铸铁的显微组织分析
实验四__高速钢及铸铁显微组织观察
实验四高速钢及铸铁显微组织观察（一）实验目的１．观察各种组织的显微特征，识别石墨的形态与基本类型，从而了解铸铁的力学性能与组织的关系。
２．进一步熟悉金相显微镜的使用。
（二）实验设备！．金相显微镜。
２．各种铸铁的金相试样。
３．金相图谱。
（三）实验原理铸铁由于石墨化程度以及石墨的形态不同，可分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁及可锻铸铁几类。
其中白口铸铁中碳以Ｆe 3Ｃ的形式存在，性质硬而脆，在机器制造业中应用很少。
（1 ）灰铸铁组织特征是在钢的基体上分布着片状石墨，钢的基体有铁素体基体、铁素体--珠光体基体及珠光体基体三种。
（２）可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火处理而得，其中Ｆe3Ｃ发生分解而形成团状石墨。
按照基体组织不同，可锻铸铁可分为铁素体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁。
（３）蠕墨铸铁组织特征是在钢的基体上分布着蠕虫状石墨，钢的基体上主要有珠光体---铁素体基体、珠光体基体。
（４）球墨铸铁组织特征是在钢的基体上分布着球状石墨，钢的基体上主要有铁索体基体、铁素体～珠光体基体及珠光体基体三种。
（四）实验步骤1 ．接观察要求选择目镜和物镜，装在显微镜上。
2 ．将试样磨面对着物镜放在载物台上。
3 ．接通电源。
4 ．慢旋粗调焦手轮，视场由暗到亮，直至看到组织，然后再调微调焦手轮直至图象清晰为止，调节动作要缓慢，不允许试样与物镜相碰。
5．逐个观察试样。
（五）实验结果将观察到的试样组织形态与金相图谱进行分析，在实验报告六上画出试样的组织示意图。
材料________________ 材料________________ 材料________________ 热处理______________ 热处理______________ 热处理______________ 组织_________________ 组织_________________ 组织_________________材料________________ 材料________________ 材料________________ 热处理______________ 热处理______________ 热处理______________ 组织_________________ 组织_________________ 组织_________________（六）思考：1.根据试样结果分析影响铸铁力学性能的因素。
实验报告铸铁组织的显微观察实验报告范文_0493
2020实验报告铸铁组织的显微观察实验报告范文_0493EDUCATION WORD实验报告铸铁组织的显微观察实验报告范文_0493前言语料：温馨提醒，教育，就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。
其目的，就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华，以浓缩、系统化、易于理解记忆掌握的方式，传递给当下的无数个人，让个人从中获益，丰富自己的人生体验，也支撑整个社会的运作和发展。
本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】一、实验目的：1.观察和分析铁碳合金的平衡组织；2.分析铁碳合金显微组织的形成过程；3.分析碳钢、白口铸铁的组织与含碳量之间的关系，从而掌握铁碳合金成分、组织和性能之间的关系。
二、实验仪器和试件：1.碳钢（亚共析钢、共析钢、过共析钢试样）、球状珠光体的试样；2.白口铸铁（亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁试样）；3.XJX―1小型金相显微镜。
三、用铅笔描绘出用金相显微镜观察到的金相组织组织结构示意图，并用箭头指出其组成物的名称。
材料名称：工业纯铁材料名称：20＃钢组织结构：铁素体组织结构：铁素体＋珠光体放大倍数：400放大倍数：400材料名称：45＃钢材料名称：T8钢组织结构：铁素体＋珠光体组织结构：珠光体放大倍数：400放大倍数：400材料名称：T12钢材料名称：共晶白口铸铁组织结构：网状渗碳体＋珠光体组织结构：莱氏体放大倍数：400放大倍数：400材料名称：亚共晶白口铸铁材料名称：过共晶白口铸铁组织结构：珠光体＋二次渗碳体＋莱氏体组织结构：一次渗碳体＋莱氏放大倍数：400放大倍数：400四、问题与思考：1.非合金钢与白口铸铁在组织构成与力学性能方面有何异同？答：非合金钢含碳量较低（0.02%―2.11%），织组构成只是铁素体，珠光体或珠光体与二次渗碳体的混合或铁素体与珠光体的混合。
在力学性能方面，随着含碳量增加和硬度增加，非合金钢有较好的可塑性。
白口铸铁的含碳量高（2.11%―6.69%），织组构成是由莱氏体，珠光体和二次渗碳体与莱氏体混合成的莱氏体和一次渗碳体的混合等构成。
实验三 铸铁显微组织观察与分析
实验三铸铁显微组织观察与分析（2学时）一、实验目的1.观察各种铸铁的显微组织特征，识别石墨形态与基体类型。
2.了解石墨形态、基体类型及显微组织对铸铁性能的影响。
二、实验设备、材料、仪器、装置金相显微镜；铸铁标准试样。
三、实验原理根据石墨的形态，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等几种。
