实验五(碳钢、合金钢、铸铁、有色典型组织观察).doc

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1、实验五碳钢、合金钢、铸铁、有色金属典型组织观察一、实验目的1、观察和研究各种不同类型合金材料的显微组织特征；2、了解这些合金材料的成分、显微组织对性能的影响。二、概述（一）碳钢的显微组织铁碳合金缓冷后的金相显微组织基本上与铁碳相图所预料的各种平衡组织相符合，但碳钢在不平蘅状态，即在快冷条件下的显微组织就不能用铁碳合金相图来分析，而应由过冷奥氏体转变曲线图—C曲线来确定。图1为共析碳钢的等温转变C曲线图。图1共析碳钢的C曲线图按照不同的冷却条件，过冷奥氏体在不同的温度范围发生不同类型的转变。通过金相显微镜观察，可以看出过冷奥氏体各种转变产物的组织形态各不相同。共析碳钢过

2、冷奥氏体在不同温度转变的组织特征及性能如表1所示。表1共析碳钢过冷奥氏体在不同温度转变的组织特征及性能转变类型组织名称形成温度范围（℃）金相纤维组织特征硬度（HRC）珠光体（P）>650在400~500倍金相显微镜下可观察到铁素体和渗碳体的片层状组织~20（HB180~200）13珠光体型相变索氏体（S）600~650在800-1000倍以上的显微镜卜才能分清片层状特征，在低倍镜下片层模糊不清25~35屈氏体（T）550~600用光学显微镜观察时呈黑色团状组织，只有在电子显微镜(5000-15000x)下才能看出片层组织35~40贝氏体型相变上贝氏体（B上）350~5

3、50金相显微镜下呈暗灰色的羽毛状特征40~48下贝氏体（B下）230~350在金相显微镜下呈黑色针叶状特征48~58马氏体型相变马氏体（M）<230在正常淬火温度下呈细针状马氏体(隐晶马氏体)，过热淬火时呈粗大片状马氏体62~651、钢的退火和正火组织亚共析成分的碳钢（如40、45钢等）一般采用完全退火，退火后可得到近似平衡状态的组织。过共析成分的碳素工具钢（如T10、T12钢等）则都采用球化退火，球化退火后获得粒状珠光体组织。T12钢经球化退火后组织中的二次渗碳体及珠光体中的渗碳体都将变成颗粒状。如图2所示。图中均匀而分散的细小粒状组织就是粒状渗碳体。图2T12钢球

4、化退火后的显微组织（500×）图345钢正火后的显微组织（500×）因为正火的冷却速度大于退火的冷却速度，所以45钢正火后的组织比退火的细，珠光体的相对含量也比退火组织中的多（如图3所示）。2、钢的淬火组织根据Fe—Fe3C相图可知，将45钢加热到760℃13奥氏体化，然后在水中冷却，称为不完全淬火，在这个温度加热，有部分铁素体尚未溶入奥氏体中,所以淬火后将得到马氏体和铁素体组织。在金相显微镜中观察到的是呈暗色针状马氏体基底上分布有白色块状铁素体，如图4所示。图445钢760℃不完全淬火后的显微组织（500×）图545钢正常淬火后的显微组织（500×）45钢正常加热淬

5、火后将获得细针状马氏体，如图5所示。由于马氏体针非常细小，在显微镜中不易分清。若将淬火温度提高到1000℃（过热淬火），由于奥氏体晶粒的粗化，经淬火后将得到粗大针状马氏体组织，如图6所示。若45钢加热到正常淬火温度，然后在油中冷却，则由于冷却速度不足，得到的组织将是马氏体和部分屈氏体（或混有少量贝氏体）。图7为45钢加热到860℃后油冷的显微组织，亮白色为马氏体，呈黑色块状分布于晶界处的为屈氏体。T12钢在780℃正常温度淬火后的显微组织如图8所示，除了细小的马氏体外尚有部分未溶入奥氏体中的渗碳体(呈亮白色颗粒)。当T12钢在较高温度淬火时，显微组织出现粗大的马氏体，

6、并且还有一定数量的残余奥氏体（呈亮白色）存在于马氏体针之间，如图9所示。图645钢1000℃过热淬火后的显微组织（500×）图745钢840℃油常淬火后的显微组织（500×）13图8T12钢780℃正常淬火后的显微组织（500×）图9T12钢1000℃过热淬火后的显微组织（500×）3、淬火后的回火组织钢经淬火后所得到的马氏体和残余奥氏体均为不稳定组织，它们具有向稳定的铁素体和渗碳体的两相混合物组织转变的倾向。通过回火即将钢加热，提高原子活动能力，可促进这个转变过程的进行。淬火钢经不同温度回火后所得到的组织不同，通常按组织特征分为以下三种：(1)回火马氏体淬火钢经低温

7、回火(150—250℃)，马氏体内的过饱和碳原子脱溶沉淀，析出与母相保持着共格联系的ε碳化物，这种组织称为回火马氏体。回火马氏体仍保持针片状特征，但容易受浸蚀，故颜色要比淬火马氏体深些，是暗黑色的针状组织，如图10所示。图1045钢正常淬火200℃回火后的显微组织（500×）(2)回火屈氏体淬火钢经中温回火(350—500℃13)，得到在铁素体基体中弥散分布着微小粒状渗碳体的组织，称为回火屈氏体。回火屈氏体中的铁素体仍然基本保持原来针状马氏体的形态，渗碳体则呈细小的颗粒状，在光学显微镜下不易分辨清楚，故呈暗黑色，如图11(a)所示。用电子显微镜可以看