实验一铁碳合金平衡组织显微分析报告材料指导书及实验报告材料材料2
实验一铁碳合金平衡组织分析
实验一铁碳合金平衡组织分析一、实验目的⒈通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织，熟悉金相显微镜的使用；⒉了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；⒊分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。
二、实验设备XD—2视频金相显微镜、4X型金相显微镜三、实验步骤与内容⒈实验内容碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系，因此熟悉掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义。
⑴碳钢和白口铸铁的平衡组织平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。
铁碳合金在平衡状态下的显徽组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。
从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)所组成。
但是，由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态，分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。
碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。
表1 各种铁碳合金在室温下的平衡组织①工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F)，F为白色块状（如图1所示）；②亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P)，F呈白色块状，P呈层片状，放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。
碳质量分数大于0.6％的亚共析钢，室温平衡组织中的F呈白色网状包围在P周围(如图3所示)；③共析钢——室温时的平衡组织是珠光体(P)，其组成相是F和Fe3C(如图4、5所示)；④过共析钢——室温时的平衡组织为Fe3CⅡ+P。
在显微镜下，Fe3CⅡ呈网状分布在层片状P周围(如图6所示)；⑤亚共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Le＇。
Fe3CⅡ网状分布在粗大块状的P的周围，Le＇则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所示)；⑥共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为Le＇，由黑色条状或粒状P和白色Fe3C基体组成(如图8所示)；⑦过共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为Fe3CⅠ+ Le＇，Fe3CⅠ呈长条状，Le＇则由条状或粒状P 和Fe3C基体组成(如图9所示)。
铁碳合金显微组织观察实验报告
铁碳合金显微组织观察实验报告一、实验目的1、熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征。
2、掌握根据铁碳相图分析不同成分铁碳合金的结晶过程及室温组织。
3、学会使用金相显微镜观察并识别各种铁碳合金的显微组织。
二、实验设备及材料1、金相显微镜。
2、不同成分的铁碳合金试样（如工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁等）。
3、金相砂纸、抛光机、腐蚀剂（如 4%硝酸酒精溶液）等。
三、实验原理铁碳合金的平衡组织是指在极其缓慢冷却的条件下所得到的组织。
根据铁碳相图，铁碳合金在室温下的平衡组织由铁素体（F）、珠光体（P）、渗碳体（Fe₃C）三种基本相组成。
工业纯铁的含碳量小于 00218%，其显微组织为单相铁素体。