1.灰口铸铁灰口铸铁中碳全部或部分以自由碳片状石墨形式存在(如图1所示)，断口呈灰黑色，其显微组织根据石墨化程度不同为铁素体或珠光体或铁素体+珠光体基体上分布片状石墨。
普通灰口铁中石墨片粗大，如浇注前在铁水中加入孕育剂，则石墨以细小片状形式析出，这种铸铁称之孕育铸铁。
在铸铁中由于含磷较高，在实际铸造条件下磷常以Fe3P的形式与铁素体形成硬而脆的磷共晶，因此在灰铸铁的显微组织中，除基体和石墨外，还可以见到具有菱角状沿奥氏体晶界连续或不连续分布的磷共晶，用硝酸-酒精或苦味酸腐蚀时Fe3P不受腐蚀，呈白亮色，铁素体光泽较暗，在磷共晶周围通常总是珠光体。
由于磷共晶硬度很高，所以磷共晶若以少量均匀孤立地分布时，有利于提高耐磨性，并不影响强度。
磷共晶如形成连续网状，则会使铸铁强度和韧性显著降低。
图1 灰口铸铁图2 可锻铸铁图3 球墨铸铁2. 可锻铸铁可锻铸铁又称为马铁或展性铸铁，它是由一定成分的白口铁经退火处理得到的，其中石墨呈团絮状（如图2所示），故显著地减弱了石墨对基体的割裂作用，其机械性能比普通灰口铸铁有显著地提高。
可锻铸铁分铁素体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁两种，前者应用较多。
3.球墨铸铁球墨铸铁属高强铸铁，是铁水中加入球化剂后石墨呈球状析出而制得的，由于球状石墨使石墨割裂金属基体的不利影响限制到最低程度，所以金属基体强度利用率高达70～90%（灰铸铁只达30%左右），因而其机械性能远远优于普通灰铸铁。
球墨铸铁的显微组织特征是：石墨呈球状分布在金属基体上，基体组织是铁素体、珠光体或铁素体+珠光体（如图3所示）。
目前应有最广泛的是前面两种基体，铸铁的基体即钢的几种基本组织，所以也可以通过热处理来改变基体组织，从而改变铸铁的机械性能，其中，球墨铸铁应用热处理较多些，如应用正火，是为了增加基体中珠光体数量，以提高其强度和耐磨性，应用调质处理，是为了得到回火索氏体的基体组织，以提高综合机械性能。
合金钢,铸铁,有色金属的显微组织观察实验报告
合金钢,铸铁,有色金属的显微组织观察实验报告以下是一份合金钢、铸铁、有色金属显微组织观察与分析的实验报告。
实验目的：通过观察和分析合金钢、铸铁、有色金属的显微组织，了解其组织特点，探究化学成分、制造工艺对组织的影响。
实验材料：合金钢、铸铁、有色金属样品。
实验步骤：1. 样品制备：将采购的合金钢、铸铁、有色金属样品切割成合适的形状，如薄片、条、块等。
2. 显微镜观察：将样品置于显微镜下，观察其显微组织，使用适当的染色方法增强样品的对比度。
3. 数据分析：通过对样品显微组织的观察和分析，记录其组织特点，如晶粒大小、分布、退火状态等。
4. 实验结果：根据实验数据和样品显微组织的观察结果，总结出合金钢、铸铁、有色金属的组织特点，并分析其影响因素。
实验结果：在实验中，我们观察到不同的合金钢、铸铁、有色金属样品有着不同的显微组织。
- 合金钢样品的显微组织一般为均匀的细珠光体 + 铁素体，晶粒大小均匀，未见大的退火状态差异。
- 铸铁样品的显微组织一般为球状珠光体 + 铁素体，球状珠光体约占整个组织 80% 以上，晶粒大小分布均匀，未见退火状态的明显差异。
- 有色金属样品的显微组织一般呈单相组织，晶粒大小均匀，未见退火状态的明显差异。
实验结论：通过实验结果，我们可以得出以下结论：1. 合金钢的组织特点一般为均匀的细珠光体 + 铁素体，晶粒大小均匀，未见大的退火状态差异。
2. 铸铁的组织特点一般为球状珠光体 + 铁素体，球状珠光体约占整个组织 80% 以上，晶粒大小分布均匀，未见退火状态的明显差异。
3. 有色金属的组织特点一般呈单相组织，晶粒大小均匀，未见退火状态的明显差异。
此外，我们还通过数据分析总结出了化学成分、制造工艺等对组织的影响。
例如，较高的碳含量可以提高合金钢的硬度和强度，而较高的硅含量可以提高铸铁的硬度和耐磨性。
在制造工艺方面，退火处理可以细化晶粒，改善组织均匀性，而淬火处理则可以增强金属材料的硬度和韧性。
铁碳合金和铸铁显微组织观察
亚共析钢组织
过共析钢组织
过共晶白口铸铁组织
亚共晶白口铸铁组织
共晶白口铸铁组织
试验四：铸铁旳显微组织观察
一、试验目旳 观察与分析各类铸铁旳显微组织特征，辨认石
墨形态与详细类型，了解铸铁力学性能与组织间旳 关系。 二、试验内容与措施
在金相显微镜下观察多种铸铁旳显微组织，分 辨多种灰铸铁旳基体类型及石墨旳形态、大小、数 量与分布。并绘出多种铸铁旳显微组织示意图。
遇到试样），然后相反转动粗调焦手轮调整焦距，当视场亮度 增强时改用微调焦手轮，直至物象清楚为止。
4）调整孔径光栅和视场光栅，使物象质量最佳。 5）观察试样完毕，应立即关灯，以延长灯泡使用寿命。
（2）金相显微镜旳维护 1）细心操作，不许自行拆卸光学系统。
2）显微镜镜头及试样观察面禁止手接触，若镜 头中有灰尘可用镜头纸或软毛刷轻擦拭。
试验三：铁碳合金平衡组织观察与分析
一、试验目旳 1．进一步熟悉Fe—Fe3C相图，了解不同成份旳 铁碳合金在平衡状态下旳显微组织特征。 2．分析碳钢旳含碳量与其平衡组织间旳关系。 3．加深对平衡状态下铁碳合金旳成份、组织、性 能间关系旳了解。
二、试验原理
利用金相显微镜观察和研究金属内部旳组织和 缺陷旳措施称为显微分析。
珠光体 + 二次渗碳体 珠光体 + 二次渗碳体
+ 莱氏体 莱氏体
过晶白口铸铁
4.30-6.69
莱氏体 + 二次渗碳体
工业纯铁旳显微组织
20钢旳显微组织
45钢旳显微组织
45钢旳显微组织
