金相基础问答

1、什么叫化学热处理，它由哪三个过程组成？ 

答：钢的化学热处理是在一定温度下，在不同活性介质中，向钢的表面渗入适当的元素，同时向钢内部深处扩散，以获得预期组织和性能的热处理工艺，任何一种化学热处理都由分解，即由活性介质中析出活性原子；吸收，即活性原子被吸附在工件表面；扩散，即活性原子从工件表面向其深处迁移等三个基本过程组成。

2、布氏硬度试验的基本原理。 

答：布氏硬度试验的基本原理是：用一定直径D的淬火钢球或硬质合金球，以一定的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，测量压痕直径d以计算压痕的球形表面积S，则布氏硬度的定义即为HB=F/S。其值不标单位。 

3  球墨铸铁缺陷石墨飘浮及球化不良的显微特征主要是什么？

答：球墨铸铁缺陷石墨飘浮多产生于铸件的上表面，由于石墨比重小，上浮在铸件表面多呈开花状碎裂状。 

4  按GB7216—87《灰铸铁金相》标准中，规定了哪些金相检验项目？二元磷共晶和三元磷共晶各自的组织特征是什么？ 

答：检验项目有石墨分布形状及长度；基体组织特征；珠光体片间距及珠光体数量；碳化物分布形状及数量；磷共晶类型、分布形状及数量；共晶团数量。
    二元磷共晶是在磷化铁上均匀分布着奥氏体分解产物的颗粒，三元磷共晶是在磷化铁上分布着奥氏体分解产物的颗粒及粒状、条状的碳化物。

5  结合Fe-Fe₃C相图，谈谈在光学晃微镜下如何区分一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体。 

答：一次渗碳体是过共晶白口铸铁在结晶过程中形成的先共晶相，形状是粗大的白色条状。二次渗碳体是从奥氏体中析出，分布在原奥氏体晶界上，呈网状或断续网状，包围着珠光体组织。三次渗碳体是含碳量很低的钢中，冷却时沿铁素体晶界析出，使局部晶界成链条状。

_{6、合金钢为什么需要较长的加热保温时间？} 

答：由于在加热时，奥氏体的形成，特别是奥氏体的均匀化过程，合金钢比碳钢慢。因此，合金钢热处理时需要较长的加热保温时间。

_{7、焊接工艺的特点有哪些？这些特点易使焊接接头产生什么不良后果？} 

答：焊接工艺的特点有①加热速度快②加热温度高③高温停留时间短④热量集中⑤冷却速度快且复杂。   

这些特点将使焊接接头造成：①成分偏析、组织不均匀；②内应力大而复杂；③易产生各种各样缺陷等不良后果。

_{8 、低碳钢和普通低合金结构钢的焊接接头热影响区包括哪几个特征区？焊接时受热温度各在什么范围？在通常焊接条件下，焊后各区的典型组织特征是什么？} 

答：包括过热区、正火区，不完全正火区和回火区。它们各自受热温度范围和典型组织特征见下表所列：

序号	区域	受热温度范围	典型组织特征
1	过热区	TKS～固相线之间（即1100～1350℃之间）	晶粒粗大，低碳钢和某些普通低合金结构钢出现魏氏组织
2	正火区	在Ac3～TKS之间（即900～1100℃之间）	细小而均匀的铁素体加珠光体组织
3	亚温正火区	在Ac1～Ac3之间	原珠光体发生部分或全部转变，原铁素体虽未转变，但有碳化物或其他第二相质点沉淀（析出）
4	回火区	在Ac1以下	原始组织中有碳化物或其他第二相沉淀

 

