注：国际体视学学会推荐的标准符号
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三、定量金相
注意事项： 一、取样
金属材料对于可见光是不透明的，合金组织在 微观上总是不均匀的，定量金相参数的测量和计算是 在任意截面的金相磨面上进行的，所以这些过程必须 具有随机性和统计性。为了使定量金相测量的合金组 织特征参数能真是的反映客观真值，必须是选取的试 样具有真正的代表性。合金的成分，材料的加工过程， 零件的形状和尺寸等，都是需要考虑的因素。因此， 除了很均匀的组织选取一个试样外，最好选3-5个试 样，最好还是在具有代表性的部位，如端头、中心或 1/2处等。
大头截面 500X
(网格点计数) Pv=Pa/PT =a相中的点/总点数 =27/(16x16)x100 % =10.5% 含碳量 C2≈10.5%X0.77% ≈0.08%
GB/T6394--2002
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三、定量金相（含碳量）
螺纹部分 500X
(网格点计数) Pv=Pa/PT =a相中的点/总点数 =34/(16x16)x100% =13.3% 含碳量 C3≈13.3%X0.77% ≈0.1%
螺钉内部的金相图片
由图可以看出，碳化 物均匀分布在铁素体 中，并且呈现颗粒状， 说明在冷加工前经过 了退火过程，使碳化 物球化，降低硬度， 增加塑性和韧性，更 易于冷加工，保证了 冷镦加工过程中冲制 十字头时钢材不易发 生断裂或开裂事故。
铁素体+球状碳化物 放大倍数为500x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
GB/T6394--2002
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四、金相分析
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四、金相分析
螺钉内部的金相图片
由图可以看出，晶粒 有一定的变形，呈条 状，这是抽丝时引起 的形变。同时我们还 能看到整体晶粒比较 细小。
铁素体+球状碳化物 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
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GB/T6394--2002
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三、定量金相（含碳量）
小头截面 500X
（网格点计数） Pv=Pa/PT =a相中的点/总点数 =17/(16x16)x100% =6.64% 含碳量 C1≈6.64%X0.77% ≈0.05%
GB/T6394--2002
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三、定量金相（含碳量）
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四、金相分析
螺帽十字处的金相图片 （纵剖面）
由图可以明显看出在十字槽周 围各晶粒存在着不同的变形量。 从右到左变形量逐渐减小。同 时图中箭头处晶粒显示出两个 不同的走向。
受力方向
主要为铁素体 放大倍数为50x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
螺帽十字处的金相图片 （纵剖面）
关于磨光
二、关于螺钉
抛光大致操作流程
抛光前需要清洗试样，避免抛光时 把砂纸上的沙粒附着试样表面，抛 光膏每次微量、多次、抹匀在打磨 过的螺钉面上，抛光绒布的湿度控 制在抛光后抛光面润湿即可。
关于抛光
二、关于螺钉
腐蚀大致操作流程
我们使用4％的硝酸酒精进行腐蚀， 用蘸有腐蚀液的棉球均匀涂抹的抛 光后的螺钉表面，当抛光面由光亮 的镜面变成暗灰色不能成像时即停 止腐蚀，并迅速用清水冲洗干净并 吹干。
7、徐州, 赵连成. 《金属固态相变原理》 北京：高等教育出版社，2009 8、徐恒钧. 《材料科学基础》 北京：北京工业大学出版社，2009 9、胡赓祥,蔡珣. 《材料科学基础》第3版. 上海：上海交通大学出版社， 2011 10、夏丽芳 《金属热处理工艺学》第5版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2007
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二、实验过程 二、关于螺钉
为了进一步了解螺钉的相关情况， 我们将通过小螺钉的金相组织来探索 其性能，成分，加工工艺，用途。
我们开始了螺钉的镶嵌、磨光、 抛光、腐蚀、观察、照相......