65钢旳显微组织
T8钢旳显微组织
T8钢旳显微组织
T12钢旳显微组织
T12钢旳显微组织
亚共晶白口铁旳显微组织
实验 合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察
(2) 观察各类成分的合金要结合相图和热处 理条件来分析应该具有的组织，着重区别 各自的组织形态特点。
(3) 认识组织特征之后，再画出所观察试样 的显微组织图。画组织图时应抓住组织形 态的特点，画出典型区域的组织。
实验四 合金钢、铸铁、有色 金属的显微组织观察
一、实验目的
(1) 观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁 的显微组织。
(2) 分析这些金属材料的组织和性能的关系 及应用。
二、实验原理
1．几种常用合金钢的显微组织
图4.1 W18Cr4V钢的铸态组织
图4.2 W18Cr4V钢锻后退火组织
图4.3 W18Cr4V钢的淬火组织
图4.4 微组织
图4.5 F基体口铸铁
图4.6 P+F基体球墨铸铁 图4.7 P基体可锻铸铁
3．几种常用有色金属的显微组织
图4.8 未变质处理的硅铝明合金组织 图4.9 经变质处理后硅铝明合金组织
图4.10 单相黄铜的组织特征
图4.11 双相黄铜
三、实验内容及方法指导
四、实验报告要求
(1) 写出实验目的。 (2) 分析讨论各类合金钢组织的特点，并与
相应碳钢组织作比较，同时把组织特点与 性能和用途联系起来。 (3) 分析讨论各类铸铁组织的特点，并同钢 的组织作对比，指出铸铁的性能和用途的 特点。
铸铁材料的分类及金相组织
铸铁材料的显微组织及分析铸铁为含碳量在2%以上的铁碳合金，俗称生铁。
工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。
由于碳在铁中固溶量有限，且渗碳体不稳定，适当条件下即会分解为铁和碳单质即石墨，因此在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。
除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。
合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。
碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
铸铁材料没有严格的分类，可按铸铁的使用性能、断口特征或成份特征进行分类。
较为方便和常用的则是将铸铁分为七大类（见下表）。
铸铁的组织视化学成分和冷却速度而异，当铸铁凝固的冷却速度足够大时，得到白口铸铁组织，随冷却速度减小，铸铁组织依次改变为麻口铸铁、珠光体灰口铸铁、珠光体铁素体灰口铸铁和铁素体灰口铸铁；球墨铸铁是在浇铸前向灰口铸铁加入少量球化剂获得球状石墨的铸铁。
球墨铸铁具备优于灰铁的强度、范性和韧性；可锻铸铁又叫可锻铸铁，由白口铸铁经过石墨化退火后制成，是一种强度韧性都较高的铸铁。
以下对生产中应用较多的铸铁成分、显微组织及其性能进行分析。
1、灰口铸铁灰口铸铁应用最广泛，占铸铁总产量的80%以上。
其中碳全部或部分以自由碳-片状石墨形式存在，因此断口呈现灰色。
其显微组织根据石墨化程度的不同分为铁素体、珠光体、铁素体+珠光体灰口铸铁。
而所有灰口铸铁组织的共同特征是，在这些铸铁的组织总有一个相当于钢的组织的金属基体，在这基体上分布着片状石墨。
由于石墨片对钢基体产生割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。
灰口铸铁不能承受加工变形，但是却具有优良的铸造性能，同时切削加工性能也很好。
灰铸铁的化学成分范围一般为：w（C）=2.7%～3.6%，w（Si）=1.0%～2.5%，w（Mn）=0.5%～1.3%，w（P）≤0.3%，w（S）≤0.15%。
（1）未经浸蚀的灰口铸铁为了研究石墨的形状和分布，一般均先观察未经腐蚀的样品。
实验三 铸铁与有色金属的显微组织分析
实验三铸铁与有色金属的显微组织分析一、实验目的1. 观察和分析各种灰口铸铁的显微组织。
2. 熟悉常用的铝合金、铜合金及轴承合金的显微组织。
二、实验内容观察分析下列金相组织。
表3—1（一）灰口铸铁的组织分析：1. 普通灰口铸铁：灰口铸铁显微组织与白口铸铁的显微组织不同，白口铸铁中的碳全部以化合物渗碳体的形式存在，在组织中有共晶莱氏体，其断口白亮。
性质硬而脆，故工业上很少应用，主要作炼钢原料。
普通灰口铸铁中碳全部或部分以自由碳—片状石墨形式存在，断口呈现灰色。
其显微组织根据石墨化程度的不同为铁素体或珠光体或铁素体+珠光体基体上分布片状石墨。
由于片状石墨无反光能力，故试样未经腐蚀即可看出呈灰黑色。
石墨性脆，在磨制时容易脱落，此时在显微镜下只能见到空洞。
为了研究石墨的形状和分布，一般均先观察未经腐蚀的试片。
灰口铸铁的基体在未经腐蚀的试片上呈白亮色，经过硝酸酒精腐蚀后和碳钢一样。
在铁素体基体的灰口铸铁中看到晶界清晰的等轴铁素体晶粒。
在珠光体基体的灰口铸铁中，珠光体片的大小随冷却速度而异。
由于石墨的强度和塑性几乎等于零，这样可以把铸铁看成是布满裂纹和空洞的钢，因此铸铁的抗拉强度与塑性远比钢低。
且石墨数量越多，尺寸越大，石墨对基体的削弱作用也愈大。
在铸铁中由于含磷较高，在实际铸造条件下磷常以Fe3P的形式与铁素体和Fe3C形成硬而脆的磷共晶。
因此在灰铸铁的显微组织中，除基体和石墨外，还可以见到具有菱角状沿奥氏体晶界连续或不连续分布的磷共晶（又叫斯氏体）。
