.實(shí)驗二-鑄鐵、有色金屬及合金顯微組織分析

實(shí)驗一

鑄鐵、有色金屬及其合金顯微組織分析一、實(shí)驗?zāi)康姆治龈鞣N鑄鐵的基體與石墨的形狀、大小、數(shù)量及分布對鑄鐵性能的影響。2.熟悉常用鋁合金及銅合金的顯微組織。二、實(shí)驗內(nèi)容說明

第一局部：常用鑄鐵組織觀察每一樣品都各畫在一個50mm的圓內(nèi)，并用箭頭標(biāo)出圖中各顯微組織，在圓下方標(biāo)注材料名稱、工藝狀態(tài)、放大倍數(shù)和浸蝕劑等。鑄鋁未變質(zhì)處理時，組織粗大，塑性不好。蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。HT+三位數(shù)字，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。Cu-Pb合金鑄態(tài)Cu〔白色〕+Pb〔黑色〕分析各種鑄鐵的基體與石墨的形狀、大小、數(shù)量及分布對鑄鐵性能的影響。蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。C的存在形式：石墨+滲碳體，斷口為黑白色。第一局部：常用鑄鐵組織觀察四、可鍛鑄鐵的性能及應(yīng)用P基+G細(xì)片4%硝酸酒精溶液合金元素：C和Si強(qiáng)烈促進(jìn)，S強(qiáng)烈阻礙，Mn阻礙，P微弱促進(jìn)。下面詳細(xì)羅列出各種鑄鐵的微觀照片在一定成分的鐵水中參加適量的蠕化劑而煉成的，其方法與程序與球墨鑄鐵根本相同。3、外表淬火：提高外表硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。

引言:1、何為鑄鐵？

鑄鐵是碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%、并常含有較多的硅、錳、硫、磷等元素的鐵碳合金。

用于制造機(jī)床的床身、床頭箱,發(fā)動機(jī)的汽缸體、機(jī)器的底座等，是工程上最常用的金屬材料之一。

箱體啟動閥2、鑄鐵分幾類？根據(jù)碳在鑄鐵中存在形式不同，可分三大類：〔1〕白口鑄鐵〔2〕灰口鑄鐵〔3〕麻口鑄鐵C的存在形式：滲碳體(Fe3C)，斷口為白色。性能硬而脆，難以切削加工。主要用作煉鋼原料，高耐磨零件〔如軋輥、犁鏵等〕。C的存在形式：石墨，斷口為灰黑色。

C的存在形式：石墨+滲碳體，斷口為黑白色?；诣T鐵是鑄造性能最好，應(yīng)用最廣泛的鑄鐵材料。性能：脆性大，很少使用。第一局部：常用鑄鐵組織觀察根據(jù)石墨〔G〕在鑄鐵中存在形態(tài)，可分為：普通灰鑄鐵：石墨呈片狀可鍛鑄鐵：石墨呈團(tuán)絮狀蠕墨鑄鐵：石墨呈蠕蟲狀球墨鑄鐵：石墨呈球狀3、灰口鑄鐵的種類第一局部：常用鑄鐵組織觀察其基體組織有3種〔F基、P基、F基+P基〕其基體組織與處理狀態(tài)有關(guān)〔鑄態(tài)、退火態(tài)、正火態(tài)、等溫淬火態(tài)〕其基體組織有3種〔F基、P基、F基+P基〕第1節(jié)普通灰鑄鐵一、灰鑄鐵的組織灰鑄鐵有鐵素體、珠光體、(鐵素體+珠光體)+石墨三種根本組織。F+片狀石墨〔F+P〕+片狀石墨P+片狀石墨第一局部：常用鑄鐵組織觀察

由于石墨片對鋼基體產(chǎn)生的割裂作用，破壞了鋼基體的連續(xù)性、完整性，減少了鋼基體的有效面積，使其抗拉強(qiáng)度低于鋼、而塑性和韌性近于零，屬于脆性材料。灰鑄鐵具有非常優(yōu)良的鑄造性能。二、灰鑄鐵的性能與應(yīng)用

