实验十二 球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的组织观察与检验
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本文内容如下:【下载该文档后使用Word打开】一、实验目的:1.观察和分析铁碳合金的平衡组织;2.分析铁碳合金显微组织的形成过程;3.分析碳钢、白口铸铁的组织与含碳量之间的关系,从而掌握铁碳合金成分、组织和性能之间的关系。
二、实验仪器和试件:1.碳钢(亚共析钢、共析钢、过共析钢试样)、球状珠光体的试样;2.白口铸铁(亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁试样);3.XJX―1小型金相显微镜。
三、用铅笔描绘出用金相显微镜观察到的金相组织组织结构示意图,并用箭头指出其组成物的名称。
材料名称:工业纯铁材料名称:20#钢组织结构:铁素体组织结构:铁素体+珠光体放大倍数:400放大倍数:400材料名称:45#钢材料名称:T8钢组织结构:铁素体+珠光体组织结构:珠光体放大倍数:400放大倍数:400材料名称:T12钢材料名称:共晶白口铸铁组织结构:网状渗碳体+珠光体组织结构:莱氏体放大倍数:400放大倍数:400材料名称:亚共晶白口铸铁材料名称:过共晶白口铸铁组织结构:珠光体+二次渗碳体+莱氏体组织结构:一次渗碳体+莱氏放大倍数:400放大倍数:400四、问题与思考:1.非合金钢与白口铸铁在组织构成与力学性能方面有何异同?答:非合金钢含碳量较低(0.02%―2.11%),织组构成只是铁素体,珠光体或珠光体与二次渗碳体的混合或铁素体与珠光体的混合。
在力学性能方面,随着含碳量增加和硬度增加,非合金钢有较好的可塑性。
白口铸铁的含碳量高(2.11%―6.69%),织组构成是由莱氏体,珠光体和二次渗碳体与莱氏体混合成的莱氏体和一次渗碳体的混合等构成。
实验三铸铁显微组织观察与分析(2学时)一、实验目的1.观察各种铸铁的显微组织特征,识别石墨形态与基体类型。
2.了解石墨形态、基体类型及显微组织对铸铁性能的影响。
二、实验设备、材料、仪器、装置金相显微镜;铸铁标准试样。
三、实验原理根据石墨的形态,铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等几种。
1.灰口铸铁灰口铸铁中碳全部或部分以自由碳片状石墨形式存在(如图1所示),断口呈灰黑色,其显微组织根据石墨化程度不同为铁素体或珠光体或铁素体+珠光体基体上分布片状石墨。
普通灰口铁中石墨片粗大,如浇注前在铁水中加入孕育剂,则石墨以细小片状形式析出,这种铸铁称之孕育铸铁。
在铸铁中由于含磷较高,在实际铸造条件下磷常以Fe3P的形式与铁素体形成硬而脆的磷共晶,因此在灰铸铁的显微组织中,除基体和石墨外,还可以见到具有菱角状沿奥氏体晶界连续或不连续分布的磷共晶,用硝酸-酒精或苦味酸腐蚀时Fe3P不受腐蚀,呈白亮色,铁素体光泽较暗,在磷共晶周围通常总是珠光体。
由于磷共晶硬度很高,所以磷共晶若以少量均匀孤立地分布时,有利于提高耐磨性,并不影响强度。
磷共晶如形成连续网状,则会使铸铁强度和韧性显著降低。
图1 灰口铸铁图2 可锻铸铁图3 球墨铸铁2. 可锻铸铁可锻铸铁又称为马铁或展性铸铁,它是由一定成分的白口铁经退火处理得到的,其中石墨呈团絮状(如图2所示),故显著地减弱了石墨对基体的割裂作用,其机械性能比普通灰口铸铁有显著地提高。
可锻铸铁分铁素体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁两种,前者应用较多。
3.球墨铸铁球墨铸铁属高强铸铁,是铁水中加入球化剂后石墨呈球状析出而制得的,由于球状石墨使石墨割裂金属基体的不利影响限制到最低程度,所以金属基体强度利用率高达70~90%(灰铸铁只达30%左右),因而其机械性能远远优于普通灰铸铁。
