本文介紹鋼管鋼材的幾種金相組織的區(qū)別
1、馬氏體及其回火產(chǎn)物的鑒別
回火馬氏體、回火托氏體、回火索氏體一般不易區(qū)別。
對中碳鋼而言，淬火時先形成的馬氏體受自回火的影響呈深色，后形成的馬氏體未受自回火的影響呈淺色背景。
如圖所示45鋼840℃水淬后的組織，在白色淬火馬氏體的基體上分布著深色中碳馬氏體；如果背景變深，但板條形態(tài)還清晰可見，則為回火馬氏體。
如圖所示45鋼840℃水淬200℃回火，組織為回火馬氏體，馬氏體板條形態(tài)清晰可見；如果有明顯的白色鐵素體板條則為回火索氏體。
如圖所示45鋼840℃水淬200℃回火，組織為回火馬氏體，馬氏體板條形態(tài)清晰可見；如果有明顯的白色鐵素體板條則為回火索氏體
如圖所示45鋼840℃水淬400℃回火，組織為回火托氏體，馬氏體板條形態(tài)隱約可見。
2、淬火托氏體與回火托氏體的鑒別
淬火托氏體是淬火時由于冷卻速度不夠?qū)е聤W氏體分解成細片狀碳化物和鐵素體的機械混合物，呈黑色球團狀沿晶界分布。
沿晶界黑色淬火托氏體
如圖是45鋼900℃加熱保溫25min水淬的組織，沿晶界黑色團球狀淬火托氏體及中碳馬氏體；淬火托氏體經(jīng)回火后顏色略為變淡，隨著高溫回火溫度升高，碳化物略有聚集長大，其顏色也由原來的深黑色球團狀變成淺灰色球團狀。
淬火托氏體經(jīng)600℃回火
如圖是45鋼900℃加熱保溫25min油淬后經(jīng)600℃保溫60min回火的組織，淬火托氏體經(jīng)高溫回火后變成淺灰色團球狀，稍深色是回火索氏體，還有少量沿晶界分布的白色網(wǎng)狀先共析鐵素體；回火托氏體是白亮的淬火馬氏體經(jīng)中溫回火后，由于馬氏體析出彌散狀的小顆粒碳化物，而使基體容易侵蝕變深，經(jīng)中溫回火的回火托氏體的馬氏體位向仍能分辨。
如圖所示45鋼900℃加熱保溫25min水淬后經(jīng)400℃保溫60min回火后的回火托氏體。
3、低碳板條馬氏體與羽毛狀上貝氏體的鑒別
1.從形態(tài)上區(qū)分
低碳板條馬氏體的光鏡特征是大致平行、條寬不等、位向差較小的馬氏體條組成一個馬氏體板條束（或領(lǐng)域），一個原始奧氏體晶粒內(nèi)可以形成3～5個馬氏體板條束，每個板條束之間的位向差較大，經(jīng)常可以看到幾乎成等腰三角形的馬氏體板條束。殘余奧氏體薄膜存在于馬氏體條間，所以不能清楚地觀察到。由于單個馬氏體板條比較細小（多為0.15μm～0.2μm），排列較緊密，整體形貌比較平整。因為形成溫度較高，受自回火的影響，經(jīng)4%的硝酸酒精溶液侵蝕后，顏色較深。
如圖18a所示。采用選擇性侵蝕時，有時在一個板條束內(nèi)可觀察到若干個黑白相間的板條塊(每個板條塊由若干個板條組成)。
羽毛狀貝氏體的光鏡特征是鐵素體沿晶界一側(cè)或兩側(cè)平行排列并向晶內(nèi)延伸，等溫轉(zhuǎn)變的羽毛狀貝氏體除平行排列外，還有單個貝氏體存在，整體形貌不太平整。縱觀整個顯微組織，有一定的層次感，貝氏體層次高，殘余奧氏體層次低，如圖18c所示。羽毛狀貝氏體隨著溫度降低和碳的質(zhì)量分數(shù)的增高，鐵素體片條變薄，碳化物顆粒變小，彌散度增高，侵蝕后顏色較深，如圖18d所示。
2.從熱處理工藝上推斷
板條馬氏體是中、低碳鋼及馬氏體時效鋼、不銹鋼等鐵基合金中形成的一種典型的馬氏體形態(tài)。當碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.2%的低碳鋼或低碳低合金鋼在冷卻速度大于臨界淬火冷卻速度時，淬火可獲得全部的板條馬氏體，如圖18a所示是20鋼930℃加熱保溫20min鹽水淬火的顯微組織，典型的板條狀馬氏體；大量工業(yè)用鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)在0.2%～0.6%之間，其馬氏體的形態(tài)均為板條狀和片狀有機結(jié)合構(gòu)成的整合組織。實踐證明，板條馬氏體的長度與淬火加熱時的奧氏體化溫度有關(guān)，溫度越高，奧氏體晶粒越粗大，成分也趨于均勻，馬氏體板條越長，如圖18b所示是45鋼920℃加熱保溫20min水淬后的顯微組織，深色粗大的板條馬氏體、片狀馬氏體及白色殘余奧氏體。
羽毛狀貝氏體一般是鋼在550℃～350℃之間等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，呈羽毛狀。由于貝氏體轉(zhuǎn)變的不完全性，組織中往往存在馬氏體以及未轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體，因此實際鋼中經(jīng)常出現(xiàn)貝氏體、馬氏體及殘余奧氏體的有機結(jié)合的組織，如圖18c所示是球鐵920℃加熱400等溫25min的顯微組織，深灰色上貝氏體、“Z”形深色高碳馬氏體及白色殘余奧氏體，圖左上方深色為球狀石墨；亞共析鋼、過共析鋼在連續(xù)淬火冷卻時，因冷卻速度不夠，可形成羽毛狀貝氏體，其特征是從原奧氏體晶界向晶內(nèi)長大，在晶界兩邊或一邊形成幾乎平行的羽毛束，由于量少，其羽毛特征更加明顯，還存在大量的殘余奧氏體，晶界上常伴有淬火屈氏體，侵蝕后呈黑色，如圖18d是T12鋼1200℃加熱保溫30min水淬后的顯微組織，在馬氏體和殘余奧氏體的基體上沿晶界分布著黑色淬火屈氏體和羽毛狀上貝氏體。由于羽毛狀貝氏體的強度和韌性都較差，所以實際生產(chǎn)中的等溫淬火主要是為了獲得強度和韌性優(yōu)良的下貝氏體組織。
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