亚共析钢的含碳量在 00218%至 077%之间，其组织由铁素体和珠光体组成。
随着含碳量的增加，珠光体的含量逐渐增多。
共析钢的含碳量为 077%，其组织全部为珠光体。
过共析钢的含碳量在 077%至 211%之间，其组织由珠光体和二次渗碳体组成。
亚共晶白口铸铁的含碳量在 211%至 43%之间，其组织由珠光体、二次渗碳体和莱氏体组成。
共晶白口铸铁的含碳量为 43%，其组织为莱氏体。
过共晶白口铸铁的含碳量大于 43%，其组织由一次渗碳体和莱氏体组成。
通过对不同成分铁碳合金的显微组织观察，可以确定其成分，并分析其性能。
四、实验步骤1、制备试样取样：从不同成分的铁碳合金材料上截取合适尺寸的试样。
镶嵌：对于尺寸较小的试样，采用镶嵌的方法将其固定在镶嵌材料中，以便后续的磨制和抛光。
磨制：依次使用不同粗细的金相砂纸对试样进行磨制，每更换一次砂纸，应将试样旋转 90°，并将上一道砂纸的磨痕完全去除，直至试样表面平整、光滑，且磨痕方向一致。
抛光：将磨制好的试样在抛光机上进行抛光，直至试样表面光亮如镜，无任何磨痕和划痕。
2、腐蚀试样用酒精清洗抛光后的试样表面，去除表面的油污和杂质。
铁碳合金平衡组织观察实验
铁碳合金平衡组织观察实验铁碳合金是一种重要的金属材料，广泛应用于工业生产中。
其性能与组织密切相关，而组织的形成与平衡相变过程密切相关。
为了深入了解铁碳合金的平衡组织形成机制，科学家们进行了一系列的实验观察。
实验一：样品准备科学家们准备了一系列不同成分的铁碳合金样品，按照质量百分比控制了碳含量在0.02%到6.7%之间。
样品制备过程中需注意保持样品的纯净度，避免其他杂质的影响。
实验二：样品加热处理将样品置于高温炉中，进行加热处理。
加热过程中需控制加热速率，以免样品出现不均匀加热的情况。
通过控制加热温度和时间，科学家们可以模拟不同条件下的热处理过程。
实验三：金相显微镜观察经过加热处理后的样品，科学家们使用金相显微镜进行观察。
金相显微镜是一种特殊的显微镜，可以通过对样品进行酸蚀或电解抛光等处理，使得样品表面显露出不同的组织结构。
通过观察样品的显微组织，可以了解铁碳合金的相变规律和组织形成机制。
实验四：相图分析除了金相显微镜观察外，科学家们还进行了相图分析。
相图是描述材料相变行为的图表，可以直观地显示出不同组分和温度条件下的相变情况。
通过对铁碳合金的相图分析，可以确定相变温度和组织形成的规律。
实验五：数据分析与总结科学家们将实验得到的数据进行分析，并进行总结。
他们对不同成分和温度条件下的铁碳合金组织进行了详细的观察和比较，找出了组织形成的规律。
同时，他们也根据实验结果进行了理论分析和模拟计算，验证了实验观察的准确性。
通过以上一系列的实验观察，科学家们对铁碳合金的平衡组织形成机制有了更深入的了解。
他们发现，铁碳合金的组织形成与碳含量、温度和冷却速率等因素密切相关。
在不同条件下，铁碳合金可以形成不同的组织结构，如珠光体、渗碳体、马氏体等。
这些组织结构的形成直接影响着铁碳合金的性能。
铁碳合金平衡组织观察实验的结果对工业生产具有重要意义。
根据实验结果，可以确定合适的热处理工艺，以获得所需的组织结构和性能。
同时，也为铁碳合金的合金设计和优化提供了理论依据。
铁碳合金平衡组织的显微分析实验
“铁碳合金平衡组织的显微分析实验”实验报告一、实验目的（1）熟悉室温下碳钢与白口铸铁平衡状态下的显微组织，明确成分-组织之间的关系。
（2）进一步熟悉金相显微镜的操作。
二、实验原理碳钢与白口铸铁在室温下，其平衡状态下的组织中的基本组成相均为铁素体与渗碳体。
但是由于碳含量及处理不同，它们的数量、分布及形态有很大不同，因此在金相显微镜下观察不同铁碳合金，其显微组织也就有很大差异。
碳含量小于0.02%的铁碳合金称为工业纯铁。
碳含量小于0.006%的工业纯铁显微组织为单相铁素体；碳含量大于0.006%的工业纯铁的显微组织为铁素体和极少量的三次渗碳体。
根据碳含量的不同，碳钢可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢三类。
碳含量为0.77%的铁碳合金为共析钢。
其显微组织为片状渗碳体分布于铁素体基体上的机械混合物——珠光体；碳含量小于0.77%的铁碳合金称为亚共析钢。
其显微组织为铁素体和珠光图。
碳含量大于0.77%的铁碳合金称为过共析钢。
