铁碳合金平衡组织显微分析
实验3--铁碳合金平衡组织观察
实验3 铁碳合金平衡组织观察一、实验目的1．认识铁碳合金的平衡组织。
2．了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响规律。
．二、概述铁碳合金的显微组织是研究和分析铁碳材料性能的基础，所谓平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的冷条件下（退火状态，即接近平衡状态）所得到的组织。
因此我们可以根据Fe －Fe3C相图来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织（图1-1所示）。
图1-1 Fe－Fe3C相图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泛的金属材料，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）这两个基本相组成。
但是由于含碳量不同，因而呈现各种不同的组织形态。
用侵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。
1．工业纯铁(C<0．02％)，显微组织是单相铁素体，如图11.1。
2．碳钢随含碳量不同可分为：亚共析钢(含C<0．8％)；共析钢(含C：0．8％)，过共析钢(0．8％<含C<2．06％)。
共析钢的显微组织是片状铁素体和渗碳体的机械混合物，由于试片浸蚀后表面具有珍珠的光泽，故称为珠光体，其显微组织如图11.2图11.1 图11. 2材料：工业纯铁材料：T8(0．8％C)处理方法：退火热处理方法；退火腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液显微组织：铁素体(白亮块是晶显微组织：珠光体，(白亮基体粒，黑线是晶粒边界) 是铁素体，细夹条是渗碳体)放大倍数：100×放大倍数；400×图中的白亮基体是铁素体，细夹条是渗碳体，黑线是铁素体和渗碳体的相界面。
如放大倍数低或片层过薄时，则看不到片层结构，而呈暗黑色块状物。
亚共析钢的显微组织是由铁素体与珠光体组成。
铁碳合金相图及平衡组织分析
实验三铁碳合金相图及平衡组织分析一、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4.掌握金相显微镜用铁碳合金样品的制备二、实验原理通常将碳含量小于2.11%的铁碳合金称为钢，碳含量大于2.11%的Fe-C合金称为铁，根据铁碳二元相图（图1），它们在室温下组成相都是铁素体和渗碳体，但是它们在纤维组织上却有很大的差异。
按组织分区的Fe-Fe3C相图（一）铁碳合金中的几种基本相和组织（1）铁素体（F）。
它是碳在α-Fe中的固溶体，为体心立方晶格。
具有磁性及良好的塑性，硬度较低。
用3%-4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的多边形晶粒。
亚共析钢中，铁素体呈现块状分布；当碳含量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体（共析体）周围。
（2）渗碳体（Fe3C，又称Cementite），它是铁与碳形成的一种化合物，其碳含量为6.69%。
用3%-4%的硝酸酒精溶液寝蚀后，呈现亮白色；若用热苦味酸钠溶液寝蚀，则渗碳体呈现黑色而铁素体仍为白色，由此可以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，渗碳体呈现不同的的形态：一次渗碳体，从液相中析出，呈现条状；二次渗碳体（次生相），从奥氏体中析出，呈现网络状，沿奥氏体晶界分布，经球化退火，渗碳体呈现颗粒状；三次渗碳体，从铁素体中析出，常呈现颗粒状；共晶渗碳体与奥氏体同时生长，称为莱氏体；共析渗碳体与铁素体同时生长，称为珠光体。
（3）珠光体（P），它是铁素体和渗碳体的机械混合物，是共析转变的产物。
由杠杆定律可以求得铁素体和渗碳体的含量比为8:1。
因此，铁素体后，渗碳体薄。
硝酸酒精寝蚀后可观察到两种不同的组织形态。
1）片状珠光体，它是由铁素体与渗碳体交替排列形成的层状组织，腈硝酸酒精溶液寝蚀后，在不同放大倍数下，可以观察到具有不同特征的层片状组织。
铁碳合金的显微组织及分析
铁碳合金的显微组织及分析材科095 陈国滔 40930366引言：铁碳合金的平衡组织是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。
铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁，其室温组成相由铁素体和渗碳体这两个基本相所组成。
由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件及分布状况均有所不同，因而呈现各种不同的组织形态。
通过此次实验，分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。
一、铁碳合金在金相显微镜下具有的四种基本组织1、铁素体（F ）铁素体是碳溶解于α-Fe 中的间隙固溶体。
工业纯铁用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，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；当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周围。
2、渗碳体（）渗碳体是铁与碳形成的金属间化合物，其含碳量为6.69%，质硬而脆，耐蚀性强，经4%硝酸酒精浸蚀后，渗碳体仍呈亮白色，而铁素体浸蚀后呈灰白色，由此可区别铁素体和渗碳体。
渗碳体可以呈现不同的形态：一次渗碳体直接由液体中结晶出，呈粗大的片状；二次渗碳体由奥氏体中析出，常呈网状分布于奥氏体的晶界；三次渗碳体由铁素体中析出，呈不连续片状分布于铁素体晶界处，数量极微，可忽略不计。
3、珠光体（P ）珠光体是铁素体和渗碳体呈层片状交替排列的机械混合物。
经4%硝酸酒精浸蚀后，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。
当放大倍数较低时，珠光体中的渗碳体看到的只是一条黑线，甚至珠光体片层因不能分辨而呈黑色。
4、莱氏体（Ld'）莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体所组成的机械混合物。
其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体。
二、铸铁与石墨化1.石墨化的三阶段：● 第一阶段：液相中析出石墨（先共晶） ● 中间阶段：奥氏体中直接析出石墨 ● 第二阶段：共析转变中析出石墨3Fe C2.相图三、各种铁碳合金在室温下的显微组织四、不同成分的铁碳合金在室温下的显微组织见表五、实验数据六、实验数据分析1.工业纯铁在室温下具有单相铁素体的组织，显微组织中的褐色线条是铁素体的晶界，亮白色的基底是铁素体的不规则等轴晶粒，在某些晶界处可以看到不连续的片状三次渗碳体。
铁碳合金相图及平衡组织分析
实验三铁碳合金相图及平衡组织分析一、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4.掌握金相显微镜用铁碳合金样品的制备二、实验原理通常将碳含量小于2.11%的铁碳合金称为钢，碳含量大于2.11%的Fe-C合金称为铁，根据铁碳二元相图（图1），它们在室温下组成相都是铁素体和渗碳体，但是它们在纤维组织上却有很大的差异。
按组织分区的Fe-Fe3C相图（一）铁碳合金中的几种基本相和组织（1）铁素体（F）。
它是碳在α-Fe中的固溶体，为体心立方晶格。
具有磁性及良好的塑性，硬度较低。
用3%-4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的多边形晶粒。
亚共析钢中，铁素体呈现块状分布；当碳含量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体（共析体）周围。
（2）渗碳体（Fe3C，又称Cementite），它是铁与碳形成的一种化合物，其碳含量为6.69%。
用3%-4%的硝酸酒精溶液寝蚀后，呈现亮白色；若用热苦味酸钠溶液寝蚀，则渗碳体呈现黑色而铁素体仍为白色，由此可以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，渗碳体呈现不同的的形态：一次渗碳体，从液相中析出，呈现条状；二次渗碳体（次生相），从奥氏体中析出，呈现网络状，沿奥氏体晶界分布，经球化退火，渗碳体呈现颗粒状；三次渗碳体，从铁素体中析出，常呈现颗粒状；共晶渗碳体与奥氏体同时生长，称为莱氏体；共析渗碳体与铁素体同时生长，称为珠光体。
（3）珠光体（P），它是铁素体和渗碳体的机械混合物，是共析转变的产物。
由杠杆定律可以求得铁素体和渗碳体的含量比为8:1。
