实验六 二元合金显微组织分析

实验六二元合金显微组织分析

一、实验目的

1.熟悉几种典型的二元合金平衡和非平衡显微组织及几种典型成分的铁碳

合金的平衡组织。

2.学会根据已知相图及显微组织观察分析各种组织的形成过程。

3.建立二元合金中成分、组织和性能之间变化的规律。

二、实验设备

1．金相显微镜30台；2. 标准金相试样5套；3. 标准金相挂图1套；4. 铁碳相图挂图1套。

三、实验内容

由于纯金属性能的局限，特别是在强度方面远不能满足工业的要求，故生产中使用的金属材料几乎都是合金。实用合金有二元合金，也有多元合金。而不少多元合金可粗略地作为二元合金来分析。所以就金属材料的研究而言，二元合金是最基本的合金体系。

二元合金的主要分析方法，一是借助于合金相图以分析相的组成；二是借助于显微观察以分析显微组织的形状。二元相图的种类很多，不同种类的二元合金经不同处理后的显微组织观察也有很丰富的内容。本实验选配了几种典型成分的合金，经不同处理，供大家观察其组织，从而进一步熟悉不同的二元相图及二元系合金中成分、组织及性能之间的关系，同时了解平衡组织与实际铸造生产时所得到的非平衡组织之间的差异和联系。

铁碳相图是比较复杂的二元相图，它是由四种基本形式的相图—匀晶相图、包晶相图、共晶相图和共析相图所构成。铁碳合金在工业生产中有着广泛的应用，铁碳合金的研究对生产实验有着重要的指导意义。本实验准备了各种典型成分的碳钢退火态试样和铸态白口铸铁试样，供大家观察其平衡组织（铁碳合金不平衡组织的观察作为另一项实验的内容），以进一步了解钢（铁）的碳分、组织和性能三者之间的关系。

本实验所用试样如下：

1. 铁碳合金试样：

(1)纯铁退火态4%硝酸酒精腐蚀；

(2)20钢退火态4%硝酸酒精腐蚀；

(3)45钢退火态 4%硝酸酒精腐蚀；

(4)60钢退火态4%硝酸酒精腐蚀；

(5) T8钢退火态4%硝酸酒精腐蚀；

(6)T12钢退火态4%硝酸酒精腐蚀；

(7)T12钢退火态苦味酸钠腐蚀；

(8)T12钢球化退火4%硝酸酒精腐蚀；

(9)亚共晶白口铁铸态4%硝酸酒精腐蚀；

(10)共晶白口铁铸态4%硝酸酒精腐蚀；

(11)过共晶白口铁铸态4%硝酸酒精腐蚀；

2. 其它二元合金试样：

(1)纯铜退火态；

(2)含氧工业纯铜铸态；

(3)30%Ni-70%Cu 铸态；

(4)30%Ni-70%Cu 铸造后 900℃退火；

(5)纯Ni 退火态；

(6)12%Sb-88%Sn 铸态；

(7)20%Sb-80%Sn 铸态；

(8) 8%Sb-92%Sn 铸态；

(9)13%Sb-87%Pb 铸态慢冷；

(10) 135Sb-87％Pb 铸态快冷；

(11) 30％Sb-70％Pb 铸态快冷；

四、实验步骤

1.认真观察实验室准备的碳钢和其它二元合金各个试样的显微组织，联系

相图了解其组织形成过程。

2.抓住特征描绘每只样品的显微组织图，在图下注明材料名称、处理状态、

浸蚀剂、放大倍数和组织名称，并用箭头把组织名称标在组织图上。

3.计算45钢室温时自由铁素体、总的铁素体、渗碳体的含量。

4.讨论碳钢的碳分、组织与性能关系。

五、实验报告要求

1.描绘各样品的显微组织。

2.详细分析各种组织形成过程。

3.选择一、二个合金计算其平衡组织中各相的相对含量。

六、思考题

1.试分析含碳3.5%的Fe-C合金平衡冷却时组织变化过程，说明用杠杆定

律计算相组成物与组织组成物时应注意之点。

2.对匀晶合金、共晶合金、亚共晶合金以及包晶合金如何根据相图及观察

到的组织（平衡冷却与非平衡冷却之组织）分析冷却速度对组织形态的

影响。

3.试从相组成及形态特点分析低、中、高碳钢平衡组织的性能特点。