鑄鐵組織的顯微觀察實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

Word1/1鑄鐵組織的顯微觀察實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文篇二：常用金屬材料顯微組織觀看試驗(yàn)報(bào)告

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．觀看各種常用合金鋼，有色金屬和鑄鐵的顯微組織。

2．分析這些金屬材料的組織和性能的關(guān)系及應(yīng)用。

二、金屬材料的顯微組織觀看及分析

1．幾種常用合金鋼的顯微組織

合金鋼依合金元素含量的不同，可分為三種：合金元素總量小于5％的稱為低合金鋼；合金元素為5～10％的稱為中合金鋼；合金元素大于10％的稱為高合金鋼。

1）一般合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼都是低合金鋼。由于加入合金元素，鐵碳相圖發(fā)生一些變動(dòng)，但其平衡狀態(tài)的顯微組織與碳鋼的顯微組織并沒有本質(zhì)的區(qū)分。低合金鋼熱處理后的顯微組織與碳鋼的顯微組織也沒有根本的不同，差別只是在于合金元素都使C曲線右移(除Co外)，即以較低的冷卻速度可獲得馬氏體組織。40Cr鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的顯微組織是回火索氏體。GCrl5鋼(軸承鋼)840℃油淬低溫回火試樣的顯微組織，與T12鋼780℃水淬低溫回火試樣的顯微組織也是一樣的，都得到回火馬氏體＋碳化物十殘余奧氏體組織。

圖1、16Mn-淬火-x400

16Mn鋼屬于碳錳鋼，碳的含量在0.16%左右。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預(yù)熱。加入合金元素錳，使C曲線右移，在淬火處理后，組織為馬氏體組織。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時(shí)，為防止消失冷裂紋，需實(shí)行預(yù)熱措施。

圖2、16Mn-正火-x400

16Mn屬于低碳鋼，碳含量0.16%，正火后組織為F+S。在400倍顯微鏡下，索氏體基本上不行辨別。

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Mn鋼是目前我國應(yīng)用最廣的低合金鋼。廣泛應(yīng)用于各種板材、鋼管。

圖3、65Mn-等溫淬火-400

65Mn，錳提高淬透性，但Mn含量過大會(huì)導(dǎo)致過熱現(xiàn)象。

特性：經(jīng)熱處理后的綜合力學(xué)性能優(yōu)于碳鋼，65Mn鋼板強(qiáng)度、硬度、彈性和淬透性均比65號(hào)鋼高。但有過熱敏感性和回火脆性。

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應(yīng)用：用作小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發(fā)條，也可制作彈簧環(huán)、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。

圖4、等溫淬火-30CrMnSi-x400

30CrMnSi是高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。組織形貌，保持馬氏體位向的回火索氏體，并消失極少量的鐵素體。

特性：具有很高的強(qiáng)度和韌性，淬透性較高，冷變形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性傾向，橫向的沖擊韌性差。焊接性能較好，但厚度大于3mm時(shí)，應(yīng)先預(yù)熱到150℃，焊后需熱處理。一般調(diào)質(zhì)后使用。

用途：多用于制造高負(fù)荷、高速的各種重要零件，如齒輪、軸、離合器、鏈輪、砂輪軸、軸套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作溫度不高的零件，變載荷的焊接構(gòu)件，如高壓鼓風(fēng)機(jī)的葉片、閥板以及非腐蝕性管道管子

圖5、GCr15-x400

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GCr15是滾動(dòng)軸承鋼，是一種常用的高鉻軸承鋼，具有高的淬透性，熱處理后可獲得高而勻稱的硬度。GCr15經(jīng)淬火回火處理后，組織為馬氏體+殘余奧氏體+碳化物。

特性：綜合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且勻稱，耐磨性能和接觸疲。勞強(qiáng)度高，熱加工性能好。含有較多的合金元素，價(jià)格比較廉價(jià)。但是白點(diǎn)敏感性強(qiáng)，焊接性能較差。

用途：用于制作各種軸承套圈和滾動(dòng)體。例如：制作內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)車、通用機(jī)械,以及高速旋轉(zhuǎn)的個(gè)高載荷機(jī)械傳動(dòng)軸承的鋼球、滾子和套圈。除做滾珠、軸承套圈等外，有時(shí)也用來制造工具，如沖模、量具。

