铁碳合金平衡组织的显微分析

实验报告一铁碳合金平衡组织观察

实验报告一 铁碳合金平衡组织观察

一,实验目的

1.研究和了解铁碳合金在平衡状态下的显微组织。

2.分析成分(含碳量)对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分，组织与性能之间的关系。

二，概述

1.画出简化的铁碳合金图。

2.简述不同成分的贴铁碳合金在室温下的显微组织，几种基本组织成物的定义及性能。 三，设备及材料

1.金相显微镜

2.铁碳合金的显微式样:纯铁，20，,4，T8，T12(退火态，4%硝酸酒精溶液侵蚀各一个)，T12(退火态，枯萎硝酸溶液侵蚀1个)。

四，实验结果

试样名称: 试样名称: 组织 : 组织 : 侵蚀剂: 侵蚀剂: 放大倍数: *400 放大倍数: *400

注:圆的直径为30mm组织成分名称用箭头引出标明。

五，思考题

1，碳含量为wc1.0%的钢比碳含量wc0.5%的钢硬度高; 2.在室温下，碳含量wc0.8%的钢其强度比碳含量wc1.2%的高;

从组织上说明原因。

实验二碳钢的热处理

一(实验目的1.了解碳钢的基本热处理工艺方法2研究冷却条件与刚性能的关系3分析淬火与回火对钢性的影响

二(概述1钢的退火与正火2钢的淬火

三(实验设备及材料

四(实验内容及结果

1.淬火实验(表一)

2.回火实验(表二)

五(实验结果分析

1.分析不同成分的钢在正常淬火下对硬度的影响

2.分析45钢在相同加热温度下，不同冷却介质对钢硬度的影响 3.分析T10钢在不同加热温度下同一冷却介质对钢硬度的影响。 4.绘制出45钢回火温度与硬度的关系曲线图(坐标纸画)】 5.分析实验中存在的问题。

实验一 铁碳合金平衡组织分析

一、实验目的

⒈ 通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织，熟悉金相显微

镜的使用； ⒉ 了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；

⒊ 分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。

二、实验设备 XD—2视频金相显微镜、4X型金相显微镜

三、实验步骤与内容 ⒈ 实验内容

碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系，

因此熟悉掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导

意义。

⑴ 碳钢和白口铸铁的平衡组织 平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。

铁碳合金在平衡状态下的显徽组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。从相图可

知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)

所组成。但是，由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相

对数量、形态，分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。

表1 各种铁碳合金在室温下的平衡组织 合金类型 碳质量分数，ω(C) 显 微 组 织

工业纯铁 ≤0.0218% 铁素体(F)

碳

钢 亚共析钢

共析钢

过共析钢 0.0218%---0.77%

0.77%

0.77%---2.11% 铁素体(F)+珠光体(P)

珠光体(P)

珠光体(P)+二次渗碳体(Fe3CⅡ)

白

口铸

铁 亚共晶白口铸

铁

共晶白口铸铁

过共晶白口铸

铁 2.11%---4.3%

4.3%

4.3%一6.69% 珠光体(P)+二次渗碳体(Fe3CⅡ)+莱

氏体(Le＇) 莱氏体(Le＇)

一次渗碳体(Fe3CⅠ) +莱氏体(Le＇)

① 工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F)，F为白色块状（如图1所示）；

② 亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P)，F呈白色块状，P呈层片状，放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。碳质量分数大于0.6％

１ 实验一 铁碳合金平衡组织地显微分析及观察

一．实验目地

1．认识不同成分地铁碳合金在平衡状态下地组织形态.

2．加深理解铁碳合金地化学成分－组织－性能之间地关系.

3．分析含碳量对铁碳合金显微组织地影响.

二．实验原理

在金相显微镜下观察到地金属内部结构称为显微组织,平衡状态地显微组织是指合金在极为缓慢地冷却条件下所得到地组织.铁碳合金地平衡组织主要指碳钢和白口铸铁.从铁碳合金状态图上可以看出,所有碳钢和白口铸铁地室温均由铁素体（F）和渗碳体(Fe3C)这两个基本相所组成.但由于碳地质量分数不同,铁素体和渗碳体地相对数量.析出条件以及分布情况均有所不同,因而呈现出各种不同地组织状态.