但其抗壓強(qiáng)度與鋼相近，因此普通灰鑄鐵廣泛用于作承受壓力載荷的零件和結(jié)構(gòu)，如機(jī)座、機(jī)床床身、軸承等。葉輪

發(fā)動機(jī)飛輪

第一局部：常用鑄鐵組織觀察整理好后投入“鄒輝〞信箱，地址在材料學(xué)院實(shí)驗中心〔即焊接樓〕1樓的樓梯入口處。先將鑄鐵澆注成白口鑄鐵,然后進(jìn)行高溫石墨化退火,使?jié)B碳體分解得到團(tuán)絮狀石墨。它的強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨性；球墨鑄鐵正火P基+G球RuT300、RuT420蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。〔1〕鑄鐵中碳原子析出并形成石墨的過程稱為石墨化。(P+F)基+G片4%硝酸酒精溶液2、高溫退火：消除白口組織蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。第一局部：常用鑄鐵組織觀察在澆注前向鐵水中參加一定量的球化劑而直接獲得球狀石墨,得到球墨鑄鐵.QAL10鑄態(tài)α(白色)+(α+γ2)共析(黑色)先將鑄鐵澆注成白口鑄鐵,然后進(jìn)行高溫石墨化退火,使?jié)B碳體分解得到團(tuán)絮狀石墨。分析各種鑄鐵的基體與石墨的形狀、大小、數(shù)量及分布對鑄鐵性能的影響。三、灰鑄鐵的牌號HT+三位數(shù)字，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。四、灰鑄鐵的熱處理如：HT150，HT200，HT250

熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形態(tài)和分布，對提高性能效果不大。通常對其進(jìn)行熱處理的方法和平共處目的是：1、消除內(nèi)應(yīng)力退火：2、高溫退火：消除白口組織3、外表淬火：提高外表硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。第一局部：常用鑄鐵組織觀察第2節(jié)可鍛鑄鐵一、生產(chǎn)方法：

先將鑄鐵澆注成白口鑄鐵,然后進(jìn)行高溫石墨化退火,使?jié)B碳體分解得到團(tuán)絮狀石墨。二、可鍛鑄鐵的組織可鍛鑄鐵有鐵素體和珠光體兩種基體。

第一局部：常用鑄鐵組織觀察三、可鍛鑄鐵的牌號四、可鍛鑄鐵的性能及應(yīng)用可鍛鑄鐵較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以局部代替碳鋼?？慑戣T鐵不可鍛。鐵素體可鍛鑄鐵以“KT〞表示，珠光體可鍛鑄鐵以“KTZ〞表示。其后的兩組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。如：KT350-10、KTZ600-3第一局部：常用鑄鐵組織觀察第3節(jié)球墨鑄鐵一、生產(chǎn)方法：在澆注前向鐵水中參加一定量的球化劑而直接獲得球狀石墨,得到球墨鑄鐵.二、球墨鑄鐵的組織第一局部：常用鑄鐵組織觀察三、球墨鑄鐵的牌號四、球墨鑄鐵的和機(jī)械性能

用“QT〞標(biāo)明，其后兩組數(shù)值表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。QT420-10、QT600-2、QT800-2如:

第一局部：常用鑄鐵組織觀察六、球墨鑄鐵調(diào)質(zhì)和正火后的組織性能

五、球墨鑄鐵的應(yīng)用

具有與鋼相近的力學(xué)性能，可代替鋼和合金鋼使用。球墨鑄鐵管道接口

第一局部：常用鑄鐵組織觀察第4節(jié)蠕墨鑄鐵

一、生產(chǎn)方法：在一定成分的鐵水中參加適量的蠕化劑而煉成的，其方法與程序與球墨鑄鐵根本相同。二、蠕墨鑄鐵的組織蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。呈蠕蟲狀。第一局部：常用鑄鐵組織觀察

蠕墨鑄鐵是一種新型高強(qiáng)鑄鐵材料。它的強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨性；同時又有和灰口鑄鐵一樣的良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。

三、蠕墨鑄鐵的牌號、性能和應(yīng)用

蠕墨鑄鐵以“RuT〞表示，其后的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。RuT300、RuT420