因此，铁素体后，渗碳体薄。
硝酸酒精寝蚀后可观察到两种不同的组织形态。
1）片状珠光体，它是由铁素体与渗碳体交替排列形成的层状组织，腈硝酸酒精溶液寝蚀后，在不同放大倍数下，可以观察到具有不同特征的层片状组织。
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)。
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。
铁碳合金平衡组织的显微分析及观察
实验一铁碳合金平衡组织的显微分析及观察一．实验目的1．认识不同成分的铁碳合金在平衡状态下的组织形态。
2．加深理解铁碳合金的化学成分－组织－性能之间的关系。
3．分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响。
二．实验原理在金相显微镜下观察到的金属内部结构称为显微组织，平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。
铁碳合金的平衡组织主要指碳钢和白口铸铁。
从铁碳合金状态图上可以看出，所有碳钢和白口铸铁的室温均由铁素体（F）和渗碳体(Fe3C)这两个基本相所组成。
但由于碳的质量分数不同，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，因而呈现出各种不同的组织状态。
在金相显微镜下铁碳合金的几种基本组织：1．铁素体（F）它是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体。
在金相显微镜观察为白色晶粒，亚共析钢中的铁素体呈块状分布，随着钢中含碳量的增加，铁素体数量减少，其形状也由多边形块状逐渐变成在珠光体边界呈断续网状分布。
2．渗碳体（Fe3C）它是铁和碳形成的化合物，其碳的质量分数为6.69%，抗浸蚀能力较强，经3-5%硝酸酒精溶液浸市蚀后呈亮白色，若用苦味酸钠溶液浸蚀，则被染成暗黑色。
由此可以区别铁素体和渗碳体。
3．珠光体（P）它是铁素体和渗碳体的机械混合物，在一般退火处理下，是由铁素体和渗碳体相互混合交替排列形成的层片状组织，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，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条状渗碳体；当放大倍数较低时，这时所观察到的珠光体中的渗碳体呈一条黑线。
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。
4．莱氏体（L＇d）它是在室温时,由珠光体、共晶渗碳体及二次渗碳体所组成的机械混合物。
经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，莱氏体的组织特征氏，在白亮色的渗碳体基体上分布着许多黑色点（块）状或条状的珠光体。
二次渗碳体和共晶渗碳体连在一起，没有边界线无法分辨开。
三．实验内容观察给出试样的显微组织，画出所观察到组织的示意图。
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“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。
实验一 铁碳合金平衡组织的显微分析
实验一、铁碳合金平衡组织的显微分析（金相试样的制备）一实验目的：1. 掌握一般金相显微样品的制备过程和基本方法。
2. 熟悉碳钢平衡组织的显微形貌特征及识别方法。
二实验原理：金相试样加工工艺和对各种金相试样的检测，对了解金属的质量、性质是非常重要的。
金相试样的表面加工的手段方法也是各有不同。
但就我们国内金属试样的加工水平来讲，还是停留在比较原始的阶段，就工艺而言，大多数还是手工操作。
工艺流程大致是这样：砂轮片研磨（找平），降幂颗粒的砂纸研磨（3-4次），抛光腐蚀后上镜检测。
金相试样制备步骤：1、取样：从具有代表性的部位处截取直径12～15mm，高12～15mm的圆柱体或边长为12～15mm的方形试样。
例如，检验表面脱碳层的厚度应取横向截面、观察纵裂纹就要取纵向截面。
截取时应保证试样表面的显微组织不发生变化。
用手锯、机床截取、线切割等，但必须注意的是在取样过程中要防止试样受热或变形而引起的组织变化，破坏了其组织的真实性。
为防止受热可在截取过程中用冷却液冷却试样。
金相试样的尺寸要便于手握持和易于磨制，常用的试样尺寸为：Φ12×10或12×12×10，如果不是观察表面组织，可以倒角便于磨制。