在金相显微镜下铁碳合金地几种基本组织：

1．铁素体（F） 它是碳溶于α-Fe中地间隙固溶体.在金相显微镜观察为白色晶粒,亚共析钢中地铁素体呈块状分布,随着钢中含碳量地增加,铁素体数量减少,其形状也由多边形块状逐渐变成在珠光体边界呈断续网状分布.

2．渗碳体（Fe3C） 它是铁和碳形成地化合物,其碳地质量分数为6.69%,抗浸蚀能力较强,经3-5%硝酸酒精溶液浸市蚀后呈亮白色,若用苦味酸钠溶液浸蚀,则被染成暗黑色.由此可以区别铁素体和渗碳体.

3．珠光体（P） 它是铁素体和渗碳体地机械混合物,在一般退火处理下,是由铁素体和渗碳体相互混合交替排列形成地层片状组织,经4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在高倍放大时能清楚地看到珠光体中平行相间地宽条铁素体和条状渗碳体；当放大倍数较低时,这时所观察到地珠光体中地渗碳体呈一条黑线.当组织较细而放大倍数较低时,珠光体地片层就不能分辨,而呈黑色.

4．莱氏体（L＇d） 它是在室温时,由珠光体.共晶渗碳体及二次渗碳体所组成地机械混合物.经4%硝酸酒精溶液浸蚀后,莱氏体地组织特征氏,在白亮色地渗碳体基体上分布着许多黑色点（块）状或条状地珠光体.二次渗碳体和共晶渗碳体连在一起,没有边界线无法分辨开.

铁碳合金显微组织观察实验报告

一、实验目的

1、 熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征。

2、 掌握根据铁碳相图分析不同成分铁碳合金的结晶过程及室温组织。

3、 学会使用金相显微镜观察并识别各种铁碳合金的显微组织。

二、实验设备及材料

1、 金相显微镜。

2、 不同成分的铁碳合金试样（如工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁等）。

3、 金相砂纸、抛光机、腐蚀剂（如 4%硝酸酒精溶液）等。

三、实验原理

铁碳合金的平衡组织是指在极其缓慢冷却的条件下所得到的组织。根据铁碳相图，铁碳合金在室温下的平衡组织由铁素体（F）、珠光体（P）、渗碳体（Fe₃C）三种基本相组成。

工业纯铁的含碳量小于 00218%，其显微组织为单相铁素体。

亚共析钢的含碳量在 00218%至 077%之间，其组织由铁素体和珠光体组成。随着含碳量的增加，珠光体的含量逐渐增多。 共析钢的含碳量为 077%，其组织全部为珠光体。

过共析钢的含碳量在 077%至 211%之间，其组织由珠光体和二次渗碳体组成。

亚共晶白口铸铁的含碳量在 211%至 43%之间，其组织由珠光体、二次渗碳体和莱氏体组成。

共晶白口铸铁的含碳量为 43%，其组织为莱氏体。

过共晶白口铸铁的含碳量大于 43%，其组织由一次渗碳体和莱氏体组成。

通过对不同成分铁碳合金的显微组织观察，可以确定其成分，并分析其性能。

四、实验步骤

1、 制备试样

取样：从不同成分的铁碳合金材料上截取合适尺寸的试样。

镶嵌：对于尺寸较小的试样，采用镶嵌的方法将其固定在镶嵌材料中，以便后续的磨制和抛光。

磨制：依次使用不同粗细的金相砂纸对试样进行磨制，每更换一次砂纸，应将试样旋转 90°，并将上一道砂纸的磨痕完全去除，直至试样表面平整、光滑，且磨痕方向一致。

抛光：将磨制好的试样在抛光机上进行抛光，直至试样表面光亮如镜，无任何磨痕和划痕。 2、 腐蚀试样