制动鼓HT250
100X
T8钢
500X
五、钢铁中的基本金相组织
3、珠光体
由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。其强度较高，硬度适中，塑性较好。抗拉 强度σb ：770MPa 伸长率δ：20～35%；冲击韧性αk ： 30～40J/cm2 硬度180HBS 。
片状珠光体
500X
支腿螺母QT500-7
100X
三、常存元素对钢性能的影响
1锰 钢中的锰来自炼钢原料，锰有一定的脱氧能力，可使钢中的FeO 还原成铁，改善钢的质量；锰与硫生成MnS，能减轻硫的有害作 用；锰能溶于铁素体产生固溶强化。锰在钢中是一种有益元素。 2硅 钢中的硅来自于炼钢原料，硅能与钢液中的FeO生成炉渣，消除 ℃ FeO对钢质量的影响；硅能溶于铁素体产生固溶强化，提高钢的 强度和硬度。硅在钢中是一种有益元素。 3硫 钢中的硫是炼钢时由矿石和燃料带入的，硫不溶于铁，以铁存在 于钢中。FeS与Fe形成低熔点共晶体，熔点为985℃，分布在奥氏 体晶界上，当钢在1000-1200 ℃进行热加工时，由于晶界处共晶 体熔化，产生热脆。为此在钢中加入适量的锰，生成MnS（熔点 1620 ℃）可消除热脆。硫是钢中是一种有害元素。
二、钢铁材料的牌号与标记
3.2.2 不锈钢、耐热钢，一般用一位数字表示平均碳含量的千 分数。当碳含量上限小于0.1%（低碳）时，以0表示碳含量； 当碳含量不大于0.03%时，以00表示碳含量。如5Cr21Mn9Ni4N、 1Cr18Ni9Ti、0CrNi9、00Cr12等。 3.2.3 合金工具钢、高速工具钢、高碳轴承钢等，一般不标出碳含 量数字，若平均碳含量小于1%时，可用一位数字表示平均碳含量 的千分数。如Cr12MoV、5CrW2Si、W18Cr4V、GCr15等 3.3 代表合金元素含量 3.3.1 合金元素平均合金含量小于1.5%时，钢号中仅标明元素符号， 一般不标明含量。 3.3.2 合金元素有数字标明时表示其含量的百分数（高碳铬轴承钢 除外）。 如5Cr21Mn9Ni4N 、1Cr18Ni9Ti、 W18Cr4V 等.
★铸铁是指经过碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金。碳 在铸铁中除少量溶解于金属基体外，通常 以游离状态的 石墨存在，或以化合状态的渗碳体存在。其分类方式如下：
灰口铸铁
按断口颜色 铸铁 按石墨形态 白口铸铁 麻口铸铁 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 蠕墨铸铁
★ 钢是指碳的质量分数为0.0218～２.１１％的铁碳合金。 低碳钢（C＜０.２５％）
一、金属材料的分类
1、金属的分类
铁 黑色金属 锰 铬
重金属（铜、镍等）
金 属 有色金属
轻金属（铝、镁、钠等）
贵金属（金、银、铂等）
半金属（硅、硼等）
放射性金属（镭、铀等）
稀有金属钛、钨等）
一、金属材料的分类
2、工程用金属材料的分类
铁基合金（结构钢、工模具钢、不锈钢、 碳钢、铸铁等） 铜基合金（纯铜、黄铜、青铜等） 工 程 材 料 铝基合金（纯铝、铸铝、变形铝等） 镁基合金（镁铝合金、镁铝硅等） 钛合金（纯钛、TC4、TC11等）
四、热处理行业术语
1 正火 将金属加热到临界温度以上，然后在静止的空气中冷却的热 处理叫做正火。正火可以细化晶粒、改善机械性能与可切削性。 2 退火 将金属加热到一定温度，并保温一段时间，然后使它缓慢冷却， 以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。退火可降低金属的硬 度和脆性，增加塑性。 3 淬火 将金属加热到一定温度，保温一定时间，然后浸入到淬火剂中 ，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。其目的是：改变钢的 内部组织，获得高的硬度和强度，更好地发挥钢材的性能潜力 ，为 回火做好组织准备。
二、钢铁材料的牌号与标记
3.3.3 特殊情况：高碳铬轴承钢，其铬含量用千分之几计，如 GCr15、GCr9等。低铬合金工具钢，其铬含量也用千分之几计， 但在含量数值之前加一数字“0”。如Cr06。 3.4 表示性能数据 如碳素结构钢Q235表示其屈服点不小于235MPa；球墨铸铁等标 准牌号如QT400-18中的数字分别表示抗拉强度不小于400MPa和 延伸率不小于18%； 铸钢等标准牌号如ZG230-450表示屈服强度 不小于230MPa，抗拉强度不小于450MPa；电工硅钢等标准牌号 中的数字表示电磁性能，如50W360表示厚度不大于0.5mm，铁损 值不大于3.60W/Kg。
农机用钢、机床用钢、航空用钢、宇航用钢等）
二、钢铁材料的牌号与标记
我国钢铁产品牌号一般采用汉语拼音、国际化学元素符号 及阿拉伯数字结合起来表示。
1、采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法等。 如QT500-7、 GCr15 、 Q235、ZG230-450等 2、采用国际化学元素符号表示产品中的主要元素。如20Mn2、 20CrMnTi、60Si2Mn、35CrMo等 3、采用阿拉伯数字表示钢的顺序号、元素含量或性能数据等。 3.1 表示顺序号。 如A1、 A2、A3、 A4 、A5。 3.2 表示平均含碳量。代表平均含碳量的数字，一般用阿拉伯数 字放在牌号的头部。 3.2.1 优质碳素结构钢、低合金钢、合金结构钢、合金弹簧钢， 用两位数字表示，含义为平均碳含量的万分数。如45、 20Mn2 、 38CrMoAl、55CrV等。