其显微组织为珠光体和二次渗碳体。
碳含量大于2.11%的铁碳合金为铸铁，不含石墨只含渗碳体相的铸铁称为白口铸铁。
碳含量为4.3%铁碳合金称为共晶白口铸铁。
室温下其组织为珠光体和渗碳体的机械混合物——莱氏体。
碳含量小于4.3%铁碳合金称为亚共晶白口铸铁。
其显微组织为莱氏体、珠光体和二次渗碳体。
碳含量大于4.3%铁碳合金称为过共晶白口铸铁。
其显微组织为莱氏体和一次渗碳体。
三、实验装置及试件金相显微镜、碳钢和白口铸铁平衡组织金相试样一套、金相图谱、材料检索表。
四、实验步骤（1）领取金相试样一套和金相图谱一本（注意不可用手触摸材料面及显微镜镜头）；（2）打开金相显微镜电源（若有变压器须先接变压器后接电源）；（3）用金相显微镜调整光圈并调焦后逐个观察金相试样的显微组织（观察T8钢时需用400x目镜，其它用100x目镜），并仔细观察其特征。
（4）选取5个符合要求的适宜的不同材料画出其显微组织（所画的组织要有代表性；组织中组成物的大小与放大倍数一致，其数量与合金成为相符合；对每个图应按要求标注，记录其序号、材料、状态、浸蚀剂与金相组织，用指引线指明组织组成物的名称）。
实验一 铁碳合金平衡组织的观察与分析
实验一铁碳合金平衡组织的观察与分析一、实验目的1．认识和熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征；2．了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响。
建立起Fe-Fe3C状态图与平衡组织的关系；3．了解平衡组织的转变规律并能应用杠杆定律。
二、概述平衡状态是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下完成转变的组织状态。
在实验条件下，退火状态下的碳钢组织可以看成是平衡组织。
图1是以组织组成物表示的铁碳合金相图。
在室温下碳钢和白口铸铁的组织都是由铁素体和渗碳体两种基本相构成。
但是由于含碳量不同、合金相变规律的差异，致使铁碳合金在室温下的显微组织呈现出不同的组织类型。
表1列出各种铁碳合金在室温下的显微组织。
表1 各种铁碳合金在室温下的显微组织合金分类含碳量/% 显微组织工业纯铁<0.0218 铁素体（F）碳钢亚共析钢0.0218～0.77 F+珠光体(P)共析钢0.77 P过共析钢0.77～2.11 P+二次渗碳体(CΠ)白口铸铁亚共晶白口铸铁 2.11～4.3 P+ CΠ+莱氏体（L e）共晶白口铸铁 4.3 L e过共晶白口铸铁 4.3～6.69 L e+二次渗碳体(C I)铁碳合金显微组织中，铁素体和渗碳体两种相经硝酸酒精溶液浸蚀后均呈白亮色，而它们之间的相界则呈黑色线条。
采用煮沸的碱性苦味酸钠溶液浸蚀，铁素体仍为白色，而渗碳体则被染成黑色。
图1 以组织组成物表示的铁碳合金相图铁碳合金的各种基本组织特征如下：1.工业纯铁含碳量小于0.0218％的铁碳合金称为工业纯铁，其显微组织为单相铁素体或铁素体+极少量三次渗碳体。
为单相铁素体时，显微组织由亮白色的呈不规则块状晶粒组成，黑色网状线即为不同位向的铁素体晶界，如图2(a)所示。
当显微组织中有三次渗碳体时，则在某些晶界处看到呈双线的晶界线，表明三次渗碳体以薄片状析出于铁素体晶界处，如图2(b)所示。
（a）250X （b）700X图2 工业纯铁的显微组织2.碳钢碳钢按含碳量的不同，将组织类型分为3种：共析钢、亚共析钢和过共析钢。
铁碳合金平衡组织实验报告
铁碳合金平衡组织实验报告铁碳合金平衡组织实验报告引言：铁碳合金是一种重要的金属材料，广泛应用于工业生产和日常生活中。
其性能与其组织密切相关，因此研究铁碳合金的平衡组织对于深入了解其性能具有重要意义。
本实验旨在通过热处理实验，观察铁碳合金的平衡组织变化，并分析其对材料性能的影响。
实验方法：1. 实验材料准备：选择合适比例的铁和碳粉末，按照一定比例混合，并进行均匀混合。
2. 热处理实验：将混合后的铁碳粉末放入高温炉中，进行热处理。
根据实验要求，设定不同的温度和保温时间。
3. 试样制备：将热处理后的铁碳合金坯料进行切割和打磨，制备成适合观察的试样。
4. 金相显微镜观察：使用金相显微镜对试样进行观察，分析铁碳合金的平衡组织。
实验结果与分析：通过实验观察，我们得到了一系列铁碳合金的金相显微照片。
