金 相 基 础 知 识

金相基础概述

    金属和合金的性能取决于它的成分和组织结构。金属和合金的组织通常是指它由哪些相所组成以及它们之间的相互配置(包括形状、数量，大小及分布)。“相’，是指体系中成分和性能均匀一致的部分。相与相之间有明显的分界。金属和合金的组织与其成分、工艺过程以及所处的状态有关。金相分析主要就是观察、鉴别和分析金属、合金内部的组织结构，研究成分、组织与性能之间的关系。

一、钢铁的基本组织形态

铁碳合金——钢和铁是工业中应用最广泛的金属材料。它主要是由铁和碳所组成的合金(其中也含有少量的硅、锰、硫和磷)。通常在分析和研究问题时，总是把钢和铁看作是由铁和碳所组成的二元合金。 图1是铁碳合金相图。它是研究钢铁组织和性能的基础，对于合金的加工工艺也具有指导意义。碳在钢中以三种形式存在：(1)与铁形成铁基的间隙固溶体；(2)与铁形成化合物Fe 3 C；(3)在一定条件下形成游离态石墨。 铁碳合金相图中有四种合金相：(1)液体；(2)奥氏体；(3)铁素体；(4)渗碳体。根据铁碳相图中的特性线和特性点，可简便地进行相图分析。铁碳合金通常可按含碳量和室温平衡组织分为三大类：工业纯铁、钢和生铁(表1)。

表1    铁碳合金分类及其室温平衡组织

图1、铁碳合金相图（Fe－Fe3C系）

钢的典型金相显微组织

钢的显微检验也常称为金相检验，它是应用金相显微镜研究钢的化学成分与显微组织的关系、钢的冶炼轧制、热处理等工艺过程对显微组织的影响以及钢材显微组织与物理性能内在联系的一种被广泛应用的试验研究方法。常用碳素钢及合金钢中的铁素体、珠光体、渗碳体、奥氏体、魏氏组织及淬火状态下的马氏体、贝氏体，回火状态下的回火马氏体、屈氏体、索氏体等组织物形态的识别。

一、铁素体Feyyite

α铁或纯铁在金相学上称为铁素体，是碳和合金元素溶解在a—Fe中形成的固溶体。碳素钢的含碳量在0.025~2.0％，铁素体的碳含合金成分量相当少，（常温0.08％）铁索体它是钢铁材料最基本的组织之一。金相显微镜下观察，铁索体呈白色多种形态。组织全部正常状态下，低碳钢中的铁素体一般为等轴晶粒，白色基体，黑色细线表示铁素体的晶界。是多面体晶粒，即晶粒边界互相接壤的一种形态等轴铁素体晶粒有时每个晶粒的直径几乎一样，有时晶粒直径大小都不相等，它的硬度低、HB40～70；塑性好。亚共析钢缓冷却铁素体白色呈块状，它们周围的黑线是每个晶粒之间的晶界，晶界比较圆滑，因晶界上聚集了较多的杂质所以很容易腐蚀成黑线，铁素体含碳量很低，因此不能在高温下淬火。冷加工后需进行退火软化，这时产生在结晶（变形量达8～10％，退火温度600～900°C时很显著）是晶粒异常长大的条件。当含碳量接近共析钢成分时，铁素体沿晶粒边界析出。 

        在加工状态下，材料受外力作用很容易变形。经冷拉、冷拔、冷挤压加工后，铁素体多面体晶粒将被拉长，如材料受力较大，铁素体晶粒则被拉得更长。铁索体晶粒将变成纤维状或线条状，这种纤维状铁索体就是加工形变硬化的特征，所以其硬度、强度就会显著提高，故与等轴状态的铁素体有着明显的差别。  

        正常状态下，在中碳钢中，铁素体大多呈白色网状、半网状，块状形态，而在铸钢中，铁素体往往是呈粗大的网状、半网状和针状、块状等形态，其中针状铁索体是从晶界向晶内呈一定方向排列，具有这种分布特征的组织可称之为魏氏组织。  

        在不正常状态下，材料因偏析或经热加工变形，铁素体呈带状形态，带状严重与否，直接影响材料的力学性能，严重带状其横向性能很低，所以一般需用正火方法来加以消除或改善。

         除了上述这些特征外，铁素体因硬度低、塑性好，在磨制、抛光试样时，低碳钢或中碳钢中的铁素体很容易被砂纸中的粗砂粒划伤或产生凸浮现象而造成金属紊乱层，这时必须进行多次侵蚀、抛光，以去除金属紊乱层，从而显示出铁索体真实面目。此外，还可以用显微硬度测定法来加以区别，因为铁索体的硬度比其它组织都低。中碳以下的合金结构钢中，无论是型材或是铸造状态，其铁素体形态特征与识别方式都是与上述碳素钢材料相似。

显微组织：铁素体

倍    数：120X

腐  蚀液：3％酒精溶液

成    分：C0.030％；Si0.33％；Mn0.22％

          P0.014％；S0.012％

热  处理：950°C正火

硬    度：HB40～70

显微组织：α－相

倍    数：100X

腐  蚀液：铁＋氢氧化钾

说    明：奥氏体不受腐蚀保持白亮色，α－相染成红至棕褐色          

放    大：100X

显微组织：铁素体＋珠光体

倍    数：100X

腐  蚀液：3％酒精溶液

说    明： 

放    大：100X         

显微组织：铁素体＋珠光体

倍    数：100X

腐  蚀液：3％酒精溶液

说    明：铁素体变形因变形呈带状分布

放    大：100X         

二、奥氏体

在铁碳钢中奥氏体是碳与合金元素溶解在γ－Fe中的固溶体，在合金钢中则是碳和合金元素固溶于γ铁中的固溶体，γ－Fe为面心立方晶格。奥氏体是一个高温相，在室温时奥氏体将转变为其它组织。结构钢淬火后残存奥氏体，它分布于马氏体的间隙中不易腐蚀，奥氏体不锈钢在光学显微镜下呈白色。在金相显微镜下奥氏体呈现为规则的多边形，晶界较直。常温下，在碳素钢和常用合金钢中无单一的奥氏体存在，只有当这些材料(除低碳钢外)经过高温淬火热处理后，有可能出现残余奥氏体。

