《工程材料及

《《工程材料及》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、模具专业实验指导书《工程材料及热处理》实验指导书实验一铁碳合金平衡组织观察实验一附录一显微镜的构造及使用实验一附录二金相试样的制备实验附录三硬度计及其使用实验二钢的热处理实验三钢的热处理组织观察实验四常用金属材料的显微组织观察附表一各种硬度（布氏、洛氏、维氏）换算表实验要求•实验报告要求•思考题实验一铁碳合金平衡组织观察一、实验目的1.研究和了解铁碳合金在平衡状态下的显微组织。1.分析成分(含碳量)对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织与性能Z间的相互关系。2.通过观察和分析，加深对Fe-

2、Fe3C相图的理解。3.学会硬度计的使用。二、概述了解铁碳合金的显微组织是研究和分析钢铁材料性能的基础，也是对钢恢材料的使用者最基本的要求。1.碳钢和白口铸铁的平衡纽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Fc-Fc3C相图來分析。从相图可知，碳钢和白口铸诙在室温下的平衡组织均由铁素体和渗碳体所组成。但是，由于含碳量不同、结晶过程不同，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况均有所不同，仍显示出不同特征的显微组织。碳钢和白口

3、铸铁在室温下的显微组织见表1-1。表1-1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T业纯铁<0.0218铁素体(F)碳亚共析钢0.0218〜0.77F+珠光体(P)共析钢0.77P钢过共析钢0.77〜2.11P+二次渗碳体(FesCn)白口亚共晶白口铁2.11〜4.3P+Fe3Cn+莱氏体(L'e)共晶白口铁4.3Ue铸铁过共晶白口铁4.3〜6.69I/e+—次渗碳体(Fe3Ci)2.各种组织的组成相与组成物的特征⑴铁素体是碳溶于a-Fe中的固溶体。铁素体为立方品格，具有铁磁性及良

4、好的塑性，便度较低，一般为HB89〜120。经3〜5%的硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下观察呈白亮的等轴晶粒。随着钢屮碳含量的增加，铁素体量减少。铁索体量较多时呈块状分布。当钢屮碳含量接近共析成分时，铁素休呈断续的网状分布于珠光体的周围。这时其与网状渗碳体的区别是横向尺寸较宽，晶界也较平直。⑵渗碳体（F"C）是铁与碳形成的化合物，其含碳最为6.69,抗浸蚀能力较强。经3〜5%硝酸酒精溶液浸蚀后呈亮口色。一次渗碳体（FeaCI）是直接从液体中析出的，呈粗大的条片状，分布在莱氏体基体上。二次渗碳体（FeK

5、II）是从奥氏体中析出的，析出部位沿着奥氏体晶界，数量较少，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，渗碳体可以呈片状、粒状或断续网状。渗碳体的侦度很高，可达HB800以上，它是一种硕而脆的相。强度和塑性祁很差。⑶珠光体（P）是铁素体和渗碳体的机械混合物，在一般退火处理情况下，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。经硝酸酒精溶液浸蚀后，在不同放人倍数的显微镜下，观察到的珠光体特征不同。在600倍以上的高倍下观察吋，可以看到珠光体中平行相间的宽条铁素体

6、和细条渗碳体，他们都呈亮口色。而其边界呈黑色。在400倍左右的中倍观察时，由于显微镜的鉴别能力低，渗碳体条被两边的黑色边界线“吞食”变成黑条。在200倍以下的低倍观察时，珠光体屮的铁素体条也难以分辨，珠光体呈黑色。碳素工具钢（共析钢、过共析钢）经球化退火处理后渗碳体呈球状，称为球状珠光体。⑷莱氏体（1/e）在室温时是珠光体和渗碳体的机械混合物。渗碳体中包括共晶渗碳体和二次渗碳体，两种渗碳体联成一体，没有边界线，无法分辨开。经3〜5%硝酸酒精浸蚀后，莱氏体的组织特征是在白亮的渗碳体上分布着许多黑色点（

7、块）状或条状的珠光体。莱氏体硬度很高，可达HB700,性脆。它一般存在于含碳量大于2.11%的白口铸铁中，在某些高碳合金钢的铸造组织中也常见到。在亚共晶白口铸铁中，莱氏体被黑色树枝状的珠光体所分割。3.亚共析钢的含碳量估算亚共析钢的含碳量在0.0218〜0.77%范围内，平衡状态下组织为铁索体和珠光体，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多，两者的相对量可由杠杆定律求得。例如，含碳量为0.45%的钢（45钢），具珠光休的相对量为：P（%）=2^X100%〜56%0.77反

8、过來，因珠光体、铁素体和渗碳体的比重相近，也可以通过在显微镜下观察到的珠光体和铁素体各白所占面积的百分数近似的计算出钢的含碳最。例如，某种钢在显微镜下观察到约有50%的面积为珠光体，则此钢的含碳量C%=50%X0.77~0.4%,即相当于40钢（铁素体在室温下含碳量极微，约为0.0008%,可忽略不计）。共析钢、过共析钢的球化组织也可在高倍下观察铁素体皋体和球状渗碳体的相对量来估计含碳最。三、实验方法指导1.实验内容（1）观察表1-2中所列样品的显微组织，研究每个样品