钢质模锻件金相组织评级图与评定方法.doc

1、 钢 质 模 锻 件 金 相 组 织 评 级 图 与 评 定 方 法 国 标 的 制 订 与 应用模锻件的生产一般要通过锻后热处理，使锻件获得不同的机械性能，热处理后的金相组织检验是控制锻件 内 在 质 量 的 重 要 手 段 之 一 。 金 相 检 验 不 仅 能 反 映 出 锻 件 热 处 理的 结 果 ， 还 能 考 察 热 处 理 工 艺 的 合 理 性 ， 为制 订 、 改 进 工 艺 提 供 科 学 依 据 。 为 确 定 金 相 检 验 统 一 的 、 权 威 的客 观 尺 度 ， 制 订 了 钢 质 模 锻 件 金 相 组 织 评级 图 及 评 定 方 法 。 本 标 准 的

2、制 订 主 要 是 根 据 我 国 模 锻 生 产 厂 家长 期 生 产 实 践 积 累 的 经 验 和 资 料 。国内的模锻生产厂对锻件金相组织观察分析有多年历史，积累了丰富的资料，一些厂已经制订了适用于工 厂 的 金 相 组 织 评 级 的 工 厂 标 准 。1991年12月 经 国 家 技 术 监 督 局 审 查 批 准 ，标 准 号 为GB/T13320-9l，于1992年10月1日起实施。一 、 标 准 的 制 订 原 则1、 制 订 标 准 的 主 导 思 想制 订 金 相 组 织 评 级 图 及 评 定 方 法 的 主 导 思 想 就 是 ： 在 保 证 标 准 的 科学 性 的

3、 前 提 下 ， 强 调 标 准 的 实 用性 ， 注 意 与 生 产 实 际 结 合 ， 使 标 准 符 合 我 国 目 前 的 模 锻 生 产 实 际情 况 ， 因 为 只 有 内 容 先 进 而 又 切 实 可 行 的 金相 检 验 际 准 ； 才 能 在 提 高 锻 件 内 在 质 量 方 面 起 到 应 有 的 促 进 作 用 ，使 标 准 的 贯 彻 产 生 好 的 经 济 效 益 。2、 标 准 的 适 用 范 围本标准是以汽车、拖拉机模锻件的金相检验为基础制订的。因为汽车拖拉机行业采用模锻件最多，而且也 最 育 代 表 性 ， 其 代 表 性 表 现 为 ：a. 锻 件 形 状

4、 各 异 ， 拥 有 锻 件 分 类 表 中 各 种 类 型 的 锻 件 ；b. 成 形 方 法 多 样 ， 有 锤 模 锻 ， 平 锻 机 模 锻 、 摩 擦 乐 力 机 模 锻 、 锻 压机 模 锻 、 辊 锻 、 辊 轧 、 挤 压 等 ， 几乎 包 括 了 现 代 锻 压 成 形 的 各 种 方 法 ；c. 材 料 应 用 范 围 较 广 ， 汽 车 、 拖 拉 机 行 业 应 用 的 材 质 ， 代 表 了 整 个机 械 制 造 行 业 ；d. 汽 车 、 拖 拉 机 行 业 对 模 锻 件 的 内 在 质 量 要 求 较 高 ， 有 较 长 的 金 相组 织 系 统 检 验 史 ，

5、 积 累 了 丰 富 的 资料。因此，以汽车、拖拉机行业模锻作为基础制订的标准除了主要适用于汽车、拖拉机行业外，对其他加工机 械 、 矿 山 机 械 、 施 工 机 械 等 也 有 指 导 意 义 。3、 评 级 图 的 分 组按 钢 种 、 钢 号 和 不 同 的 热 处 理 方 式 ， 将 评 级 图 分 为 四 组 ：a. 中碳结构钢正火锻件评级图，主要用于35、40、45、50、55等 中 碳 结 构 钢 正 火 处 理 锻 件 的 金 相 组 织检 验 和 级 别 评 定 。b. 低 碳 低 合 金 结 构 钢(渗 碳 钢)正 火 锻 件 金 相 组 织 评 级 图 。 主 要 用

6、于20CrMnTi、20MnTiB及其它组织相近 的 渗 碳 钢 正 火 锻 件 的 金 相 组 织 检 验 和 级 别 的 评 定 。c. 中 碳 结 构 钢 调 质 锻 件 金 相 组 织 评 级 图 。d. 中 碳 低 合 金 结 构 钢 调 质 锻 件 金 相 组 织 评 级 图 。4、 锻 件 评 级 标 准 的 分 级 原 则4.1、 正 火 锻 件 评 级 标 准 的 分 级 原 则锻件从锻造状态到完全正火状态其组织可分为：锻造状态、部分正火状态、不完全正火状态和完全正火状 态 几 种 类 型 ， 本 着 评 定 时 容 易 判 定 ， 生 产 中 应 用 方 便 的 原 则 ，