根据需要，例如观察表面渗碳层的厚度，为防止在磨制过程中发生倒角，应采用镶嵌法，把试样镶嵌在热塑性塑料或热固性塑料中。
2、镶嵌：比较小或形状不规则的试样，可以镶嵌在低熔点合金或塑料中，以便于磨制和抛光。
3、磨制：截取好或镶好的试样首先在砂轮机上进行粗磨，尽量磨平，同时试样的棱角要倒圆；然后用2#、11/2#、1#等粗砂布和w28、w20、w14、w10、w7、w5金相砂纸按顺序逐级进行磨制，这样砂布或砂纸上的磨粒与试样表面产生的磨痕随着磨粒的减小而变小，直至磨平。
磨制时，当试样表面只有与磨制方向一致的磨痕时，才能更换较细粒度的砂纸（见图2、图3），每次更换砂纸磨制时，试样磨制方向应转90°，这样才能看出上次较粗的磨痕是否磨去。
实验五++铁碳合金平衡组织的观察与分析
实验五铁碳合金平衡组织的观察与分析一、实验目的1．熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。
2．了解由平衡组织估算亚共析钢含碳量的方法。
二、实验说明研究铁碳合金的平衡组织是分析钢铁材料性能的基础。
所谓平衡组织，是指合金在极其缓慢冷却条件下得到的组织。
如图5-1所示。
图5-1 Fe—Fe3C平衡组织相图由Fe—Fe3C相图可以看出，铁碳合金的室温平衡组织均由铁素体、渗碳体[由分从液体中直接析出的一次渗碳体（Fe3CⅠ）；从奥氏体中析出的二次渗碳体（Fe3CⅡ）；从铁素体中析出的三次渗碳体（Fe3CⅢ）]两个基本相所组成，但对不同含碳量的铁碳合金，由于铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件、形态与分布不同，从而使各类铁碳合金在显微镜表现出不同的组织形貌。
1．工业纯铁工业纯铁是指含碳量低于0.02％的铁碳合金，其显微组织由铁素体和三次渗碳体所组成。
经4%硝酸酒精溶液浸蚀后铁素体晶粒呈亮白色块状，晶粒和晶粒之间显出黑线状的晶界。
三次渗碳体呈不连续的小白片位于铁素体的晶界处。
2．共析钢共析钢是指含碳量0.77％的铁碳合金。
共析钢的显微组织全部由珠光体组成。
在平衡条件下，珠光体是铁素体和渗碳体的片状机械混合物，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，其铁素体和渗碳体均为亮白色；在较高放大倍数时（600×以上），能看到珠光体中片层相同的宽条铁素体细条渗碳体，且两者相邻的边界呈黑色弯曲的细条。
由于珠光体中铁素体与渗碳体的相对量相差较大，按照杠杆定律可计算出两者相对量的比约为8∶1，从而形成了铁素体片比渗碳体片宽的多的特征。
在中等放大倍数下（400×左右），因显微镜的分辨能力不够，珠光体中的渗碳体两侧边界合成一条黑线。
在放大倍数更低的情况下（200×左右），铁素体与渗碳体的片层都不能分辨，此时珠光体呈暗黑色模糊状。
3．亚共析钢亚共析钢是指含碳量为0.02~0.77％之间的铁碳合金。
亚共析钢的显微组织是由先共析铁素体（呈亮白色块状）与珠光体（呈暗黑色）组成。
铁碳合金平衡组织的显微分析
铁碳合金平衡组织的显微分析铁碳合金是由铁和碳构成的合金，是工业中广泛应用的重要材料之一、铁碳合金的组织特点对其力学性能和热处理性能具有重要影响。
因此，对铁碳合金的显微组织进行分析是非常重要的。
铁碳合金的显微组织分析主要包括光学显微镜和扫描电子显微镜两种方法。
下面将结合这两种方法对铁碳合金的平衡组织进行分析。
铁碳合金的平衡组织主要包括珠光体、渗碳体和残余奥氏体。
光学显微镜是一种常见的显微分析方法，通过对样品进行打磨、腐蚀和显微观察，可以清晰的观察到铁碳合金的组织特征。
首先，通过光学显微镜观察，可以明显看到铁碳合金的珠光体组织。
珠光体是一种石墨化的组织，由球状的珠粒组成。
珠光体的颗粒大小和分布情况对铁碳合金的力学性能和热处理性能有着重要的影响。
接下来，通过光学显微镜还可以观察到渗碳体的存在。
渗碳体是一种碳在铁中的溶解度有限的组织，它以板状或带状的形式分布在铁基体中。
渗碳体的含量和分布情况对铁碳合金的硬度和耐磨性能有着重要的影响。
此外，在光学显微镜下还可以观察到残余奥氏体的存在。
残余奥氏体是在快冷过程中不能完全转变为珠光体的奥氏体。
其含量和分布情况对铁碳合金的韧性和硬度也有一定的影响。
然而，光学显微镜只能观察到宏观组织，对于一些细小的组织特征无法进行观察和分析。
这时候就需要扫描电子显微镜(SEM)来进一步分析。
扫描电子显微镜是一种表面观察的显微镜，通过扫描样品表面并感应到样品表面反射的电子来形成影像。