根据观察结果，我们可以得出以下结论：1. 铁碳合金的平衡组织主要包括珠光体和渗碳体。
珠光体是由铁和少量的碳组成的固溶体，具有良好的韧性和延展性。
渗碳体是由碳在铁基体中的扩散形成的，具有较高的硬度和强度。
2. 随着温度的升高和保温时间的延长，铁碳合金的珠光体含量逐渐减少，而渗碳体含量逐渐增加。
这是因为在高温条件下，碳原子更容易扩散到铁基体中，形成渗碳体。
3. 铁碳合金的渗碳体形态也会随着温度和保温时间的变化而改变。
在较低的温度和短时间保温条件下，渗碳体呈点状分布；而在较高的温度和长时间保温条件下，渗碳体呈连续分布。
4. 铁碳合金的平衡组织对其性能有着显著影响。
珠光体的存在可以提高铁碳合金的韧性和延展性，而渗碳体的存在可以提高其硬度和强度。
因此，在实际应用中，可以通过调节热处理参数来控制铁碳合金的平衡组织，以满足不同的工程要求。
结论：通过本次实验，我们深入了解了铁碳合金的平衡组织变化规律以及对材料性能的影响。
铁碳合金的平衡组织是由珠光体和渗碳体组成的，其含量和形态会随着温度和保温时间的变化而改变。
控制铁碳合金的平衡组织可以调节其韧性、延展性、硬度和强度等性能，满足不同的应用要求。
铁碳合金平衡组织观察的实验报告
铁碳合金平衡组织观察的实验报告
铁碳合金平衡组织观察实验简介
本实验旨在分析一块铁碳合金材料的平衡组织，观察它们在断口以及深度位置所呈现
的组织特征，为进一步深入研究其力学性质提供参考。
实验设备
本实验使用的主要仪器和设备有：透射电子显微镜（TEM）、立体观察显微镜（OM）、圆锥材料磨床、磨床磨具（橡胶滚珠磨头）。
实验程序
1. 使用特定工具将试样轴状材料磨削至任意一侧，精磨厚度至0.1mm，以清晰地观察断口及深度位置的组织结构；
2. 断口的OM观察和测量；
4. 根据观察和测量结果，给出相应的报告。
实验结果
1. 断口的OM观察：实验结果显示，铁碳合金在断口处具有大量的析出相，表现为类
囊状的析出物，呈不规则分布；
2. 深度位置：深度位置OM观察到，深度位置相对来说更加均匀，析出物分布较为均匀，析出物具有小尺寸细腻的类囊状，以及大尺寸的类棒状。
总结
本实验采用显微镜等设备，观察和测量了一块铁碳合金材料的平衡组织，并给出相应
的报告。
实验结果证实，铁碳合金在断口处表现出大量的析出相，析出相呈不规则分布；
而在深度位置，析出物呈现在尺寸较小类囊状，以及尺寸较大类棒状。
本实验所得结果，
可以为进一步研究其力学性质提供有力参考。
铁碳合金平衡组织观察与分析实验报告
铁碳合金平衡组织观察与分析材料工程1601实验者：王XX 学号：1703XXXXX一实验目的1、区别和研究铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，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钢铁材料性能的基础。
铁碳合金平衡状态的组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下(如退火状态)所得到的组织，其相变过程均按Fe—Fe3C相图进行，所以我们可以根据该相图来分析铁碳合金的平衡组织。
图3-1 Fe-Fe3C相图如图3—1所示，所有碳钢和白口铸铁在室温下的组织均由铁素体（F）和渗碳体（FeC）这两个基本相所组成。
只是因含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件以及分布情况各有所不同，因而呈各种不同的组织形态，见表4—1。
碳钢和白口铸铁在金相显微镜下具有下面几种基本组织：表4—1 各种铁碳合金在室温下的显微组织及良好的塑性，硬度较低。
用3—4％硝酸酒精熔液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮色的多边形晶粒：亚共析钢中，铁素体呈块状分析；当含碳量接近于共析成分时，铁素体则呈断续的网状分布于珠光体周围。
（2）渗碳体（FeC）是铁与碳形成的一种化合物，其含碳量为6．67％。
当用3～4％硝酸酒精溶液浸蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液浸蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
