(xù)Fe₃C組成的非常層狀組織。在光學(xué)金相顯微鏡下，成束的Ｆ條向Ａ晶內(nèi)伸展，具有羽毛特征。Ｆ與Fe₃C兩相分辨不清而成黑色，只有在電子顯微鏡下放大8000Ｘ以上，才能分辨出兩相。

14

T8

等溫淬火

B下+M+A殘。B_下是呈扁片狀的過飽和F與分布在F內(nèi)的短針狀Fe₃C的兩相混合物。它比淬火M易受浸蝕，在光學(xué)顯微鏡下成黑色針狀或竹葉狀，只有在電子顯微鏡放大8000X以上，才能分辨F內(nèi)的Fe3C。其中白色部分為淬火M和A殘_。

15

20

淬火

板條M。尺寸大致相同的條狀M,定向平行排列,呈現(xiàn)黑白差的M束.束與束之間位向差較大,一個(gè)A晶內(nèi)可形成幾個(gè)不同取相的M束.板條M之所以呈現(xiàn)黑白差,因低碳鋼的M_S點(diǎn)高 ，先形成的M受自回火程度重，呈黑色，后形成的M自回火輕而呈白色。

16

T8

淬火

片狀M+Ar。高碳M呈片狀，片間互成一定的角度。在一個(gè)A晶內(nèi)，片形成的M較粗大，往往貫穿整個(gè)A晶粒，將A晶粒加以分割，以后形成的M針，則被受其限制而逐漸變的細(xì)小，故片狀M，在同視場中有長短粗細(xì)之分。淬火M本為白色針狀，Ar為淺灰色。由于制樣過程中在成回火，故馬氏體呈淺黑色針狀。

三、45鋼與T12鋼熱處理組織（11種）

17

45鋼

正火

F+S。白色條塊狀為F。沿晶界析出；黑色塊狀為S。正火冷卻塊，F(xiàn)得不到充分析出，含量少，進(jìn)行共析反應(yīng)的A增多，析出的P多而細(xì)。45鋼正火可以改善鑄造或鍛造后的組織，細(xì)化A晶粒，組織均勻化，提高鋼的強(qiáng)度、硬度和韌度。

18

45鋼

油淬

M+T。沿晶界分布的黑色團(tuán)塊為T，白色為淬火M。油淬冷速慢，45鋼淬透性不夠，不能全部獲得M，會(huì)析出少部分T。T易浸蝕，稍浸蝕即成黑色，淬火M難浸蝕而呈白色。

19

45#鋼

860℃水淬

中碳M。M成板條和針狀混合分布。板條M較多，針狀M的針葉兩端較為園鈍。45#鋼的M_S較高，先形成的M產(chǎn)生自回火，呈黑色，未自行回火的M呈白色。因而形成襯度。

20

45鋼

860℃水淬低溫回火

回火中碳M。在200℃以內(nèi)回火，M內(nèi)的Fe₃C析出，使M呈深黑色。極少量Ar轉(zhuǎn)變。

21

45鋼

860℃水淬中溫回火

回火T?；鼗餞是從M分解出的F基體上分布極細(xì)粒狀Fe₃C的混合物組織。中溫回火，促使M中析出的碳化物向針葉邊緣集聚。呈極細(xì)顆粒狀，在光學(xué)顯微鏡下不能分辨而呈黑色。而M的中心出現(xiàn)貧碳而呈白色。所以白色F片條狀說明仍稍保持M位向。黑色的碳化物，只有在電子顯微鏡下才能分辨滲碳體質(zhì)點(diǎn)，并可看出回火T仍然保存有針狀M的位向。

22

45鋼

860℃水淬高溫回火

回火S?；鼗餝是F基體上分布細(xì)粒狀Fe₃C的混合物?；鼗饻囟仍龈撸現(xiàn)e₃C顆粒長大，其顆粒比回火T粗，但光學(xué)顯微鏡下仍不能分辨Fe₃C顆粒。淬火得到的M通過高溫回火，促使M中析出的碳化物向針葉邊緣聚集，致使其易浸蝕呈黑色，而M中心貧碳呈灰白色。

23

45鋼

780℃水淬

亞溫淬火組織F+M。由于加熱溫度低于AC₃，保留了部分F，加熱組織A+F。淬火后，A轉(zhuǎn)變?yōu)镸，呈黑色，F(xiàn)不變，為白色。所以亞溫淬火組織為黑色的M基體上，分布著白色塊狀F。

