金属学原理实验指导书 - 图文(6)

含碳量<0.0218%的铁碳合金通常称为工业纯铁，它为两相组织，即由铁素体和三次渗碳体组成。照片7所示为工业纯铁的显微组织，其中黑色线条是铁素体的晶界、而亮白色基体是铁素体的不规则等轴晶粒。在晶界上存在少量三次渗碳体，呈现出白色的不连续的网状，由于量少，有时看不出。

图7 工业纯铁的显微组织

2、碳钢的种类

(1)共析钢 含碳量为0.77%的铁碳合金。其显微组织由单一的珠光体组成。 (2)亚共析钢 含碳量在0.0218～0.77%范围内的铁碳合金。其组织由先共析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，照片3-8、3-9为亚共析钢的显微组织，其中亮白色为铁素体，暗黑色为珠光体。

图8 45 钢退火组织

(3)过共析钢 含碳量在0.77%与2.11%之间的铁碳合金。其组织由珠光体和先共析渗碳体(即二次渗碳体)组成。钢中含碳量越多，二次渗碳体数量就越多。图为含碳量1.2%的过共析钢的显微组织。组织中存在片状珠光体和网络状二次

渗碳体，经浸蚀后珠光体呈暗黑色，而二次渗碳体则呈白色网状。

图9 20钢退火组织

若要根据显微组织来区分过共析钢的网状二次渗碳体和亚共析钢的网状铁素体，可采用煮沸的苦味酸钠溶液来浸蚀，这样二次渗碳体就被染色呈黑色网状，而铁素体和珠光体仍保留白色晶粒（如图2和图3）。 3、白口铸铁的种类

含碳量大于2.11%的铁碳合金叫白口铸铁。其中碳以渗碳体的形式存在，断口呈白亮色而得此名。

(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体、二次渗碳体和莱氏体，如照片10所示。用硝酸酒精溶液

图 10亚共晶白口铁

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。 (2)共晶白口铁

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11照片所示。 (3)过共晶白口铸铁

含碳量>4.3%的白口铸铁称为过共晶白口铸铁，在室温时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状的莱氏体基体上分布着亮白色的粗大条片状的一次渗碳体，其显微组织如图3-12照片所示。

图11共晶白口铁

图12 过共晶白口铁

四、实验条件

1. 实验设备 金相显微镜 2. 实验用材料

各种成分的铁碳合金的显微样品

六、实验步骤

(1) 实验前学生应复习讲课中的有关内容和阅读实验指导书，为实验做好理论方面的准备。

(2) 在显微镜下观察和分析铁碳合金显微样品的平衡组织，识别钢和铸铁组织形态的特征；根据Fe—Fe3C相图分析各合金的形成过程，建立成分，组织之间相互关系的概念。

(3) 绘出所观察的显微组织示意图，画时应抓住组织形态的典型特征，并在图中表示出来。

(4) 根据显微组织近似确定亚共析钢的含碳量；

C%?P?0.8F?0.0008? 100100式中：P和F分别为珠光体和铁素体所占面积(%)。 七、思考题

1．总结含碳量对铁碳合金的组织和性能的影响？ 八、实验报告

(1) 简述实验目的、实验原理。

(2) 画出所观察显微组织示意图，并注明材料名称、含碳量、浸蚀剂和放大倍数，显微组织画在直径为30～50mm的圆内，并将组成物名称以箭头引出标明。

实验4：碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定综合实验

实验学时：6 实验类型：综合 实验要求：必修 一、实验目的

1. 了解硬度计的原理、初步掌握布氏、洛氏硬度计的使用； 2. 了解碳钢的热处理工艺操作；

3. 研究碳钢加热温度、冷却速度、回火温度对钢性能的影响； 4. 观察热处理后的组织及其变化。 二、实验内容

1．按表1中的热处理工艺进行操作，并对热处理后的各样品进行硬度测定，将硬度值填入表1中。

表1 各种热处理工艺 冷却 方式 空冷 油冷 水冷 水冷

表2 45钢回火工艺 45钢回火工艺/860℃水冷淬火 回火温度℃ 回火前硬度 回火后硬度 出空冷。

2. 观察下列表2热处理后的金相试样，并画出组织示意图。

200 400 500 600 45钢 加热温度℃ 860 860 780 860 硬度 注：保温时间可按1分钟/每毫秒直径计算；回火保温时间均为30分钟，然后取

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库金属学原理实验指导书 - 图文(6)在线全文阅读。