_{9 、在焊接搂头中，常出现哪些热裂缝和冷裂缝？各自的形态特征是什么？} 

答：焊接接头中常出现的热裂缝和冷裂缝及其形态特征见下表：

裂缝种类	裂缝名称	形态特征
热裂缝	凝固裂缝（也叫结晶裂缝）	①裂缝粗而短（长宽相对比较） ②沿晶分布，尾端圆钝 ③裂缝中伴有夹杂物 ④断口呈结晶形态并伴有低熔夹杂
	液化裂缝（也叫热影响区裂）	①裂缝粗而短 ②沿晶分布，尾端圆 ③具有曲折轮廓 ④断口呈晶粒状，并伴有低溶夹杂
	高温低延性裂缝（也叫高温失塑裂缝）	①沿晶分布 ②裂缝有清晰、光滑的棱边 ③不如液化裂缝曲折 ④断口呈晶粒状但并不伴有夹杂
冷裂缝	氢脆裂缝	①裂缝尖锐、刚劲、一般无分枝、具有断续状 ②通常穿晶分布；在不易淬火钢中，沿奥氏体晶界或混合组织交界面
	层状撕裂	①平行于母材轧制方向阶梯状层层撕裂 ②沿着带状分层扩展 ③不同层间的裂缝由细小的横向裂缝联系着

 

_{10、 钢的奥氏体晶粒度测定举出三种显示方法，说明各适用于什么钢种的测定？晶粒度的评定方法有哪几种？} 

答：（1）渗碳法：适用于渗碳钢的奥氏体晶粒度的测定。
        （2）氧化法：适用于不含硼、铝的合金结构钢和碳钢的奥氏体晶粒测定。
         （3）晶粒边界腐蚀法：适合任何钢种的奥氏体晶粒度的测定。

_{11 、金相试样选取的原则是什么？怎样截取？应注意些什么？}

答：（1）金相试样的选取原则金相试样的选取部位必须具有代表性，所以必须按标准和有关规定取样。无论常规检验和失效分析，均同。

    （2）检验面的选取根据检验目的内容确定检验面。
            1）横向截面主要用以检验表面缺陷、表面热处理情况，碳化物网络、晶粒度等。
            2）纵向截面主要用以检验非金属夹杂物、锻轧冷变形程度、晶粒拉长的程度、鉴定钢的带状组织及热处理后带状组织的消除效果。
    （3）金相试样截取方法
          1）软金属材料一般用锯、机床、砂轮切割截取。
          2）硬而脆的材料可用敲断、击碎成合适的金相试样。
          3）硬而韧的材料可用砂轮切割机、氧乙炔焰截取，也可用电火花线切割截取。
    （4）截取金相试样的注意事项
          1）不允许试样产生范性变形。
        2）不允许因受热而引起金相组织发生变化。

_{12 、金相显微镜的一般调整包括哪些项目？如何调整？} 

答：金相显微镜的一般调整包括：光源调整，孔径光栏调整，显微镜镜筒长度调整。
    （1）孔径光栏的调整：首先要把孔径光栏调到光轴的中心从目镜镜筒内观看孔径光栏的象和物镜后透镜孔径同心。
    孔径光栏的大小，以使象清晰、无浮雕，晶界无变形无弯曲为度，光强以使人眼舒适为宜。
    （2）视场光栏的调整：显微镜调焦后，先缩小视场光栏然后再调大，使其正好包围整个视场，也可调到刚好包围将要观察的某一局部组织。
    （3）显微镜镜筒长度的调整：物镜的象差是按一定的镜筒长度加以校正的，不同焦距的物镜，光学镜筒长度是不同的，机械镜筒长度不同的显微镜都有规定，只有这样才能使物镜到最佳状态，不同显微镜的物镜、目镜都不能互换使用。显微镜出厂时，物镜、目镜已调到最佳状态，我们用时无须调整，千万要记住。

_{13、 相纸是按什么特性编号的？常用的相纸是哪几种号？怎样根据底片的反差来选择相纸？} 

答：是根据反差性来编号的，按反差由低到高分别编为01，2，3，4，5六种，常用的相纸是1，2，3，4等4种号。一般底片反差大的选用软性（反差弱）的相纸（如1＃纸）；反差适中的底片一般选反差适中的相纸（如2＃纸）；反差弱的底片可选用反差高（硬性）的相纸（如3＃、4＃纸）