磷共晶主要有三种类型，即二元磷共晶（在Fe3P的基体上分布着粒状的奥氏体分解产物—铁素体或珠光体）、三元磷共晶（在Fe3P的基体上分布着呈规则排列的奥氏体分解产物的颗粒及细针状的渗碳体）和复合磷共晶（二元或三元磷共晶基体上嵌有条块状渗碳体）。
用硝酸酒精或苦味酸腐蚀时Fe3P不受腐蚀，呈白亮色，铁素体光泽较暗，在磷共晶周围通常总是珠光体。
由于磷共晶硬度很高，故当二元或三元磷共晶以少量均匀孤立分布时，有利于提高耐磨性，而并不影响强度。
北京科技大学材科基实验,铸铁的显微组织与分析
铸铁的显微组织及分析1、 实验目的认识灰口铸铁、球墨铸铁、展性铸铁、麻口铸铁等显微组织特征。
掌握石墨形态及基体变化的原因。
了解各类铸铁的制备方法和性能特点。
2、 实验样品和设备光学显微镜标准样品：普通灰口铁、变质灰口铁、球墨铸铁、展性铸铁、麻口铸铁。
3、 实验内容通过阅读相关资料以及通过铁碳相图了解白口铸铁的组织。
并且了解灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁等铸铁的类型以及相关的性能及用途。
之后通过在金相显微镜下观察不同的基底（铁素体+珠光体、铁素体、珠光体），不同的石墨形态（球状石墨、片状石墨、絮状石墨）的铸铁，以及麻口铁的显微组织，并且选择三种基底、三种石墨形态绘出3幅铸铁组织图来，要求三种组织图须包含上述所有的基底类型和石墨形态。
画出麻口铁的组织图。
对所绘制的4幅组织图进行相关的分析。
4、 描图：不同基体，不同铸铁的三种微观组织特点，麻口铸铁微观组织特点。
用自己画的图，结合Fe-C 相图和Fe-Fe3C 相图，说明各图的组织特点。
根据铁碳双重相图，可将石墨化过程分为三个温度阶段，按个阶段中石墨化进行的程度不同，将分别得到不同的铸铁组织。
即“液相-共晶结晶”、“共晶-共析”、“共析转变”。
球墨铸铁：从球墨铸铁的微观组织图中可以看出此球墨铸铁由铁素体、珠光体、球状石墨三种组织组成。
其中大片的灰黑色的组织为珠光体，由于放大倍数低使得珠光体层片状组织不明显，整体便形成了灰黑色。
白色呈圆形的组织为铁素体，铁素体所包裹的圆形的黑色组织为球状石墨。
从铁碳双重相图中可以得到，在共析转变阶段，如果完全没有石墨化，则得到的基体是珠光体，由于加入了球化剂和墨化剂，使得从奥氏体中析出的石墨和二次渗碳体渗出的石墨加快凝结成球状，这样在珠光体的部分区域内会有大量的碳从渗碳体和奥氏体中被球化剂和墨化剂吸引，从而最终实现了部分区域充分石墨化，从而形成了珠光体内有球状的铁素体，而球状的铁素体内有球状石墨的显微组织结构。
铸铁组织
组织：铸铁的组织是由钢的基体和石墨组成的。
铸铁的基体组织：珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。
铸铁名称与铸铁显微组织：1.灰口铸铁F+G片，F+P+G片，P+G片2.球墨铸铁F+G球，F+P+G球，P+G3.蠕墨铸铁F+G蠕虫，F+P+G蠕虫4.可锻铸铁F+G团絮，P+G团絮由于铸铁中的碳主要是以石墨的形态存在，所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。
铸铁的金属基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，经热处理后还可以是马氏体或贝氏体等组织，它们相当于钢的组织，因此可以把铸铁理解为在钢的组织基体上分布有不同形状、大小、数量的石墨。
铸铁中石墨的形态可分为6种：片状、蟹状、开花状、蠕虫状、团絮状和球状，如下图所示。
普通灰铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成的。
根据不同阶段石墨化程度的不同金属基体可分为铁素体，铁素体＋珠光体和珠光体三种，相应地便有三种不同基体组织的灰铸铁，它们的显微组织如下图所示。
8.2.1 灰铸铁的成分、组织与性能特点1．灰铸铁的化学成分⏹化学成分范围一般为：w C=2.7%~3.6%，w Si=1.0%~2.5%，w Mn=0.5%~1.3%，w P≤0.3%，w S≤0.15%。
2．灰铸铁的组织三种不同基体组织的灰铸铁：（1）铁素体灰铸铁（2）珠光体灰铸铁（3）珠光体+铁素体灰铸铁3．灰铸铁的性能特点（1）力学性能⏹铸铁的强度、塑性与韧性低。
⏹灰铸铁的抗压强度σbc、硬度与耐磨性接近钢（主要取决于基体，石墨的存在对其影响不大）。
（2）其它性能⏹铸造性能良好熔点低，流动性好，收缩率小。
⏹减摩性好摩擦系数小。
⏹减振性强⏹切削加工性良好⏹缺口敏感性小8.2.2 灰铸铁的孕育处理⏹孕育处理：向出炉的铁水中加入孕育剂。
⏹人工形核：细化晶粒工艺。
⏹孕育剂：含硅75%的硅铁。
8.2.3 灰铸铁的牌号和应用1．灰铸铁的牌号⏹HT100、HT150、HT200等2．灰铸铁的应用⏹形状复杂，静载荷，减摩的床身、箱体、座架类零件。
铸铁的金相组织观察
铸铁的金相组织观察实验铸铁的金相组织观察一、实验目的1(观察和研究灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁的显微组织特征。
2(了解影响铸铁中石墨形态的因素。
二、概述根据石墨的形态、大小和分布情况不同，铸铁分为:灰口铸铁(石墨呈片条状)、可锻铸铁(石墨呈团絮状)和球墨铸铁(石墨呈圆球状)。
(一)灰口铸铁灰口铸铁组织的特征是在钢的基体上分布着片状石墨。