高碳钢及合金钢中的残余奥氏体高碳或高碳高合金材料经淬火处理，使原始组织(珠光体等)转变为高温下奥氏体，然后通过水、油等介质快速冷却，大部分高温奥氏体转变为室温下的淬火组织——马氏体，少部分奥氏体因为比较稳定，冷却时未获转变而残余下来，故称之为残余奥氏体，如图。由于残余奥氏体所含合金元素较高，在室温下长期放置，它还可能转变成马氏体，所以它是一种不稳定组织。粗大的数量多的残余奥氏体容易辨别，它分布于马氏体针叶的夹缝之间，呈白色。其形状受马氏体分布的而改变，有时呈三角形，有时则为多角形；细小的残余奥氏体较难辨别，需经酒精溶液深侵蚀后方能辨清。在分析时，一般需结合材料牌号、热处理加热温度、保温时间等因素来进行综合分析。产生残余奥氏体的原因有三：

1、材料内碳和合金元素含量高。

2、材料加热温度过高。

3、材料加热时保温时间过长。根据以上这三种情况，就不难判别残余奥氏体的存在与否

   不锈钢及锰13型钢中的奥氏体除了以上所说外，常温下在显微镜中所观察到的是不锈钢和耐热钢及锰13型耐磨钢等材料中的奥氏体。这种奥氏体既有多面体形态，又有孪晶形态，基体呈光滑白亮色。与铁索体相比较，铁索体无孪晶、硬度低、有磁性，而奥氏体有孪晶，硬度较铁素体高，且无磁性，奥氏体形变后，晶粒中会产生许多应变线。此外，在18—8不锈钢板材与棒材中还会出现多量的条带状铁索体(称α相)，这种铁素体含量高，将严重影响不锈钢的耐腐蚀性能，而且有一定磁性，因而失去了其优良性能，一般需经高温1050。C固溶处理加以消除或改善。度，还要了解钢的牌号，这样才容易作出正确判断。

显微组织：奥氏体

倍    数：120X

腐  蚀液： 10％草酸水溶液

成    分：1Cr18Ni9Ti 

热  处理：固容处理

显微组织：奥氏体

倍    数：200X

腐蚀  液：10％草酸水溶液

成    分：0Cr18Ni9

热  处理：1050°C固容

显微组织：马氏体+铁素体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.13％、Si0.17％、Mn0.45％

          P0.022％、S0.009％

状    态：1030°C水冷

备    注：与针状下贝氏体相似，但很难腐蚀，白色基体是残留奥氏体，其中马氏体以针状形态出现

三、珠光体pearlite

珠光体是铁碳合金共析反应形成的铁素体和渗碳体形成的机械混合物。将共析钢从

三、珠光体pearlite

珠光体是铁碳合金共析反应形成的铁素体和渗碳体形成的机械混合物。将共析钢从奥氏体状态缓慢冷却下来，冷到A1以下相变点全部转变为珠光体。珠光体的片间距；铁素体和渗碳体的片层间距取决于奥氏体分解时的过冷，随着冷却速度的改变而变，冷却速度慢则片间距粗，快则变细。珠光体是铁素体和渗碳体相互排列成层片状组织的机械混合物，显微镜下珠光体平行的宽条为铁素体，细条为渗碳体。片层越细硬度也逐渐升高。具有这种组织的钢为共析钢命名为珠光体，为了与进行特殊处理（球化退火、高温回火）的粒状珠光体区别开来，称为层片状珠光体。珠光体的硬度较铁素体高，并有一定的塑性。片状珠光体常见于碳素钢的退火、正火组织中。过共析钢经球化退火热处理得到球状珠光体(在铁素体的基体上，分布着颗粒状的渗碳体)。球状珠光体使钢材硬度降低，便于切削加工。

呈相间平行排列的层状结构，所有碳素钢及常用的合金钢中，都有珠光体存在，高碳钢中则为主要组织。所以（含碳0.77%）为例，此种材料内全部为珠光体，经完全退火后珠光体比较典型。在这层状结构中，在同一方向上，以一层铁素体相隔一片渗碳体(合金钢中为碳化物)连续平行排列成一个领域，在另一个方向上，又以同样方式形成一个领域，这样不同方向形成许多领域组成一个晶粒，许多晶粒的层状结构聚集起来像贝壳上的层状结构。经球化退火处理后，片层状珠光体可转变成球粒状珠光体。球粒状珠光体是：基体为铁索体，在基体上分布着球粒状颗粒与点粒状的渗碳体(碳化物)或存在少量未球化的片层状珠光体。这种球化处理方式改变了层状组织形态，不过球粒状珠光体的韧性与冷变形性能很好，片层状珠光体则较差。珠光体有粗与细之分，在500倍显微镇下观察。退火状态下珠光体片层状明显，即为一种粗片状珠光体；片层状不太明显、尚能辨别，列为较细珠光体；片层状不明显、分辨不清成为暗黑色一片，称之为细片状珠光体。 

片状珠光体形成温度为700～670°C，片间距0.6μm。其硬度HRC22～27范围内。

索氏体型珠光体形成温度为670～600°C，片间距0.25μm左右，其硬度HRC25～33范围内。

屈氏体型珠光体形成温度为600～550°C，片间距0.1μm左右，其硬度HRC33～43范围内。

显微组织：片状珠光体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：T8

热  处理：950°C退火

硬    度：HB180～200

四、珠光体＋铁素体Pearlite  and  ferrite

珠光体和铁素体组织：白色晶粒是铁素体，基体是珠光体

钢中含碳量0.1％以上，除铁素体之外出现的全部为珠光体组织，珠光体面积随碳含量增加而增加，退火状态含0.4％左右的碳钢组织约占1/2珠光体，含碳量0.77%钢的组织则全部是珠光体，随着珠光体含量增加，硬度、抗张强度增加，反之延伸和冲击值降低，含碳0.77%C以下是亚共析钢，珠光体经腐蚀发黑，高倍下成片状组织，将亚共析钢从奥氏体缓慢冷却下来，在A3相变点首先析出铁素体，到A1相变点残留的奥氏体转变成珠光体。正火状态下的组织与缓冷组织比较，其铁素体减少量不大。

含碳量0.25%的亚共析钢进行淬火、回火后机械性能比较好，更适合要求，提高强度的机械产品，特别在低碳钢中的质量效果较大，但厚尺寸产品内部难淬上火，因此不能期望内部机械性能提高。

显微组织：珠光体＋铁素体

倍    数：250X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：C0.044％；Si0.19％；Mn0.73％

          P0.022％；S0.011％

热  处理：930°C退火

硬    度：HB150～200

五、渗碳体

铁与碳形成的化合物。常温下铁碳合金中的大部分以渗碳体存在。根据铁碳平衡图渗碳体可以分为：

一次渗碳体，在液态合金中，首先单独结晶的渗碳体称一次渗碳体，为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。