7、 每 组标 准 划 分 为8个 等 级 。 并 以20CrMnTi钢为 低 台 金 渗 碳 钢 正 火 锻 件 作 为 评 级 图 的 依 据 。4.2、 调 质 锻 件 评 级 标 准 的 分 级 原 则调质锻件一般采用中碳和中碳低合金结构钢，在高温回火前的组织状态大致可分为：完全淬火状态、不完 全 淬 火 状 态 、 半 淬 火 状 态 和 部 分 淬 火 状 态 ， 以 及 过 冷 组 织 和 接近 正 火 状 态 等 几 种 类 型 的 组 织 。 经 过 高 温 回火 处 理 后 的 组 织 形 态 ， 取 决 于 淬 火 后 的 组 织 形 态 ， 因 而 经 调 质 处理 的 锻

8、 件 组 织 ， 形 态 也 可 以 分 为 相 应 的 几 种类 型 ， 遵 照 这 一 原 则 ， 中 碳 和 中 碳 低 合 金 结 构 钢 调 质 锻 件 金 相 组织 评 级 图 也 是 分 为8个等级。5、 评 级 图 的 级 别 划 分四 组 评 级 图 分 别 划 分 为8个 等 级 ，l级 组 织 最 好 ，8级组织最差，两组正火评级图中14级 为 完 全 正 火状 态 或 基 本 正 火 状 态 组 织 ，58级 为 不 完 全 正 火 、 半 正 火 或 锻 造 状 态 组 织 ， 两 组 调 质 评 级 图 中14级为淬火 回 火 组 织 ，58级 为 部 分 淬 火

9、， 过 冷 状 态 或 接 近 于 正 火 组 织 ，4级 组 织 相 当 于 淬 火 半 马 氏 体 回 火 组 织 ； 淬火 状 态 下 半 马 氏 体 组 织 与 钢 中 碳 含 量 有 直 接 关 系 。 在 显 微 镜 下 确定 淬 火 状 态 钢 锻 件 的 半 马 氏 体 点 时 ， 可 在 同一 试 样 截 面 上 从 边 部 到 心 部 测 定 硬 度 分 布 情 况 ， 并 绘 出 硬 度 分 布曲 线 ， 作 对 照 参 考 。名人堂：众名人带你感受他们的驱动人生马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱在 确 定 较 大 截 面 调 质 锻 件 的 淬 透 深 度 时 ，4级 组 织

10、 一 般 可 视 为 临 界 组 织 ， 较 大 截 面 锻 件 的 过 渡 区 或 心 部组 织 ， 一 般 为56级或78级 ， 当 热 处 理 工 艺 不 良 或 在 生 产 中 违 反 工 艺 操 作 规 程 时 ， 小 截 面锻 件 也 会 出 现58级组织。6、 不 同 级 别 的 金 相 组 织 与 性 能 的 关 系用45钢 加 工 成 拉 伸 和 冲 击 试 样 毛 坯 ， 经 过 不 同 工 艺 的 淬 火 处 理 ， 获 得整 个 截 面 较 均 匀 的 不 同 级 别 的 金相 组 织 ， 高 温 回 火 后 ， 加 工 成 标 准 试 样 进 行 试 验 ， 结 果

11、如 图 。试验结果表明：不同级别的金相组织其硬度和拉伸强度、延伸率和断面收缩率差别不大，而屈服强度和冲 击 韧 性 随 着 组 织 级 别 的 增 大 而 明 显 降 低 。碳 化 物 的 形 态 是 对 屈 服 强 度和 冲 击 韧 性k产 生 影 响 的 主 要 因 素 。 经 调 质 处 理 后 的 粒 状 珠 光 体 组 织 ，其 碳 化 物 呈 粒 状 分 布 ，和k均 提 高 ， 未 淬 火 组 织 即 珠 光 体 、 索 氏 体 等 ， 经 高 温 回 火 后 其 碳 化物 形 态 仍 保持 条 片 状 组 织和k较 低 ， 但 对 硬 度 和 抗 拉 强 度 以 等 影 响 不