根据石墨化程度及基本组织的不同，灰口铸铁可分为:铁素体灰口铸铁，铁素体—珠光体灰口铸铁和珠光体灰口铸铁。
对灰口铸铁石墨形态的观察，应在未浸蚀的试样上进行。
放大倍数为100倍。
灰口铸铁石墨分布形状的说明见下表1。
表1名称符号说明图号A 1 片状片状石墨均匀分布B 2 菊花状片状与点状石墨聚集成菊花状分布C 3 块片状部分带尖角块状、粗大片状粗生石墨及小片状石墨D 4 枝晶点状点、片状枝晶间石墨呈无向分布E 5 枝晶片状短小片状枝晶间石墨呈有向分布F 6 星状星状(或蜘蛛状)与短片状石墨均匀分布(二)可锻铸铁可锻铸铁(又称韧性铸铁)是由白口铸铁经石墨化退火处理而得。
其中渗碳体发生分解而形成团絮状石墨。
按照基体组织不同，可锻铸铁分为铁素体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁两类，如下图所示。
(三)球墨铸铁在球墨铸铁组织中石墨呈圆球状。
球状石墨的存在可使铸铁内部的应力集中现象得到改善，同时减轻了对基体的割裂作用，从而充分地发挥了基体性能的潜力，使球墨铸铁获得很高的强度和一定的韧性。
如下图所示。
三、实验方法指导 (一)实验内容及步骤1(各小组分别领取各种不同类型的铸铁材料试样。
2(在显微镜下进行观察，并分析其组织形态特征。
(二)实验设备及材料1(金相显微镜;2(金相放大照片;3(各类铸铁的金相显微试样。
(三)注意事项1(对各类铸铁可采用对比方法进行分析研究，着重区别各自的组织形态特征。
(四)实验报告要求1(明确本次实验的目的。
2(根据观察，综合分析各类铸铁的形成机理。
铸铁及有色金属显微组织观察
在汽车工业中的应用
节能减排
随着环保意识的提高，汽车工业对节能减排的要求越来越高，铸 铁及有色金属的显微组织观察有助于研发高强度、轻量化的新型
材料。
安全性评估
汽车安全性是消费者关注的重点，通过观察铸铁及有色金 属的显微组织，可以评估材料的抗冲击性能和疲劳寿命。
耐腐蚀性评估
汽车在使用过程中会受到各种环境因素的影响，铸铁及有 色金属的显微组织观察有助于评估材料的耐腐蚀性能。
应用领域的交叉
铸铁和有色金属在某些应用领域中具有相互替代 或互补的作用。
研究方法的互通性
在显微组织观察方面，铸铁和有色金属所采用的 研究方法具有一定的互通性。
04
铸铁及有色金属显微组织的观察方法
金相磨抛与抛光技术
金相磨抛
通过金相砂纸、抛光布等工具对金属表面进行磨削和抛光，以获得光洁的表面， 便于观察显微组织。
THANKS
感谢观看
铝合金的显微组织
铝合金的显微组织因合金元素和加工工艺的不同而有所差异，常见的铝合金如 防锈铝、硬铝和超硬铝等，其显微组织分别呈现出不同的特点。
钛及钛合金的显微组织
纯钛的显微组织
纯钛的显微组织由等轴晶粒组成，晶界清晰，晶粒大小不一 。
钛合金的显微组织
钛合金的显微组织因合金元素的不同而有所差异，常见的钛 合金如工业纯钛、钛合金和高温钛合金等，其显微组织分别 呈现出不同的特点。
碳化物分布
球墨铸铁中碳化物呈颗粒 状或短棒状分布，对提高 铸件的综合性能有重要作 用。
可锻铸铁的显微组织
石墨形态
可锻铸铁中的石墨呈团絮状或团 球状，分布较为均匀。
基体组织
可锻铸铁的基体组织主要由铁素体 和珠光体组成，强度和韧性较高。
铸铁的显微组织观察
（1）金相显微镜。 （2）供显微观察用的灰口铸 铁试样一套。
铸铁的显微组织观察
四、 实验方法及步骤
实验方法及步骤与实验4相同，但在观察铸 铁的显微组织时，应注意分辨各种铸铁的基体类 型及石墨的形态、大小、数量及分布，并绘制各 种铸铁的显微组织示意图。
铸铁的显微组织观察
五、 实验报告
铸铁的显微组织观察
一、 实验目的
观察灰口铸铁的显微组织特征， 识别灰口铸铁中石墨的形态与基体 类型，从而理解铸铁力学性能与组 织的关系。
铸铁的显微组织观察
二、 实验概述
根据石墨形态的不同，灰口铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨 铸铁和可锻铸铁四种。由于铸铁的组织是由钢的基体和石墨组成，而 石墨是软而脆的相，与基体的结合力很小，在制样过程中极易从基体 中脱出，形成曳尾和孔洞，并且造成石墨污染而混淆了石墨缺陷。故 铸铁试样磨光时，可在砂纸上涂以石蜡 ， 滴上煤油或肥皂水作润滑 剂，防止石墨剥落。抛光时用短毛织物，淋上MgO或Cr2O3抛光微粉 水溶液，可减少石墨剥落，以获得较好的抛光效果。此外，抛光时将 试样逆抛光盘旋转方向缓慢转动，可避免石墨曳尾。
（1）简述实验目的，实验设备及试样。 （2）按照下面要求画出灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的显微组 织示意图(任何一种基体均可)各一幅，并注明各组织的名称、放大倍 数及浸蚀剂。 （3）石墨的形态不同对灰口铸铁性能有什么影响？
铸铁的显微组织观察
石墨是非金属，没有反光能力，在显微镜掉，导致在显微镜下 观察到的石墨尺寸较其本身尺寸大些。所以，若只 鉴别铸铁中石墨的形状、分布、大小和数量时，只 需磨光、抛光后可直接观察，不需要浸蚀。
铸铁的显微组织观察
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织。
(2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二：实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢，由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840~C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体。