金属材料热处理及检测分析
——广东富华理化检测中心 管理人员培训讲稿
编制：汤国强 2012年9月22日
目录 一、金属材料的分类 二、钢铁材料的牌号与标记 三、钢中元素对钢性能的影响 四、热处理行业术语 五、钢铁中的基本金相组织 六、钢铁材料常见缺陷组织 七、公司几种产品金相检查 八、金属热处理质量缺陷 九、市场质量案例分析
四、热处理行业术语
7 塑性 金属产生永久变形而不破裂的能力，称为塑性。通常用延伸 率来表征材料塑性的高低。 8 韧性 金属抵抗冲击作用的能力，叫做韧性。单位为焦耳（J） 9 弹性 金属材料受外力作用，发生一定变形，当除去外力后能恢复其原 状的性能叫弹性。弹性金属承受外力的最大限度叫弹性极限。 10 屈服点 金属材料在外力作用下达到一定程度时，即使外力不再增加， 而材料的变形仍继续存在，这种现象叫“屈服”。开始发生屈 服现象时的应力叫“屈服点”。
三、钢中元素对钢性能的影响
4 磷 钢中的磷是炼钢时由矿石带入的，磷一般能全部溶于铁素体中， 使钢的强度、硬度提高，而塑性和韧性显著降低，尤其在低温 时更为严重，容易产生冷脆。 5 碳 碳在钢中是影响其性能最大的元素，能与合金元素作用生成碳 化物。主要表现在影响强度、硬度、疲劳极限、红硬性和耐磨 性等方面。 6 合金元素 合金元素对钢性能的影响非常复杂，添加合金元素的目的主要 表现在如下几个方面：提高淬透性、提高强度和硬度、细化晶 粒、提高红硬性、耐蚀性、耐磨性、回 火稳定性等。
不锈钢
100X
支腿齿轮
500X
五、钢铁中的基本金相组织
5、马氏体
碳溶于α-Fe中所形成的过饱和固溶体 ，其强度、硬度很高，但塑性、韧 性低。
高碳马氏体
500X
隐晶马氏体
500X
低碳马氏体
500X
五、钢铁中的基本金相组织
6、莱氏体
高温莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，低温莱氏体是由珠光体 和渗碳体组成的机械混合物，莱氏体硬度很高，塑性极差。
制动鼓 HT250
100X
制动底板ZG230-450
100X
五、钢铁中的基本金相组织
4、奥氏体
碳溶入γ-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体，以符号A表示。奥氏体的力学性能 与其溶碳量及晶粒大小有关。一般来说，奥氏体的伸长率为40%～50%，硬度为 170～220HB，强度、硬度较低，具有良好的塑性和低的变形抗力，适于进行压 力加工。与γ-Fe一样，奥氏体无铁磁性。
七、公司几种产品金相检查
4 支腿齿轮 金相检验项目为马氏体、残余奥氏体、渗碳体、 非马氏体组织深度、渗层深度。
七、公司几种产品金相检查
5 车轴焊接 检验项目为显微硬度、焊脚高度、熔深和金相组织等。
五、钢铁中的基本金相组织
1、铁素体
碳溶入α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。其力学性能几乎和纯铁 相同，其强度、硬度较低，但具有良好的塑性与韧性。
体心立方晶格示意图
纯铁
100X
U形螺栓45#调质
500X
涡轮40Cr正火
500X
五、钢铁中的基本金相组织
2、渗碳体
化学式为Fe3C的金属化合物称为渗碳体。渗碳体的熔点为1227℃。渗碳体的硬度 极高（约800HBW），脆性大，塑性几乎等于零，是一个硬而脆的相。
低温莱氏体
500X
六、钢铁材料常见缺陷组织
1、带状组织 使钢的组织产生各向异性，即沿着带状纵向的强度高、 韧性好，横向的强度低、韧性差。
2碳化物液析 切割了金属基体，使钢的脆性增大，易产生淬火裂纹，并使工 件在使用过程中由于碳化物的剥落而成为磨粒磨损或形成疲劳破坏的发源地。
六、钢铁材料常见缺陷组织
碳素钢 按化学成分
中碳钢（０.２５％≤C≤０.６０％） 高碳钢（C＞０.６０％） 低合金钢（合金元素＜５％） 中合金钢（５％≤合金元素≤１０％） 高合金钢（合金元素＞１０％）
合金钢
钢
结构钢（工程结构用钢、机器零件用钢） 工具钢（刃具钢、模具钢、量具钢）
按用途分
特殊钢（不锈钢、耐磨钢、耐热钢等） 专业用钢（指各个工业部门专业用途的钢，如
七、公司几种产品金相检查
1 车轴 原材料车轴检验项目为晶粒度、夹杂物、脱碳层、成品车轴 检查晶粒度、脱碳层。
七、公司几种产品金相检查
2 轮毂 轮毂金相检验项目为球化率、石墨大小、珠光体含量、 碳化物含量等。
七、公司几种产品金相检查
3 制动鼓 金相检验项目为石墨形状大小、珠光体含量、碳化物形状、 含量等。
四、热处理行业术语
11 晶格与晶胞 为了描述金属中原子在三维空间排列的规律性，可以把原子 看成是固定不动的刚性小球，把刚性小球抽象为几何的点， 如果把这些点用直线连接起来，就构成几何空间格架，这种抽 地用于描述原子在晶体中排列方式的空间格架，就称为晶格。 为了便于说明原子在空间排列的特点，根据晶体中原子排列 规律性和周期性的特点，通常从晶格中选取一个能够完全反映 晶格特征的最小几何单元，这个最小几何单元就称为晶胞。