由此可区别铁素体与渗碳体。
此外，按铁碳合金成分和形成条件不同，渗碳体呈观不同的形态：一次渗碳体(初生相)直接由液体中析出，在白口铸铁中呈粗大的条片状；二次渗碳体(次生相)从奥氏体巾析出，呈网络状沿奥氏体晶界分布，经球化退火，渗碳体呈颗粒状。
（3）珠光休（P）是铁素体和渗碳体的机械混合物，浸蚀后可观察到两种不同的组织形态：1）片状珠光体它是由铁素休与渗碳体交替排列形成的层片状组织，经硝酸酒精溶液浸蚀后，在不同放大倍数的显微镜下，可以看到具存不同特征的层片状组织。
在高倍放大时（照片4—1），能清楚地看到珠光体中平行相间的宽条铁素休和细条渗碳体。
实验一 铁碳合金平衡组织显微分析(指导书及实验报告2)
实验指导书实验一铁碳合金平衡组织显微分析一、实验目的1．了解碳钢和白口铸铁在平衡状态下的显微组织。
2．分析成分（含碳量）对碳钢和白口铸铁显微组织的影响，理解成分、组织与性能之间的相互关系。
二实验内容及步骤1．实验前复习教材中有关内容和预习实验指导书。
2．在显微镜下对各种试样进行观察和分析，确定其组织组成物。
3．画出所观察的显微组织示意图。
4．根据显微组织中珠光体所占面积的百分数近似地确定一种亚共析钢的平均含碳量。
三、实验设备及材料1．金相显微镜2．金相图谱3．各种铁碳合金显微试样Ⅰ-1 工业纯铁；Ⅰ-2 20 钢；Ⅱ-1 亚共晶白口铸铁;Ⅰ-3 T8 钢；Ⅱ-2 共晶白口铸铁；Ⅰ-4 T12 钢; Ⅱ-3 过共晶白口铸铁四、实验注意事项1．在观察显微组织时，可先用低倍全面进行观察，然后用高倍对部分区域进行详细观察。
2．要正确使金相显微镜，特别要注意：将显微镜的灯泡（6~8V）插头，插在变压器上，切勿直接插在200V的电源插座上，否则灯泡立即烧坏。
3．对试样，不得用手触摸试样表面或将试样重叠起来，以免损伤试样表面。
4．画显微组织图时，应抓住其形态特点，注意不要将磨痕或杂质画在图上。
五、实验报告要求1．实验目的。
2．画出所观察过的显微组织示意图（在直径为30mm的圆内画，并将组织组成物名称以箭头引出标明，在图的下面注明材料名称、含碳量、侵蚀剂、放大倍数，以及简单的描述。
）。
3．根据所观察的组织，近似地估算一种亚共析钢的含碳量。
实验报告实验一铁碳合金平衡组织显微分析学生姓名班级学号实验日期指导教师。
铁碳合金平衡组织的显微分析实验报告
铁碳合金平衡组织的显微分析一、实验目的1、认识和熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征；2、了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响以及Fe-Fe 3C 相图与平衡组织的关系;3、了解平衡组织的转变规律，并能应用杠杆定律和显微组织图分析碳钢的种类；二、显微组织照片所用到的样品侵蚀剂为硝酸酒精溶液1号样品为工业纯铁，含碳量C%<0.0218%2号样品为20钢，含碳量C%=0.2%放大倍数100X 放大倍数400X铁素体铁素体珠光体珠光体铁素体铁素体4号样品为T7钢，含碳量C%=0.70%5号样品为T8钢，含碳量C%=0.8% 珠光体铁素体铁素体放大倍数400X珠光体珠光体珠光体铁素体铁素体珠光体珠光体7号样品为亚共晶白口铸铁，含碳量2.11%<C%<4.30%8号样品为共晶白口铸铁，含碳量C%=4.30%珠光体珠光体网状渗碳体网状渗碳体珠光体变态莱氏体变态莱氏体变态莱氏体变态莱氏体放大倍数400X9号样品为过共晶白口铸铁，含碳量C%>4.30%自己磨制的样品为45号钢三、分析与讨论含碳量对铁碳合金的组织和性能的影响组织影响随着含碳量的增加,铁碳合金的组织发生以下的变化:α+Fe 3C Ⅲ→α+P(珠光体) →P →P+Fe 3C Ⅱ→P+Fe 3C Ⅱ+L ’d →L ’d →L ’d +Fe 3C Ⅰ随含碳量的增加：工业纯铁中的三次渗碳体的量增加； 亚共析钢中的铁素体量减少； 过共析钢中的二次渗碳体量增加；亚共晶白口铸铁的珠光体和二次渗碳量也减少，共晶渗碳体量增加； 过共晶白口铁中的一次渗碳体和共晶渗碳体量增加。
变态莱氏体变态莱氏体一次渗碳体一次渗碳体铁素体珠光体铁素体珠光体性能影响在C%<1%时，随含碳量的增加，钢的强度，硬度增加，塑性和韧性降低。
在C%>1%时，随含碳量的增加，钢的硬度增加，强度、塑性、韧性都降低。
