一、实验目的
1、 了解钢中常见的几种显微组织缺陷的特征；
2、 了解钢中常见非金属夹杂物的特征及金相鉴定方法。
二、实验说明
（一）钢的显微组织缺陷
钢的显微组织缺陷对其机械性能、工艺性能均有很大的影响。常见的缺陷有下列几种：
1、 脱碳
钢在加热和保温时，由于氧化作用是表层的碳全部或部分丧失的现象。全脱碳的组织为铁素体，部分脱碳后的组织为铁素体加渗碳体。钢的脱碳大大降低表面硬度、耐磨性和疲劳极限。在保护气氛中加热或缩短钢材在炉中高温停留时间，均可减轻脱碳现象。
2、 过热过烧
热处理时，加热温度过高引起使晶粒长大现象称过烧。它使钢的机械性能尤其是冲击韧性下降，可以通过退火予以矫正。当晶界发生氧化或熔化现象时，即为过烧。过烧后的工件只能报废而无法使用。
3、三次渗碳体
含碳量接近0.02％的碳钢，热处理过程中，在700℃～300℃实行缓慢冷却，三次渗碳体将沿铁素体晶界析出，它的出现使钢的塑性显著降低。在上述温度范围内快速冷却，可防止发生。
4、魏氏组织
铁素体或二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，成方向性分布即魏氏组织。魏氏组织的存在板由晶粒粗大，使钢的机械性能下降，可通过退火或正或予以消除。
5、带状组织
热加工后的低碳钢显微组织中铁素体和珠光体沿加工方向呈层状平行交替排列，称为带状组织。带状组织使钢的性能呈各向异性，并降低塑性和韧性，硬度不均匀。由合金元素偏析带来的带状组织可通过高温长时间加热后快冷的方法予以改善。
6、网状碳化物
碳素工具钢、和经哦年工具钢、铬轴承钢等材料若热加工时温度过高、冷速过慢，碳化物就会沿晶界析出呈网状碳化物。网状碳化物的存在削弱了金属间的结合，降低了钢的冲击韧性，增加了钢的脆性。可通过政会予以改善和消除。
7、碳化物不均匀性
高速钢、合金工具钢钢锭凝固后，由于偏析，晶热加工后组织中呈现碳化物不均匀分布，称碳化物不均匀性。常见有粗大碳化物聚集和碳化物呈条带现象。它可导致工具热处理后产生裂纹，降低刀具的红硬性和耐磨性。改善浇铸条件和反复锻造有利于降低碳化物不均匀性。
8、带状碳化物
它是钢锭中显微组织偏析在热加工变形过程中延伸而成的碳化物富集带。带状碳化物的出现会造成零件回火后硬度、组织不均匀性。
9、碳化物液析
在GC15轴承钢和CM、CWM等低合金高碳钢中，由于浇铸条件不良或锭型设计不合理，使凝固后的钢碳含量很高，组织中存在部分莱氏体，这一现象称为碳化物液析。液析莱氏体中含有大量碳化物，在随后的热加工过程中破碎成大块丛聚，烟渣制方向分布。将钢锭进行均热或扩散退火再开坯轧制，可以消除。
（二） 属夹杂物的显微组织
钢中非金属夹杂物的存在，破坏了金属基体的连续性，降低其机械性能、物理性能、化学性能及工艺性能。其影响的程度主要取决于夹杂物的性质、形状、大小、数量及分布状态。
利用金相方法鉴别非金属夹杂物，常用夹杂本身在明场、暗场、偏振光下的一些特征来判断。
1、明场下非金属夹杂物的特征
（1）夹杂物的形状、大小和分布：由表面张力作用而形成的球状；由结晶学因素作用而形成的多变性及树枝状；呈连续或断续的形式沿晶界分布的条带状；先生成相周围分布着后生成相。
（2）夹杂物的反射本领：夹杂物在明场下的颜。如果夹杂物的光泽与金属基体表面接近，认为其反射能力强；若暗黑无光，则反射能力弱；介于二者之间，则反射能力中等。
（3）夹杂物的化学性能：夹杂物被侵蚀后，将产生：
●完全被侵蚀掉夹杂物处留下坑洞；
●染上颜或改变颜；
●不赔侵蚀，不发生变化。
（4）夹杂物的力学性能：可用硬度计来测量夹杂物的硬度。工件表面的压痕形状、夹杂物的剥落情况及磨制试样后留下的“慧星尾”等均可间接反映出其硬度、脆性和塑性。
暗黑3怎么鉴定装备2、暗场及偏振光下非金属夹杂物的特征
（1）夹杂物的透明度及彩：根据夹杂物的透明程度，可分为透明、不透明和半透明三种。不透明夹杂有一亮边，这是由于杂物折射到金属交界处后的一部分光由交接处反射出来所致。若夹杂物是透明有彩的，则在暗场下呈现其固有的颜。
（2）夹杂物的各向同性及各向异性效应：在正交偏光镜下将显微镜载物台转动一周后无亮度变化，而各向异性夹杂物在转动一周载物台中有四次消光、四次明亮现象。某些弱各向异性的夹杂物，则在转动载物台一周中只有一次消光、二次明亮。一般结晶成等轴晶系的夹杂物基本上是光学各向同性的，而非等轴晶系的夹杂物则具有明显的光学各向异性。
（3）加杂物的黑十字现象：凡球状透明夹杂物，在正交偏振光下都产生中间贯以黑十字形的明暗交替断续的同心环。这一现象是由于透明夹杂物的规则球状外形所引起的，当球状外形遭破坏时，黑十字现象也即消失。
3、钢中常见夹杂物：夹杂物主要有：氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物四大类。
三、实验内容及步骤
1、 每人轮流观察脱碳、过热过烧、三次渗碳体、魏氏组织、带状组织、网状碳化物、碳化
物不均性、碳化物液析等试样；
2、 每人轮流观察三氧化二铝、氧化铁、二氧化硅、硫化铁、硫化锰、氮化钛、硅酸盐等夹杂试样，并用明暗场进行鉴定；
3、 轮流在偏光镜下观察夹杂物的各向异性和黑十字现象。
四、实验设备及材料
1、 带偏光暗场的金相显微镜；
2、 制备好的显微组织缺陷及夹杂物试样。
五、实验报告要求
1、 绘出各显微组织缺陷示意图，并说明其特征；
2、 绘出夹杂物显微组织示意图，并说明其特征。
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