它具有高分辨率和高放大倍数的优点，可以观察到铁碳合金的细小组织特征，如碳化物颗粒的形状和分布情况。
通过扫描电子显微镜观察，可以发现铁碳合金中的碳化物颗粒往往呈片状或者棒状，并分布在铁基体中。
碳化物颗粒的形状和分布对铁碳合金的硬度和耐蚀性有着重要的影响。
除了显微镜分析外，还可以使用X射线衍射(XRD)和电子探针X射线显微镜(EPMA)对铁碳合金的组织进行分析。
XRD可以用于定性和定量分析组织相的成分和含量，而EPMA则可以用于元素的定量分析和元素的分布状况。
铁碳合金显微分析
铁碳合金平衡组织的显微分析一实验目的1.识别和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；2.加深理解铁碳合金成分、组织与性能之间的相互关系;3.掌握金相显微镜的使用方法。
二实验设备及材料1.金相显微镜；2.金相挂图；3.各种铁碳合金的标准试样。
三实验原理1.铁碳合金的分类及其平衡组织铁碳合金平衡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，分析铁碳合金的平衡组织以铁碳合金相图为依据。
根据组织特征及含碳量的不同，铁碳合金分为工业纯铁、碳钢和白口铸铁三大类。
图1 铁碳合金相图类型含碳量（%）显微组织工业纯铁＜0.0218铁素体碳钢亚共析钢0.0218～0.77铁素体+ 珠光体共析钢0.77珠光体过共析钢0.77～2.11珠光体+ 二次渗碳体白口铸铁亚共晶白口铁 2.11～4.3珠光体+二次渗碳体+莱氏体共晶白口铁 4.3莱氏体过共晶白口铁 4.3～6.69莱氏体+ 一次渗碳体表1 铁碳合金的分类及组织类型1）工业纯铁含碳量小于0.0218％的铁碳合金通常称为工业纯铁。
它为两相组织，即由铁素体和少量三次渗碳体组成。
如图2所示，工业纯铁经硝酸酒精溶液浸蚀后的显微组织，其中黑色线条是铁素体的晶界，而亮白色基体为铁素体。
三次渗碳体一般沿铁素体晶界分布，由于量很少，看不出来。
图2 工业纯铁的显微组织▪2）亚共析钢▪含碳量在0.0218-0.77%的钢为亚共析钢，其室温组织由铁素体和珠光体组成，随着含碳量的增加，铁素体逐渐减少而珠光体逐渐增多，当含碳量增至0.77%则全部为珠光体。
亚共析钢经硝酸酒精溶液浸蚀后，亮白色的为铁素体，暗黑色的为珠光体，如图3所示。
图3 亚共析钢的显微组织3）共析钢含碳量为0.77％的碳钢，称为共析钢，由单一的珠光体组成。
珠光体是由铁素体和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，渗碳体片层就只能看到一条黑线，它实际上就是渗碳体。
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。
实验5.铁碳合金平衡组织的显微分析
实验5. 铁碳合金显微组织的观察与分析Fe-Fe3C相图是研究碳钢和白口铸铁的重要工具，也是分析这些在平衡状态或接近平衡状态下显微组织的基础。
根据Fe-Fe3C相图，含碳量小于2.11%的合金称为碳钢，含碳量大于2.11%的合金称为白口铸铁。
在室温下铁碳合金的基本组成相为铁素体与渗碳体，不同含碳量的合金，在组织上差异是这两个基本的相对量、形态及分布不同。
在铁碳合金中渗碳体的相对量，存在形态以及分布状况，对合金的性能影响很大，在碳钢中渗碳体一般可以认为是一个强化相。
见图9-1。
图9-1 按组织分区的Fe-Fe3C相图一、工业纯铁在退火状况下的显微组织含碳量低于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。
工业纯铁在含碳量小于0.008%时，其显微组织为单相铁素体。
如图9-2所示。
图中有的晶粒呈暗色，这是由于不同晶粒受腐蚀的程度不同造成的。
在含碳量大于0.008%时，工业纯铁的组织为铁素体和极少量的三次渗碳体。
三次渗碳体由铁素体中析出，沿铁素体晶界呈片状分布。
二、碳钢在退火状态下的显微组织含碳量在0.0218~2.11%范围的铁碳合金称为碳钢。
碳钢按含碳量与平衡组织的不同可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢三种。
1．亚共析钢含碳量在0.0218~0.77%之间的铁碳合金称为亚共析钢，所亚共析钢冷却到室温后显微组织均为先共析铁素体和珠光体组成。
随着含碳量的增加珠光体所占的比例也不断增加，当增加到0.77时(铁素体在珠光体周围呈网状分布)，整个组织为珠光体。
用显微镜观察放大倍数低于400×时，先析出铁素体呈亮白色，珠光体呈暗黑色如图9-3所示。
