工程材料及热加工工艺实验指导书补充资料

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1、附录1铁碳合金室温下基本组织组成物的显微组织特征一、各种铁碳合金在室温下的显微组织类型含碳量C%显微组织浸湿剂工业纯纯铁〈0.02铁素体4%硝酸酒精溶液碳钢亚共析钢0.02-0.77铁素体+珠光体4%硝酸酒精溶液共析钢0.77珠光体4%硝酸酒精溶液过共析钢0.77-2.11珠光体+二次渗碳体4%硝酸酒精溶液白口铸铁亚共晶白口铸铁2.11-4.30珠光体+二次渗碳体+莱氏体4%硝酸酒精溶液共晶白口铸铁4.30莱氏体4%硝酸酒精溶液过共晶白口铸铁4.30-6.69莱氏体+二次渗碳体4%硝酸酒精溶液二、铁碳合金室温下基本组织组成物的显微组织特征1)铁素体（）是碳溶于α—Fe

2、中的间隙固溶体，晶体结构为体心立方晶格，有良好的塑性，硬度较低（80HBS）。经4%硝酸酒精浸蚀呈白色多边形晶粒，在不同成分的碳钢中其形态为块状和断续网状。工业纯铁用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈明亮的等轴晶粒图一。亚共析钢中铁素体呈块状分布见图二，当Wc接近共析成分时，往往呈断续的网状分布在珠光体的周围（图三）。2)渗碳体（Fe3C）是铁与碳形成的化合物，Wc=6.69%，质硬而脆，抗蚀性较强，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后呈白亮色（若用苦味酸纳溶液浸蚀，则渗碳体能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）。渗碳体可呈不同的形态：一次渗碳体

3、（Fe3CⅠ）是从液体结晶出的，呈粗大长条状；二次渗碳体（Fe3CⅡ）是由奥氏体中析出，常呈网状分布于奥氏体的晶界；三次渗碳体（Fe3CⅢ）是由铁素体中析出，呈不断连续片状分布于铁素体晶界处，因数量减少，可忽略不计。图一纯铁的室温平衡组织(0.01C/%)图二20钢的室温平衡组织(0.2C/%)铁素体铁素体+珠光体图三45钢的室温平衡组织(0.45C/%) 铁素体+珠光体 图三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（4%硝酸酒精溶液浸蚀）T12钢的室温平衡组织(1.2C/%)珠光体+二次渗碳体  （碱性苦味

4、酸钠水溶液浸蚀）3)珠光体（P）是铁素体和渗碳体的机械混合物，在平衡状态下Wc=0.07%。珠光体有片状和球状两种。片状珠光体的组织形态如图五所示。经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在不同放大倍数的显微镜下观察时，具有不太一样的特征。在高倍显微镜下能看到珠光体是由层片状的渗碳体和铁素体相互平行交替排列而成，若显微镜放大倍数较低，只能看到白色基体的铁素体相和代表渗碳体相的一条条黑线（图六）。若显微镜的放大倍数更低，则珠光体的层片组织就无法分辨而成黑色一片。球状珠光体：共析钢或过共析钢经球化退火后，得到球状珠光体。经３～５％硝酸酒精浸蚀后，球状珠光体为白亮色铁素体基体上均匀分布着

5、白色渗碳体小颗粒，其边界为黑圈。图五珠光体组织2000×图六珠光体组织400×4)低温莱氏体（Le’）在室温时是由珠光体和渗碳体的机械混合物，在平衡条件下，其Wc=4.3%。低温莱氏体的显微组织（如图八），白色基体为渗碳体（包括共晶渗碳体和二次渗碳体），而珠光体呈黑点（块）状或条状。共晶白口铁的Wc=4.3%，其室温下的显微组织为低温莱氏体。亚共晶白口铁室温下的显微组织如图七所示，组织中黑色块状或树枝状为珠光体，白色底上分布着暗色散粒状的基体是低温莱氏体，二次渗碳体与共晶渗碳体连在一起，在显微镜下难以分辨。过共晶白口铁室温下显微组织如图九所示。组织中白底上分布着暗黑色

6、散粒状的基体是低温莱氏体，粗大的、亮长白条状为一次渗碳体。图七亚共晶白口铁图八共晶白口铁图九过共晶白口铁附录2洛氏硬度测试洛氏硬度试验所用的压头有两种，一种是顶角为120℃的金钢石圆锥体制成，适于测定淬火钢材等较硬的材料；另一种是直径为1/16"(1.5875mm)～1/2"(12.70mm)的钢球，适于退火钢、有色金属等较软的材料。测洛氏硬度时，先加100N的预压力，然后在施加主压力，所加总压力的大小，视被测材料的软硬而定。为了可以用一个试验机测定从软到硬的材料的硬度，采用不同的压头并施加不同的压头，可组成十五种不同的洛氏硬度标尺。生产上最常用的为A、B和C三种标尺

7、，其中又以C标尺用得最普遍。用这三种标尺的硬度，分别记为HRA、HRB和HRC，如表一。表一：常用洛氏硬度符号、试验条件及其应用标度符号采用压头总负荷（kg）表盘指示器上刻度的颜色常用范围应用举例HRA120℃金刚石圆锥60黑色60~85渗碳淬火表面、硬质合金、HRB1.588mm钢球100红色20~100软钢、灰铸铁、有色金属HRC120℃金刚石圆锥150黑色20~67淬火硬化钢各种洛氏硬度计测量原理都是相似的，现以测量HRB、HRC为例说明。图三洛氏硬度测量原理。一般较硬的金属材料（如淬火后的工件）用金刚石压头；较软的金属材料用钢球压头。洛氏硬度