实验一 铁碳合金平衡组织观察.docx

实验一 铁碳合金平衡组织观察.docx实验一铁碳合金平衡组织观察
一、 实验目的
1、 了解金相显微镜的基本原理，掌握常用显微镜的使用方法。
2、 研究和了解铁碳合金（碳钢及白口铸铁）在平衡状态下的显微组织。
3、 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 能之间的相互关系。
二、 概述
铁碳合金的显微组织是研究和分析钢铁材料性能的基础，所谓平衡状态的显微 组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下（如退火状态，即接***衡状态）所得到的 组织。我们可根据Fe-Fe3C相图来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织（如图1 所示）。
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图1按组织分区的Fe-Fe3C相图
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铁碳合金的平衡组织主要是指碳钢和白口铸铁组织，其中碳钢是工业上应用最 广的金属材料，它们的性能与其显微组织密切有关。此外，对碳钢和白口铸铁显微 组织的观察和分析，有助于加深对Fe-Fe3C相图的理解。
从Fe-Fe3C相图上可以看出，所有碳钢和白口铸铁的室温组织均由铁素体（F） 和渗碳体（Fe3C）这两个基本相所组成。但是由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的 相对数量、析出条件以及分布情况均有所不同，因而呈现各种不同的组织形态。
用浸蚀剂显露的碳钢和白口铸铁，在金相显微镜下具有下面几种基本组织组成 物。
（1）铁素体（F） ——是碳在a-Fe中的固溶体。铁素体为体心立方晶体，具有磁 性及良好塑性，硬度较低。用3~4%***酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的 等轴晶粒；亚共析钢中铁素体呈块状分布；当含碳量接近于共析成分，铁素体呈断 的网状分布于珠光体周围。
（2）渗碳体（Fe3C）——是铁与碳形成的一种化合物，%,质硬而 脆，耐腐蚀性强，经3~4%***酒精溶液浸蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦酸钠溶 液浸蚀，则渗碳体能被染成暗黑色或棕红色，而铁素体乃为白色，由此可区别铁素 体与渗碳体。按照成分和形成条件的不同，渗碳体可以呈现不同的形态：一次渗碳 体（初生相）是直接由液体中析出的，故在白口铸铁中呈粗大的条片状；二次渗碳 体（次生相）是从奥氏体中析出的，往往呈网络状沿奥氏体晶界分布；三次渗碳体 是由铁素体中析出的，通常呈不连续薄片状存在于铁素体晶界处，数量极微，可忽 略不计。
（3） 珠光体（P）——铁素体和渗碳体的机械混合物，是一般退火处理情况下是 由铁素体与渗碳体互混交替排列形成的层片状组织。经***酒精溶液浸蚀后，在不 同放大倍数的显微镜下可以看到具有不同特征的珠光体组织。在高倍放大时能清楚 地看到珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体；当放大倍数较低时，由于显 微镜的鉴别能力小于渗碳体片厚度，这时珠光体中的渗碳体就只能看到是一条黑线, 当组织较细而放大倍数较低时，珠光体的片层就不能分辨，而呈黑色。高碳工具钢
（过共析钢）经球化退火处理后还可获得球状珠光体。
（4） 莱氏体（Ld/）——是在室温时珠光体及二次渗碳体所组成的机械混合物。 %的共晶白口铸铁在1148°C时形成由奥氏体和渗碳体组成的共晶体， 其中奥氏体冷却时析出二次