这是因为Fe3CⅡ成连续网状分布，进一步破坏了铁素体基体之间的连续作用造成的。
实验一：铁碳合金平衡组织的显微观察
金相实验室
后
退
退
出
一、 实验简介
金相组织观察是现代材料科学技术中的主要和基本试 验方法，也是研究材料各种行为的重要手段之一。金相组 织观察是通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小 、形态、分布、数量和性质的一种方法。利用金相组织观 察方法可以考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变 化的关系、冷热加工过程对组织影响的变化规律；利用金 相组织观察方法还可对产品进行质量控制和产品检验以及 失效分析等。因此金相组织观察方法广泛应用于机械制造 、冶金、航空、航天及电子等工业部门的生产及科研工作 中。 本实验学时为2学时，安排在金属学及热处理或金属材料 及热处理课程第4章铁碳合金讲授之后。
图5 亚共晶白口铸铁显微组织
后
退
退
出
五、 实验内容与步骤
2) 共晶白口铸铁 碳的质量分数为4.3%。室温组织为单一的 莱氏体，见图 6。图中黑色的粒状短杆状为珠光体，白色基 体为渗碳体。 3) 过共晶白口铸铁 碳的质量分数为4.3～6.6%之间。室温 组织为一次渗碳体和莱氏体，见图 7。一次渗碳体呈白色长 条状，贯穿在莱氏体基体上，其余为共晶莱氏体。
图 6共晶白口铸铁组织
图 7过共晶白口铸铁组织
后 退 退 出
六、 实验数据和处理
序号 样品名称 状态 浸蚀剂 显微组织
1
2
工业纯铁
20钢
退火 4%硝酸酒精
退火 4%硝酸酒精
F
F+P
3
4
45钢
65钢
退火 4%硝酸酒
5
6 7 8
T8钢
T12钢 T12钢 亚共晶白口铸铁
退火 4%硝酸酒精
实验一 铁碳合金平衡组织分析
实验一铁碳合金平衡组织分析一、实验目的1. 熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。
2. 掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。
二、原理概述铁碳合金相图是研究碳钢组织、确定其热加工工艺的重要依据。
按组织标注的铁碳相图见图。
铁碳合金在室温的平衡组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）两相按不同数量、大小、形态和分布所组成。
高温下还有奥氏体（A）和δ固溶体相。
利用铁碳合金相图分析铁碳合金的组织时，需了解相图中各相的本质及其形成过程，明确图中各线的意义，三条水平线上的反应及反应产物的本质和形态，并能做出不同合金的冷却曲线，从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。
根据含碳量的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、碳钢及白口铸铁三大类，现分别说明其组织形成过程及特征。
1. 工业纯铁碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。
见图1-1。
当其冷到碳在α-Fe中的固溶度线PQ以下时，将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体，铁素体的硬度在80HB左右，而渗碳的硬度高达800HB，因工业纯铁中的渗碳体量很少，故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。
图1-1 工业纯铁组织2. 碳钢碳的质量分数C w 在（0.0218~2.11）%之间的铁碳合金称为碳钢，根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。
（1）共析钢 成分为%77.0=C w ，在727℃以上的组织为奥氏体，冷至727℃时发生共析反应：{}{}CFe F A C C 3%0218.0%77.0+→将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体（P ）。
室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%，慢冷所得的珠光体呈层片状。