24

45鋼

1100℃水淬

過熱淬水組織M_粗。由于加熱溫度過高，A晶粒迅速長大，淬火后獲得成排分布的粗大的中碳M。不同的晶粒內(nèi)，平行排列的M位向是不同的。

25

T12

球化退火

球狀P。是F基體上分布顆粒狀Fe₃C。白色為F基體，白色小顆粒為Fe₃C。圖中部分為Fe₃C顆粒較粗大。

26

T12

780℃水淬低溫回火

回火M和粒狀Fe₃C。黑色為隱針狀回火M，白色顆粒為Fe₃C_II。由于加熱溫度在A₃在AC₁之間，加熱組織為A+Fe₃C_II。淬火后晶粒細(xì)的A獲得的M針亦細(xì)，F(xiàn)e₃C_II不變?；鼗鸷驧成黑色，成為黑色回火M基體分布白色顆粒Fe₃C_II。屬于正?；鼗鸾M織。若黑色M基體出現(xiàn)淺黃色，甚至有細(xì)針狀M，說明回火不充分。

27

T12

1100℃水淬低溫回火

過熱淬火后的低溫回火組織M+Ar。由于加熱溫度過高，F(xiàn)e₃C全部溶解于粗大的A中，淬回火后獲得粗針的黑色回火M體及灰白色的殘留Ar。

28

40Cr

調(diào)質(zhì)

回火S。白色F基體上分布著細(xì)的淺黑色顆粒Fe₃C。當(dāng)淬火溫度較低時(shí)，合金碳化物難于溶于A中。因而在回火S中殘存極少量的顆粒狀合金碳化物。

29

65Mn

淬火中溫回火

回火T。白色F基體上分布極細(xì)的黑色Fe₃C顆粒，它仍保持M位向。由于放大倍數(shù)低，難于分辨滲碳體的形貌。

30

GCr15

常規(guī)淬火低溫回火

回火M及細(xì)顆粒碳化物+A殘。M分黑區(qū)和白區(qū)，是軸承鋼淬水后的組織。白區(qū)在A晶界處呈網(wǎng)狀分布。淬火加熱時(shí)，碳化物在A晶界處首先溶解，使之含碳、碳量比晶內(nèi)多，M_S較低，淬火后獲得以孿晶M為主的隱針M體，不易自回火，不易浸蝕而呈白色；A晶內(nèi)的碳化物溶解少些，M_S點(diǎn)較高，淬火時(shí)獲得板條M為主的隱晶M，易回火，易浸蝕呈黑色。白色細(xì)顆粒為加熱時(shí)未溶的合金碳化物。

31

W18Cr4V

鑄態(tài)

Ld′+T+M+Ar。共晶Ld′呈魚骨狀分布，其中的共晶碳化物極難溶于A中，不能用熱處理改變其形態(tài)，只能通過鍛軋破碎；T易浸蝕呈黑色，有黑色組織之稱；M+Ar不易浸蝕呈白色，有白色組織之稱。黑色、白色組織均可通過退火、淬火消除。

32

W18Cr4V

退火

S+碳化物?；w為S，放大倍數(shù)低，S條間距離未顯示，而呈暗黃色；白色塊狀為共晶碳化物，白色細(xì)小顆粒為二次碳化物。

33

W18Cr4V

淬火

M+Ar+碳化物。白色基體為隱針狀淬火M及Ar。高速鋼淬火后，Ar高達(dá)20-25%，故稍深浸蝕就可呈現(xiàn)黑色網(wǎng)絡(luò)的的A晶界；A晶粒的粗細(xì)反應(yīng)淬火加熱溫度的高低。白色大塊為共晶碳化物，

白色細(xì)小顆粒為二次碳化物。

34

W18Cr4V

淬火及回火

M+碳化物+A殘 。黑色基體為回火M+Ar，白色大塊顆粒為共晶碳化物，細(xì)小顆粒為二次碳化物。

35

1Gr18Ni9Ti

固溶處理

A．白色晶粒為A晶粒，部分晶粒呈孿晶，基體上黑色點(diǎn)狀為碳化物，有的試樣存在黑色成條狀分布的硫化物夾雜。

36

30CrMnSi

等溫淬火

B粒。由灰白色F和它所包圍的小島狀組織所組成。島的形態(tài)多樣，呈粒狀或條狀，很不規(guī)則。島剛形成時(shí)為富碳A，在隨后的轉(zhuǎn)變可以有三種情況：它可能是F和Fe₃C；也可能是發(fā)生M轉(zhuǎn)變或者仍然保持富碳Ar。

