金相圖實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、鐵碳合金平衡組織試驗(yàn)報(bào)告一、試驗(yàn)?zāi)康?#160;   1、識別和爭辯鐵碳合金（碳鋼和白口鑄鐵）在平衡狀態(tài)下的顯微組織。    2、分析含碳量對鐵碳合金顯微組織的影響，理解成分、組織與性能之間的相互關(guān)系。二、試驗(yàn)原理    碳鋼合金的顯微組織是爭辯鋼鐵材料性能的基礎(chǔ)。碳鋼合金平衡狀態(tài)的組織是指合金在極為緩慢的冷卻條件下（如退火狀態(tài)）所得到的組織，其相變過程均按 相圖進(jìn)行，因此可以依據(jù)該相圖來分析碳鋼合金的平衡組織。    如圖1所示，含碳量小于2.

2、11的合金為碳鋼，含碳量大于2.11的合金為白口鑄鐵。全部碳鋼和白口鑄鐵在室溫下的組織均有鐵素體（Fe）和滲碳體（Fe3C）這兩個(gè)基本相所組成。只是因含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量及分布形態(tài)有所不同，因而呈不同的組織形態(tài)。圖1簡化后的Fe-Fe3C狀態(tài)圖三、試驗(yàn)原理分析    1、碳鋼和白口的基本組織    （1）鐵素體(F) 是碳在鐵中的固溶體。鐵素體為體心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度較低。用34硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)光明色的多邊形晶粒。    （2

3、）滲碳體（Fe3C）是鐵與碳形成的一種化合物，含碳量為6.69。用34硝酸酒精溶液浸蝕后，滲碳體呈亮白色，若用苦味酸鈉溶液浸蝕，則滲碳體呈黑色而鐵素體仍為白色。     （3）珠光體(P) 是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，其組織是共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。由杠桿定律可以求得鐵素體與滲碳體的含量比為81。因此，鐵素體厚，滲碳體薄。    （4）萊氏體（Ld）奧氏體和滲碳體的共晶混合物，其中奧氏體在連續(xù)冷卻時(shí)析出二次滲碳體，在727以下分解為珠光體。    2、鐵碳體合金室溫下顯微組織

4、60;   （1）工業(yè)純鐵 含碳量0.0218，其顯微組織為鐵素體。    （2）碳鋼     共析鋼 含鋼量為0.77。其顯微組織由單一地珠光體組成。如圖2所示。     亞共析鋼 含鋼量在0.02180.77范圍內(nèi)的碳鋼合金其組織由先共析鐵素體和珠光體所組成，隨著含碳量的增加，鐵素體的數(shù)量漸漸削減，而珠光體的數(shù)量則相應(yīng)地增多，圖3 、圖4為亞共析鋼的顯微組織，其中亮白色為鐵素體，暗黑色為珠光體。    

5、 過共析鋼 含碳量在0.77與2.11之間。其組織由珠光體和先共析滲碳體（即二次滲碳體）組成。鋼中含碳量越多，二次滲碳體數(shù)量就越多。圖5為含碳量1.2的過共析鋼的顯微組織。組織中存在片狀珠光體和網(wǎng)絡(luò)狀二次滲碳體，經(jīng)浸蝕后珠光體成暗黑色，而二次滲碳體則呈白色網(wǎng)絡(luò)狀。 圖2 共析鋼室溫顯微組織（500×） 圖3 20鋼室溫顯微組織（250×） 圖4 60鋼室溫顯微組織（250×） 圖5 過共析鋼(1.2C)室溫顯微組織（3）白口鑄鐵含碳量大于2.11的鐵碳合金。其中的碳以滲碳體的形式存在，斷口成亮白色而得此名。     亞共晶白

6、口鑄鐵 含碳量4.3，在室溫下亞共晶白口鑄鐵的組織為珠光體、二次滲碳體和萊氏體，如圖6所示。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)黑色枝晶狀的珠光體和斑點(diǎn)狀萊氏體，其中二次滲碳體與共晶滲碳體混在一起，不易辨別。     共晶白口鑄鐵 含碳量為4.3，其室溫下的組織由單一的共晶萊氏體組成。經(jīng)浸蝕后，在顯微鏡下，珠光體呈暗黑色細(xì)條或斑點(diǎn)狀，共晶滲碳體呈亮白色，如圖7所示。     過共晶白口鑄鐵 含碳量4.3，在室溫時(shí)的組織由一次滲碳體和萊氏體組成。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下可觀看到在暗色斑點(diǎn)狀的萊氏體基本上分布著

7、亮白色的粗大條片狀的一次滲碳體，其顯微組織如圖8所示。圖6 亞共晶白口鐵室溫顯微組織 （250×） 圖7 共晶白口鐵室溫顯微組織 （250×） 圖8 過共晶白口鐵室溫顯微組織250×） 三、試驗(yàn)方法指導(dǎo)     1、試驗(yàn)設(shè)備和材料    金相顯微鏡、金相圖冊、各種鐵碳合金的顯微樣品（見下表）。 編 號 材 料 顯 微 組 織 浸 蝕 劑 1工業(yè)純鐵鐵素體（F）34硝酸酒精溶液220鋼鐵素體（F）珠光體（P）34硝酸酒精溶液345鋼鐵素體（F）珠光體（P）34硝酸酒精溶液4T8鋼珠光體（

8、P）34硝酸酒精溶液5T12鋼珠光體（P）二次滲碳體（FeC）34硝酸酒精溶液6T12鋼珠光體（P）二次滲碳體（FeC）堿性苦味酸鈉溶液7亞共晶白口鐵萊氏體（ Ld）+珠光體（P）二次滲碳體（FeC）34硝酸酒精溶液8共晶白口鐵萊氏體（ Ld）34硝酸酒精溶液9過共晶白口鐵萊氏體（ Ld）一次滲碳體（FeC）34硝酸酒精溶液2、試驗(yàn)內(nèi)容及步驟（1）試驗(yàn)前復(fù)習(xí)講課中的有關(guān)內(nèi)容和閱讀試驗(yàn)指導(dǎo)書，為試驗(yàn)做好理論方面的預(yù)備。    （2）在顯微鏡下觀看和分析表31中鐵碳合金的平衡組織，識別鋼和鑄鐵組織形態(tài)的特征；依據(jù)Fe-Fe3C相圖分析各合金的形成過程；建立成分，組織之間相互關(guān)系的概念。    （3）繪出所觀看的顯微組織示意圖。    （4）依據(jù)顯微組織近似確定亞共析鋼的含碳量C為：         式中：P和F分別為珠光體和鐵素體所占面積的。 四、試驗(yàn)報(bào)告要求     （1）試驗(yàn)?zāi)康摹?#160; （2）在直徑為50