一、金相分析的理论基础
1、金相分析的理论基础
金属和合金在固态时，通常就是那种原子在三维空间中有规则作周期重复排列的物质，也就是说，在金属和合金中，原子的排列都是有规律的，而这种周期性排列称为晶体。
晶体按照晶胞的形态不同可分为体心立方晶胞、面心立方晶胞和密排六方晶胞。
实际中的晶体由理想晶体和晶体缺陷共同组成。
晶体缺陷是指实际晶体中存在着偏离（破坏）晶格周期性和规则性的部分，一般分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
在合金中有两类基本的相结构，固溶体和金属间化合物。
组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相称为固溶体，有置换固溶体，间隙固溶体。
金属间化合物是合金的组元相互作用而形成的具有金属特性，而晶格类型和特性又完全不同于任一组元的化合物一中间相。
金属化合物的晶格类型与组成化合物各组元的晶格类型完全不同，一般可用化学分子式表示。
2、钢材中常见的金相组织
(1) 铁素体。
碳溶于仅一 F e晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁索体，用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强
度与硬度较低。
(2) 奥氏体。
碳溶于，y — F e晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示。
其强度和硬度比铁素体高，但塑性和韧性仍良好，并且无磁性。
(3) 渗碳体。
渗碳体是碳和铁以一定比例化合成的金属化合物，用分子
式表示。
硬度高( HBW=800) ，塑性和冲击韧度几乎为零，脆性很大。
(4) 珠光体。
由铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为珠光体，用符号P 表示。
其力学性能介于铁索体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。
(5) 马氏体。
碳在仅—中的过饱和固溶体称为马氏体。
马氏体有很高的强度和硬度，但塑性很差，几乎为零，用符号M表示，不能承受冲击载荷。
(6) 贝氏体。
贝氏体是铁索体和渗碳体的机械混合物，介于珠光体与马氏体之间的一种组织，用符号B表示。
根据形成温度不同，分为粒壮贝氏体、上贝氏体( B上) 和下贝氏体( B下) 。
粒状贝氏体强度较低，但具有较好的韧性；下贝氏体既具有较高的强度又具有良好的韧性；上贝氏体的韧性最差。
(7) 魏氏组织。
它是一种过热组织，由彼此交叉约6 0。
的铁素体针片嵌入钢的基体而成。
**的魏氏组织使钢材的塑性、韧性下降，脆性增加。
(8) 莱氏体。
莱氏体是铁碳合金中的共晶混合物，即碳的质量分数( 含碳量)为4-3%的液态铁碳合金，在l480℃时，同时从液体中结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物称为莱氏体，用符号Ld表示。
由于奥氏体在727℃时转变为珠
光体，故在室温时莱氏体由珠光体和渗碳体组成。
为区别起见将7 2 7℃以上的莱氏体称为高温莱氏体( L d ) ，727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体( L，d ) 。
莱氏体的性能与渗碳体相似，硬度很高塑性差。
二、不同材质轧辊的金相组织
轧辊按照制造工艺分为铸造轧辊和锻造轧辊，锻造轧辊主要应用于冷轧、硅钢等轧制线，铸造轧辊则主要应用于热轧区域。
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
离心辊一般由3部分组成：工作层、结合层和芯部。
工作层硬度要求较高以保证轧辊的耐磨性；轧辊芯部要求具有高的抗拉、弯曲性能及轧辊轴芯铸造组织致密无缺陷，以承受高轧制负荷，实现安全轧；结合层则是铸辊制造中的难点和重点，位于芯部和工作层之间，起到两者结合的作用，保证两者优势的有效结合。
1、高镍铬离心铸造轧辊
工作层金相组织：贝氏体+碳化物+石墨；结合层：不允许有异常聚集或异常板条状碳化物；芯部为高强度球墨铸铁。
球墨铸铁是一种高强度铸铁材料，具有较高的抗事故性。
工作层基体组织中存在较大数量的碳化物，因此有较高的耐磨性，基体组织中石墨的存在，使其具有良好的抗热烈性
2、高铬铁离心铸造轧辊
工作层金相组织：回火马氏体+ M7C3碳化物；结合层：不允许有异常聚集或异常板条状碳化物；芯部为高强度、高韧性球墨铸铁。
由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物，高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能
3、高速钢铸造轧辊
工作层金相组织：回火马氏体+ MC、M2C、M6C 等碳化物；结合层：不允许有异常聚集或异常板条状碳化物；芯部为高强度、高韧性球墨铸铁。
高速钢轧辊不仅具有高的抗热裂性，同时其高的耐磨性及红硬性可**延长轧辊寿命，提高轧材质量。
4、Cr5锻造轧辊
Cr5冷轧辊是含铬量5%左右的新材质冷轧辊，以M7C3类型碳化物为主，Cr5材质轧辊由于基体的固溶强化效果提高了基体强度指标，工作层则通过合理科学的热处理工艺获得深淬硬层。
锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理，使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力，同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。
锻钢轧辊具有的这一独特性能，使其在冷轧以及有色轧制方面，有着铸造轧辊不可替代的优势。