铁碳合金平衡组织观察及性能分析
实验一平衡态铁碳合金成分、组织、性能之间关系的分析
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-Fe中形成的间隙固溶体。
经35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35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35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。
4变态莱氏体Ld 变态莱氏体是珠光体和渗碳体组成的复合物。
铁碳合金平衡组织观察
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
实验设备及材料 金相显微镜； 金相图册； 各种铁碳合金的显微样品
实验内容及步骤 验前学生应复习讲课中的有关内容和阅读实 验指导书, 为实验做好理论方面的准备； 在显微镜下观察和分析铁碳合金标准试样的 平衡组织, 识别钢和铸铁组织形态的特征, 根据 Fe-Fe3C相图分析各合金的形成过程；建立成 分、组织之间相互关系的概念。
纯铁的室温平衡组织(0.01C/%) 铁素体
45钢的室温平衡组织(0.45C/%) 铁素体+珠光体
T8钢的室温平衡组织(0.77C/%) 珠光体
T12钢的室温平衡组织(1.2C/%) 珠光体+二次渗碳体
亚共晶白口铸铁室温平衡组织
共晶白口铸铁室温平衡组织
过共晶白口铸铁室温平衡组织
铁碳合金标准试样的平衡组织
编号 1 2 3 4 5 6 7
材料 工业纯铁
45 T8 T12 亚共晶白口铁 共晶白口铁 过共晶白口铁
处理状态 退火 退火 退火 退火 铸造 铸造 铸造
侵蚀剂
放大倍数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
3-4%硝酸酒精溶液 ×450
绘出所观察的显微组织示意 图，画时抓住组织形态的典型特 征，并在图中表示出来。
根据显微组织近似确定亚共 析钢的含碳量: C%= (P×0.77)/ 100 + (F×0.0218)/100, 式中: P和F分别为珠光体和 铁素体所占面积（%）
实验报告要求 实验目的 画出所观察显微组织示意图，并注明材 料名称、含碳量、侵蚀剂和放大倍数， 显微组织画在直径为30-50mm的圆内， 并将组成物名称以箭头引出标明。
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。
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。
机械制造实验报告铁碳合金平衡组织观察与分析
机械制造实验报告铁碳合⾦平衡组织观察与分析实验项⽬名称：铁碳合⾦平衡组织观察与分析⼀、实验⽬的和要求（必填）1.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；2.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；3.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、实验内容和原理（必填）2.1 概述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微组织可以根据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。
a)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）；b)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)；c)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)；d)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)；e)亚共晶⽩⼝铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Ld＇。