高速钢是一种常用的高合金工具钢。
如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe—Fe3C相图中点E大大向左移动，所以它虽然只含有w(C)=0．7％~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎。
锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成(图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解，淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3)。
碳化物呈颗粒状，马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体，腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁。
2021铸铁组织的显微观察实验报告
2021铸铁组织的显微观察实验报告
实验目的：通过显微观察，了解铸铁的组织结构，进一步学习铸铁材料的特点。
实验原理：铸铁是一种由铁、碳和其他元素组成的合金材料，其组织结构一般可分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁三种类型。
灰铸铁的组织结构中含有大量的铁碳石墨，形成贝壳状组织；球墨铸铁由于加入了镁等元素和特别处理，其组织结构中的形态为球形；而白口铸铁中的碳主要以螺旋形的孪晶形式存在。
实验步骤：
1. 首先，用金素清洗镜头和目镜，将样品放置于显微镜上。
2. 调整显微镜的放大倍数，并调整清晰度，以便能够看清样品的细节。
3. 通过显微观察，观察样品的组织结构，并记录下所看到的现象和特点。
4. 对不同的铸铁材料进行观察和对比，以便更好地了解其特点。
结论：通过本次实验，我们对铸铁材料的组织结构有了更深入的了解，加深了我们对铸铁材料的认识，拓宽了我们的知识领域。
铸铁组织分析实验报告
铸铁组织分析实验报告实验目的本实验旨在通过对铸铁的组织分析，了解铸铁的显微组织特点，并学习铸铁的显微组织分析方法。
实验原理铸铁是一种以铁为基体中含有2%以上碳元素的合金，具有灰白色或黑色的特点。
铸铁按照碳的形式和分布可分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
铸铁的显微组织与其冷却过程和碳的形式分布有关，显微组织主要包括珠光体、石墨和基体等成分。
珠光体是由铁素体和珠光体组成的，其中铁素体为珠光体的基体，而珠光体由铁素体和碳化物组成。
铸铁的显微组织主要通过光学显微镜观察，通常需要进行抛光、腐蚀和染色等处理方式。
实验步骤1. 准备实验样品：从铸铁材料中切取代表性样品。
2. 磨削与抛光：将样品磨削至粗糙度较小，并使用研磨纸对样品进行抛光处理。
3. 腐蚀：将抛光后的样品放置在猛酸中进行腐蚀处理，使得样品表面获得清晰可见的显微结构。
4. 清洗：将腐蚀后的样品用清水洗净，并用酒精进行清洁处理。
5. 染色：在样品上滴一滴显微染色液，使得显微组织更加清晰可见。
6. 实验观察：使用光学显微镜观察显微组织，并进行拍照记录。
实验结果与分析经过上述步骤，我们观察到铸铁的显微组织。
铸铁通常呈现灰白色或黑色，其主要显微组织成分为珠光体、石墨和基体。
珠光体是铸铁中最主要的组织成分之一。
在光学显微镜下，珠光体呈现出颗粒状或弯曲的结构，一般为灰色或白色。
珠光体由铁素体和碳化物组成，其中铁素体为灰色的基体，而碳化物为黑色颗粒状结构。
珠光体的形成与铸铁的冷却速度和合金的成分有关，冷却速度越快，珠光体的形态越细小。
石墨是铸铁中的另一个重要成分，通常呈现出黑色结构。
石墨具有良好的润滑性和导电性，对提高铸铁材料的性能起到重要作用。
在显微组织中，石墨可以呈现出团状、片状或链状的形态，形态的不同受到铸铁成分和冷却速度的影响。
基体是铸铁中无碳化物的铁素体，通常呈现出灰白色。
基体是铸铁的主要组织成分，其性质受到铸铁成分和冷却速度的影响。
基体的性质主要决定了铸铁的强度和韧性。
合金钢铸铁有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的1观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织;2分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用;二：实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢;即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素,使相图发生了一些变动,但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别;热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析,除了Co元素之外,合金元素都使C曲线右移,所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织;例如,除作滚动轴承外,还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢,经过球化退火、840~C油淬和低温回火,得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体;高速钢是一种常用的高合金工具钢;如W18Cr4V高速钢,因为含有大量合金元素,使Fe—Fe3C相图中点E大大向左移动,所以它虽然只含有wC=0．