铁碳合金的显微组织及分析

实验五铁碳合金的显微组织及分析

一、实验目的

1、进一步熟悉Fe-Fe3C相图。

2、掌握各相和组织组成以及它们的金相形貌特征（珠光体、铁素体、渗碳体、莱氏体等）。

3、掌握共晶、亚共晶、过共晶白口铸铁的显微组织特征（莱氏体、变态莱氏体，一次渗碳体、共晶渗碳体和二次渗碳体的形成与形貌特点；高温奥氏体转变所得室温产物等)。

4、了解碳含量对各相及组织组成物的形貌和相对量的影响。

二、实验原理简介

1、铁碳合金相图

2、根据组织特征，将铁碳合金按含碳量化分为七种类型：

（1）工业纯铁(< 0.0218%C)；

（2）亚共析钢(0.0218-0.77%C)；

（3）共析钢(0.77%C)；

（4）过共析钢(0.77-2.11%C)；

（5）亚共晶白口铸铁(2.11-4.30%C)；

（6）共晶白口铸铁(4.30%C)；

（7）过共晶白口铸铁(4.30-6.69%C)。

三、实验内容及步骤

实验内容：

1、白口铁凝固组织的观察与分析。

注意：

（1）三次渗碳体的形成及辨认；

（2）网状铁素体与渗碳体的区分；

（3）含碳量对铁素体形态及分布的影响；

（4）二次渗碳体的分布特点，最大析出量。

2、钢的平衡组织及含碳量的影响（固态转变组织）。

注意：

（1）三次渗碳体的形成及辨认；

（2）网状铁素体与渗碳体的区分；

（3）含碳量对铁素体形态及分布的影响；

（4）二次渗碳体的分布特点，最大析出量。

实验步骤：

1、用低倍观察组织的全貌，了解一般规律。

2、用高倍对某相或某些细节仔细观看，找出特点，了解特殊规律。

3、有了该组织的基本形貌特征概念后，画出观察到的组织。

四、实验仪器及设备

1、光学显微镜；

2、标准样品：纯铁、20钢、60钢、T8共析钢、T12钢；亚共晶、共晶、过共晶白

口铁。

五、实验结果

（见附图。）

六、分析和讨论

图1：工业纯铁，白色等轴多边形晶粒为铁素体，黑色线条为铁素体边界。

图2：20钢，白色晶粒为铁素体，黑色块状为珠光体。因放大倍数较低，珠光体中的层状结构未能显示出来，故呈黑色块状。

图3：45钢，白色块状为铁素体，黑色块状为珠光体。因放大倍数较低，珠光体中的层状结构未能清晰显示出来，故呈黑色块状。

图4：T12钢，基体为层状珠光体，晶界上的白色网络为二次渗碳体。

图5：共晶白口铸铁，变态莱氏体中白色基体为渗碳体（共晶渗碳体和二次渗碳体），黑色圆粒及条状为珠光体。

图6：过共晶白口铸铁，基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色板条为一次渗碳体。

由图1、2、3可发现，随着碳含量的增加，显微组织中珠光体的相对量增加。

七、思考题

1、怎样鉴别0.7wt%C 合金的网状铁素体和1.3wt%C 合金的网状渗碳体？

答：网状铁素体或网状渗碳体最简便的方法用化学试剂侵蚀法：碱性苦味酸钠水溶液，将被测试样浸入其中煮沸5min左右，取出水冲干净并吹干，若白色网变为黑色或更深的黑色，则确定为渗碳体，若其颜色不变仍呈白色（不受浸蚀）为铁素体相。

2、冷却速度对组织形貌和相对量有无影响？并举例说明。

答：冷却速度影响铸铁的石墨化,快的冷却速度则为白口化,慢的冷却速度则为石墨化。例如，铸铁的冷却速度主要决定于铸件的的壁厚和铸型的材料，所以不同壁厚和铸型材料的铸铁其组织形貌以及相对量不同。

八、实验总结

通过本次实验，我进一步熟悉了铁碳合金相图中的相关知识，了解了各相和组织组成以及它们的金相形貌特征，比如珠光体、铁素体、渗碳体、莱氏体等。同时，我还亲自观察到了共晶、亚共晶、过共晶白口铸铁的显微组织特征并了解到了碳含量对各相及组织组成物的形貌和相对量的影响

通过对实验结果的分析，我进一步巩固了自己读相图、分析条件、得出结论的本，巩固了课堂上所学，锻炼了手绘金相组织的能力。。

当然，这次的实验仅仅是一种粗糙的观察，在以后的学习以及研究生活中，我们还得通过对显微组织的观察来分析，找出缺陷原因并加以改进，才能得到满意的产品。

2012.11.15