Fe3CⅡ⽹状分布在粗⼤块状的P的周围，Ld＇则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所⽰)；f)共晶⽩⼝铸铁——室温时的平衡组织为Ld＇，由⿊⾊条状或粒状P和⽩⾊Fe3C基体组成(如图8所⽰)；g)过共晶⽩⼝铸铁——室温时的平衡组织为Fe3CⅠ+ Ld＇，Fe3CⅠ呈长条状，Ld＇则由条状或粒状P 和Fe3C基体组成(如图9所⽰)。
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
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。
铁碳合金相图及平衡组织分析
T8钢（4%硝酸酒精溶液）
P
T12钢（4%硝酸酒精溶液）
P Fe3CⅡ
T12钢（碱性苦味酸钠水溶液）
Fe3CⅡ P
共晶白口铁（4%硝酸酒精溶液）
L'd
亚共晶白口铁（4%硝酸酒精溶液）
Fe3CⅡ
P
L'd
过共晶白口铁（4%硝酸酒精溶液）
Fe3CⅠ L'd
小结： 不同含碳量旳铁碳合金平衡组织形貌特征
腐蚀剂
4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液
碱性苦味酸钠水溶液
4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液
工业纯铁（4%硝酸酒精溶液）
F 晶 界
15钢（4%硝酸酒精溶液）
F P
45钢（4%硝酸酒精溶液）
F
P
65钢（4%硝酸酒精溶液）
铁碳合金相图及平衡组织分析
一、试验目旳： 1. 熟练利用铁碳相图，提升分析铁碳合金平衡结晶过程 及组织变化旳能力； 2. 掌握碳钢和白口铁旳显微组织特征。
二、试验概述： 1. 铁碳相图旳分析； 2. 铁碳合金中常见旳固态组织及特征； 3. 工业纯铁、碳钢和白口铁旳显微组织特征。
三、试验内容、措施及要求： 1. 讨论Fe-Fe3C相图（相、组织、性能与含碳量旳关系）； 2. 借助显微镜和电脑对金相试样实物及其电子组织图片进行 观察，分析不同成份铁碳合金旳室温平衡组织形貌特征； 3. 随堂完毕电子试验报告。
为确保工业用钢应具有 足够旳σb 和一定旳δ 、Ak ， 故其碳含量一般都不超出 Wc1.3% ~1.4%。
Ψ HB σb
δ Ak
1.0
试样名称 工业纯铁
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。
铁碳合金平衡组织观察实验
铁碳合金的平衡组织变化：实验观察与分析铁碳合金是一种普遍用于制造机械零件的金属材料。
在不同的加工和热处理条件下，铁碳合金的组织会发生不同的变化。
本实验通过观察不同温度和时间下铁碳合金的组织变化，探究其平衡组织的形成条件和特征。
实验装置：
本实验采用常见的金相显微镜观察技术。
所用样品为铁碳合金薄片，加工后表面打磨光洁，试验中分别在600°C、700°C和800°C 温区下加热处理，时间分别为1、3、5小时。
加热结束后，将样品拿出冷却，制作成金相样品，并用光学显微镜观察样品的组织。
实验结果：
经观察，不同加工条件下铁碳合金的组织形成和变化过程如下：
①在600°C温度条件下，热处理1小时后，铁碳合金的组织为珠光体；
②在700°C温度条件下，分别热处理1、3、5小时后，铁碳合金的组织为珠光体和铁素体共存；
③在800°C温度条件下，热处理1小时后，铁碳合金的组织为铁素体；
经过3小时、5小时的加热处理，铁碳合金的组织均为铁素体。
实验分析：
铁碳合金的平衡组织受到加工温度、时间和碳含量的影响。
本实验中，随着加工温度的升高和时间的延长，铁碳合金的珠光体逐渐转变为铁素体。
这是由于铁素体比珠光体更具稳定性，因此在高温下更容易形成。
同时，铁素体的塑性、韧性和硬度也与珠光体不同，不同的铁碳合金组织结构也影响着其性能和用途。
结论：
本实验通过观察不同加工条件下铁碳合金的组织变化，得出了铁碳合金在不同温度和时间下形成平衡组织的条件和特征。
这对于了解铁碳合金的性能与应用、指导加工工艺和热处理工艺具有重要意义。
铁碳合金平衡组织观察实验报告23
铁碳合金平衡组织观察实验报告23铁碳合金是工业上使用最广泛的材料之一，其性能取决于其组织结构。
本实验通过观察铁碳合金在不同加热条件下的组织结构变化，探究其平衡组织规律。
一、实验原理1.1 铁碳相图铁碳相图显示了铁碳合金在不同温度下的组织结构和相变，是研究铁碳合金组织演变和性能改善的基础。
铁碳相图的主要特征是石墨化、珠光体和渗碳体三种组织结构，在不同温度下转变。
1.2 平衡组织和非平衡组织平衡组织是铁碳合金在经过充分时间和空间的均匀热处理后，形成的稳定相组织结构。