如：

蠕墨鑄鐵已成功地用于高層建筑中高壓熱交換器、內(nèi)燃機(jī)汽缸和缸蓋、汽缸套、鋼錠模、液壓閥等鑄件。

牌號：性能：應(yīng)用：排氣管

進(jìn)氣管

第一局部：常用鑄鐵組織觀察第5節(jié)特殊性能鑄鐵

在鑄鐵中參加某些合金元素，得到一些具有各種特殊性能的合金鑄鐵。1、耐磨鑄鐵〔加鉻〕2、耐熱鑄鐵〔Al、Si、Cr〕扇形擴(kuò)散器托架襯板彎管第一局部：常用鑄鐵組織觀察石墨呈片狀第一局部：常用鑄鐵組織觀察石墨呈團(tuán)絮狀第一局部：常用鑄鐵組織觀察ZChSnSb11-6鑄態(tài)α黑+β'白方塊+Cu3Sn〔枝晶〕錫基軸承合金ZChSnSb11-6，鉛基軸承合金ZChPbSb17-1。每一樣品都各畫在一個50mm的圓內(nèi)，并用箭頭標(biāo)出圖中各顯微組織，在圓下方標(biāo)注材料名稱、工藝狀態(tài)、放大倍數(shù)和浸蝕劑等。蠕墨鑄鐵：石墨呈蠕蟲狀二、實(shí)驗內(nèi)容說明

第一局部：常用鑄鐵組織觀察每一樣品都各畫在一個50mm的圓內(nèi)，并用箭頭標(biāo)出圖中各顯微組織，在圓下方標(biāo)注材料名稱、工藝狀態(tài)、放大倍數(shù)和浸蝕劑等。投入信箱后即刻給我發(fā)手機(jī)短信〔我手機(jī)〕.QT420-10、QT600-2、QT800-2P基+G球4%硝酸酒精溶液(P+F)基+G片4%硝酸酒精溶液如：KT350-10、KTZ600-3第一局部：常用鑄鐵組織觀察二、實(shí)驗內(nèi)容說明

第一局部：常用鑄鐵組織觀察(P+F)基+G片4%硝酸酒精溶液蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。石墨呈球狀第一局部：常用鑄鐵組織觀察石墨呈蠕蟲狀第一局部：常用鑄鐵組織觀察何為石墨？

石墨是游離狀態(tài)的碳，其強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性很低，硬度僅為3—5HBS，伸長率近于零。

鑄鐵的組織可以看成是在鐵或鋼的基體上夾雜著石墨，石墨對基體產(chǎn)生割裂作用。

因此，石墨的存在使鑄鐵的力學(xué)性能下降，其性能比鋼低，不能鍛造，且石墨的數(shù)量越多，越粗大，分布越不均勻，鑄鐵的力學(xué)性能越差。

但石墨的存在也賦予鑄鐵許多鋼所不及的優(yōu)良性能，如鑄造性能、減振性和減摩性等。第一局部：常用鑄鐵組織觀察鑄鐵的石墨化鑄鐵組織的類型取決于石墨化的程度?！?〕鑄鐵中碳原子析出并形成石墨的過程稱為石墨化。石墨化假設(shè)能充分或大局部進(jìn)行，那么能獲得灰口鑄鐵，反之將得到白口鑄鐵。石墨既可以從液體和奧氏體中析出，也可以通過滲碳體分解來獲得?；铱阼T鐵和球墨鑄鐵中的石墨主要是從液體中析出；可鍛鑄鐵中的石墨那么完全由白口鑄鐵經(jīng)長時間退火，由滲碳體分解而得到。第一局部：常用鑄鐵組織觀察〔2〕影響石墨化的因素冷卻速度：緩慢冷卻有利于石墨化；合金元素：C和Si強(qiáng)烈促進(jìn)，S強(qiáng)烈阻礙，Mn阻礙，P微弱促進(jìn)。第一局部：常用鑄鐵組織觀察鑄鐵顯微組織試樣B下+