由于铁素体和珠光体比重相近，若忽略铁素体中所含的微量碳，根据杠杆定理和亚共析钢显微组织中先共析铁素体与珠光体所占的相对面积，就可以估算出该钢的含碳量。
例如：当不珠光体和铁素体的面积各占一半时，钢的含碳量为0.77%0.50.4%⨯≅，由此可定此钢为40#碳素钢。
但须注意，如果亚共析钢从奥氏体相区以较快的速率冷却下来，而因共析转变时过冷度增大，共析体含碳量偏低，故其显微组织中珠光体的含量就要比缓冷时增加，此时若仍用上述方法来估算出的结果其含碳量将会偏高。
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
铁碳合金平衡组织的显微分析及观察
铁碳合金平衡组织的显微分析及观察铁碳合金是钢铁制造中的重要原料，其组织与性能的研究对于钢铁生产及应用的改进具有重要意义。
本文将就铁碳合金的微观组织进行分析及观察，探究不同的组织类型对铁碳合金的性能影响。
铁碳合金的显微组织包括珠光体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体等不同类型。
其中珠光体和贝氏体较为常见，马氏体则在钢铁淬火处理过程中生成，残余奥氏体则是有机会在高温下形成的。
不同类型的组织在铁碳合金的性能中起着不同的作用。
首先，珠光体是由同形晶体铁素体和渗碳钢化物交替排列组成的均质混合物。
它的显微结构呈层状结构，类似于细小的珍珠，因此得名。
珠光体在钢铁制造中应用广泛，在造船、汽车等领域具有重要作用。
由于珠光体的塑性较好，它对铁碳合金的韧性和强度的提升也有一定的促进作用。
贝氏体则是由铁素体和渗碳钢化物交替排列组成的组织。
与珠光体不同的是，贝氏体的结晶形态在加热过程中会发生不同程度的变化。
贝氏体的硬度较高，因此在一些具有高强度要求的领域（如制造高强度钢材）有着重要应用。
然而，贝氏体在成型过程中会采用形变硬化技术，从而影响了钢铁的切削加工性。
因此，在改善铁碳合金的加工性能方面，珠光体的作用更优。
马氏体是在淬火加热后生成的一种组织，硬度非常高，且不易变形。
在制造高强度钢材、弹簧钢等领域具有重要应用。
然而，由于马氏体的脆性较大，钢铁的韧性会减弱，这对一些机械零件来说是不利的。
残余奥氏体则是在铁碳合金高温处理过程中形成的一种组织。
相比于其它类型的组织结构，残余奥氏体的韧性较高，因此在制造大型机械顶轴等领域有着广泛的应用。
综上所述，铁碳合金的显微组织类型不同，对铁碳合金的性能表现具有显著的影响。
例如珠光体塑性好，因此在钢铁深度加工中更有优势；马氏体则硬度高、强度大，因此适用于一些高要求领域，如制造高强度钢材和弹簧钢。
铁碳合金微观组织及性质的研究，有助于优化材料的结构，提高材料的性能表现。
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铁碳合金平衡组织显微分析金相试样的制备一、实验目的1.熟悉金相显微试样的制备过程2.了解掌握金相显微试样的制备方法二、概述在利用金相显微镜作金相显微分析时，必须首先制备金相试样，我们在显微镜中所观察到的显微组织，是靠光线从试样观察面上的反射来实现的。
若试样观察面上的反射光能进入物镜。
我们就可以从目镜中观察到反射的象，否则就观察不到。
图2-1 光线在不同表面上的反射情况由图2-1所示可见，未经制备的试样的表面相当于无数多个与镜筒不垂直的平滑表面，这是不能成象的。
因此，我们要先把试样观察面制备成光滑平面。
但是光滑平面在显微镜下只看到光亮一片，而不能看到显微组织结构特征，故还须用一定的浸蚀剂浸蚀试样观察面，使某些耐浸蚀弱的区域不同程度地受到浸蚀而呈现微观察的凸凹不平。
这些区域的反射光线被散射而呈暗色。
由于明暗相衬，在显微观察中就能表示试试样磨面组织结构的特征了。
金相试样的制备包括试样的切取、镶嵌、磨制抛光、锓蚀等五个步骤。
1. 取样试样应根据分析目的和要求在有代表的位置上截取。
一般地说，取横截面主要观察：1、试样边缘到中心部位显微组织的变化。
2、表层缺陷的检验、氧化、过滤、折叠等。
3、表面处理结果的研究，如表面淬火、硬化层、化学热处理层、镀层等。
4、晶粒度测定等。
通过纵截面可观察：1、非金属夹杂；2、测定晶粒变形程度；3、鉴定带状组织及通过热处理消除带状组织的效果等。
试样一般可用手工切割、机床切割、切片机切割等方法截取(试样大小为φ12×12mm圆柱体或12×12×12mm的立方体)。
不论采用哪种方法，在切取过程中均不宜使试样的温度过高，以免引起金属组织的变化，影响分析结果。