二次渗碳体，过共析钢冷却时沿Acm线析出二次渗碳体，成网状。共析渗碳体呈片状。

三次渗碳体，铁碳合金冷却到Ay1点时，由铁素体析出的渗碳体称为三次渗碳体，一般在晶界处呈不连续的薄片。

渗碳体是一种介稳定的化合物，在一定的条件下，可分解成石墨的自由碳。渗碳体在金相中可以呈不同形式呈现，一次渗碳体呈柱状，二次和三次一般多以网状出现。含碳量大于0.8％的钢称为过共析钢，退火冷却过程中，渗碳体沿奥氏体晶界呈白色网状析出，随后奥氏体转变为珠光体，随着含碳量的增加，渗碳体的数量增加。

渗碳体(合金钢中称碳化物)硬度高、脆性大，在显微镜下观察，呈自亮色多种形态。在退火与正火的高碳钢中(含碳超过0·77％材料中)渗碳体呈网状、半网状及块状，这种网状是围绕珠光体的一种白亮色网，而不是中碳钢中的围绕珠光体分布的白色网状；经过球化退火处理，片状珠光体变成球粒状，而碳化物部分呈球状，部分仍呈网状。淬火后的高碳钢中，除基体组织外，渗碳体一般呈颗粒状或小块状，也有少量半网状、网状碳化物。  

在高合金工具钢、模具钢中，如crl2模具钢、w18cr4V钢中，因碳和合金成分高，可形成共晶碳化物。钢材经锻造退火后，碳化物呈块状、条块状及颗粒状。块状及条块状者为共晶碳化物，颗粒状者为二次碳化物。

在纵向试样上还可以观察到碳化物偏析，这是由于合金元素偏析造成的，这种碳化物聚集成带是由块、颗粒碳化物组成。碳钢中单一的网条状分布碳化物有着显著区另。

 低碳钢经长时间高温退火处理，会出现三次渗碳体，三次渗碳体大多沿铁索体晶界析出，呈小条状或颗粒状，因此材料脆性增加。

（1）、网状渗碳体Network cementite

含碳量大于0.8％的钢称为过共析钢，退火冷却过程中，渗碳体沿奥氏体晶界呈网状析出，随后奥氏体转变成珠光体，含碳量0.9～1.0％时有的情况下渗碳体网难辨认。含碳量1.2％在低倍数下清晰可见。在ACm点以上高温加热，渗碳体全部溶解在奥氏体中，奥氏体晶粒粗大，冲击值下降。 

显微组织：网状渗碳体＋片状珠光体

倍    数：250X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：C1.13％、Si0.17％、Mn0.45％、

P0.022％、S0.009％

热  处理：900°C退火

硬    度：HB220～250

备    注：退火温度较高时，渗碳体网围绕粗

大奥氏体晶粒长粗大，

显微组织：网状渗碳体＋片状珠光体

倍    数：200X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：GCr15轴承钢

（2）、球状渗碳体 Globular  cemntite

球状渗碳体,过共析钢的经（1）稍高于A1点以上加热一定时间后缓冷。（2）稍低于A1点以下长时间退火。（3）在A1点上下20~300C反复加热、冷却。一般采用（1）法，这时在A1点稍上长时间加热使开始球析出的渗碳体长大，在A1点附近冷却使最先析出的共析渗碳体呈细粒状。化退火后基体白色的铁素体，基体中游离分布的粒状为渗碳体。球状珠光体。碳化物呈较小球状和点状均匀分布在铁素体基体上。球状渗碳体的粗细致密度随着钢中含碳量以及热处理条件而变化。如何将片状珠光体和网状碳化物组织球化，是将钢进行球化退火。球化退火方法如下：

1）稍高于A1点以上加热一定时间后缓冷。

2）稍低于A1点以下长时间退火。

3）在A1点以下20~30°C反复加热，冷却。

  一般采用1）法，这时在A1点稍上，长时间加热使开始析出的渗碳体长大，在A1点附近冷却使最先析出的共析出的渗碳体呈细粒状。

                        不完全球化渗碳体实例

显微组织：球状渗碳体（球状珠光体）

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： GCr15

热  处理：球化退火

硬    度：HB160～200

八、回火屈氏体（托氏体）Tr00Stite

回火屈氏体是淬火钢在300～500°C之间进行回火得到的铁素体与渗碳体进行回火得到的与渗碳体的混合物，特征是马氏体针状将逐步消失，但仍隐约可见，碳化物细小，光学显微镜下分辨不清，在电子显微镜下可以看出碳化物颗粒。回火屈氏体是淬火马氏体经中温回火马氏体弥散状的细小碳化物颗粒状碳化物，而使基体容易浸蚀变黑，淬火屈氏体是淬火时奥氏体分解成细片状的碳化物和铁素体混合物而呈球团状的黑色屈氏体球，经回火后略为变淡，所以经中温回火屈氏体的马氏体位向和淬火屈氏体的球团状轮廓依然可分辨。白色铁素体是欠热淬火时未熔的残留铁素体。其中渗碳体成片状。回火屈氏体的弹性极限硬度HRC40～48一般用于弹簧钢等。

回火屈氏体是在马氏体针叶上比较充分析出碳化物，然后析出物又稍有长大，有时仍保持一定针状的一种形态。350~C回火屈氏体仍有针叶位向，而回火温度再提高，针叶将会基本消失，屈氏体便趋向均匀。回火屈氏体与淬火屈氏体不同点在于：回火屈氏体渗碳体颗粒是圆形的，它是从过饱和固溶体马氏体中析出来的一种产物，具有锭高的强韧性与中等硬度，弹簧钢常具有这种组织。淬火屈氏体是一种混合组织，属珠光体类型产物，经电子显微镜放大呈层状结构，与珠光体十分相似。它的韧性比较差，强度也不高。经试剂侵蚀，屈氏体很容易着色变黑，在金相显微镜500倍放大观察：回火屈氏体微细粒状呈均匀密布，无空缺、不均之感，淬火屈氏体则不同，以漆黑一团或一片的乌云形式存在，这在淬火的混合组织中或渗碳淬火的材料中常可见到。回火屈氏体的显微硬度约HV400左右。