球墨铸铁的显微组织特征是:石墨呈球状分布在金属基体上,基体组织是铁素体、珠光体或铁素体+珠光体(如图3所示)。
目前应有最广泛的是前面两种基体,铸铁的基体即钢的几种基本组织,所以也可以通过热处理来改变基体组织,从而改变铸铁的机械性能,其中,球墨铸铁应用热处理较多些,如应用正火,是为了增加基体中珠光体数量,以提高其强度和耐磨性,应用调质处理,是为了得到回火索氏体的基体组织,以提高综合机械性能。
球墨工程质量检验计划一、前言球墨工程质量检验计划是为了保证球墨铸铁材料在工程施工过程中的质量和稳定性,确保工程项目的安全可靠性。
本文将详细介绍球墨工程质量检验计划的制定和实施。
二、检验目的球墨工程质量检验的目的是:1. 确保球墨铸铁材料的质量符合相关标准和规范要求。
2. 防止和减少由于球墨铸铁材料质量问题引起的工程事故和质量问题。
三、检验范围和内容球墨工程质量检验计划的范围包括但不限于以下内容:1. 材料检验:对球墨铸铁材料进行检验,包括外观、尺寸、化学成分、力学性能等方面。
2. 施工过程检验:对球墨工程施工过程中的关键节点进行检验,确保工程施工质量。
3. 现场监督检验:对球墨工程施工现场进行监督检验,确保施工符合相关规范和标准要求。
四、检验方法球墨工程质量检验的方法主要包括以下几个方面:1. 试验和检测:通过实验室试验和现场检测的方法对球墨铸铁材料进行质量检验。
2. 抽样检验:按照相关标准和规范要求,进行球墨铸铁材料的抽样检验。
3. 文件和记录检查:检查球墨工程质量相关的文件和记录,确保施工过程和结果的准确性。
五、检验计划根据球墨工程的具体情况和要求,制定详细的检验计划,确保质量检验的全面性和有效性。
检验计划主要包括以下几个方面:1. 检验时间:确定球墨工程质量检验的具体时间节点,合理安排检验工作的进行。
2. 检验人员:确定具体的检验人员和其责任分工,确保检验工作的专业性和可靠性。
3. 检验方法:确定球墨工程质量检验的具体方法和步骤,确保检验结果的准确性。
4. 检验标准:确定球墨工程质量检验所使用的标准和规范,确保检验的合法性和科学性。
5. 检验报告:制定球墨工程质量检验报告的格式和内容要求,确保检验结果的透明性和可追溯性。
六、质量检验的实施根据检验计划,组织和实施球墨工程质量检验工作,确保检验的全面性和有效性。
质量检验的实施主要包括以下几个方面:1. 组织协调:组织相关人员协调完成球墨工程质量检验的各项工作。
第1篇一、实验目的1. 了解铸铁的金相组织特点。
2. 掌握铸铁金相试样的制备方法。
3. 学会使用金相显微镜观察和分析铸铁的金相组织。
4. 识别不同类型铸铁的金相组织差异。
二、实验原理铸铁是一种以铁为主要成分的合金,其金相组织主要由石墨和基体两部分组成。
石墨的存在使得铸铁具有良好的减震性、耐磨性和切削加工性,而基体则决定了铸铁的强度和硬度。
本实验通过观察和分析铸铁的金相组织,了解不同类型铸铁的微观结构特点,从而为铸铁的生产和应用提供理论依据。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等不同类型的铸铁试样。
2. 实验仪器:金相显微镜、磨床、抛光机、金相腐蚀液、金相显微镜载物台、金相显微镜支架等。
四、实验步骤1. 试样制备(1)将铸铁试样从铸件上切割下来,切割时尽量保持试样的完整性。
(2)将试样进行粗磨、细磨、抛光,直至表面光滑。
(3)将试样进行腐蚀处理,以显示金相组织。
2. 金相显微镜观察(1)将制备好的试样放置在金相显微镜载物台上。
(2)调整显微镜焦距,使试样清晰可见。
(3)观察不同类型铸铁的金相组织,记录观察结果。
3. 结果与分析1)灰铸铁灰铸铁的金相组织主要由石墨和基体组成。
石墨呈片状,分布在基体中。
基体组织为珠光体和铁素体,珠光体呈层片状分布,铁素体呈针状分布。