_{14 、在暗室中如何在全暗情况下判别胶片乳剂面？} 

答：（1）缺口法：把胶片有缺口的一边向上，让缺口正好在右上方，则胶片向自己这一面必是乳剂面。

    （2）手摸法：用干燥的手摸底片，发涩为乳剂面。

_{15 、试谈在碳素钢中加入Mn元素而防止热脆性的原理。} 

答：当钢中硫含量超过一定量时，硫在钢中与铁形成FeS，FeS与Fe形成低熔点共晶体（熔点为989℃），分布在晶界上。当钢的热压力加工（锻、轧）温度均高于此温度时，会出现沿晶开裂，称为热裂。由于Mn与S的亲和力大于Fe与S的化学亲和力，所以在钢中加Mn后，Mn便与S形成高熔点（1600℃）的MnS。故可防止热脆现象。

_{16、 碳素结构钢经淬火后，为什么有时会在晶界上出现屈氏体，其特征如何？}

答：碳素结构钢属于中碳钢，其淬透性较差。当工件直径较大时，则会在晶界处先析出屈氏体，呈团状。由于屈氏体团状组织为极细的渗碳体和铁素体的机械混合物，较易受浸蚀而呈黑色。 

_{17 、亚共析钢带状组织的形成原因。} 

答：主要是由于钢中夹杂物的影响。钢材在热加工时，其中大部分夹杂物按照压延方向作塑性变形；当温度降低时，由于铁素体晶体依附着这些夹杂物生长，故构成了带状组织。磷的偏析也是影响因素之一。因此，夹杂物、偏析是形成带状组织的内因，而形变延伸是外因。

_{18、非金属夹杂物的评级原则有那些？} 

答：（1）不同类型的夹杂物在同一视场中出现，必须分别进行评定。

    （2）在放大100×下，以夹杂物在φ80mm圆的视场中的数量、或所点面积的多少作为评级的主要依据。
    （3）一般情况下，可采用试样检验面上最恶劣视场作为评定视场。在双方协议下，可选择多个视场检验，最

  

_{19、在碳钢中出现的网状铁素体和网状渗碳体可用哪几种方法进行鉴别？} 

答：（1）显微硬度法。适用于在较粗大的白色网状相上，HV600以上可确定为渗碳体，HV200以下可确定为铁素体。
    （2）化学试剂浸蚀法。采用碱性苦味酸钠水溶液，将试样煮沸5分钟左右。若白色网状相变为黑棕色或更深的黑色，则可确定为渗碳体。若不受浸蚀，则为铁素体。
    （3）硬针划刻法。

_{20、以高速钢为例，说明什么叫二次硬化现象及其产生原因。} 

.答：由于淬火后的高速钢组织中，通常含有30%左右有AR（其余为马氏体+碳化物），所以梗度并未达至最高值；倘若把它在适温度（例如W18Cr4V钢在550～570℃）回火时，由于从马氏体中析出了可以产生弥散硬化作用的弥散碳化物，以及在回火后的冷却过程中，大部分的AR→M，使硬度不仅不降低，反而会明显提高，热处理上称这种现象（只出现在某高合金工具钢中）为二次硬化现象。高速钢淬火后须经2～3次回火（温度相同）才能达到最高硬度。

_{21、有时在灰铸铁的金相检验中，为什么要检查共晶团数目。} 

答：共晶团是指奥氏体—石墨的共晶体。在共晶团边界分布着白色相，这种白色相是含有合金元素的中间相。强度和硬度比基体高，是一种强化相，有利于铸铁强度的提高。共晶团数目越多，其边界面积也增加，强度相应提高。.答：GCr15钢中的网状碳化物是慢冷时从奥氏体中析出的二次渗碳体。碳化物液析则是由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。。

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