显微组织：屈氏体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： 60钢

热  处理：780°C水淬火，450°回火 

硬    度：HRC41

显微组织：回火屈氏体＋铁素体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： 25MnVK

热  处理：800°C水淬火，300°回火 

九、回火索氏体 Sorbite

索氏体，是奥氏体在高温分解产物，回火索氏体是材料或构件中最常见的一，中碳钢和中碳合金结构钢常采用这种组织，因为它具有较高的力学性能。在显微镜500倍下，珠光体分不清片，只有在更高的放大倍数下（1000倍以上才能分辨出片层），这种组织称为索氏体。高温回火索氏体特征是铁素体加细小颗粒状碳化物，在光学显微镜下分辨不清晰，这种组织又称为调质组织，它具有良好的强度和韧性

淬火＋高温回火(约550～600。c)常称调质处理，经这种处理的材料可以获得回火索氏体。它比回火屈氏体中的碳化物颗粒大，且其弥散度的分布情况减弱，有时尚保留马氏体针叶位向，出现一定的空白区，这种空白区即是铁素体。索氏体形态也可以这样来描述；不规则的碳化物颗粒(有点状的、椭圆形颗粒、圆形颗粒、长条颗粒)混杂的分布在白色铁素体基体上，也就是说硬颗粒分布在软的基体上，如图所示细小碳化物颗粒进一步聚集的组织，其中渗碳体由片状转变为粒状。以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物。称为回火索氏体（二次索氏体）实质上屈氏体就是索氏体，都是铁素体和细小碳化物的混合物，只是聚集的形态有差异，500°C以上回火，游离渗碳体聚集成颗粒状，硬度比屈氏体低，而延性高，比片层状状珠光体强度、硬度也高，一般进行淬火、回火称为调质处理，可得到综合的机械性能。一般0.25～0.55％碳素钢获得索氏体组织其机械性能也非常好，含碳量在0.5％以上的碳素钢材，以比油缓慢的冷却速度（比如空气）由于过冷到A1相变点以下也可以出现索氏体组织，这种情况下的索氏体称为一次索氏体，是细片状珠光体。

如果淬火加热时加热温度太低或加热温度正常但保温时间过短，会使铁素体未完全溶解，组织为回火索氏体+未溶铁索体，淬火温度高，回火充分，索氏体组织就比较粗大。保持马氏体痕迹的回火索氏体，针的粗细主要取决于淬火马氏体的粗细程度，而索氏体中碳化物颗粒的大小与回火温度和保温时问长短有关；回火温度高，保温时间长碳化物颗粒就大一些。要求强度和硬度高些，则回火温度应低一些，此时回火索氏体中的碳化物颗粒也就比较细密些，反之，要求韧性好，回火温度就应高一些，此时回火索氏体中碳化物颗粒就会略粗大些：总之，回火索氏体组织与所采用的热处理工艺有着极密切的联系。在检验此种金相试样时，最好参考其热处理调质具体工艺，以作出正确的判断。

显微组织：回火索氏体（二次索氏体）

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.81％、Si0.18％、Mn0.33％

          P0.022％、S0.014％

热  处理：820°C水淬火，580°回火 

硬    度：HRC30～40

备    注：组织形态为细小碳化物聚集，几乎看不到马氏体痕迹 

显微组织：保持马氏体位向回火索氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：35钢 

显微组织：具有马氏体位向回火索氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：08MnNiCrMoVD低温用钢 

状    态：880°C水淬，620°C回火空冷

显微组织：回火索氏体加少量铁素体

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：20MnSi

状    态：热轧穿水冷

十、马氏体  Martensife

马氏体产生在淬火（冷却速度超过临界冷却速度。在Fe—C合金中，是碳溶于α一Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。在合金钢中马氏体是α一Fe中的过饱和固溶。合金元素溶于大体可分为两类：低碳马氏体和高碳马氏体。 

马氏体是将钢加热奥氏体体区(A1点以上)急冷，在MS与Mf点之间以切边的方式发生转变的产物，当钢的奥氏体快速冷却下来时，过冷奥氏体来不及分解在马氏体开始形成温度（Ms）以及其急速转变成马氏体。马氏体组织，其特点是硬度高，马氏体是没有碳的扩散的珠光体的形态，每个针马氏体的形成时间极短，由于100～200°C回火，正方晶格的马氏体转变未立方晶格马氏体，正方晶格的马氏体比立方晶格马氏体难腐蚀。

在Ar相变点由奥氏体转变为马氏体，在过共析钢中以每秒300°C的冷却才能出现，含碳量低的钢必须更快的冷却速度才能出现，即便小试样在油中淬火也难获得马氏体。马氏体的硬度随碳含量和淬火条件而异，0.6％C以上的碳素钢，HRC60～67。

马氏体是一种热处理淬火组织，由高温加热后转变为奥氏体速冷获得。高碳马氏体是碳和合金元素过饱和的α固溶体，一般呈针状；低碳马氏体是位错型的，一般呈板条状。不论是针状或板条状马氏体，它们都呈一定的角度分布。 

淬火以后获得马氏体，此种马氏体是一种过饱和固溶体，试剂侵蚀后，在金相显微镜中观察，色泽很浅，硬度很高，脆性很大，实际应用价值不高，一般不宜使用。为了使具有马氏体组织的材料和零件能够在实际中应用，淬火以后的材料必须进行低温回火，才能既保持材料的较高硬度，又有一定的韧性。一般低温回火采用的温度为180～220度比较合理。    ·

    马氏体经低温回火后就转变成回火马氏体。回火马氏体仍保持原马氏体的针状位向，经试剂侵蚀后其色泽变深了，甚至一部分残余奥氏体也有所转变。回火后，马氏体针变黑的原因，是碳化物普遍从针状中析出，马氏体变得较容易被浸蚀，马氏体针叶的色泽就变得深些。在显微镜下观察时，与未回火马氏体可以明显区别开来。回火不充分的马氏体是介于淬火马氏体和回火马氏体之间，有一定的色泽变化，但针叶中析出物很少，

所以色泽还是浅的，还应继续进行回火，直到针叶中充分析出碳化物，色泽变暗为止。超过回火温度(如超过250℃)后，金相试样中回火马氏体基体经侵蚀后的色泽进一步加深，这时回火件的硬度显著降低，基体组织中析出的碳化物聚集而长大，此时成为另一种组织。所以回火温度对马氏体的影响是很大的，回火马氏体硬度一般比淬火马氏体要降低一些。因此在判别回火马氏体和淬火马氏体及回火过度的组织时，除了应用试剂侵蚀加以区分外，还可以用显微硬度测定法来加以区分。’这也是正确识别回火马氏体的一种可靠方法。  此外，金相试样在试剂中侵蚀时，视试样侵蚀易变色与不易变色等情况，也可大致判断出马氏体组织回火的程度。