2)球墨铸铁球墨铸铁的金相组织主要由球状石墨和基体组成。
球状石墨分布在基体中,基体组织为珠光体和铁素体。
与灰铸铁相比,球墨铸铁的石墨形态更加规则,有利于提高其力学性能。
3)可锻铸铁可锻铸铁的金相组织主要由石墨和基体组成。
石墨呈团状,分布在基体中。
基体组织为珠光体和铁素体,珠光体呈层片状分布,铁素体呈针状分布。
五、实验结论1. 灰铸铁的金相组织主要由石墨和基体组成,石墨呈片状,基体组织为珠光体和铁素体。
2. 球墨铸铁的金相组织主要由球状石墨和基体组成,石墨形态更加规则,有利于提高其力学性能。
3. 可锻铸铁的金相组织主要由石墨和基体组成,石墨呈团状,基体组织为珠光体和铁素体。
铸铁的显微组织及分析1、 实验目的认识灰口铸铁、球墨铸铁、展性铸铁、麻口铸铁等显微组织特征。
掌握石墨形态及基体变化的原因。
了解各类铸铁的制备方法和性能特点。
2、 实验样品和设备光学显微镜标准样品:普通灰口铁、变质灰口铁、球墨铸铁、展性铸铁、麻口铸铁。
3、 实验内容通过阅读相关资料以及通过铁碳相图了解白口铸铁的组织。
并且了解灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁等铸铁的类型以及相关的性能及用途。
之后通过在金相显微镜下观察不同的基底(铁素体+珠光体、铁素体、珠光体),不同的石墨形态(球状石墨、片状石墨、絮状石墨)的铸铁,以及麻口铁的显微组织,并且选择三种基底、三种石墨形态绘出3幅铸铁组织图来,要求三种组织图须包含上述所有的基底类型和石墨形态。
画出麻口铁的组织图。
对所绘制的4幅组织图进行相关的分析。
4、 描图:不同基体,不同铸铁的三种微观组织特点,麻口铸铁微观组织特点。
用自己画的图,结合Fe-C 相图和Fe-Fe3C 相图,说明各图的组织特点。
根据铁碳双重相图,可将石墨化过程分为三个温度阶段,按个阶段中石墨化进行的程度不同,将分别得到不同的铸铁组织。
即“液相-共晶结晶”、“共晶-共析”、“共析转变”。
球墨铸铁:从球墨铸铁的微观组织图中可以看出此球墨铸铁由铁素体、珠光体、球状石墨三种组织组成。
其中大片的灰黑色的组织为珠光体,由于放大倍数低使得珠光体层片状组织不明显,整体便形成了灰黑色。
白色呈圆形的组织为铁素体,铁素体所包裹的圆形的黑色组织为球状石墨。
从铁碳双重相图中可以得到,在共析转变阶段,如果完全没有石墨化,则得到的基体是珠光体,由于加入了球化剂和墨化剂,使得从奥氏体中析出的石墨和二次渗碳体渗出的石墨加快凝结成球状,这样在珠光体的部分区域内会有大量的碳从渗碳体和奥氏体中被球化剂和墨化剂吸引,从而最终实现了部分区域充分石墨化,从而形成了珠光体内有球状的铁素体,而球状的铁素体内有球状石墨的显微组织结构。
铸铁组织的显微观察实验报告范文篇一:合金钢铸铁与有色金属的显微组织分析实验报告兰州理工大学学生实验报告学院实验室课程名称实验类型实验名称学生姓名学生学号实验日期指导教师材料科学与工程学院实验中心金属学与热处理验证性合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察魏玉鹏合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察实验报告一、实验目的二、使用的设备仪器三、实验方法、步骤四、画出下列材料的显微组织示意图,并用箭头标明示意图中所示组织的名称1材料名称:W18Cr4V处理状态:铸造组织:腐蚀剂:放大倍数:材料名称:灰口铸铁处理状态:铸造组织:腐蚀剂:放大倍数:材料名称:W18Cr4V 处理状态:淬火+高温回火组织:腐蚀剂:放大倍数:材料名称:球墨铸铁处理状态:铸造组织:腐蚀剂:放大倍数:2材料名称:ZL102(未变质)材料名称:ZL102(变质)处理状态:处理状态:组织:组织:腐蚀剂:腐蚀剂:放大倍数:放大倍数:五、实验结果讨论1. 根据显微组织观察,试分析高速钢性能和热处理特点,说明为什么?2.将以上灰口铸铁的组织与性能同球墨铸铁进行比较,说明为什么?3.试分析变质处理对硅铝明合金的作用。