圖6、Cr15-上貝+M-x400

性能：冷變形塑形高，焊接性良好，在退火狀態(tài)下可切削性甚好

應(yīng)用：這種鋼主要用來制造工作速度較高而斷面不大(≤30mm)，但心部要求較高強(qiáng)度及韌性而表面耐磨的滲碳零件，如齒輪、凸輪、滑閥、活塞、襯套、曲柄銷、活塞銷、活塞環(huán)、聯(lián)軸節(jié)、軸、軸承圈等。此外，這種鋼也可以用作低碳馬氏體淬火鋼，用來制造對(duì)變形要求不嚴(yán)、但要求強(qiáng)度、韌性的零件。

圖7、鑄態(tài)-2GMn13-x400

高錳鋼(highmanganesesteel)是指含錳量在10％以上的合金鋼。

性能：高錳鋼的鑄態(tài)組織通常是由奧氏體、碳化物和珠光體所組成，有時(shí)還含有少量的磷共晶。碳化物數(shù)量多時(shí)，常在晶界上呈網(wǎng)狀消失。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆，無法使用，需要進(jìn)行固溶處理。

用途：高錳鋼是專為重工業(yè)供應(yīng)使用的一種防磨鋼材，應(yīng)用領(lǐng)域包括采石、采礦、挖掘、煤炭工業(yè)、鑄造和鋼鐵行業(yè)等。

圖8、水韌處理-2GMn13-x400

水韌處理：碳化物數(shù)量多時(shí)，常在晶界上呈網(wǎng)狀消失。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆，無法使用，需要進(jìn)行固溶處理。通常使用的熱處理方法是固溶處理，即將鋼加熱到1050～1100℃，保溫消退鑄態(tài)組織，得到單相奧氏體組織，然后水淬，使此種組織保持到常溫。熱處理后鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性均大幅度提高，所以此種熱處理方法也常稱為水韌處理。

用途：水韌處理后，碳化物削減，高錳鋼是專為重工業(yè)供應(yīng)使用的一種防磨鋼材，應(yīng)用領(lǐng)域包括采石、采礦、挖掘、煤炭工業(yè)、鑄造和鋼鐵行業(yè)等。

試驗(yàn)二：碳鋼和白口鐵的顯微組織觀看試驗(yàn)報(bào)告

一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.觀看和分析鐵碳合金的平衡組織；2.分析鐵碳合金顯微組織的形成過程；

3.分析碳鋼、白口鑄鐵的組織與含碳量之間的關(guān)系，從而把握鐵碳合金成分、組織和性能之間的關(guān)系。

二、試驗(yàn)儀器和試件：

1.碳鋼（亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼試樣）、球狀珠光體的試樣；2.白口鑄鐵（亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵試樣）；3.XJX—1小型金相顯微鏡。

三、用鉛筆描繪出用金相顯微鏡觀看到的金相組織組織結(jié)構(gòu)示意圖，并用箭頭指出其組成物的名稱。

材料名稱：工業(yè)純鐵材料名稱：20＃鋼

組織結(jié)構(gòu)：鐵素體組織結(jié)構(gòu)：鐵素體＋珠光體放大倍數(shù)：400放大倍數(shù)：400

材料名稱：45＃鋼材料名稱：T8鋼組織結(jié)構(gòu)：鐵素體＋珠光體組織結(jié)構(gòu)：珠光體

放大倍數(shù)：400放大倍數(shù)：400

材料名稱：T12鋼材料名稱：共晶白口鑄鐵組織結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀滲碳體＋珠光體組織結(jié)構(gòu)：萊氏體放大倍數(shù)：400放大倍數(shù)：400

材料名稱：亞共晶白口鑄鐵材料名稱：過共晶白口鑄鐵組織結(jié)構(gòu)：珠光體＋二次滲碳體＋萊氏體

組織結(jié)構(gòu)：一次滲碳體＋萊氏

放大倍數(shù)：400放大倍數(shù)：400

四、問題與思索：

1.非合金鋼與白口鑄鐵在組織構(gòu)成與力學(xué)性能方面有何異同？

答：非合金鋼含碳量較低（0.02%—2.11%），織組構(gòu)成只是鐵素體，珠光體或珠光體與二次滲碳體的混合或鐵素體與珠光體的混合。在力學(xué)性能方面，隨著含碳量增加和硬度增加，非合金鋼有較好的可塑性。

白口鑄鐵的含碳量高（2.11%—6.69%），織組構(gòu)成是由萊氏體，珠光體和二次滲碳體與萊氏體混合成的萊氏體和一次滲碳體的混合等構(gòu)成。在力學(xué)性能上，白口鑄鐵脆而硬，無延長性。2.滲碳體有哪幾種形態(tài)？如何辨別？答：一次滲碳體、二次滲碳體和三次滲碳體。

一次滲碳體是從液相中直接析出的。