1

工業(yè)純鐵

退火

F．白色等軸晶為F晶粒，黑色網絡為晶粒之間的邊界，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的層片結構未顯示出來。20鋼含碳量低，F(xiàn)占76%，P占24%，所以顯示出了黑色網絡的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的層片結構，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。白色呈網絡狀分布的為F。P片層結構亦未明顯顯示。65鋼含碳量接近共析成分，基體組織中的P明顯增加，已達84%，F(xiàn)量相應減少。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進行共析反應的產物。有的試樣含碳量偏下限，會有少量的F出現(xiàn)。當物鏡的鑒別能力小于Fe₃C片層厚度，F(xiàn)e₃C呈黑色片條狀。當物鏡的鑒別能力大于Fe₃C片層厚度，則白色Fe₃C條片會明顯顯示出來。

6

T12鋼

退 火

P+Fe₃C_II。黑白相間的層片狀基體為P。晶界上的白色網絡為Fe₃C_II。T12為過共析鋼，共析反應前，F(xiàn)e₃C_II首先沿A晶界呈網絡狀析出。嗣后，隨著溫度的下降到共析溫度，發(fā)生共析反應，剩余A全部轉變?yōu)槠瑮l狀P。網狀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。故黑色網絡為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`。斑點狀基體為共晶Ld`，黑色人枝晶為P，系初生A轉變產物，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進行共析轉變而來，組織細小，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的相對含量為：Fe₃C 60%，P40%。

10

過共晶生鐵

鑄 態(tài)

Fe3CI+Ld`。由于Fe3CI首先結晶出來，結晶過程中不斷成長，故呈白亮色粗大的板條狀，而Ld`認為黑白相間的斑點狀。

11

T8

正火

S。細層片狀F與Fe₃C的機械混合物。光學顯微鏡放大倍數(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A分解成極細片狀的F與Fe₃C的機械混合物，光學顯微鏡倍數(shù)低，無法分辨T的層片結構而呈墨菊狀黑色團狀。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。在光學金相顯微鏡下，成束的Ｆ條向Ａ晶內伸展，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內的短針狀Fe₃C的兩相混合物。它比淬火M易受浸蝕，在光學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A晶內可形成幾個不同取相的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A晶內，片形成的M較粗大，往往貫穿整個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小，故片狀M，在同視場中有長短粗細之分。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，進行共析反應的A增多，析出的P多而細。45鋼正火可以改善鑄造或鍛造后的組織，細化A晶粒，組織均勻化，提高鋼的強度、硬度和韌度。

18

45鋼

油淬

M+T。沿晶界分布的黑色團塊為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℃以內回火，M內的Fe₃C析出，使M呈深黑色。極少量Ar轉變。

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。呈極細顆粒狀，在光學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點，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。回火S是F基體上分布細粒狀Fe₃C的混合物?；鼗饻囟仍龈?，F(xiàn)e₃C顆粒長大，其顆粒比回火T粗，但光學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，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。淬火后晶粒細的A獲得的M針亦細，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

調質

回火S。白色F基體上分布著細的淺黑色顆粒Fe₃C。當淬火溫度較低時，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晶界處呈網狀分布。淬火加熱時，碳化物在A晶界處首先溶解，使之含碳、碳量比晶內多，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晶內的碳化物溶解少些，M_S點較高，淬火時獲得板條M為主的隱晶M，易回火，易浸蝕呈黑色。白色細顆粒為加熱時未溶的合金碳化物。

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。基體為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20-25%，故稍深浸蝕就可呈現(xiàn)黑色網絡的的A晶界；A晶粒的粗細反應淬火加熱溫度的高低。白色大塊為共晶碳化物，

白色細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。島剛形成時為富碳A，在隨后的轉變可以有三種情況：它可能是F和Fe₃C；也可能是發(fā)生M轉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，黑色網絡為晶界，沿A晶界析出顆粒狀碳化物。鑄態(tài)高Mn鋼沿A晶界分布的網狀碳化物對鑄件的機械性能及耐磨性將會產生不良影響。必須經過水韌處理，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Mn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，發(fā)揮出高耐磨性的特點。

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，白色網絡為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相應減少，一直到20鋼原始組織。

40

40Cr

調質軟氮化

軟氮化組織。白色表層為多相化合物，其結構一般為：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

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，在工藝上對石墨形態(tài)及長度進行控制。國家標準，按石墨形態(tài)分為6種，石墨長度分為8級。

43

可鍛鑄鐵

退火

KT的石墨形態(tài)。黑色團絮狀組織為石墨，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、三次滲碳體經過充分的石墨化而得。KT中石墨的形狀、分布、數(shù)量對性能有明顯的影響。國家標準中都有分級，作為金相驗收的條件。

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，其質量一般以球化率來評定，可按規(guī)定標準進行，它分為六級。

45

蠕墨鑄鐵

鑄態(tài)

蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)。蠕墨鑄鐵的石墨結構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。生產中石墨蠕化過程有波動會出現(xiàn)少量球狀、團狀、片狀等非蠕蟲狀石墨，對于蠕墨鑄鐵，石墨的蠕化率是主要技術指標，蠕化率共分為9級。

46

灰口鑄鐵

HT100

退火

F基灰口鐵。基體F為白色，并顯示黑色網絡晶界，F(xiàn)基體上分布著黑色的片狀石墨。F灰口鐵一般是經過高溫石墨化退火，使?jié)B碳體分解成F和石墨。當分解不充分時會存在極少量的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，基體為灰黑色較細的片狀珠光體。它是正火加熱空冷時，A在共析轉變時析出的，較細。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網絡晶界。黑色團絮狀為退火時析出的石墨，灰黑色細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，黑色團絮狀為石墨。P可鍛鑄鐵是在將白口鐵坯料進行階段高溫石墨化退火后，不再經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，黑色網絡為F晶界，黑色球狀為石墨。共晶團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，導致殘存極小量P。當鑄態(tài)組織中不僅有P，而且有自由滲碳體時，進行高溫退火。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，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，形似網孔，互相連接構成堅硬的骨架。在摩擦時，石墨及基體被磨損而凹陷，可儲存潤滑油，起減摩作用；網狀磷共晶凸起，承受摩擦，從而使零件耐磨性提高。

55