非平衡组织则是在较短时间内加热或冷却过程中形成的组织结构，不具有稳定性。
二、实验步骤2.1 样品制备选取未经处理的高碳钢，将样品切成长2cm、宽2cm、厚2mm的板材，并用细砂纸将表面清理干净。
加热镊夹住样品，用烧瓶烧热，观察样品的颜色和组织结构变化。
可以在加热过程中把样品从火焰中取出，在氧化性气体中冷却，观察组织结构的变化。
2.3 组织结构分析使用金相显微镜观察和拍摄样品的组织结构。
根据图像测量工具，测量颗粒大小、颗粒间距、组织形态等数据，分析组织结构变化规律。
三、实验结果3.1 不同温度下的组织结构在室温下观察样品，可以看到其表面有黑色的氧化物，切割后，可以看到均匀的珠光体组织。
当样品加热到400℃时，珠光体逐渐消失，替代它的是均匀分布的石墨化组织。
随着加热时间和温度的不断增加，石墨化组织逐渐变大，颗粒形状部分变细，其间距逐渐增大。
当样品加热到800℃时，出现了渗碳体组织，随着加热时间的继续增加，渗碳体的数量增加，逐渐取代了石墨化组织，形成了均匀的渗碳体结构。
在不同温度下，铁碳合金的组织结构存在着较为显著的变化规律。
在室温下，铁碳合金中的珠光体组织相对稳定，颗粒较小，位置分布比较均匀。
当样品加热到400℃左右时，珠光体逐渐消失，被石墨化取代。
在石墨化温度范围内，颗粒形状和大小发生了变化，但是个体之间的间距和数量基本保持不变。
当温度进一步升高到800℃时，渗碳体开始出现，它们的形状与大小我与石墨化时一样，但是它们的分布比较随机，成为主导组织，石墨化组织逐渐消失。
铁碳合金平衡组织观察与硬度测定实验报告
含碳量
硬度测定方法
硬度值
（在平均值后写出单位）
1
2
3
平均值
20
T12
2. 画出7个平衡态组织，并用引线和符号标出各种组织的名称，在组织示意图下方填写合金名称、合金碳含量、显微组织名称。（不明白问指导老师）
（1）工业纯铁 （2）亚共析钢 （3）共析钢
（4）过共析钢 （5）亚共晶白口铸铁 （6）共晶白口铸铁
铁碳合金平衡组织观察与硬度测定实验报告
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。
3．深入理解并掌握平衡态碳素钢的碳含量与组织和力学性能之间的关系。
4．了解常用布氏硬度计、洛氏硬度计的原理、构造，并掌握其操作方法。
二、实验原理
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。由典型铁碳合金平衡组织观察可知，铁碳合金室温下的平衡组织均由铁素体和渗碳体两相组成，并且两相组成的相对比例、形状、大小及分布状况均随着合金碳含量的增加而发生变化。由于铁素体和渗碳体两相的力学性能相差悬殊，因此随着合金碳含量的变化，合金的各项力学性能判据将发生变化。
（7）过共晶白口铸铁
3.总结各种硬度试验方法的如何正确选用（特点及适用范围）。
4.根据实验数据说明碳素钢的碳含量与组织、性能之间的关系。
1.金属材料布氏硬度
其计算公式如下：
（2-1）
式中 h——压痕凹陷的深度，mm；
πDh——为压痕的是以一定的压力将压头压入试样表面，以残留于表面的压痕深度来表示材料的硬度。
三、实验设备及材料
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。
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。
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目镜镜筒：目镜筒成45度倾斜用固定螺钉固定在半球型座上，用于安装物镜，便于操作者观察。
孔径光阑：用以调节射向物镜的入射光束的粗细。一般调节到物象最清晰及使人感到舒适为原则，约为3～5㎜。在更换物镜后必须重新调节孔径光阑。
视场光阑：用以调节视场大小。一般调节到其边缘正好与目镜视场内切或外切。
3、金相显微镜的使用方法
（1）根据观察试样所需的放大倍数要求，正确选取物镜和目镜，分别安装在物镜转换器上和目镜筒内；
（2）接通电源，将侧面光亮度调节钮置于光亮度最低位置，再打开电源开关；
（3）调节载物台中心与物镜中心对齐，将制备好的试样观察表面朝下放在载物台中心；
1）、清理试样表面，并根据试样的材料、形状，查表选择压头、载荷和工作台。本次实验所用试样均为平衡组织的材料，可以选用淬火钢球压头，100kgf载荷。
2）、将试样置于载物台上，加予载荷。即按顺时针方向转动升降丝扛手轮，使试样与压头缓慢接触直至表盘小指针从小黑点移动到小红点，大指针指向上方左右5度时为止。调整读数表盘，如作HRC、HRA硬度试验时，使大指针与表盘上黑字C处对准。试验HRB时，使大指针与表盘上红字B处对准。