12、 大 。在制订标准中，对汽车转向节臂进行了疲劳试验，结果表明：除硬度影响外，不同级别的金相组织，其疲 劳 性 能 也 有 明 显 的 差 别 ， 其 对 应 关 系 如 下 表 ：二 、 评 级 图 的 应 用1、 合 格 级 别 的 确 定锻件金相组织的合格级别，应由锻件生产厂根据锻件的技术条件决定或由锻件供需双方协商决定。在生产 中 贯 彻 和 应 用 评 级 图 时 ， 必 须 根 据 本 厂 的 实 际 情 况 ， 制 订 出 相应 的 锻 件 金 相 检 验 技 术 条 件 ， 其 内 容 应 包 括锻 件 生 产 过 程 的 简 要 工 序 ， 材 料 钢 号 、 锻 件 的 硬

13、度 要 求 、 锻 件 简图 、 取 样 部 位 、 边 部 和 心 部 金 相 组 织 的 合 格级 别 ， 以 及 调 质 件 的 淬 硬 层 深 度 等 。合 格 级 别 的 确 定 主 要 根 据 设 计 对 锻 件 性 能 的 要 求 ，合 理 地 选 定 试 样 截 取 部 位 和 正 确 确 定 合 格 级 别 是 非 常重 要 的 。 在 满 足 设 计 要 求 的 前 提 下 ， 合 格 级 别 的 确 定 还 要 适 当 考虑 生 产 实 际 情 况 。 第 一 汽 车 集 团 对 近100种中 型 卡 车 锻 件 规 定 了 具 体 检 验 标 准 ， 对 这 些 锻 件

14、 的 金 相 组 织 合 格等 级 ， 取 样 部 位 等 都 作 了 规 定 ， 这 些 标 准 可供 同 行 们 参 考 。2、 金 相 组 织 的 评 定各 组 评 级 图 均 分 为8个 等 级 ， 按18级评定，当被评定的组织介于两个级别之间时，可用半级来表示。正 火 锻 件 的 金 相 组 织 在金 相 显 微 镜下放大100倍 观 察 ， 取 其 最 差 组 织 部 位 ， 分 别 按 第 一 组 评 级 图 或 第二 组 评 级 图 评 定 组 织 级 别 边 部 组 织 是 指 锻 件 表 面15mm范 围 内 的 组 织 心 部 组 织 是 指 锻 件 截 面 中 心 附

15、近 的 组织。调 质 锻 件 金 相 组 织 在金 相 显 微 镜下放大500倍 观 察 ， 取 其 最 差 组 织 ， 分 别 按 第 三 组 或 第 四 组 评 级 图 评定 组 织 级 别 、边 部 金 相 组 织 对 于 碳 素 结 构 钢 是 指 距 锻 件 表 面13mm范 围 内 的 组 织 ，合 金 钢 边 部 组 织 为14mm，心 部 组 织 指 锻 件 截 面 中 心 附 近 的 组 织 。 在 评 定 金 相 组 织 级 别 时 应主 要 掌 握 以 下 几 点 ：a在100倍 金 相 显 微 镜 下 观 察 评 定 正 火 锻 件 金 相 组 织 时 ， 主 要 看

16、基 体 组 织是 否 全 部 转 变 为 正 火 状 态 的晶 粒 比 较 均 匀 的 片 状 珠 光 体 加 铁 素 体 组 织 ， 锻 造 状 态 的 粗 大 晶 粒和 魏 氏 组 织 或 粒 状 贝 氏 体 消 除 程 度 如 何 ， 以及 残 留 部 分 有 多 少 ， 晶 粒 度 的 大 小 和 均 匀 程 度 。b在500倍 金 相 显 微 镜 下 观 察 评 定 调 质 锻 件 金 相 组 织 级 别 时 ， 主 要 看 回 火组 织 是 由 那 些 淬 火 组 织 转 变形 成 的 。 小 截 面 的 锻 件 淬 火 后 一 般 为 针 状 马 氏 体 、 针 状 马 氏 体

17、加部 分 托 氏 体 或 贝 氏 体(合金钢)以 及 针 状 马 氏体 加 部 分 托 氏 体(或 贝 氏 体)加 部 分 游 离 铁 素 体 的 回 火 转 变 组 织 。 当 淬 火 不 良 或 锻 件 截 面 较 大时 ， 特 别 是 在 过渡 区 及 心 部 ， 可 同 时 产 生 多 相 并 存 的 金 相 组 织 ， 经 高 温 回 火 后 ，这 些 组 织 的 形 态 仍 是 有 区 别 的 ， 当 在500倍显 微 镜 下 分 辨 不 清 时 ， 可 改 用 较 高 倍 数 观 察 分 析 定 性 ， 同 时 还 要 看 游离 铁 素 体 的 含 量 多 少 、 大 小 和 分 布 形 态 。