（1）低碳马氏体（板条状）钢中含碳量在0.0045～0.2％之间，淬火后的马氏体是板条状， 是以条状铁素体为单元，大致相互平行呈定向排列。组成马氏体束或马氏体领域，在领域与领域之间相位差较大，一颗原始奥氏体晶粒内可以形成几个不同取向，相邻两个晶区间的位向差较大。它的精细结构是具有大量位错缠结的亚结构，又称位错马氏体。低碳钢及低合金钢淬火后得到低碳马氏体组织。提高淬火温度，条状形态越明显。在低碳马氏体中，碳原子偏聚于位错线附近。因板条马氏体形成温度比较高，故必然发生自身回火现象，在形成马氏体内部析出碳化物，腐蚀后板条马氏体变暗。

低碳钢或低碳合金结构钢淬火后均可获得板条型的马氏体，其淬火加热温度(即临界点)均比较高，所以一般叫做高温强化。同样，板条马氏体亦有粗、细之分。板条型马氏体的韧性好，硬度适中，不经回火也可使用。

（2）中碳马氏体 钢中含碳量在0.15～0.60％之间，马氏体形态为板条状和片状马氏体。

中碳钢淬火后所获得的是混合型马氏体，针状和板条状兼有，但因其淬火加热温度(临界点)一般低于低碳钢加热温度，所以其板条状马氏体不明显。

  在不正常情况下，有时因热处理淬火加热温度过高，马氏体组织极为粗大。回火后零件的性能，特别是冲击韧性显著降低。

经3％酒精溶液侵蚀的金相试样，在500倍显微镜下观察，可以明显区分针状与板条型马氏体，同样也可以观察混合型的马氏体组织。．经显微硬度测定：针状马氏体的显微硬度高达700HV以上，而板条型马氏体显微硬度仅为400～500HV。我们在金相检验中不但要观察其组织形态、测定显微硬下贝氏体初看上去像针状。还要了解钢的牌号，这样才能容易作出正确的判断

（3）高碳马氏体（针状马氏体）  含碳量大于0.6％高碳钢的淬火马氏体呈片状(又称针状、透镜状或竹叶状)。针状马氏体间通常其针状之间夹角为55～60oC，一般在一个晶粒内，在高碳马氏体中，马氏体片间不互相平行。在一个奥氏体晶粒内，初生马氏体片较粗大，往往可以横贯整个奥氏体晶粒。高碳马氏体的大小不一，分布无规则，它的精细结构为片内充满了许多细小的孪晶，又称孪晶马氏体。在针状马氏体有残留奥氏体伴随，针状马氏体比板条状马氏体明亮。

高碳马氏体中往往伴随有残余奥氏体。加热温度过高淬火后获得粗大马氏体；反之，加热温度低或保温时间不足淬火获得的为较细的马氏体，并伴随有未溶解的原始组织，或存在铁素体，或存在渗碳体。 

回火组织  淬火马氏体组织在回火过程中将发生分解，析出碳化物。随着回火温度的增高，析出的碳化物成为渗碳体，颗粒继续增多，并且聚集长大。

    低温回火(150～250°C)得到回火马氏体组织。它仍具有针状特征，但比淬火马氏体易于侵蚀，其碳化物质点极为细小。

    中温回火(250～450°C)得到回火托氏体（屈氏体）组织。其特征为针状形态逐渐消失，但仍隐约可见(某些合金钢仍保持明显的针状形态)。碳化物呈细小颗粒状，光学显微镜下不易分辨。

高温回火(500～700℃)得到回火索氏体组织。其特征为铁素体和细小的粒状碳化物。某些合金钢的回火索氏体仍保留针状位向形态

显微组织：低碳马氏体（板条马氏体）

倍    数：500X

腐蚀  液：4％酒精溶液

显微组织：低碳钢板条马氏体

成    分：20钢

倍    数：500X

腐蚀  液：4％酒精溶液

状    态：加热至950°C，淬入5％NaCl水溶液中然后180°C回火

显微组织：中碳钢板条马氏体及针状马氏体

成    分：40Cr

倍    数：400X

腐蚀  液：4％酒精溶液

状    态：淬火＋回火

显微组织：高碳钢针状马氏体（竹叶状）

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：T10

状    态：淬火

显微组织：回火马氏体（针状马氏体）＋残余奥氏体＋碳化物＋片状石墨

倍    数：500X

腐蚀  液：4％酒精溶液

成    分：低铬铸钢

状    态：回火

显微组织：回火马氏体（针状马氏体）

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：40CrNiMo

状    态：850°C油淬火、180°C回火

显微组织：马氏体

倍    数：200X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：马氏体时效钢

显微组织：回火板条马氏体

倍    数：200X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：25MnVK

状    态：1050°C＋300 °C

（4）、马氏体和铁素体Martensite and  ferrite

亚共析钢淬火时，当从炉中取出到投入淬火液中间隔时间过长或者淬火温度在A3点以下时部分铁素体先析出，然后残余奥氏体淬火过程转变成马氏体因而获得铁素体和马氏体共存组织，通常认为这种组织表示不完全淬火组织中晶粒铁素体。随BC间含碳量降低，或者AC区域淬火温度降低而增加，当淬火温度在A1点以下时，则称为铁素体和珠光体的退火组织。

显微组织：马氏体+铁素体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.33％、Si0.17％、Mn0.74％

          P0.027％、S0.015％

状    态：从950 ～750°C炉冷后水冷

备    注：加热温度在A3和A1之间，温度越低铁素体越多。

（5）马氏体和残留奥氏体Martensite  and  retained  Austenite

将钢材从奥氏体状态淬火转变成马氏体，直接冷却到室温不可能获得全部马氏体，一部分奥氏体残留下来称为残留奥氏体，它们以白色的多角形残留奥氏体出现，如相片所示，在碳素钢中转变成马氏体，残留奥氏体不少。残留奥氏体随含碳量增加而增加，随淬火温度升高而增加，1000°C左右达到最大，100°C左右回火马氏体形态变化不大，进一步回火加热到200～290°C回火马氏体与针状贝氏体相似，体积膨胀磁化强度增加残留奥氏体降低，在室温下经长时间缓慢变化，转变成马氏体，由于体积膨胀使产品变形导致硬度不均匀，残留奥氏体未经水冷处理形成马氏体，使组织不稳定变形减少。