37

ZGMn13

鑄態(tài)

A+碳化物。白色基體為A，黑色網(wǎng)絡(luò)為晶界，沿A晶界析出顆粒狀碳化物。鑄態(tài)高M(jìn)n鋼沿A晶界分布的網(wǎng)狀碳化物對(duì)鑄件的機(jī)械性能及耐磨性將會(huì)產(chǎn)生不良影響。必須經(jīng)過水韌處理，使碳化溶入A中。

38

ZGMn13

水韌處理

A．全部為A晶粒，晶粒大小不勻，有孿晶變形。鑄態(tài)高M(jìn)n鋼加熱到1050-1100℃，使碳化物溶入基體，迅速冷卻，獲得單一A。具有良好的韌性，工作在承受較大的沖擊載荷時(shí)，發(fā)揮出高耐磨性的特點(diǎn)。

39

20鋼

滲碳后退火

正常滲碳的平衡組織。最表層為過共析層，黑色基體為P，白色網(wǎng)絡(luò)為Fe₃C_II；次表層為共析層，全部為黑色片狀P；第三層為亞共析過度層，含碳量逐步下降，一直到心部，其組織特征，白色F逐漸增多，P相應(yīng)減少，一直到20鋼原始組織。

40

40Cr

調(diào)質(zhì)軟氮化

軟氮化組織。白色表層為多相化合物，其結(jié)構(gòu)一般為：Fe₄N、Fe₃N、CrN的混合組織。比較致密，余為回火索氏體。

41

45鋼

滲硼后空冷

滲B組織。表層白色為硼化物Fe₂B相，呈現(xiàn)齒形契入基體中；次層過渡層為擴(kuò)散增碳層，基體為S及少量沿晶界呈條狀分布的F；心部為45鋼的正火組織，即S+F。

六、鑄鐵組織（13種）

序號(hào)

材 料

狀 態(tài)

組 織 說 明

42

灰口鑄鐵

鑄鐵

HT的石墨形態(tài)。黑色片狀組織為石墨，因未作浸蝕，故基本未顯示，呈白色。金相觀察石墨以單獨(dú)的片狀，散布在基體上，它們是分開的，互不聯(lián)系的。HT的片狀石墨的長度各不相同，性能存在差異，因此，根據(jù)使用要求，在工藝上對(duì)石墨形態(tài)及長度進(jìn)行控制。國家標(biāo)準(zhǔn)，按石墨形態(tài)分為6種，石墨長度分為8級(jí)。

43

可鍛鑄鐵

退火

KT的石墨形態(tài)。黑色團(tuán)絮狀組織為石墨，類似棉絮，外形較為規(guī)則。未浸蝕，基體未顯示為白色。KT是由白口鑄鐵生坯。通過退火的固態(tài)石墨化處理，使一次、二次、三次滲碳體經(jīng)過充分的石墨化而得。KT中石墨的形狀、分布、數(shù)量對(duì)性能有明顯的影響。國家標(biāo)準(zhǔn)中都有分級(jí)，作為金相驗(yàn)收的條件。

44

球墨鑄鐵

鑄態(tài)

QT的石墨的形態(tài)。黑色的球狀組織為石墨，在低倍下近似圓形。在高倍下為多邊形，周圍凹凸。因未浸蝕，基體未顯示，呈白色。QT的熔煉是向鑄鐵水中加入稀土鎂球化劑和硅鐵孕育劑而得，其質(zhì)量一般以球化率來評(píng)定，可按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，它分為六級(jí)。

45

蠕墨鑄鐵

鑄態(tài)

蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)。蠕墨鑄鐵的石墨結(jié)構(gòu)處于片狀石墨和球狀石墨之間，其特征石墨的長與厚之比值較小，片厚短，兩端都圓鈍。未浸蝕，基體未顯示為白色。蠕墨鑄鐵是在鐵水中加入蠕化劑硅鐵合金或硅鈣合金而得。生產(chǎn)中石墨蠕化過程有波動(dòng)會(huì)出現(xiàn)少量球狀、團(tuán)狀、片狀等非蠕蟲狀石墨，對(duì)于蠕墨鑄鐵，石墨的蠕化率是主要技術(shù)指標(biāo)，蠕化率共分為9級(jí)。