图1-2 珠光体电镜组织 图1-3 珠光体光镜组织采用电子显微镜高倍放大能看出Fe 3C 薄层的厚度，图1-2中窄条为Fe 3C ，宽条为F 基体，两者有明显的分界线。
在普通光学显微镜下观察时，只能看到Fe 3C 成条条细黑线分布在铁素体上，见图1-3。
铁碳合金平衡组织实验报告
铁碳合金平衡组织实验报告引言铁碳合金是一种重要的金属材料，在工业生产中有着广泛的应用。
其性能受到组织的影响，而组织又与合金的平衡相互关联。
本实验旨在通过调控合金中碳含量，研究铁碳合金的平衡组织变化，并分析其对材料性能的影响。
实验步骤1.准备工作：收集实验所需的铁碳合金样品、实验装置和试剂。
2.样品制备：按照不同的碳含量配制铁碳合金样品，分别标记为A、B、C组。
3.实验装置搭建：将实验装置组装好，包括高温炉、冷却装置和显微镜等。
4.样品热处理：将不同组的铁碳合金样品分别放入高温炉中，进行热处理。
分别设置不同的温度和时间条件。
5.样品冷却：将热处理后的样品取出，进行快速冷却，以固定合金的组织结构。
6.组织观察：使用显微镜观察样品的组织结构，并进行拍照记录。
7.组织分析：对观察到的组织结构进行分析，包括晶粒尺寸、相含量等。
8.性能测试：对不同组的样品进行性能测试，如硬度测试、拉伸测试等。
9.数据整理：将实验得到的数据进行整理和统计。
10.结果分析：根据实验数据，分析不同组样品的组织结构和性能之间的关系。
11.结论：总结实验结果，得出对铁碳合金平衡组织的认识和结论。
实验结果与讨论实验结果显示，随着碳含量的增加，铁碳合金的组织结构发生了明显的变化。
在低碳含量下，合金中主要为铁素体；随着碳含量的增加，渗碳体的含量逐渐增加。
当碳含量超过一定阈值后，出现了铁素体和渗碳体共存的组织结构。
通过对不同组样品的性能测试发现，碳含量对铁碳合金的硬度和强度有着显著的影响。
随着碳含量的增加，合金的硬度和强度逐渐增加。
这是由于渗碳体的存在使得合金的晶界强化效应增强。
结论通过本实验，我们成功地研究了铁碳合金的平衡组织变化，并分析了其对材料性能的影响。
在低碳含量下，合金主要为铁素体；随着碳含量的增加，渗碳体的含量逐渐增加，出现了铁素体和渗碳体共存的组织结构。
同时，碳含量的增加也使得合金的硬度和强度增强。
这一研究结果对于铁碳合金的制备和性能优化具有重要意义，为相关领域的工程应用提供了理论基础和实验依据。
铁碳合金平衡组织观察实验报告
铁碳合金平衡组织观察实验报告铁碳合金是一种重要的工程材料，其性能受到其平衡组织的影响。
为了研究铁碳合金的平衡组织形成过程，我们进行了一系列观察实验。
实验方法：1. 准备铁碳合金试样：按照不同的碳含量配制出一系列铁碳合金试样。
2. 热处理：将试样加热至适当温度，保温一段时间后以适当速率冷却。
3. 显微组织观察：使用金相显微镜对试样进行断面观察，观察铁碳合金的平衡组织形态。
实验结果：1. 纯铁试样观察结果：在室温下，纯铁试样呈现典型的珠光体组织，在金相显微镜下呈现出淡黄色的颗粒状晶粒，并呈现出较好的韧性。
2. 含碳量为0.02%的铁碳合金试样观察结果：在室温下，含碳量为0.02%的铁碳合金试样呈现出典型的珠光体+渗碳体组织，在金相显微镜下可以看到淡黄色的珠光体相和黑色的渗碳体相，珠光体相呈现出颗粒状晶粒，而渗碳体相则呈现出条状或颗粒状分布，试样呈现出较好的韧性。
3. 含碳量为0.4%的铁碳合金试样观察结果：在室温下，含碳量为0.4%的铁碳合金试样呈现出典型的珠光体+渗碳体+母体组织，在金相显微镜下可以看到淡黄色的珠光体相、黑色的渗碳体相和灰色的母体相，珠光体相和渗碳体相呈现出颗粒状晶粒，而母体相则呈现出块状结构，试样呈现出较硬的性能。
实验结论：随着碳含量的增加，铁碳合金试样的平衡组织形态发生变化。
低碳铁碳合金试样呈现出珠光体+渗碳体组织，具有良好的韧性；高碳铁碳合金试样呈现出珠光体+渗碳体+母体组织，具有较硬的性能。
该实验结果对于理解铁碳合金的平衡组织形成机制以及材料性能的影响具有重要意义。
1. 在进行防水操作之前，需要确保工作场所的安全，并采取相应的安全措施，例如穿戴防护服和保护眼睛等。
2. 在进行防水操作之前，需要先对工作区域进行必要的清理和准备。
移除可能影响防水效果的杂物和污垢，并确保表面干燥且平整。
3. 选择适当的防水材料和工具，并根据产品说明书或专业人士的建议操作。
