第六讲分析鉴定技术在考古中的应用.ppt

《第六讲分析鉴定技术在考古中的应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第六讲分析鉴定技术在考古中的应用（二）————古代铁器的金相学研究一．基本概念1.铁碳合金的平衡组织指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。可以根据铁碳相图来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织。铁　碳　相　图2.铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁，其室温组成相由铁素体和渗碳体这两个基本相所组成。由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件及分布状况均有所不同，因而呈现各种不同的组织形态。3.不同成分的铁碳合金在室温下的显微组织类型含碳量（Wt%）显微组织浸蚀剂纯铁＜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

2、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；苦味酸钠溶液，渗碳体变黑或棕红色白口铸铁亚共晶白口铁2.11～4.3珠光体+二次渗碳体+莱氏体4%硝酸酒精溶液共晶白口铁4.3莱氏体4%硝酸酒精溶液过共晶白口铁4.3～6.69莱氏体+一次渗碳体4%硝酸酒精溶液在金相显微镜下铁碳合金具有　　　　　　　四种基本组织：铁素体（F）：铁素体是碳溶解于α-Fe中的间隙固溶体。１）纯铁用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的等轴晶粒；２）亚共析钢中铁素体呈块状分布；３）当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周围。渗碳体（Ｆe3C）渗

3、碳体是铁与碳形成的金属间化合物，其含碳量为6.69%，质硬而脆，耐蚀性强，经4%硝酸酒精浸蚀后，渗碳体仍呈亮白色，而铁素体浸蚀后呈灰白色，由此可区别铁素体和渗碳体。渗碳体可以呈现不同的形态：一次渗碳体直接由液体中结晶出，呈粗大的片状；二次渗碳体由奥氏体中析出，常呈网状分布于奥氏体的晶界；三次渗碳体由铁素体中析出，呈不连续片状分布于铁素体晶界处，数量极微，可忽略不计。珠光体（P）珠光体是铁素体和渗碳体呈层片状交替排列的机械混合物。经4%硝酸酒精浸蚀后，在不同放大倍数的显微镜下可以看到具有不同特征的珠光体组织。当放大倍数较低时，珠光体中的渗碳体看到的只是一条黑线，甚至珠光体片层因不能

4、分辨而呈黑色。莱氏体（Ld'）莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体所组成的机械混合物。其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体。4.铁碳合金分类根据含碳量及组织特点的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、钢和铸铁三大类。其中钢又可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢三种；铸铁又可分为亚共晶白口铁、共晶白口铁和过共晶白口铁三种。1）工业纯铁含碳量小于0.02％的铁碳合金通常称为工业纯铁2）亚共析钢亚共析钢的含碳量在0.02～0.77％范围内，其组织由铁素体和珠光体所组成。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地增多。下图为亚共析钢的显微组织，其中亮白色

5、为铁素体，暗黑色为珠光体。亚共析钢显微组织20钢45钢珠光体铁素体3）共析钢含碳量为0.77％的碳钢，称为共析钢，由单一的珠光体组成，其显微组织如图所示不同放大倍数下的珠光体显微组织铁素体渗碳体4）过共析钢含碳量超过0.77％的碳钢，称为过共析钢，它在室温下的组织由珠光体和二次渗碳体组成。钢中含碳量越多，二次渗碳体数量就越多。图a为含碳量1.2％的过共析钢的显微组织。组织形态为层片相间的珠光体和二次渗碳体，经硝酸酒精溶液浸蚀后珠光体呈暗黑色，而二次渗碳体则呈白色网状。若采用苦味酸钠溶液浸蚀，网络状二次渗碳体就被染成黑色，而珠光体为白色，如图b所示。过共析钢(T12)显微组织浸蚀剂

6、：4％硝酸酒精溶液浸蚀剂：碱性苦味酸钠溶液二次渗碳体二次渗碳体5.铸铁分类⑴.根据碳在铸铁中的存在形式分类①白口铸铁碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色。②灰铸铁碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。③麻口铸铁碳部分以游离碳化铁形式出现，部分以石墨形式出现，断口灰白相间。⑵.根据铸铁中石墨（G）形态分类①普通灰铸铁石墨呈片状②蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状③可锻铸铁石墨呈团絮状④球墨铸铁石墨呈球状白口铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁1）亚共晶白口铸铁含碳量小于4.3％的白口铸铁称为亚共晶白口铸铁。在室温下亚共晶白口铸铁的组织为珠光

7、体、二次渗碳体和莱氏体，如图所示。经硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现黑色枝晶状的珠光体和斑点状莱氏体。其中二次渗碳体与共晶渗碳体混在一起，不易分辨。在室温下亚共晶白口铸铁的组织:珠光体、二次渗碳体和莱氏体2）共晶白口铸铁共晶白口铸铁的含碳量为4.3％，它在室温下的组织由单一的共晶莱氏体组成，经浸蚀后，在显微镜下珠光体呈暗黑色细条及斑点状，共晶渗碳体呈亮白色，如图所示。共晶白口铸铁显微组织:在室温下，组织由单一的共晶莱氏体组成。3）过共晶白口铸铁含碳量大于4.3％的白口铸铁称为过