1、XDJ-200型金相显微镜
2、铁碳合金平衡显微组织试样一套
3、观察试样所对应的图谱一套
三、实验内容概述
（一）金相显微镜的基本结构、原理及使用方法
1、金相显微镜的基本原理
金相显微镜的成像原理是利用一组透镜即物镜将试样的组织第一次放大，再用另一组透镜即目镜将第一次放大的像再次放大，就可以获得更高放大倍数的显微组织即我们所看到的组织。所以，显微镜的放大倍数M指物镜放大倍数M1和目镜放大倍数M2的乘积。
（6）两手张开按住载物台的支架，用拇指和食指前后左右移动载物台，观察试样的不同部位，以便全面分析并找到最具代表性的显微组织；
（7）观察完毕后应及时切断电源，以延长灯泡使用寿命。
4、金相显微镜使用注意事项
（1）金相试样放在载物台之前，必须洗净、吹干，并注意操作者手的清洁干燥。
（2）操作时必须特别细心，绝对不能有任何剧烈动作。旋转粗微调手轮时，动作要慢，若朝一个方向旋不动时，应朝另外一个方向旋转，若调不清晰可再轻轻的调粗调手轮。
（3）显微镜镜头的玻璃部分严禁用手指触摸或用其它东西擦拭，若有灰尘必须用专用镜头纸或软毛刷轻轻擦拭。在更换物镜时，一定要调节粗调手轮使物镜和试样即载物台下面远离，否则会损坏物镜。
（二）铁碳合金平衡组织特征
铁碳合金的平衡组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下（如退火状态即接近平衡状态）所得到的组织。所有碳钢和白口铸铁的室温平衡组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）这两个基本相所组成。但由于含碳量不同，铁素体（F）和渗碳体（Fe2C）的相对数量、析出条件以及分布情况均有所不同，所以会有各种不同的组织形态。一般有以下几种基本组织：
（2）照明系统：由底座内变压系统、小灯泡（6V20W）、聚光镜、反光镜、电源开关、光亮度调节钮和孔径光栏等组成。
（3）机械系统：载物台：用于放置金相试样，其与下面托盘之间有四方导架，中间夹有粘性油，可使载物台沿任意方向移动（移动范围约8×8㎜）。
物镜转换器：转换器呈球面型，上有三个螺孔用于安装不同放大倍数的物镜。
（2）共析钢：含碳量=0.77%，室温下其显微组织由单一的层片状珠光体组成，如T8钢。T8钢经淬火回火以后，可得到较高的硬度和良好的耐磨性，但强度和塑性不高，用于制造切削刃口在工作中不变热的、硬度和耐磨性较高的工具，如木工铣刀、斧、凿、手锯、打眼工具、钳工装配工具等。
（3）过共析钢：0.77%＜含碳量＜2.11%，室温组织为珠光体和网状二次渗碳体，含碳量越高，渗碳体网愈多、愈完整。如T12钢，二次渗碳体网用硝酸酒精溶液腐蚀呈白色，若用苦味酸钠溶液热腐蚀后，呈暗黑色。连续网状的二次渗碳体，使强度、塑性、韧性显著降低，淬火变形大。经过一定的热处理，可用于制造冲击小、切削速度不高、高硬度的各种工具，如：铣刀、车刀、钻头、铰刀、丝锥、板牙、刮刀、锉刀、锯片等。
3、铸铁：2.11%＜含碳量＜6.69%
（1）亚共晶白口铁：2.11%＜含碳量＜4.3%
用硝酸酒精溶液腐蚀后，在显微镜下呈现黑色枝晶状的珠光体和斑点状的莱氏体，其中二次渗碳体与共晶渗碳体混在一起，不易分辨。
（2）共晶白口铁（含碳量为4.3%）
室温组织由单一的莱氏体组成，经腐蚀后，在显微镜下，变态莱氏体呈豹皮状，由珠光体，二次渗碳体及共晶渗碳体组成，珠光体呈暗黑色的细条状及斑点状，二次渗碳体常与共晶渗碳体连成一片，不易分辨，呈亮白色。
2、渗碳体（Fe3C）：是铁与碳形成的一种化合物，其碳含量为6.69%，质硬而脆（硬度约800HBW）。耐腐蚀性强，经3%～4%硝酸酒清溶液浸蚀后，渗碳体呈亮白色。若用碱性苦味酸钠溶液浸蚀，渗碳体则被染成暗黑色或棕红色，而铁素体仍为白色，由此可区别铁素体与渗碳体。按照形成条件的不同，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，呈粗大的条片状；二次渗碳体（次生相）是从奥氏体中析出物，呈网络状沿奥氏体晶界分布；三次渗碳体是由铁素体中析出的，通常呈不连续的薄片状或点状分布于铁素体的晶界处，数量极少。在显微镜下观察时，无论是一次渗碳体、二次渗碳体，还是三次渗碳体都是亮白色或暗黑色，成分结构均相同，只是析出过程和形态不同而已。
（3）过共晶白口铁：4.3%＜含碳量＜6.67%