B上+M+A′+

G球

4%硝酸酒精溶液等溫淬火球墨鑄鐵10P基+G球

4%硝酸酒精溶液正火球墨鑄鐵9F基+G球

4%硝酸酒精溶液退火球墨鑄鐵8(P+F少)基+G球

4%硝酸酒精溶液鑄態(tài)球墨鑄鐵7P基+G團(tuán)絮

4%硝酸酒精溶液正火可鍛鑄鐵6F基+G團(tuán)絮

4%硝酸酒精溶液退火可鍛鑄鐵5P基+G細(xì)片

4%硝酸酒精溶液變質(zhì)灰口鐵4(P+F)基+G片

4%硝酸酒精溶液鑄態(tài)普通灰口鐵3F基+G片

4%硝酸酒精溶液

鑄態(tài)普通灰口鐵2P基+G片

4%硝酸酒精溶液鑄態(tài)普通灰口鐵1顯微組織

浸蝕劑處理狀態(tài)試樣名稱序號鑄態(tài)F基+G片4%硝酸酒精溶液QT420-10、QT600-2、QT800-2可鍛鑄鐵正火態(tài)P基+G團(tuán)絮第一局部：常用鑄鐵組織觀察二、實(shí)驗內(nèi)容說明

第一局部：常用鑄鐵組織觀察通常對其進(jìn)行熱處理的方法和平共處目的是：第一局部：常用鑄鐵組織觀察ZChSnSb11-6鑄態(tài)α黑+β'白方塊+Cu3Sn〔枝晶〕四、實(shí)驗報告上交事宜：

1.但其抗壓強(qiáng)度與鋼相近，因此普通灰鑄鐵廣泛用于作承受壓力載荷的零件和結(jié)構(gòu)，如機(jī)座、機(jī)床床身、軸承等。普通灰口鐵鑄態(tài)〔P+F〕基+G片1、耐磨鑄鐵〔加鉻〕在澆注前向鐵水中參加一定量的球化劑而直接獲得球狀石墨,得到球墨鑄鐵.錫基軸承合金ZChSnSb11-6，鉛基軸承合金ZChPbSb17-1。C的存在形式：石墨+滲碳體，斷口為黑白色。下面詳細(xì)羅列出各種鑄鐵的微觀照片1.普通灰口鐵鑄態(tài)P基+G片2.普通灰口鐵鑄態(tài)F基+G片

3.普通灰口鐵鑄態(tài)〔P+F〕基+G片4.孕育灰口鐵鑄態(tài)P基+G細(xì)片

5.可鍛鑄鐵退火態(tài)F基+G團(tuán)絮

6.可鍛鑄鐵正火態(tài)P基+G團(tuán)絮

7.球墨鑄鐵鑄態(tài)〔P+F少〕基+G球牛眼狀8.球墨鑄鐵退火F基+G球

9.球墨鑄鐵正火P基+G球

10.球墨鑄鐵等溫淬火B(yǎng)下+B上+

M+A′+

G球

11.球墨鑄鐵淬火M

+

B下+A′+

G球

實(shí)驗要求用鉛筆畫出下面5種顯微組織；每一樣品都各畫在一個

50mm的圓內(nèi)，并用箭頭標(biāo)出圖中各顯微組織，在圓下方標(biāo)注材料名稱、工藝狀態(tài)、放大倍數(shù)和浸蝕劑等。第一局部：常用鑄鐵組織觀察第二局部：有色金屬及其合金顯微組織分析

1、鋁合金鑄鋁未變質(zhì)處理時，組織粗大，塑性不好。經(jīng)過變質(zhì)處理，改變組織形態(tài)，使合金的強(qiáng)度和塑性提高。2、銅合金純銅〔退火〕、黃銅〔退火，單相和雙相〕、鋁青銅〔鑄態(tài)和固溶處理〕、錫青銅〔鑄態(tài)〕、鉛青銅〔鑄態(tài)〕。3、軸承合金錫基軸承合金ZChSnSb11-6，鉛基軸承合金ZChPbSb17-1。有色金屬及其合金顯微組織ZL102變質(zhì)處理α枝晶+〔α+Si〕共晶ZL102變質(zhì)處理Si塊+〔α+Si針〕共晶H70單相黃銅退火αH62雙相黃銅退火α白+β'黑ZChSnSb11-6鑄態(tài)α黑+β'白方塊+Cu3Sn〔枝晶〕ZChPbSb17-1鑄態(tài)(α+β)共晶+SbSn+Cu2SbCu-Pb合金