文档介绍：实验一铁碳合金平衡组织观察一、实验目的 1、了解金相显微镜的基本原理,掌握常用显微镜的使用方法。 2、研究和了解铁碳合金(碳钢及白口铸铁)在平衡状态下的显微组织。 3、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、组织与性能之间的相互关系。二、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***衡状态)所得到的组织。我们可根据 Fe-Fe 3C相图来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织(如图 1 所示)。图1 按组织分区的 Fe-Fe 3C 相图铁碳合金的平衡组织主要是指碳钢和白口铸铁组织,其中碳钢是工业上应用最广的金属材料,它们的性能与其显微组织密切有关。此外,对碳钢和白口铸铁显微组织的观察和分析,有助于加深对 Fe-Fe 3C相图的理解。从 Fe-Fe 3C相图上可以看出,所有碳钢和白口铸铁的室温组织均由铁素体( F) 和渗碳体( Fe 3C)这两个基本相所组成。但是由于含碳量不同,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,因而呈现各种不同的组织形态。用浸蚀剂显露的碳钢和白口铸铁,在金相显微镜下具有下面几种基本组织组成物。( 1)铁素体( F) ——是碳在α-Fe 中的固溶体。铁素体为体心立方晶体,具有磁性及良好塑性,硬度较低。用 3~4% ***酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈现明亮的等轴晶粒;亚共析钢中铁素体呈块状分布;当含碳量接近于共析成分,铁素体呈断的网状分布于珠光体周围。(2) 渗碳体( Fe 3C) ——是铁与碳形成的一种化合物,其碳含量为 % ,质硬而脆,耐腐蚀性强,经 3~4% ***酒精溶液浸蚀后,渗碳体呈亮白色,若用苦酸钠溶液浸蚀,则渗碳体能被染成暗黑色或棕红色,而铁素体乃为白色,由此可区别铁素体与渗碳体。按照成分和形成条件的不同,渗碳体可以呈现不同的形态:一次渗碳体(初生相)是直接由液体中析出的,故在白口铸铁中呈粗大的条片状;二次渗碳体(次生相)是从奥氏体中析出的,往往呈网络状沿奥氏体晶界分布;三次渗碳体是由铁素体中析出的,通常呈不连续薄片状存在于铁素体晶界处,数量极微,可忽略不计。( 3)珠光体( P) ——铁素体和渗碳体的机械混合物,是一般退火处理情况下是由铁素体与渗碳体互混交替排列形成的层片状组织。经***酒精溶液浸蚀后,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。在高倍放大时能清楚地看到珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体;当放大倍数较低时,由于显微镜的鉴别能力小于渗碳体片厚度,这时珠光体中的渗碳体就只能看到是一条黑线, 当组织较细而放大倍数较低时,珠光体的片层就不能分辨,而呈黑色。高碳工具钢(过共析钢)经球化退火处理后还可获得球状珠光体。( 4)莱氏体( Ld/ ) ——是在室温时珠光体及二次渗碳体所组成的机械混合物。含碳量为 % 的共晶白口铸铁在 1148 °C时形成由奥氏体和渗碳体组成的共晶体, 其中奥氏体冷却时析出二次渗碳体,并在 727 °C以下分解为珠光体。莱氏体的显微组织特征是在亮白色的渗碳体基底上相同地分布着暗黑色斑点及细条状的珠光体。二次渗碳体和共晶渗碳体连在一起,从形态上难以区分。根据组织特点及碳含量的不同,铁碳合金可分为工业纯铁、碳素钢和铸铁三大类。三、工业纯铁纯铁在室