常用金属材料的显微组织观察-新

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1、常用金属材料的显微组织观察实验目的观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的显微组织；了解这些金属材料的成分、组织和性能的特点。实验仪器与材料仪器：XJP-3A(双目)金相显微镜；XJP-3C(双目)金相显微镜；材料：金相试样一套表一常用金属材料的金相试样编号材料名称处理工艺浸蚀剂金相显微组织140Cr调质4%硝酸酒精溶液回火索氏体2W18Cr4V淬火+三次回火4%硝酸酒精溶液回火马氏体+碳化物31Cr18Ni9Ti水淬王水溶液奥氏体（具有孪晶）4灰口铁铸态4%硝酸酒精溶液珠光体+铁素体+片状石墨5可

2、锻铸铁铸态4%硝酸酒精溶液铁素体+团状石墨6球墨铸铁铸态4%硝酸酒精溶液珠光体+铁素体+球状石墨7ZL102铸态（未变质）0.5%HF溶液初晶硅+（α+Si）共晶体8单相黄铜退火3%FeCl3+10%HClα固溶体（有孪晶）9双相黄铜铸态3%FeCl3+10%HClα+β'10锡基轴承合金铸态4%硝酸酒精溶液α+β'+η合金钢合金钢合金结构钢合金工具钢特殊性能钢调质钢：40Cr高速钢：W18Cr4V不锈钢：1Cr18Ni9Ti显微组织：回火索氏体40表示含碳量为0.4%；合金元素Cr起着增加淬透

3、性，使调质后的回火索氏体组织得到强化。40CrW18Cr4V高速钢材料的成分特点是：高碳：含碳量为(0.7~1.65)%，以获得高碳马氏体，与碳化物形成元素等形成碳化物，细化晶粒，增大耐磨性。W：主要用于提高钢的热硬性。Cr：可以提高钢的淬透性和耐磨性。V：细化奥氏体晶粒；可以提高耐磨性、热硬性。W18Cr4V铸态下的组织锻造后的组织高速钢锻后必须缓冷，并进行球化退火，可以消除内应力，获得索氏体+粒状碳化物组织，便于进行机械加工。退火后组织W18Cr4V31280℃淬火三次回火为保证高速钢的热硬

4、性及高耐磨性，高速钢必须进行1280℃淬火及560℃2～3次回火处理。淬火后的组织由淬火马氏体、残余奥氏体及粒状碳化物组成。为减少残余奥氏体量，消除应力，稳定组织，提高力学性能指标，淬火后W18Cr4V一般需在560℃进行三次回火，回火后的显微组织为暗黑色针状回火马氏体的基体上，分布着亮白色块状碳化物。碳化物马氏体及残余奥氏体回火马氏体碳化物1Cr18Ni9Ti提高不锈钢性能通常采取的措施：显微组织：奥氏体（孪晶）获得单相均匀的金属组织，避免产生原电池作用；处理方式：固溶处理加入合金元素提高金属

5、基体的电极电位；浸蚀剂：王水溶液A孪晶提高不锈钢性能通常采取的措施：显微组织：奥氏体（孪晶）获得单相均匀的金属组织，避免产生原电池作用；处理方式：固溶处理加入合金元素提高金属基体的电极电位；浸蚀剂：王水溶液加入合金元素在金属表面形成致密保护膜；防止晶间腐蚀的产生。铸铁铸铁灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁铸铁铁素体+石墨铁素体+珠光体+石墨珠光体+石墨根据成分和冷却速度不同根据石墨的形态、大小和分布情况不同灰口铸铁显微组织：珠光体+铁素体+片状石墨力学性能差解决方法：变质处理GPF可锻铸铁显微组织：铁素体

6、+团絮状石墨团絮状石墨大大减轻了石墨对基体金属的割裂作用，因而强度高，有一定的韧性、塑性。GF球墨铸铁显微组织：珠光体+铁素体+球状石墨球状石墨对基体的割裂影响最小，因而具有很高的强度、良好的韧性、塑性和切削加工性，可焊性也较好。GPF合金钢铝合金铜合金轴承合金ZL102H62、H90锡基轴承合金……有色金属铝合金ZL102含硅11%～13%，其成份在共晶点附近，具有优良的铸造性能。铸态下显微组织由由粗大针状硅晶体和α固溶体（亮白色）所组成的共晶体以及初细小的初晶硅构成，这种粗大的针状硅晶体严重

7、降低合金的塑性和韧性。为了提高硅铝明的力学性能，通常需要对其进行变质处理，即在浇注前向820～850℃合金溶液中加入占合金重量2～3%的变质剂（2/3NaF+1/3NaCl）。初晶硅α相硅晶体初晶硅α相硅晶体变质处理后的组织由初生α固溶体枝晶(白亮)及细的共晶体（黑色）组成，由于共晶中的硅呈细小的圆形颗粒，因而合金的强度和塑性显著提高。变质后的ZL102初生α共晶体铜合金WZn<39%的黄铜组织为单相α固溶体，这种黄铜称为α黄铜或单相黄铜。常用的代号有H90、H70等。单相黄铜H90经变形及退火

8、后，其α晶粒呈多边形，并有大量退火孪晶。H90α孪晶α孪晶H62WZn在39%～45%的黄铜具有（α和β‘）两相组织，称为双相黄铜。双相黄铜H62的显微组织中，α相呈亮白色，β'相为黑色，是以CuZn化合物为基的有序固溶体，在456～468℃由β转变而成性能硬而脆。αβ’α相β’相轴承合金锡基轴承合金以元素Sn为基础，加入少量锑和铜组成的合金（WSb=11%，WCu=6%），是一种软基体硬质点类型的轴承合金。显微组织中暗黑色的为软基体α相，是Sb在Sn中的固溶体；白色块状为硬质点β'相，是以Sb