2. 镶嵌当试样的尺寸太小(如金属丝、薄片等)时，直接用手来磨制很困难，需要使用试样夹或利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料(如胶木粉、聚乙烯及聚合树脂等)中，如图2-2所示。
图2-2 试样的镶嵌（见实验室挂图）3. 磨制试样的磨制一般分粗磨和细磨两道工序。
a. 粗磨：粗磨的目的是为了获得一个平整的表面，钢铁材料试样的粗磨可用锉刀锉平，也可在砂轮机上磨制。
但应注意：试样对砂轮压力不宜过大。
否则会在试样表面形成很深的磨良，增加精磨和抛光的困难，要随时用水冷却试样，以免受热引起组织交化；试样边缘的棱角若无保存必要，可先行磨圆(倒角)，以免在细磨及抛光时撕破砂纸或抛光布，甚至造成试样从抛光机上飞出伤人。
b. 细磨：经粗磨后试样表面虽较平整，但仍还存在有较深的痕(如图2-3)所示。
细磨的目的就是为了消除这些磨痕，以得到平整而光滑的磨面，为下一步的抛光作好准备；将粗磨好的试样用水冲洗擦干后就开始进行细磨，细磨是在一套粗细程度不同的金相少纸上，由粗到细依次顺序进行的。
细磨时将砂纸放在玻璃扳上，手指紧握试样，并使磨面朝下，均匀用力向前推行磨制。
在回程时，应提起试样不与砂纸接触。
以保证磨面平整面不产生弧度，每更换一号砂纸时，须将试样的研磨方向转90°，即与上道磨痕方向垂直。
直到将上一号砂纸所产生的磨痕全部消除为止更换砂纸前试样用棉花顺磨痕擦试或水顺磨痕冲洗。
为了加快磨制速度，除手工磨制外。
还可以将不同型号砂纸贴在带有旋转圆盘的预磨机上，实现机械磨制。
细磨后的试样表面应呈白色，平整光滑、细看才见到相互平行的细纹。
然后用水冲洗干净进行抛光。
4. 抛光抛光的目的是去除试样磨面上经细磨后遗留下来的细微磨痕，而获得光亮的镜面，抛光的方法一般可分为机械抛光、电解抛光和化学抛光三种。
（1）机械抛光；在专用的抛光机上进行。
抛光机由电动机带动两个抛光圆盘(Φ200～300mm)组成。
抛光盘上铺以细帆布。
呢绒乙丝绸等。
抛光时试样磨面均匀地压在抛光盘上并不断滴注抛光液。
抛光液通常采用A1203MgO或Cr2O3等细粉末(粒度约为0.3～1mm)在水中的悬浮液，机构抛光就是靠极细的抛光粉末与磨面间产生相对磨削和流压作用来消除磨痕的。
在抛光过程中要注意用力均匀。
不可过轻过重。
以免试样飞出来或刮破绒布，要随时补充抛光剂以保持一定湿度太干干则使磨面产生变形层和暗黑斑，过湿会减弱抛光作用，适宜的湿度是试样磨面附着的湿膜在3～5秒内挥发完，抛光时间不宜过长，一般是在磨面的划痕消除，而不产生麻点，在抛光结束后，试样表面应呈光亮的镜面。
然后用水冲洗再以酒精洗涤，用棉花或滤纸吸干，或用吹风机吹干。
（2）电解抛光：是利用阳极浸蚀法使试样表面变得平滑光亮的一种方法．将试样浸入电解液中作为阳极，用铝片或不锈钢作为阳极，使试样与阴极之间保持—定距离(20～30mm)，接通直流电源，当电流密度足够时每试样磨面即由于电化作用而发生选择性溶解，从而获得光滑平整的表面。
这种方法的优点是速度快，只产生纯化学的溶解作用而无机械力的影响；因此查避免在机械抛光时可能引起的表层金属的塑性变形，从而能确切地显示真实的金相组织。
但电解抛光操作时工艺规程不易控制。
（3）化学抛光：其实质与电解抛光相似，也是一个表层溶解过程，从而得到光滑平整的表面。
5. 试样的浸蚀试样抛光后在显微镜下，只能观察到光亮的研磨面及非金属夹杂物，裂纹等，显微组织只有腐蚀浸蚀后才能显示出来。
试样的浸蚀方法有多种。
这里只介绍化学浸蚀法。
化学浸蚀法是利用化学浸蚀剂，通过化学或电化学作用显示金属组织。
纯金属和单相合金的浸蚀是一个化学溶解过程。
由于晶界上原子排列规律性差，具有较高的自由能，所以晶界处较容易浸蚀而呈凹陷。
若浸蚀较浅，由于垂直光线在晶界处的散射作用，在显微镜下可显示出纯金属或固溶体目多面体晶粒。
若浸蚀较深，则在显微镜下可显示出明暗不一的晶粒，这是由于各晶粒的位向不同．溶解速度亦异，浸蚀后的显微平面和原磨面的角度不同，在垂直光线照射下。
反射光线方向各异。
显示出明暗不一。
二相合金的浸蚀主要是一个电化学腐蚀过程。
由于两组成相电位不同，在浸蚀剂(即电解液)中，形成板多的局部微电池负电位较高的一组成为阳极，被迅速溶入电解液中逐渐凹下去，而正电位较高的另一相成为阴极保持原光滑平瓦在显微镜下就可清楚地显示出两相。
多相合金的浸蚀也是一个电化溶解过程，浸蚀法有选择浸蚀法和选择着色法，这里不介绍，请看有关参考书。
常用的浸蚀剂很多，对试样的浸蚀视不同材料及不同目的来选用恰当的浸蚀剂，以达到某一组织的真实显示。