室温下的组织由一次渗碳体和莱氏体组成，经硝酸酒精溶液腐蚀后，显示出斑点状的莱氏体基体上分布着亮白色粗大片状的一次渗碳体。过共晶铁液冷却时，先析出粗大的初生渗碳体，由于它在液体中可以自由生长故呈板条状或片状。
（四）硬度测试：
1、洛氏硬度计的使用
3、珠光体（P）：是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，在一般退火处理状态下是由铁素体与渗碳体交替排列形成的层片状组织。经3%～4%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有不同特征的珠光体组织。在高倍放大镜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，由于显微镜的鉴别能力小于渗碳体片厚度而无法分辩，因此，当组织较细而放大倍数低时，珠光体的片层不能分辩而呈黑色。过共析钢经球化退火以后，可获得粒状珠光体。珠光体的性能一般都较好，抗拉强度约为1000Mpa，伸长率约为10%，硬度约为HBS240。
2、碳钢：0.0218%＜含碳量＜2.11%
（1）亚共折钢：0.0218%＜含碳量＜0.77%
室温下的平衡组织为亮白色的铁素体和暗黑色层片状的珠光体，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的增加，二者的含量可通过杠杆定律求出，其中，P%=（ωc-0.0218）/（0.77-0.0218）×100%。根据在显微镜下观察到的珠光体和铁素体各自所占的面积百分数，大体上可估算出碳钢中碳的质量分数：ωc≈P×0.77（式中P表示珠光体所占的面积百分数，此式只适于平衡状态）。
40钢：含碳量=0.4%，强度较高，切削性能良好，是一种高强度的中碳钢，焊接性能较差，但可焊接。室温下的平衡组织中暗黑色层片状为珠光体，亮白色块状为铁素体，珠光体的含量P%=50.55%。屈服强度 σs≥335MPa,抗拉强度σb≥570MPa,伸长率δ5≥19%,断面收缩率ψ≥45%,硬度(Hห้องสมุดไป่ตู้S)≤217（热轧）(退火态≤187)，冲击韧度Aku2≥47J/㎝2。因此，40钢一般用来制造机器的运动零件，心部强度要求不高，表面耐磨性好的淬火零件及截面尺寸较小，负载较大的调质零件。如辊子、轴、传动轴、活塞杆、连杆、齿轮、圆盘等。
60钢：含碳量=0.6%，高强度的中碳钢，具有相当高的强度、硬度及弹性，冷变形能力及塑性较差，组织中暗黑色层片状的为珠光体，亮白色不连续的网状为铁素体，铁素体也有亮白色小块状，含量较少，其中P%=77.28%。屈服强度σs ≥401.8MPa,抗拉强度σb≥676.2MPa,伸长率δ5≥12%,断面收缩率ψ≥35%,硬度(HBS)≤255（热轧）(退火态≤229)。因此，60钢主要用于制造耐磨、强度较高受力较大、摩擦工作以及相当弹性的弹性零件，如轴、偏心轴、离合器、钢丝绳、弹簧圈等。
2、金相显微镜的基本结构
金相显微镜的种类和形式很多，主要有台式、立式和卧式三大类。但它们的基本结构
都大致相同，通常由光学系统、照明系统和机械系统三大系统组成。
（1）光学系统：由灯泡发出的光线经聚光镜及反光镜聚焦到孔径光栏，再经过聚光镜组聚集到物镜的后焦面，最后经物镜平行均匀的照射到试样表面。从试样表面反射回来的光线经物镜组和辅助透镜由半反射透镜转向，经过辅助透镜及棱镜组形成一个倒立放大的实像，该像再经过目镜第二次放大，就是我们在目镜中看到的放大的组织图。
铁素体（F）：是碳溶入α-Fe中形成的固溶体。铁素体为体心立方晶格，具有磁性及良
好塑性（伸长率为30%～50%），硬度低（HBS50～80）。用３%～4%硝酸酒精溶液腐蚀后，在显微镜下呈现亮白色的等轴晶粒，亚共折钢中铁素体呈块状分布，当含碳量接近于共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周围。
3）、加主载，平稳地板动加载手柄，停留10秒后，扳回手柄至原来位置卸去主载。由表盘上直接读出硬度值。HRC、HRA读外圈黑刻度数字。HRB读内圈红刻度数字，然后逆时针转动手轮，卸下试样。
4）、用同样的方法在试样的不同位置测三个数据，取其算术平均值为试样的硬度值，各压痕中心距和压痕中心至试样边缘的距离不得小于3mm，填入下表。
（4）转动粗调焦手轮，使物镜转换器缓慢上升，眼睛从下往上观察，使试样观察表面和物镜尽可能的接近，但不能接触，然后反向转动粗调焦旋钮，眼睛在目镜中可以看到模糊的图
像时，立即停止粗调焦手轮，转动微调焦手轮，直至图像最清晰为止；