4. 在施工过程中，按照指定的施工方法进行操作，确保防水材料充分涂覆到需要防水的区域。
实验一平衡态铁碳合金成分、组织、性能之间关系的分析
实验一平衡态铁碳合金成分、组织、性能之间关系的分析1.1典型铁碳合金的平衡组织观察与分析一、实验目的1．通过实验能识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织。
2．掌握碳含量对铁碳合金平衡组织形貌及相组成比例的影响。
二、实验原理简介利用金相显微镜观察金属的内部组织和缺陷的方法称为显微分析（或金相分析）。
合金在极其缓慢的冷却条件（如退火状态）下所得到的组织称为平衡组织。
铁碳合金平衡组织的观察与分析，要依据Fe-Fe3C相图来进行。
1．室温下铁碳合金基本组织特征（1）铁素体（F）铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
经3%～5%的硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现白亮色多边形晶粒。
在亚共析钢中，铁素体呈块状分布，当合金的含碳量接近于共析成分时，铁素体则呈断续的网状分布于珠光体晶界上。
（2）渗碳体（Fe3C）渗碳体是铁与碳形成的一种化合物。
经3%～5%的硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下为白亮色；若用苦味酸钠溶液浸蚀，则渗碳体呈暗黑色，而铁素体仍为白亮色，由此可以区别铁素体和渗碳体。
由于铁碳合金的成分和形成条件不同，渗碳体可以呈现不同的形状,一次渗碳体是由液相中直接结晶出来，呈板条状游离分布；二次渗碳体是从奥氏体中析出的，呈网状分布在珠光体晶界上；三次渗碳体是从铁素体中析出，呈窄条状分布在铁素体晶界上。
（3）珠光体（P）珠光体是铁素体和渗碳体的两相复合物。
在平衡状态下，它是由铁素体和渗碳体相间排列的层片状组织。
经3%～5%的硝酸酒精溶液浸蚀后，铁素体和渗碳体皆为白亮色，而两相交界呈暗黑色线条。
在不同的放大倍数下观察时，组织特征有所区别。
如在高倍（600倍以上）下观察时，珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白亮色，而两相交界为暗黑色；在中倍（400倍左右）下观察时，白亮色的渗碳体被暗黑色交界所“吞食”，而呈现为细黑条，这时看到的珠光体是宽白条铁素体和暗黑细条渗碳体的相间复合物；在低倍（200倍以下）下观察时，无论是宽白条的铁素体还是暗黑细条的渗碳体都很难分辨，这时珠光体呈现暗黑色块状组织。
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实验指导书
实验一铁碳合金平衡组织显微分析
一、实验目的
1．了解碳钢和白口铸铁在平衡状态下的显微组织。
2．分析成分（含碳量）对碳钢和白口铸铁显微组织的影响，
理解成分、组织与性能之间的相互关系。
二实验内容及步骤
1．实验前复习教材中有关内容和预习实验指导书。
2．在显微镜下对各种试样进行观察和分析，确定其组织组成物。
3．画出所观察的显微组织示意图。
4．根据显微组织中珠光体所占面积的百分数近似地确定一种亚共析钢的平均含碳量。
三、实验设备及材料
1．金相显微镜
2．金相图谱
3．各种铁碳合金显微试样
Ⅰ-1 工业纯铁；
Ⅰ-2 20 钢；Ⅱ-1 亚共晶白口铸铁;
Ⅰ-3 T8 钢；Ⅱ-2 共晶白口铸铁；
Ⅰ-4 T12 钢; Ⅱ-3 过共晶白口铸铁
四、实验注意事项
1．在观察显微组织时，可先用低倍全面进行观察，然后用高倍对部分区域进行详细观察。
2．要正确使金相显微镜，特别要注意：将显微镜的灯泡（6~8V）插头，插在变压器上，切勿直接插在200V的电源插座上，否则灯泡立即烧坏。
3．对试样，不得用手触摸试样表面或将试样重叠起来，以免损伤试样表面。
4．画显微组织图时，应抓住其形态特点，注意不要将磨痕或杂质画在图上。
五、实验报告要求
1．实验目的。
2．画出所观察过的显微组织示意图
（在直径为30mm的圆内画，并将组织组成物名称以箭头引出标明，
在图的下面注明材料名称、含碳量、侵蚀剂、放大倍数，以及简单的描述。
）。
3．根据所观察的组织，近似地估算一种亚共析钢的含碳量。
实验报告
实验一铁碳合金平衡组织显微分析
学生姓名班级学号
实验日期指导教师。