显微组织：马氏体+残留奥氏体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.13％、Si0.17％、Mn0.45％

          P0.022％、S0.009％

状    态：1030°C水冷

备    注：与针状下贝氏体相似，但很难腐蚀，白色基体是残留奥氏体，其中马氏体以针状形态出现

十一、贝氏体

贝氏体产生在等温淬火处理后组织中，是中温转变区域的产物MS点以上）。是过冷奥氏体在中温（250~4500C）相变产生的过饱和铁素体和渗碳体混合物。最常见的贝氏体有三种，有羽毛状、针状和粒状三类。贝氏体的形成温度不同，组织特征也不相同。在接近珠光体形成温度所称所产生的组织叫上贝氏体（羽毛状），它是以一束一束羽毛状存在，放大后仔细观察则是以铁索体板条平行排列，在每一对相邻的铁素体条边界上有或多或少的碳化物分布着这两种组织都是在淬火时转变来的，有时与淬硬组织——马氏体共存。一般地说，它是铁素体和碳化物的两相组织。特征是由晶粒边界开始向同一方向平行排列的α—Fe片，片间夹着渗碳体颗粒，贝氏体的组织形态是多样的，其中主要是上贝氏体和下贝氏体，在低碳低合金钢中还有粒状贝氏体组织，某些钢中也出现无碳贝氏体。在金相组织中呈羽毛状。在3000C附近形成的组织叫下贝氏体，下贝氏体初看上去像针状，仔细观察它是以两头较尖或短杆状的形态存在，色泽深睹。其实在其针、杆内部有沉淀物，这种沉淀物是细小弥散的碳化物，它以一定的角度．(55。)分布在针、杆主体内，但是在一般的显微镜下不易分辨清楚，只有当较高倍数的电子显微镜放大后，才能在主体内清晰地见到呈一定角度分布的弥散碳化物．

贝氏体是淬火时以不同冷速和马氏体一起得来，从显微组织的形态和分布来看，下贝氏体与高碳钢中的圈火马氏体非常相似，在酒精溶液侵蚀下，贝氏体很容易显示着色变黑，而淬火马氏体则不易着色，但是，下贝氏沐与回火马氏体的区分，往往要进行电子显微镜观察辨别。

（1）上贝氏体 （羽毛状） upper  Bainite 典型的上贝氏体外貌像羽毛，一般沿奥氏体晶界形成并生长。它是由铁素体条和平行于条的长轴而析出的碳化物颗粒所组成。将钢材从奥氏体状态置于保持在Ar、到Ar、、向一定温度的热浴中，使奥氏体过程到这个温度的过程中没有发生相变，形成贝氏体组织，此时相变温度越低硬度越高，贝氏体是铁素体和以碳化物的混合物，组织与珠光体有差别，上贝氏体是平行板条状铁素体与碳化物的混合物，条状铁素体平行排列，在铁素体之间分布有铁素体针，渗碳体呈羽毛状。为获得贝氏体组织，必须知道此钢材的等温相变图，其相变开始及终了的温度与时间的关系。

显微组织：上贝氏体

倍    数：300X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.84％、Si0.29％、Mn0.40％

          P0.021％、S0.008％

热  处理：930°C加热后直接置于盐浴中等温40秒后水冷

备    注：白色马氏体基体之上有羽毛状的贝氏体（上贝氏体）混合一部分屈氏体。

显微组织：马氏体（基体）＋上贝氏体（羽毛状）

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：T10

热  处理：1275°C保温2h，油冷30分钟，空冷

（2）下贝氏体（针状）  是共格铁素体片，在片内有与长轴方向成60°夹角分布的碳化物颗粒。铁素体片在晶界、晶内均产生。 

下贝氏体在共析钢中是在300°C左右等温相变产生，与上贝氏体差别是呈针状，与回火马氏体相似，易腐蚀的针状组织相变温度低时在显微镜下很难与马氏体区别，比马氏体硬度低，它也是铁素体与碳化物的混合物，形态上有差异，根据等温相变图可以看出曲线A等温相变获得下贝氏体组织，必须从奥氏体冷却到相变温度（a点的温度）大型产品内部根据缓冷曲线B变化，因为b点出现屈氏体，因此要求内部与外部一样产生贝氏体是困难的。

显微组织：下贝氏体

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.74％、Si0.44％、Mn0.76％

          P0.021％、S0.058％

热  处理：880～0°C直接冷却到290～300°C盐浴炉中等温加热15分钟后后水冷

硬    度：HRC50～55

备    注：下贝氏体（黑色针状，白色部分是马氏体＋残余奥氏体）

下贝氏体与低温回火马氏体的识别．

这两种组织有时在显微镜下从形态上较难区分，但在电子显微镜下可以区分。在日常生产中，也可以根据其分布形态来粗略地进行区分，一般情况下，下贝氏体的针叶较细、狭且较尖，皇一撮撮地分布，同时还伴有淬火马氏体和极少量残余奥氏体。回火马氏体的针较尖，但针叶较宽些，它不象下贝氏体那样与淬火马氏体和残余奥氏体共存的。下贝氏体与低温回火马氏体从浸蚀色泽也可以进行区分，下贝氏体易受侵蚀，变黑色，它分布在浅色的基体上，与基体有明显的对比，即衬度较明显，回火马氏体侵蚀后整个基体皇均匀的暗黑色。

（3）粒状贝氏体  该组织的形成温度在中温转变区的较高温度，连续冷却时较之等温处理时更易得到。它是半共格形核、非共格长大。粒状贝氏体的形核可在晶界形成，但大都在晶内形核。晶粒的长大可跨越原来的奥氏体晶界。

粒状贝氏体是相当于多边形铁素体，内有许多不规则小岛状的组织，由铁素体和它所包围的小岛状组织所组成。岛状组织刚形成时为富碳奥氏体。在随后的冷却过程中，富碳奥氏体的分解或保留，与钢的合金成分和冷却条件等有关。当钢的奥氏体冷至稍高于上贝氏体温时，析出铁素体，有一部分碳原子从铁素体通过铁素体奥氏体相界移到奥氏体内，使奥氏体不均匀富碳，从而使奥氏体的铁素体转变抑制，这些奥氏体区域一般形成如孤岛，是粒状或长条状分布在铁素体上，在连续冷却过程中根据奥氏体的成分及冷却条件粒状贝氏体的奥氏体可以发生以下几种变化。

