实验五 铁碳合金平衡组织观察

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1、实验五铁碳合金平衡组织观察问答题老师要求写在实验报告上还有一张《所观察的金相试样的显微组织示意图》你跟敏莉要，要贴在实验报告上的并标上放大倍数，放大倍数也问敏莉。三、问答题1.某亚共析钢试样在显微镜下观察，珠光体面积占59%，试确定此钢的牌号。（要求计算）2.试述亚共析钢，共析钢、过共析钢的显微组织有何不同？含碳量对钢的组织及性能有何影响？答：1碳含量≈P×0.77%=59%×0.77%≈0.45%此钢相当于45钢2答：①亚共析钢：0.0218%

2、，室温组织：珠光体和二次渗碳体钢中碳的质量分数＜0.9%时，随着碳的质量分数的增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这是因为钢中的渗碳体量增多（或从组织角度说：钢中珠光体量增多）；当钢中碳的质量分数＞0.9%时，随着碳的质量分数的增加，钢的硬度继续升高，塑性、韧性继续下降，因钢中渗碳体量增多，且形成较完整的网状，分布在珠光体晶界上，所以，钢的强度随着下降。实验五铁碳合金平衡组织观察一、实验目的：1.了解典型成份的铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。2.分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成份、组织和性能之间的相互关系。二、实验原理：1.铁碳合金平衡状态图铁碳合

3、金的平衡组织是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（如图5-1所示），来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织。图5-1Fe－Fe3C相图铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁，其室温组织是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，析出条件及分布均有所不同，因而呈现各种不同的形态。2.铁碳合金在室温下的组织不同成份的铁碳合金在室温下的显微组织见表5-1。5-1各种铁碳合金在室温下的显微组织类　型　含碳量（%）显　微　组　织浸　蚀　剂工　业　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

4、光体4%硝酸酒精溶液共析钢　　0.77珠　　光　　体4%硝酸酒精溶液过共析钢0.77～2.11珠光体+二次渗碳体苦味酸钠溶液，渗碳体变黑或呈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%硝酸酒精溶液铁碳合金在金相显微镜下具有下面四种基本相和组织。铁素体（F）　　铁素体是碳溶解于α-Fe中的间隙式固溶体。工业纯铁用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，显微镜下呈现白亮色的多边形等轴晶粒；亚共析钢中的铁素体呈块状分布；当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续

5、的网状分布于珠光体周围。渗碳体（Fe3C）　　渗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，耐腐蚀性强，经4%硝酸酒精浸蚀后，渗碳体呈亮白色，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态中结晶出，呈粗大的片状；二次渗碳体由奥氏体中的出，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片状交替排列的机械混合物。经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，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

6、清楚地看到珠光体中平行相间的宽片铁素体和细片渗碳体；当放大倍数较低时，由于显微镜的鉴别率小，渗碳体片很薄，这时珠光体中的渗碳体就只能看到的是一条黑线；当组织较细而放大倍数较低时，珠光体的片层就不容易分辨出来，而呈黑色块状。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的渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体。根据含碳量及组织特征的不同，铁碳合金可分为工业纯铁，钢和铸铁三大类。工业纯铁　　含碳量＜0.0218%的铁碳合金通常称为工业纯铁。它为两相组织，即由铁素体和少量三次渗碳体所组成。图5-2所示为工业纯铁的显微组织，其中黑

7、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，在某些晶界处可以看到不连续的薄片状三次渗碳体。3.碳素钢的组织⑴亚共析钢亚共析钢的含碳量在0.0218%～＜0.77%范围内，其组织由铁素体和珠光体所组成。随着钢中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。图5-3为亚共析钢45钢的显微组织，其中亮白色为铁素体，暗黑色为珠光体。图5-2工业纯铁的显微组织图5-345钢的显微组织（400X）另外，也可通过直接在显微镜下观察珠光体和铁素体各自所占面积的百分数，近似地计算钢中的碳