7％~0．8％碳,但已经含有莱氏体组织;在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物,如图1所示;这些粗大的碳化物,不能用热处理方法去除,只能用锻造的方法将其打碎;锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成图2;大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物;高速钢淬火加热时,有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体图3;碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色,无法分辨,但可看到明显的奥氏体晶界;为了消除残余奥氏体,需要进行三次回火,回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体,如图4所示;图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同,可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁;白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨,碳几乎全部以碳化物形式Fe3C存在；灰口铸铁没有莱氏体,而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在;因此,灰口铸铁的组织可以看成是由钢基体和石墨所组成,其性能也由组织的这两个特点所决定；麻口铸铁的组织介于灰口铸铁与白口铸铁之间;白口铸铁和麻口铸铁由于莱氏体的存在而有较大的脆性;1石墨;石墨本身的强度、硬度、塑性都很低,几乎等于零;因此,石墨对铸铁性能的影响极大;石墨的形状愈细长、粗大或分布不均匀,则产生应力集中的程度就愈严重,从而大大降低铸铁的强度和塑性;2基体组织;根据石墨化程度不同,铸铁的基体组织不同,一般情况下,可分为三种：铁素体、珠光体+铁素体、珠光体;3各种铸铁的显微组织特征;普通灰口铸铁：石墨呈粗片状析出,如图5所示;变质灰口铸铁：在铸铁浇注前,往铁水中加入变质剂增多石墨结晶核心,使石墨以细小片状析出;球墨铸铁：在铁水中加入球化剂,浇注后石墨呈球状析出,如图6所示;可锻铸铁：将白口铸铁锻化退火,使石墨呈团絮状析出,如图7所示;图5 F基体灰口铸铁图6 P+F基体球墨铸铁3．几种常用有色金属的显微组织1铝合金;铝合金应用十分广泛,分为形变铝合金和铸造铝合金;铝硅合金是广泛应用的一种铸造铝合金,俗称硅铝明,wSi=ll％~13％;从AL一Si合金图可知,硅铝明的成分接近共晶成分,铸造性能好,铸造后得到的组织是粗大的针状硅和α固溶体组成的共晶体图8;硅本身极脆,又呈针状分布,因此极大地降低了合金的塑性和韧性;为了改善合金质量,可进行“变质处理”;即在浇注时,往液体合金中加入w合金=2％~3％的变质剂常用钠盐混合物：2／3NaF+1／3NaCl,可使铸造合金的显微组织显著细化;变质处理后得到的组织已不是单纯的共晶组织,而是细小的共晶组织加上初晶α相,即亚共晶组织,如图9所示;图7 P基体可锻铸铁图8 未变质处理的硅铝明合金组织图9 经变质处理后硅铝明合金组织图10 单相黄铜的组织特征2铜合金;最常用的铜合金为黄铜Cu—Zn合金及青铜Cu—Sn合金;根据Cu—Zn合金相图,含wZn=39％的黄铜,其显微组织为单相α固溶体,故称单相黄铜,其塑性好,可制造深冲变形零件;常用单相黄铜为wZn=30％左右的H70,在铸态下因晶内偏析经腐蚀后呈树枝状,变形并退火后则得到多边形的具有退火孪晶特征的α晶粒,如图10所示;因各个晶粒位向不同,所以具有不同深浅颜色;wzn=39％～45％的黄铜,其组织为β+β’β’是CuZn为基的有序固溶体,故称双相黄铜;在低温时性能硬而脆,但在高温时有较好的塑性,适于热加工,可用于承受大载荷的零件,常用的双相黄铜为H62,在轧制退火后的显微组织经wFeCl3=3％和wHCI=10％的水溶液浸蚀后,α晶粒呈亮白色,β’晶粒呈暗黑色,如图1l所示;3轴承合金;巴氏合金是滑动轴承合金中应用较多的一种;锡基巴氏合金中wSn=83％、wSb=11％、wCu=6％;其显微组织是在软的α固溶体的基体上分布着方块状β’以化合物SnSb为基的有序固溶体硬质点及白色星状或放射状的Cu6Sn5,如图12所示;图12 ZChSnSbll—6合金组织图11 双相黄铜20高锡铝基合金是典型的硬基体加软质点组织的轴承合金;此种合金具有高疲劳强度,又有适当硬度,且铝资源丰富,故可代替以锡、铅为基的巴氏合金及铜基轴承合金,广泛应用于高速重载的汽车、拖拉机等的柴油机轴承,20高锡铝基轴承合金成分为：wSn=17．5％~22．5％、wCu=0．75％~1．