（1）可以全部或者分解为铁素体和碳化物，在电子探针下可以看到弥散分布的多项粒状、杆状或小块状碳化物。    一般认为组织为粒状贝氏体的低合金耐热钢，具有良好的抗蠕变性能。

（2）可能部分转变马氏体，在关学显微镜下显示综黄色。

（3）仍然保持富碳奥氏体。

显微组织：粒状贝氏体和少量沿晶分布的铁素体

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： Q345B

（4）无碳贝氏体  是由先期从奥氏体晶界析出的铁素体开始向晶内生长的共格条状铁素体。铁素体条内，固溶微量碳，晶间无碳化物析出。无碳贝氏体与低中碳钢的魏氏组织没有本质上的差异。魏氏组织的特点是，除了在原奥氏体晶界上存在有自由铁素体外，在原来的奥氏体晶粒内部也有成片状的自由铁素体，此片状与奥氏体具有一定的位向关系，且分布在一定的惯习面上。当奥氏体晶粒较粗，冷却又较快时，易产生这种组织。在铸钢及焊接接头的热影响区经常会遇到这种组织。

显微组织：无碳贝氏体铁素体

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： 20CrMo

状    态：535°C等温15秒

十二、魏氏组织（过热组织over heated structure）

魏氏组织：铁素体和珠光体；铁素体呈白色，珠光体呈黑色；针状铁素体呈魏氏体组织形态。

一般出现于45钢一下的热轧材料中，有如下特征，有得材料晶粒粗大，从晶界上析出针状铁素体伸向基体部分；有的呈羽毛状排列，方向大致成1090角；有得呈等边三角形，也有互相垂直分布的，在锻造或热轧材料中往往因晶粒粗大而伴随析出针状铁索体，铁索体呈魏氏组织形态，也是一种热加工时的过热特征。所以，不论是铸钢，还是热加工件都应切取试样进行金相检验，试样经磨抛后用3％酒精溶液侵蚀，在100倍放大下即可进行观察分析。

亚共析钢在锻造、轧制、焊接和热处理时，由于高温、过热而形成的粗晶奥氏体，在冷却时游离铁素体除沿晶界析出外，还有一部分按切变形式形成的铁素体从晶界并排向晶粒内部，或在晶粒内部独自析出，这种片状铁素体在珠光体基体上组织称为魏氏体。在一定的过冷条件下，除了原来奥氏体晶粒边界上析出块状α—Fe外，还有晶界向晶粒内部生长的片状α－Fe。这种片状α－Fe与原来的奥氏体有着一定的结晶位向关系。这些晶粒中出现的互成一定角度或彼此平行的片状α－Fe，即为通常所称的亚共析钢的魏氏组织。在显微镜下亚共析钢中的魏氏组织铁素体表现为按一定方向排列的粗大片状铁素体，、羽毛状或三角形，一般出现在奥氏体晶界，同时向晶内生长。魏氏组织机械性能差。过共析钢析出的是针状渗碳体

钢材经退火；正火、淬火等热处理时，如果在规定温度以上高温加热奥氏体晶粒会随之长大，由于显著粗大化而脆化了，照片是0.3％碳钢的过热组织，呈现魏氏体组织，其铁素体是从母材奥氏体正八面体（111）面析出，奥氏体晶粒长大，随加热温度提高而显著增加，保持一定温度时，碳钢大约加热2h，晶粒度长大到一定程度，而由于热加工（锻造）使其细化或者锻造温度过高，锻造终了以后晶粒粗大，出现过热组织。

显微组织：魏氏体  鱼骨状

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：重轨钢钢链 

状    态：铸态

显微组织：魏氏体

倍    数：120X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.30％、Si0.27％、Mn0.68％

          P0.015％、S0.018％

热  处理： 1280°C保温1h后空冷

显微组织：魏氏体  鱼骨状

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：重轨钢钢链 

状    态：铸态

显微组织：魏氏体  渗碳体呈针状

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：重轨钢钢链 

状    态：铸态

显微组织：细珠光体＋魏氏体（沿晶分布网状及针状渗碳体）

倍    数：500X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：GCr15 

状    态：热轧

显微组织：珠光体、魏氏体（渗碳体针状）

倍    数：400X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分：T12

状    态：热轧

十三、脱碳组织Deearburized  strwture

钢中的脱碳是与渗碳相反的现象，将碳素钢在空气、水蒸气等中高加热温度加热引起脱碳。

2Fe ＋O2          2FeO

Fe＋C            Fe+CO

钢材经受氧化，首先由（1）式引起产生表面（FeO）其次由（2）式引起脱碳，在850°C以下（2）式进行速度缓慢，由（1）式引起氧化膜，900°C以上（奥氏体状态）（2）式进行的速度加快，由于钢材内部的扩散向表面移动，成为CO气体逸出，然后可以看到冷却后的组织，由照片可见内部珠光体多，接近表面珠光体减少，铁素体增加。

脱碳现象伴随着扩散在A1点以下的温度，它的速度非常慢，实际操作是在退火，淬火时A1点以上加热生成的，由于脱碳淬火表面硬度降低，达不到所需要求的硬度。

显微组织：脱碳组织

倍    数：100X

腐蚀  液：3％酒精溶液

成    分： C0.81％、Si0.18％、Mn0.33％

          P0.022％、S0.014％

热  处理： 960°C氧化铝粉中加热2.5h后炉冷

十三、莱氏体 

莱氏体是高温下（铁水冷却到11470C直接凝固形成的）它奥氏体和渗碳体的共晶混合物。是共晶转变的产物。在常温下，（是珠光体和渗碳体的混合物）。由于共晶奥氏体的转变，组织为共晶渗碳体的基体上均匀分布着珠光体小颗粒，称为低温莱氏体或变态莱氏体，它保留高温下共晶体的形态特征。莱氏体性质硬而脆，它一般存在于含碳量大于2．06％的生铁中，在某些高碳高合金钢的铸造组造组织中也会出现。

显微组织：鱼骨状共晶莱氏体＋基体为黑色的屈氏体＋马氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 高速钢

