铁碳合金平衡组织观察精讲实验报告.doc

实验四铁碳合金平衡组织观察一、实验目的:。,从而理解成分、组织与性能之间的相互关系。二、实验原理及内容:铁碳合金的显微组织是研究和分析钢铁材料性能的基础,平衡组织指合金在极其缓慢的冷却速度下得到的组织。在实验条件下,退火态的铁碳合金组织能够看成平衡组织。铁碳合金平衡组织是指碳钢和白口铸铁组织,其中碳钢是工业上应用最广的金属材料,它们性能与其显微组织密切相关。。能够根据铁碳相图(如图5-1所示),来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织。图5-1Fe-Fe3C相图从—相图上能够看到所有的碳钢和白口铸铁在室温时的组织均由铁素体(F)和渗碳体()这两个基本相组成,可是由于含碳量的不同,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。因而呈现各种不同的组织形态,其性能也各不相同。几种基本组织组成物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组成物。表1各种铁碳合金在室温下的平衡组织合金类型碳质量分数,ω(C)显微组织工业纯铁≤%铁素体(F)%---%%%---%铁素体(F)+珠光体(P)珠光体(P)珠光体(P)+二次渗碳体(Fe3CⅡ)%---%%%%珠光体(P)+二次渗碳体(Fe3CⅡ)+莱氏体(Ld')莱氏体(Ld')一次渗碳体(Fe3CⅠ)+莱氏体(Ld')3、各种组成相或组织组成物的特征铁素体(F)是碳溶于α-Fe的固溶体。铁素体为体心立方晶格。具有磁性及良好的塑性,硬度较低,一般为80HB~120HB,经3%~5%硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下观察呈白色晶粒,见工业纯铁的组织(如图1所示)。亚共析钢中,随着钢中碳质量分数的增加,珠光体量增加而铁素体量减少。铁素体量较多时,呈块状分布(如图2所示)。当钢中碳质量分数接近共析成份时,铁素体往往呈断续的网状,分布于珠光体的周围(如图3所示)。渗碳体(Fe3C)是铁与碳形成的复杂结构的间隙化合物,%,抗浸蚀能力较强。经3%~5%硝酸酒精溶液浸蚀后呈白亮色。一次渗碳体(Fe3CⅠ)是直接从液体中析出的,呈长白条状,分布在莱氏体中;二次渗碳体(Fe3CⅡ)是由奥氏体(A)中析出的,数量较少,皆沿奥氏体晶界析出,在奥氏体转变成珠光体后,它呈网状分布在珠光体的边界上。另外,经不同的热处理后,渗碳体能够呈片状、粒状或断续网状。渗碳体的硬度很高,可达800HB以上,它是一种硬而脆的相,强度和塑性都很差。珠光体(P)是铁素体和渗碳体的共析机械混合物,它是由铁素体片和渗碳体片相互交替排列形成的层片状组织。经3%~5%硝酸酒精溶液浸蚀后,试样磨面上的条状铁素体和渗碳体因边界被浸蚀呈黑色线条,在不同放大倍数的显微镜下观察时,具有不太一样的特征。在600倍以上的高倍显微镜下观察时,每个珠光体团中是平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体,它们都呈白亮色,而其边界呈黑色(如图5所示)。在400倍左右的中倍显微镜下观察时,白亮的渗碳体细条被两边黑色的边界线所“吞食”,而变