4. 简述巴氏合金组织与性能的特点。
篇二:常用金属材料显微组织观察实验报告一、实验目的1.观察各种常用合金钢,有色金属和铸铁的显微组织。
2.分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1.几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同,可分为三种:合金元素总量小于5%的称为低合金钢;合金元素为5~10%的称为中合金钢;合金元素大于10%的称为高合金钢。
1)一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素,铁碳相图发生一些变动,但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同,差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外),即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
实验十二球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的组织观察与检验(验证性)
一、实验目的及要求
1.了解球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的金相组织和检验方法。
2.能够对球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的各项检验内容进行正确的评定。
二、实验原理
(一)球墨铸铁
球墨铸铁的石墨呈球状或接近球状,一般可分为普通球墨铸铁、高强度合金球墨铸铁和特殊性能球墨铸铁。
球墨铸铁中的石墨和基体组织的检验是球墨铸铁生产的主要环节。
1、球墨铸铁的石墨及其检验
(1)石墨形态
是指单颗石墨的形状。
由GB/T 9441-1988《球墨铸铁金相检验》标准根据石墨面积率值将球墨铸铁的石墨形态分为球状、团状、团絮状、蠕虫状和片状,见表8-6和《钢铁金相图谱》图8-110(球墨铸铁铸造状态的石墨呈聚集分布的蠕虫状和球状、团状,大的团状石墨呈开花状球化率评定为6级)所示。
(2)石墨球化率及其确定由GB/T 9441-1988《球墨铸铁金相检验》标准将球墨铸铁石墨球化率分为1~6级。
(3)石墨大小国家标准中将石墨的大小分为6级。
2、球墨铸铁的基体组织及其检验
球墨铸铁铸态下的基体组织为铁素体和珠光体。
退火时能得到铁素体基体组织(一般呈牛眼状),正火得到珠光体基体组织,基体组织中可能出现碳化物和磷共晶。
一些合金球墨铸铁中会出现马氏体、奥氏体或贝氏体组织。
对球墨铸铁的铸态和正火、退火态的基体组织的检验按照GB/T 9441-1988《球墨铸铁金相检验》进行。
内容包括:
(1)珠光体粗细和珠光体数量球墨铸铁的珠光体一般呈片状。
按片间距将珠光体分为粗片状珠光体、片状珠光体、细片状珠光体。
国家标准中将珠光体的数量分为十二级。
(2)分散分布的铁素体数量球墨铸铁中的铁素体分为块状或网状分布。
国家标准中按块状和网状两个系列各分为六级:依次为铁5、铁10、铁15、铁20、铁25和铁30(铁素体数量的体积分数的近似值)。
(3)磷共晶数量球墨铸铁中的磷共晶多为奥氏体、磷化铁和渗碳体组成的三元磷共晶。
国家标准中的磷共晶数量分为五级,依次为磷0.5、磷1、磷1.5、磷2、磷3。
(4)渗碳体数量国家标准中将渗碳体数量分为五级,依次为渗1、渗2、渗3、渗4、渗5。
3、球墨铸铁等温淬火的组织及检验
(1)等温淬火组织当等温温度较低时得到的组织为针状贝氏体,也称为下贝氏体。
当等温温度较高时得到的组织为羽毛状贝氏体,也称为上贝氏体。