状    态：高速钢铸态

显微组织：回火马氏体＋下贝氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：330°C等温淬火

显微组织：回火马氏体＋下贝氏体（同上）

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：330°C等温淬火

显微组织：下贝氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：350°C等温淬火

显微组织：下贝氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：345°C等温淬火

显微组织：下贝氏体＋少量贝氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：375°C等温淬火

显微组织：上贝氏体＋少量下贝氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：390°C等温淬火

显微组织：上贝氏体＋少量下贝氏体（同上局部）

倍    数：800X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：390°C等温淬火

显微组织：上贝氏体

倍    数：500X

腐蚀  液：5％酒精溶液

成    分： 37SiMnCrMoV

状    态：410°C等温淬火

容易混淆组织的识别

一、网状铁素体与两状渗碳体的识别

经退火、正火处理的亚共析钒或过共析钢中，在晶界上会出现白色网状分布的铁索体或渗碳体组织，如不仔细分辨，往往会发生误判，因为铁素体和渗碳体均白色，而且又都是分布在晶界上呈网络状分布，此时可根据下述几个鉴别方法来识别。   

 1．从形态上来识别  网状铁素体分布在晶界处，网的轮廓较粗宽，网状渗碳体分布在晶界上则较细薄，网的轮廓较挺直。   

 2．从色泽上来识别铁素体网虽是白色，但较柔和，渗碳体网则呈白亮色。在抛光态下，铁索体的色泽与白色基体相同，而网状渗碳体则不然，在白色基体上似有微红色的网状物，且有稍微凸出的感觉，尤其是在作微调焦时，则更为明显，这是由于渗碳体较基体为硬的缘故。

    3．从硬度上来识别铁素体的硬度较低，一般为200HV以下，面渗碳体的硬度则较高，为800HV以上。然而处于晶界处的网状铁素体和网状渗碳体是比较细小的，要进行显微硬度测定较困难-。为此；可利用尖针刻划的方法来鉴定，刻划方法如下：先将试样浅浸蚀，将基体组织清晰地显示出来，然后用一尖针(大头针或缝衣针均可)，在试样表面上任意划一道，在500倍显微镜下观察，如果晶界上是铁橐体则可见铁素体被划伤，有一道划痕存在，如果晶界上是渗碳体，则在渗碳体上见不到划痕，即基体上有划痕，但在晶界渗碳体处划痕断掉，过网状渗碳体后，在基体上又可见划痕。、这种刻划的办法极为简单，便于实践中采用。

    4．从组成相分布特征来识别虽然铁索体和渗碳体皆呈白色，且都分布在晶界上，有时从色泽和分布形态上还分辨不出时，此时可从其组织组成相的分布特征来进行区别。由于珠光体是层片状的铁素体和渗碳体相间排列而构成，铁索体所占的比例远较片状渗碳体为多，可以这么说，片状渗碳体是分布在铁素体基体上，如果晶界上存在网：扶铁素体，它是先共析产物，与珠光体中的铁索体是同一种相，不会有晶界相隔，晶界上网状分布的铁素体与基体铁素体是连在一起的，见不到网状铁素体与珠光体基体中的铁索体有相界存在。如果晶界上是渗碳体，渗碳体与珠光体中渗碳体虽是同一相，应该相连，而由于珠光体中铁素体含量较多，晶界上的渗碳体往往与珠光体中的铁素体相邻，它们又不是同一相，故可见有明显的边界分隔，所以从分布的特征可明显地分辨出晶界处的白色网状是铁素体还是渗碳体组织。

5．腐蚀着色法来识别．晶界处的网状分布的铁素体与渗碳体还可用腐蚀着色法来区别。腐蚀试剂有下述几种，腐蚀后效应分述如下：

    (1)碱性苦味酸钠溶液经侵蚀或抛

光的试样置于煮沸的碱性苦味酸钠水溶液中煮10min，然后取出，经水冲洗并用酒精冲淋后吹千，将试样置于500倍放大的显微镜下观察，如网状物仍为白色，则说明网状物为铁索体，如果网状变成棕褐色或棕色，则说明它是渗碳体。

(2)10％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液

将经侵蚀或抛光的试样置于煮沸的10％氢氧化钠水溶液中浸蚀5～10min，：。若是网状渗碳体，则被染成棕色或浅棕色，网状铁索体则不染色，仍呈白色

(3)饱和的大苏打水溶液加入少量硫酸氢钾  在饱和的大苏打水溶液中加入少许

硫酸氢钾，直至饱和溶液变为乳白色为止。此溶液要现配现用，旧液不能使用。将试样浸入溶液中侵蚀‘1 min左右，铁索体变为黄褐色，网状渗碳体则不变色，仍保持亮白色。  

颗粒状铁索体与颗粒状渗碳体(碳化物)的识别

在经淬火后的碳索钢及合金结构钢中，常常在淬火马氏体或回火马氏体的基体上分布有小颗粒状的白色相，这种白色相呈小圆粒状，要识别这种小圆粒状的白色相属何种相，可根据下述几个方面来进行鉴别。

1)将试样再次抛光后，置于显微镜下观察，如果抛光基体一片白色，无凸出小圆粒微红的轮廓，可判定白色小颗粒为铁索体。如果在抛光基体上隐约可见到微红色似有凸出感的小圆粒，这种小圆粒即为渗碳体。    ‘

    2)浸蚀后观察基体马氏体的形态。马氏体与颗粒状铁索体伴生，往往出现于亚共析钢中，它是淬火加热保温时间过短，或淬火加热温度稍低所造成，是残余未溶铁素体。故此时基体出现的马氏体为混合型(高碳孪晶型与低碳位错型)马氏体，此种马氏体的针杆较粗宽，且较均匀和明显，针的两端也较圆钝。而马氏体与颗粒状渗碳体伴生，则出现于过共析钢中，由于淬火加热温度超过Ac。，但低于A。故史氏体基体中碳的含量较高，但仍有一小部分未溶的渗碳体被保留下来。淬火后，基体中马氏体属高碳孪晶型马氏体，故马氏体针较尖，与亚共析钢中的马氏体形态有显著的区别。

 三，宋溶铁素体与先共析析出的铁素体识别  

    亚共析钢在加热淬火时，如果淬火加热温度太低或保温时间不够，使晶界处的铁索体未能全部溶解，以致在淬火后马氏体基体中还保留有残余未溶解的铁素体，这种铁索体一般呈块粒状，四周轮廓较圆滑。若由于淬火时冷却速度不够，以致在晶界处析出先共析的铁素体，这种铁索体是沿晶分布，所以它往往呈条、块形式出现。有时除条状分布的铁素体外，有时还伴有小针状自晶界向晶内延伸分布的铁素体。由上可知，未溶解的铁素体与先共析的铁素体在分布形态上是有明显区别的，经过金相观察，对分析工艺和改进工艺可提供可靠的依据。    ，

钢种各种组织的硬度和机械性能

300~500°C中温回火组织屈氏体   HRC30~50

一、常用化学抛光试剂