如钢铁材料常用的漫蚀剂有2～4%的硝酸酒精溶液，4%苦味酸酒精溶液，铝合金常用的浸蚀剂有：氢氟酸水溶液，1%NaOH水氨水溶液，三氯化铁盐酸冰溶液等(见附溶液．铜合金常用的浸蚀剂有8%CaCl2表)。
浸蚀的深浅根据组织特点和观察的放大倍数来确定，在一般情况下，抛光表面微微发暗和失去金属光泽即可。
如高倍观察时。
浸蚀要浅一些，低倍观察时，浸蚀要深一些，单相组织要深一些，双相组织浸蚀要浅一些。
三、实验设备及器材1. 碳钢试样一块。
2. 砂纸一套、玻璃板一块。
3. 抛光机、吹风机、金相显微镜。
4. 4%硝酸酒精溶液，Cr2O3抛光粉。
四、实验内容1. 每人制备一块碳钢的显微分析试样，观察浸蚀前后的显微组织，并画出组织示意图。
2. 观察不同浸蚀程度对显微镜组织显示的影响。
五、实验报告要求1. 实验目的。
2. 根据自己的初步实践，简述显微分析试样的制备过程。
3. 在直径30mm的圆内描绘试样浸蚀前后的显微组织，并对金相试样制备的质量进行分析。
4. 简述浸蚀程度对显微组织显示的影响。
附表常用浸蚀剂实验铁碳合金平衡组织显微分析一、实验目的1. 熟悉碳钢在平衡状态下的显微组织2. 熟悉白口铸铁的显微组织3. 了解铁碳合金组织的变化规律二、原理概述由铁——碳相图可知铁碳合金的基本相为铁素体、奥氏体和渗碳体，而在室温下仅能看到两个相：铁素体和渗碳体。
各种碳钢和白口铁的组织均由这两个相组成。
图4-1 铁碳相图（见实验室挂图）铁素体、渗碳体、珠光体和莱氏体的显微组织特征。
（1）铁素体(F)α中的间隙固溶体，用4%硝酸酒精溶液浸蚀后呈白色，亚共析钢碳在Fe-中铁素体一般呈块状分布；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光体周围。
（2）渗碳体(FeO)3铁与碳形成的一种间隙化合物，其碳含量为6.69%，质硬而脆，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后呈亮白色，若用苦味酸钠溶液浸蚀后呈暗黑色，而铁素体仍为白色，由此可区别铁素体与渗碳体。
按照成份和形成条件的不同，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，故在白口铸伯中呈粗大的条片状，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，数量很少。
（3）珠光体(P)铁素体和渗碳体的机械混合物，铁素体与渗碳体相互混合交替排列形成的层片状组织，在高倍下能看清珠光体中平行相同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，珠光体在较低放大倍数下片层不能分辨，呈黑色。
高碳工具钢(过共析钢)经球化退火处理后还可以获得球状珠光体。
（4）莱氏体(dL )在室温下是由共晶FeO珠光体及二次渗碳体所组成的机械混合物，含碳量34.3%的共晶白口铁，在1148℃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渗碳体，并在727℃以下分解为珠光体。
莱氏体的显微组织特征是在亮白色的渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状的珠光体。
二次渗硕体和共晶渗碳体连在一起，从形态上难以区分。
根据组织特点及碳含量不同，铁碳合金可分为工业纯铁、钢和铸铁三大类。
1. 工业纯铁。
纯铁在室温下具有单相铁素体组织，含碳量<0.02%的铁碳合金通常称为工业纯铁，即由铁素体和少量三次渗碳体组成。
工业纯铁的显微组织，其中黑色线条是铁素体的晶界，而白色基底则是铁素体的不规则等轴晶粒，在某些晶界处可以看到不连续的薄片状三次渗碳体，图4-2为工业纯铁的退火组织。
2. 钢（1）亚共析钢：亚共析钢的含碳量在0.02～0.77%范围内，其组织由铁素体和珠光体所组成。
图4-3和图4-4分别为亚共析钢(20钢和45钢)的显微组织，其中白色为铁素体，暗黑色为珠光体，随着含碳量的增加，铁素体的数量逐渐减少，而珠光体的数量则相应地增多，可以通过直接在显微镜下观察珠光体和铁素体各自所占面积的百分数，近似地计算出钢的含碳量，即碳含量≈P×0.8%，其中P为珠光体所占面积百分数。
例如：在显微镜中观察到有50%的面积为珠光体，图4-2 工业纯铁退火组织（见实验室挂图）50%的面积为铁素体则此钢的含碳量%4.01008.050%=⨯=C (室温下铁素体含碳量极微，约为0.008%，可忽略不计)即相当于40钢。
（2） 共析钢含硫量为0.77%的碳钢称为共析钢的它由单一的珠光体组成。