铁碳合金非平衡组织观察与分析

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1、铁碳合金非平衡组织观察与分析一、实验目的：1.研究淬火温度、冷却速度、回火温度对45钢和T12钢组织的影响。2.熟悉钢热处理后的基本组织金相特征。二、实验概述：1.铁碳合金相图及其作用；2.钢热处理后的基本组织金相特征（见下表）三、实验内容及要求：1.认真观察分析碳钢热处理后的组织及其形貌特征；2.完成电子实验报告Fe—Fe3C合金平衡相图亚共析钢过共析钢过共晶白口铁亚共晶白口铁工业纯铁共析钢共晶白口铁铁碳合金非平衡组织试样序号试样名称处理状态显微组织浸蚀剂145钢840℃正火S+F4%硝酸酒精溶液245钢

2、840℃水淬M4%硝酸酒精溶液345钢840℃油淬M+T4%硝酸酒精溶液445钢760℃水淬M+F4%硝酸酒精溶液545钢840℃水淬+400℃回火回火T4%硝酸酒精溶液645钢840℃水淬+650℃回火回火S4%硝酸酒精溶液7T12钢球化退火球状P4%硝酸酒精溶液8T12钢780℃水淬淬火M+K+A´4%硝酸酒精溶液9T12钢780℃水淬+200℃回火回火M+K+A´4%硝酸酒精溶液10T12钢920℃水淬粗大M+A´4%硝酸酒精溶液11T12钢正火魏氏组织（W）4%硝酸酒精溶液1245钢锻后空冷魏氏组织

3、W4%硝酸酒精溶液1320钢920℃水淬板条M4%硝酸酒精溶液1465Mn钢等温淬火B上4%硝酸酒精溶液15GCr15钢等温淬火B下4%硝酸酒精溶液1620CrMnTi正火B粒状4%硝酸酒精溶液145钢正火（S+F）245钢840℃水淬（混合M）345钢840℃油淬（淬火M+T）445钢760℃水淬（淬火M+F）545钢840℃水淬400℃回火（回火T）645钢840℃水淬650℃回火（回火S）7T12钢球化退火（球状P⇒F+粒状K）8T12钢780℃水淬（淬火M+K+A´）9T12钢780℃水淬200℃回

4、火（回火M+K+A´）10T12钢920℃水淬（粗大M+A´）11高碳钢（T12钢）魏氏组织12中碳钢（45钢）魏氏组织13低碳钢（20钢）板条M组织1465Mn钢等温淬火（上B）组织15GCr15钢等温淬火（下B）组织1620CrMnTi钢950℃正火（B粒状）组织M形成A′片状M第一节铁碳合金的基本组织1、铁素体（F）：碳与α-Fe形成的间隙固溶体。性能---强度和硬度低，塑性和韧性好。2、奥氏体（A）：碳与γ-Fe形成的间隙固溶体。高温组织，在大于727℃时存在。性能---塑性好，强度和硬度高于F。在

5、锻造、轧制时常要加热到A，可提高塑性，易于加工。3、渗碳体（Fe3C）：铁与碳形成的金属化合物。性能---硬度高，脆性大。4、珠光体（P）：F与Fe3C组成的机械混合物。性能---力学性能介于两者之间。5、莱氏体（Ld）：A与Fe3C组成的机械混合物。性能---硬度高，塑性差。第3章铁碳合金第二节铁碳相图分析引言：关于铁碳合金状态图1、概念：表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通过实验的方法建立起来的。2、作用：是研制新材料，制定合金熔炼

6、、铸造、压力加工和热处理等工艺的重要工具。第3章铁碳合金第3章铁碳合金一、铁碳相图分析1、相图的坐标纵坐标：代表温度。横坐标：代表含碳量。2、几个概念纯铁钢铸铁共析钢亚共析钢过共析钢共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁第3章铁碳合金3、特性点A点：纯铁的熔点1538℃C点：共晶点1148℃D点：渗碳体的熔点1227℃S点：共析点727℃G点：纯铁的同素异晶转变点912℃E点：C在γ-Fe中最大溶解度1148℃P点：C在α-Fe中最大溶解度727℃Q点：室温时C在α-Fe中最大溶解度第3章铁碳合金4、特性

7、线ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加热至此全部转化为液相。AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，固相加热至此开始转化。GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A，又称A3线。ES：C在A中的溶解度曲线，又称Acm线。ECF：共晶线，含C量2.11%--6.69%的铁碳合金至此发生共晶反应，结晶出A与Fe3C混合物---莱氏体Ld。PSK：共析线，含C量在0.0218%--6.69%的铁碳合金至此反生共析反应，产生珠光体P，又称A1线。第3章铁碳合金第三节铁碳相图的应用1、选用材料

8、：由铁碳相图可知，合金中随着含碳量的不同，其组织各不相同，从而导致其力学性能不同。因此，我们就可以根据机器零件所要求的性能来选择不同含碳量的材料。2、叛断切削加性能：低碳钢中铁素体较多，塑性好，加工性不好；中碳钢中铁素体含量比例适当，钢的硬度适当，易于加工。3、制定热加工工艺：在铸造工艺方面，根据相图可以确定合适的熔化温度和浇注温度，含碳量为4.3%的铸铁铸造性最好；在锻造工艺方面，可以选择钢材的轧制和锻造的温度