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二、实验过程
关于镶嵌
镶嵌大致操作流程
打开电源当镶嵌机温度上升到 设定温度（130~140℃）后调整手 轮将螺钉与电木粉填入腔体，合上 盖板后加压，记时3~5分钟，之后 开始取样。
（使用XQ-2型金相试样 镶嵌机镶嵌）
二、实验过程
磨光大致操作流程
磨制5道砂纸（150、400、600、800， 1000），粗砂纸向细砂纸依次打磨，每换 一号砂纸，应将试样转90度再磨制，使磨 削方向与之前的磨痕方向垂直，以便观察 前一道磨痕是否完全消除。用1000的砂纸 是为了减小抛光难度,减小由于电木螺钉硬 度不一引起的使螺钉边缘突起。
金相实验报告
一、相关知识
我 们 接 到 了 分 析 这 俩 螺 钉 的 任 务
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context
一、相关知识
二、实验过程
三、定量金相
四、金相分析
五、失误总结
一、相关知识
1.針部(驅動系統) 2.頭部 3.承面
4.牙部(結合部)
从螺钉的形貌,我们知道螺钉 是十字沉头螺钉,起着两个 或者多个物体的连接作用， 是在日常生活中或者工业制 造中不可或缺的必需品。
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三、定量金相
注意事项： 三、视场选择：
一方面考虑合金组织本身的微观不均匀性，即使 是在同一个金样试样上，选取的视场不同，合金的显 微组织也存在一定的差异。代表位置：试样边缘、中 心或其他指定位置。 另一方面，从数理统计的观点，测量视场应具有 随机性和统计性。视场的数目也应足够多，减少数据 的偶然误差。 注意：要选择最佳放大倍数，提高放大倍数，视 场的面积将缩小。
2014-2-21
三、定量金相（晶粒度）
小头截面：100X （截线法）
标尺测量3.3cm 线长（14.8cm,14.8cm,14.8cm） 线实际长度 LT=14.8/3.3X200μm=879μm 平均截线长度（晶粒的平均长度） L1=LT/ N1=897/85=10.55μm L2=LT/ N2=897/89=10.08μm L3=LT/ N3=897/92=9.75μm ∴ L =10.13μm 此时晶粒度： G=-10－6.64lg（10.13X10-4） =9.88
标准中维氏硬度要求测量载荷大于98N。
晶界与晶界、晶界与晶内、晶内与晶内各不同点硬度相差很大，在小载荷条件下, 压痕就很可能会局限在某一晶粒内部或晶界上,则所测硬度值为局部的硬度值。
各组在小载荷下测量的硬度都处于基本相同的数值范围，我们猜测，老师所给 的试验力测出的硬度值并没有因受晶粒间不同点硬度不同的而产生明显差别， 测量值能一定程度上代表材料的硬度。
大量硬度结果均处于220HV以内的 范围，螺钉对应性能等级应小于8.8级
一、相关知识
螺钉性能等级不高，代表螺钉强 度、硬度低，而韧性和塑性较高， 具有良好的拉延、弯曲和镦粗等 冷加工性能。
我们猜测螺钉的材料是低碳钢冷加工所得
二、实验过程
分析显微组织的作用
组织是性能的根据，性能是组织的反映
合金的成分和生产工艺条件是影响组织变化的条件。
2014-2-21
四、金相分析
螺帽十字处的金相图片 （横剖面）
图中，十字槽周围各晶粒已成 纤维状条纹的纤维组织。而纤 维组织的分布方向即是金属流 变伸长的方向。而其中比较硬 的碳化物颗粒随铁素体的变形 而连成串状。
主要为铁素体 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
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5.導入及攻入部
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一、相关知识 二、关于螺钉
一般的螺钉的加工步骤
退火→酸洗→拉丝→冷镦→钻尾→搓丝→热处理→表面处理
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一、相关知识
紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
（参照中华人民共和国国家标准GB／T 3098．1—2010）
不同性能等级对应 不同的材料硬度
一、相关知识
铁素体+球状碳化物 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
以上的分析中大部分组织有不同程度的变形
加工硬化
在螺钉经过冷加工处理后，由于不断发生塑性 变形，使其产生加工硬化的现象。此现象的出 现，使得螺钉在塑性变形的过程中，强度性能 不断提高，而塑性性能不断降低。
与已学知识的连接

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e
b
P
b
f
a c
四、金相分析
螺帽边缘的金相图片
由图可以看出，螺 帽边缘球状碳化物 减少，大部分为铁 素体，出现脱碳层， 说明在冷加工后经 过了一定的热处理， 表面脱碳，晶粒有 所长大。
铁素体+球状碳化物 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
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四、金相分析
螺纹处
沟槽处晶粒变 形大 齿处边缘晶粒呈长条状，右 上角沟槽边缘变形较大，说 明加工时受到了较大的外压 力。左侧齿内部未受力处晶 粒分布较均匀。
关于腐蚀
二、实验过程
所给螺钉
从金相图谱 中发现的形 貌类似的 材料的金相
片状珠光体 T8状渗 碳体 35钢 球化退火
二、实验过程
于是我们进行了大胆的猜测,认 为螺钉的材料为低碳钢,主要组 织是铁素体
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三、定量金相
金相分析是金属材料试验研究的重 要手段之一，定量金相学是利用体视学 原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金 相显微组织的测量和计算来确定合金组 织的三维空间形貌，从而建立合金成分、 组织和性能间的定量关系。
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以上的分析中大部分组织有不 同程度的变形
由于强度性能不断提高，而塑性性能不断 降低，使螺钉过于硬脆，对使用性能造成 影响。故在冷加工后还要经历一步热处理， 小幅度提高韧性，消除残余应力，获得良 好的机械性能。