46

灰口鑄鐵

HT100

退火

F基灰口鐵?；wF為白色，并顯示黑色網(wǎng)絡(luò)晶界，F(xiàn)基體上分布著黑色的片狀石墨。F灰口鐵一般是經(jīng)過高溫石墨化退火，使?jié)B碳體分解成F和石墨。當(dāng)分解不充分時(shí)會(huì)存在極少量的P。

47

灰口鑄鐵

HT150

鑄態(tài)

F+P基灰口鐵。P呈黑色片狀，F(xiàn)分布于片狀石墨兩側(cè)呈白色，片狀石墨為黑灰色。F+P基灰口鐵，亦可采用低溫石墨化通火獲得。即將工件加熱到720-760℃，保溫2h左右，爐冷到300℃出爐空冷。

48

灰口鑄鐵

HT200

正火

P基灰口鐵?；液诘拈L片為石墨，基體為灰黑色較細(xì)的片狀珠光體。它是正火加熱空冷時(shí)，A在共析轉(zhuǎn)變時(shí)析出的，較細(xì)。鑄造狀態(tài)亦可獲得P基的HT，但常有在石墨周圍析出的塊狀F，有的分布著不規(guī)則塊狀的黑色點(diǎn)狀磷共晶。

49

可鍛鑄鐵

KT350-10

退火

F基可鍛鑄鐵?；w為F，呈白色，有明顯的黑色F網(wǎng)絡(luò)晶界。黑色團(tuán)絮狀為退火時(shí)析出的石墨，灰黑色細(xì)小顆粒多為硫化物夾雜。F可鍛鑄鐵是階段高溫及第二階段中溫退火都比較充分，使基體中的滲碳體分解析出石墨碳，而基體貧碳，冷卻后獲得全部為F的基體組織。

50

可鍛鑄鐵

KT550-04

階段石墨化退火

P基可鍛鑄鐵?；wP呈黑白相間的層片狀。有的有小量白色F，黑色團(tuán)絮狀為石墨。P可鍛鑄鐵是在將白口鐵坯料進(jìn)行階段高溫石墨化退火后，不再經(jīng)第二階段石墨化退火而出爐空冷獲得的組織。

51

球墨鑄鐵

QT400-15

退火

F基球墨鑄鐵。白色基體為F，黑色網(wǎng)絡(luò)為F晶界，黑色球狀為石墨。共晶團(tuán)晶界處的錳磷元素偏析，且含碳量較高，又穩(wěn)定，不易石墨化，導(dǎo)致殘存極小量P。當(dāng)鑄態(tài)組織中不僅有P，而且有自由滲碳體時(shí)，進(jìn)行高溫退火。若鑄鐵組織僅為F+P，沒有自由滲碳體，則低溫退火。

52

球墨鑄鐵

QT500-5

鑄態(tài)

F+P基球墨鑄鐵。黑色球狀為石墨，白色F環(huán)繞于球狀石墨周圍，成為牛眼狀組織。球狀石墨在液態(tài)金屬中析出時(shí)，球狀周圍的A中含碳量顯然較低，含硅量高，因此在冷卻過程中沿著石墨球容易析出F。F+P亦可通過低溫正火獲得，但F為塊狀的，稱為破碎狀F。

53

球墨鑄鐵

QT700-2

正火

P基球墨鑄鐵。黑白相間的層片狀為P，灰黑色球狀為石墨。P體的獲得一般進(jìn)行高溫正火。但往往在球狀石墨的周圍，含有少量F，一般不允許F超過15%。

54

高磷鑄鐵

鑄態(tài)

P+片狀石墨+磷共晶。層片狀基體為P，由于深浸蝕而成黑色；灰黑色片狀為石墨，白色棱角狀為磷共晶。磷共晶沿晶界分布，形似網(wǎng)孔，互相連接構(gòu)成堅(jiān)硬的骨架。在摩擦?xí)r，石墨及基體被磨損而凹陷，可儲(chǔ)存潤滑油，起減摩作用；網(wǎng)狀磷共晶凸起，承受摩擦，從而使零件耐磨性提高。

55