(2)贝氏体长度按照标准JB/T 3021-1981分为五级。
(3)白区数量所谓白区是指球墨铸铁经等温淬火后,集中分布在共晶团边界上尚未转变的残余奥氏体和淬火马氏体。
经侵蚀后呈白色断续网络状。
按照标准JB/T 3021-1981分为四级。
(4)铁素体数量按照标准JB/T 3021-1981分为三级。
4、几种常见的铸造缺陷
(1)球化不良和球化衰退:显微特征是除球状石墨外,出现较多蠕虫状石墨。
(2)石墨漂浮:特征是石墨大量聚集,往往呈开花状,常见于铸件的上表面或泥芯的下表面。
(3)夹渣:一般是指成聚集分布的硫化物和氧化物。
(4)缩松:是指在显微镜下见到的微观缩孔,分布在共晶团边界上,呈向内凹陷的黑洞。
(5)反白口:特征是在共晶团的边界上出现许多呈一定方向排列的针状渗碳体。
(二)可锻铸铁
可锻铸铁是将铸态白口铸铁毛坯经过石墨化或脱碳处理而获得的铸铁,具有较高的强度及良好的塑性和韧性,故又称延展性铸铁。
但是可锻铸铁不可锻。
我国应用最多的是黑心铁素体可锻铸铁,其组织是团絮状石墨和铁素体。
1、黑心可锻铸铁的石墨及检验
(1)石墨形状
常见的石墨形状有:
团球状-石墨较致密,外形近似圆形,边界凹凸;
团絮状-似棉絮,外形较不规则,如《钢铁金相图谱》图8-166(KTH300-06铸铁石墨化退火组织为团絮状石墨)所示;
絮状-石墨较团絮状松散,如《钢铁金相图谱》图8-169,(KTH300-06铸铁高温退火组织为絮状石墨)所示;
蠕虫状-石墨松散,似蠕虫状石墨聚集,如《金属材料金相图谱》图1-4-10所示;
枝晶状-石墨由较多细小短片状、点状聚集而成,呈树枝状,如《金属材料金相图谱》图1-4-8所示。
根据JB/T 2122-1977《铁素体可锻铸铁金相检验》标准石墨形状分为五级。
(2)石墨分布分为3级。
1级为石墨均匀或较分布。
2级为石墨分布不均匀,但无方向性。
3级为石墨有方向性分布。
2、黑心可锻铸铁的基体组织及检验
主要是对珠光体和渗碳体及表皮层厚度的检验。
(1)珠光体残余量按照JB/T 2122-1977《铁素体可锻铸铁金相检验》标准分为五级。
(2)渗碳体残余量
(3)表皮层厚度是指出现在铸件外缘的珠光体层或铸件外缘的无石墨铁素体层。
按照JB/T 2122-1977《铁素体可锻铸铁金相检验》标准分为四级。
(三)蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的石墨结构处于灰铸铁的片状石墨和球墨铸铁的球状石墨之间,特征是石墨的长和厚之比较小,在光学显微镜下,片厚且短,两端部圆钝。
蠕墨铸铁的金相检验包括蠕化率和基体组织(珠光体的数量)的检验。
如《钢铁金相图谱》图8-179(蠕虫状和团状石墨,蠕55)、图8-178(蠕虫状石墨和球团状石墨,蠕75)、图8-180(蠕虫状石墨和部分开花状石墨,蠕85)、图8-177(蠕虫状石墨和少量球团状石墨,蠕95)蠕化率的检验。
如《钢铁金相图谱》图8-184(珠光体数量为20%~30%,珠25)、图8-185(珠光体数量为40%~50%,珠45)珠光体的数量的检验。
三、实验仪器及材料
1.实验仪器 XJG-01型立式金相显微镜, XJG-02立式型金相显微镜,XJG-05型卧式金相显微镜,4XC型金相显微镜
2.试验材料球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁
四、实验内容及步骤
1.观察球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的各种状态的显微组织。
2.根据每个试样的实验内容画出组织图,在图中注明各组织组成物。
3.根据相应检验标准评定级别,标明放大倍数。
五、思考题
1.球墨铸铁中的铁素体有几种?球墨铸铁等温淬火组织的金相检验应包括哪些内容?2.黑心铁素体可锻铸铁的金相检验应包括哪些内容。