25％,余为A1;此合金为亚共晶合金,室温组织为初晶α和α+Sn共晶体,但在铸态下α+Sn以离异共晶形式出现,使锡成网状分布于α固溶体晶界上,经轧制退火使网状分布、低熔点的锡球化,其组织为铝基固溶体上弥散分布着粒状的锡,为使高锡铝基轴承合金和钢背结合牢固,采用钢带、铝一锡合金及夹有纯图13 20高锡铝双金属合金组织铝箔中间的三层合金复合轧制,如图5．13所示;三：实验内容及方法指导1领取各种类型合金材料的金相试样表1,在显微镜下进行观察,并分析其组织形态特征;2观察各类成分的合金要结合相图和热处理条件来分析应该具有的组织,着重区别各自的组织形态特点;3认识组织特征之后,再画出所观察试样的显微组织图;画组织图时应抓住组织形态的特点,画出典型区域的组织;四：实验报告要求1写出实验目的;2分析讨论各类合金钢组织的特点,并与相应碳钢组织作比较,同时把组织特点与性能和用途联系起来;3分析讨论各类铸铁组织的特点,并同钢的组织作对比,指出铸铁的性能和用途的特点;五：思考题1合金钢与碳钢比较,组织上有什么不同,性能上有什么差别,使用上有什么优越性2铸造AL-Si合金的成分是如何考虑的,为何要进行变质处理,变质处理与未变质处理的AL-Si合金前后的组织与性能有何变化3轴瓦材料的组织应如何设计即它的组织应具有什么特点巴氏合金的组织是什么4高速钢W18Cr4V的热处理工艺是怎样的有何特点5要使球墨铸铁分别得到回火索氏体及下贝氏体等基体组织,应进行何种热处理。
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铸铁的显微组织分析
储万熠
冶金1302
实验材料及方法
一、实验目的
1.各种类型铸铁的纤维组织观测，并画出石墨的基本形貌。
2.学会如何辨别白扣铸铁，灰口铸铁，球墨铸铁，可锻铸铁（展性铸铁，玛钢），
麻口铸铁。
3.学会如何利用Fe-C和Fe-Fe3C相图理解铸铁的显微组织，包括石墨的形状，基体
显微组织的类型（Ferrite铁素体，珠光体，贝氏体等）。
显微组织与性能之间的
关系。
4.独立撰写，提交实验报告，讨论部分必须包括以下主题：不同类型铸铁的显微组
织，以及如何得到这些显微组织；石墨化势，微量元素（Ce/Mg），变质处理，在
共析间隙的冷速，和石墨化退火对铸铁显微结构的影响。
二、实验设备与材料
1.光学显微镜
2.
三、分析讨论
墨，其基体组织为铁素体，灰口铸铁的化学成分主要是
内的基本相主要有两种，即铁素体和石墨。
从组织可以看出灰口铸铁中的碳大部或全部以片状石墨形式存在，
基体上加上片状石墨。
较慢的冷却（相较于白口铸铁的获得）会得到灰铸铁。
体中许多小的裂纹。
体的连续性，减少基体受力的有效面积，而且很容易在石墨片的尖端形成应力集中，材料形成脆性断裂，所以灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比钢低得多。
但也有许多钢没有的优良性能：良好的切削加工性，良好的铸造性能，良好的减磨性，较低的缺口敏感性。
保留相当一部分莱氏体。
分主要是
的基本组织主要有三种，即珠光体、变态莱氏体和石墨。
亮的游离渗碳体和暗黑色的石墨。
较慢的冷却（相较于白口铸铁的获得）或者只进行孕育处理会得到麻口铸铁。
片状的石墨，其基体组织为铁素体，变质灰口铸铁的化学成分主要是
等。
灰口铸铁内的基本相主要有两种，即铁素体和石墨。
色。
全部以细小片状石墨形式存在，
当于钢基体上加上片状石墨。
较慢的冷却（相较于白口铸铁的获得）并加入孕育剂进行孕育处理会得到变质灰口铸铁。
体中许多小的裂纹。
体的连续性，减少基体受力的有效面积，而且很容易在石墨片的尖端形成应力集中，材料形成脆性断裂，所以灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比钢低得多。
但也有许多钢没有的优良性能：良好的切削加工性，良好的铸造性能，良好的减磨性，较低的缺口敏感性。
铸铁，
成的。
生分解，形成团絮状石墨。
体，富碳相为石墨，石墨为团絮状存在。
比片状石墨的轻，所以，可锻铸铁的强度和范性与灰口铸铁的相比有明显提高。
基体可锻铸铁虽然在范性、
铁素体可锻铸铁，
高，耐磨性好。
口效应的大小来看，它不仅远优于片状石墨，而且也比团絮状石墨好。
因此，球墨铸铁具有比灰口铸铁高得多的强度、性。
优异特性，如，耐磨、消震、易切削加工，容易铸造等。
锻铸铁，同时，生产球墨铸铁也比生产可锻铸铁方便、便宜，因为不需要进行耗费大的可锻化退火处理。
相为珠光体和铁素体，富碳相为球状石墨。
墨铸铁的化学成分中碳含量和硅含量较高，含锰量较低，对硫、磷的限制较严，同时要求含有一定量的残余镁和残余稀土元素。
口效应的大小来看，它不仅远优于片状石墨，而且也比团絮状石墨好。
因此，球墨铸铁具有比灰口铸铁高得多的强度、性。
优异特性，如，耐磨、消震、易切削加工，容易铸造等。
锻铸铁，同时，生产球墨铸铁也比生产可锻铸铁方便、便宜，因为不需要进行耗费大的可锻化退火处理。
左图为珠光体基球墨铸铁，主要相为珠光体，富碳相为球状石墨。
由于影响球墨铸铁基体组织的因素较多，球铁的基本组织，所以，通常是在铸后还要对球铁进行适当的热处理，机体组织以达到性能要求。
与灰口铸铁的化学成分相比，铁的化学成分中碳含量和硅含量较高，量较低，对硫、磷的限制较严，同时要求含有一定量的残余镁和残余稀土元素。
四、总结
通过这次实验，我观察分析了各种不同种类铸铁的组织形貌，学习到了各种
不同形状的石墨，学习了成分，组织对性能的影响，对各种铸铁性能组织结
构进行了系统性的学习，学到了很多知识。
参考文献
[1]材料科学基础（第二版），余永宁等，高等教育出版社
[2]金属学（第2版），宋维锡等，冶金工业出版社。