金相試樣制備及顯微組織觀察.ppt

金相試樣制備及顯微組織觀察 指導教師 何力力 一 實驗目的 1 掌握一般金相顯微樣品的制備過程和基本方法 2 熟悉碳鋼平衡組織的顯微形貌特征及識別方法 二 實驗內(nèi)容 每人制備一塊顯微觀察樣品 用機械拋光法及一般化學浸蝕法制備金相顯微樣品 2 在光學顯微鏡下 對制備好的樣品進行組織觀察與分析在光學顯微鏡下對樣品進行觀察 研究每一個樣品的組織特征 并聯(lián)系鐵碳相圖了解其組織形成的過程 注意含碳量與金相組織之間的關(guān)系 待認識了各種組織之后 抓住特征 描繪每個樣品顯微組織的示意圖 對未知亞共析鋼樣品進行含碳量的估算 三 實驗要求 1 實驗材料及設備 碳鋼試樣各號金相砂紙金屬試樣預磨機 拋光機腐蝕劑 4 硝酸酒精棉花球 竹夾子 電熱吹風機金相顯微鏡 四 實驗步驟 1 樣品制備 1 試樣的截取 2 磨光3 拋光 1 機械拋光 2 電解拋光 3 化學拋光 4 化學機械拋光4 組織顯露 浸蝕 2 組織觀察 鐵碳合金的基本組織及特征奧氏體 A 鐵素體 F 滲碳體 Fe3C 珠光體 P 萊氏體 Ld 鐵素體與滲碳體的區(qū)別亞共析鋼的含碳量估算 五 實驗內(nèi)容討論 根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖 鐵碳合金隨著含碳量及加熱溫度的變化 可出現(xiàn)十幾種不同的固態(tài)組織 其中 奧氏體 鐵素體 滲碳體 珠光體和萊氏體是最常遇到的基本組織 它們對確定碳鋼和白口鐵平衡狀態(tài) 退火 和近平衡狀態(tài) 正火 的組織和性能具有實際意義 1 碳鋼顯微組織觀察與分析 圖1Fe C二元相圖 奧氏體 A 碳鋼中的高溫奧氏體組織 在光學顯微鏡下呈多邊形晶粒 基晶粒內(nèi)部往往出現(xiàn)平行的孿晶帶 這是由于加熱和冷卻過程中所產(chǎn)生的熱應力使奧氏體發(fā)生塑性變形所致 奧氏體的硬度較低 約為HB170 220 塑性好 所以鋼在壓力加工時 都要加熱到形成奧氏體溫度 鐵素體 F 碳溶解在 Fe中的間隙固溶體 它的溶碳量隨著溫度的改變而變化 其最大溶碳量在723 為0 02 經(jīng)3 5 硝酸酒精溶液浸蝕后呈白色的多邊形晶粒 黑色網(wǎng)是晶粒邊界 重浸蝕后晶粒呈現(xiàn)明暗不同的顏色 這是由于各晶粒的位向不同 顯示出各晶粒具有不同的耐腐蝕性 亞共析鋼中 隨著含碳量的增加 珠光體量增加而鐵素體量減少 當鐵素體量多時 它呈塊狀分布 而當鋼的含碳量接近共析成分時 F在P的邊界上呈網(wǎng)狀分布 滲碳體 Fe3C 滲碳體 Fe3C 鐵和碳的一種化合物 含碳量為6 67 在鐵碳合金中 當碳含量超過其溶解度時 多余的碳就以Fe3C出現(xiàn) 滲碳體的抗腐蝕能力較強 經(jīng)3 5 硝酸酒精溶液浸蝕后呈白亮色 Fe3C 直接從液體中析出 呈粗大條狀分布在萊氏體中 Fe3C 由奧氏體中析出 由于量少而沿奧氏體晶界析出 隨后奧氏體變成珠光體 故Fe3C 呈網(wǎng)狀分布在P的邊界上 珠光體 P 是由高溫奧氏體冷卻到723 發(fā)行共析反應所得到的F和Fe3C交替形成的層片狀組織 經(jīng)3 5 硝酸酒精溶液浸蝕后 在低的倍數(shù)下觀察 其中鐵素體與滲碳體無法分辨 呈現(xiàn)黑色烏云狀 在中等倍數(shù)下觀察 片狀珠光體中鐵素體呈白亮色 而滲碳體呈黑色條紋狀 這是因為在片狀珠光體中鐵素體片寬 萊氏體 Ld 是一個兩相共晶組織 在723 以上是奧氏體和滲碳體共晶的機械混合物 在723 時 萊氏體發(fā)生共析反應 而變成珠光體 所以室溫下所觀察的萊氏體組織是滲碳體 珠光體的機械混合物 滲碳體中包括共晶Fe3C和Fe3C 但由于連在一起而分辨不開 經(jīng)3 5 硝酸酒精溶液浸蝕后 Ld的組織特征是在白亮色Fe3C基體上分布著許多黑色點狀或條狀的P 圖320號鋼顯微組織 圖2工業(yè)純鐵顯微組織 2 典型Fe C合金平衡組織照片 45鋼 圖445鋼 圖560鋼 圖6T12 圖7亞共晶白口鑄鐵 圖8共晶白口鑄鐵 圖9過共晶白口鑄鐵 3 鐵素體與滲碳體的區(qū)別 鐵碳合金平衡組織都是由鐵素體和滲碳體兩相組成 F和Fe3C經(jīng)3 5 硝酸酒精溶液浸蝕后均呈白亮色 有時為了區(qū)別晶界網(wǎng)狀鐵素體和滲碳體 可選用染色劑著色 通常用堿性苦味酸鈉水溶液 2克苦味酸 25克氫氧化鈉 100毫升水 煮沸15分鐘 滲碳體被染成黑色 鐵素體仍為白色 由此可區(qū)別F和Fe3C 這說明同一組織不同的浸蝕劑浸蝕可顯示不同的特征 4 亞共析鋼的含碳量估算 亞共析鋼平衡組織為鐵素體 珠光體 已知珠光體平均含碳量為0 8 如果忽略鐵素體中的碳份 723 0 02 到室