(讲课)铁碳合金平衡组织观察及金相显微镜的使用分析.ppt

图1-3 工业纯铁显微组织（100×）浸蚀剂为4％硝酸酒精溶液 纯铁在室温下具有单相铁素体组织。含碳量小于0.0218％的铁碳合金通常称为工业纯铁。黑色线条是铁素体的晶界，而亮白色基底则是铁素体的不规则等轴晶粒，在某些晶内和晶界驱粗处还可以看到不连续的薄片状三次渗碳体,含量微小忽略不计。 （1）亚共析钢 亚共析钢的含碳量在0.0218%～0.8％范围内，其组织有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，两者的相对量可由杠杆定律求得。也可根据显微镜下观察到的珠光体和铁素体各自所占面积的百分数，近似地计算出钢的含碳量：c﹪=p％×0.8％式中：C%－钢的含碳量； P％－珠光体所占面积。 图1-4所示分别为亚共析钢（20钢和60钢）的显微组织，其中亮白色为铁素体，暗黑色为珠光体。 图1-4 亚共析钢显微组（100×） 浸蚀剂为4％硝酸酒精溶液 （1）亚共晶白口铸铁 含碳量为2.11～4.3%范围内的白口铸铁称为亚共晶白口铸铁。室温下亚共晶白口铸铁的组织为珠光体、二次渗碳体和莱氏体，用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。 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，渗碳体呈亮白色。 含碳量为4.3～6.69％范围内的白口铸铁称为过共晶白口铸铁，在室温下的组织由一次渗碳体和莱氏体组成。用硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下可观察到在暗色斑点的莱氏体基底上分布着亮白色粗大条片状的一次渗碳体。。 1、认真观察表1-3所列的各种材料的显微组织，识别各显微组织的特征(各相或组织组成物的数量，形态与分布)。 * * 思考题 1 金相显微镜的孔径光阑与视场光阑起何作用？ 2 金相显微镜的放大倍数是如何确定的？你本人在实 验 中采用多大的放大倍数？放大倍数是否越大越好？为什么？ 3 金相试验样品在磨/抛光之后为什么必须经过腐蚀才能利用金相显微镜观察分析金相组织？ 4 描述几种典型成份的铁碳合金组织组成物的形态特征。 5 一次渗碳体与二次渗碳体的形态与分布状况有何区别？ 6 分析随含碳量的增加，铁碳合金中的渗碳体数量、形态及分布状况如何变化？ 实验一 铁碳合金平衡组织观察及金相显微镜的使用 １. 了解普通金相显微镜的构造与使用方法。 ２. 初步学会金相样品制备的基本方法 ３. 初步识别各种铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。 ４. 分析化学成分（含碳量）对铁碳合金显微组织的影响,从而加深理解成分、组织与性能之间的相互关系。 一、实验目的 二、实验概述 铁碳合金的显微组织是研究和分析钢铁材料性能的基础。所谓平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下. (如退火状态即接近平衡状态)所得到的组织。。 A C D G S 1148℃ 727℃ L A L+A L+ Fe3C F A+F A+ Fe3C K E P F Q C%→ Fe F+ Fe3C 4.3 0.77 2.11 6.69 ℃ Fe3C 铁碳合金的平衡组织主要是指碳钢和白口铸铁的室温组织。由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量，析出条件以及分布情况均有所不同，因而呈现出各种不同的组织形态。 4%硝酸酒精溶液 莱氏体＋一次渗碳体 4.3～6.67 过共晶白口铁 4%硝酸酒精溶液 莱氏体 4.3 共晶白口铁 4%硝酸酒精溶液 珠光体＋二次渗碳体＋莱氏体 2.06～4.3 亚共晶白口铁 白 口 铸 铁 4%硝酸酒精溶液 珠光体＋二次渗碳体 0.8～2.06 过共析钢 4%硝酸酒精溶液 珠光体 0.8 共析钢 4%硝酸酒精溶液 铁素体＋珠光体 0.02～0.8 亚共析钢 碳 钢 4%硝酸酒精溶液 铁素体 ≤0.02 工业纯铁 浸蚀剂 显微组织 含碳量(％) 类型 表1-1 各种铁碳合金在室温下的显微组织 1、工业纯铁 三、铁碳合金平衡组织的显微分析 2、碳钢 含碳量在0.0218%～2.11％范围内的铁碳合金称为碳钢。按其含碳量与平衡组织的不同，可分为亚共析碳钢，共析碳钢和过共析碳钢3种。 含碳量为0.8％的碳钢称为共析钢，它由单一的珠光体组成，组织如图1-2所示。 图1-2 （2）共析钢 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。在一般退火处理的情况下，是由铁素体与渗碳体相互混合交替排列形成的层状组织 。 共析钢显微组织（450×） 浸蚀剂为4％硝酸酒精溶液 图1-5所示