实验二_钢铁材料常见组织及钢的宏观检验技术

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1、实验二钢铁材料常见组织及钢的宏观检验技术(验证性)-X实验目的及要求1.掌握钢铁材料常见平衡纟FI织、非平衡纟fl织。2.了解钢的宏观检验技术。二、实验原理Fe-C(Fe-Fe3C)相图是材料科学中的基础知识。由于碳在铁中的含量超过溶解度后剩余的碳以两种形式存在，即以渗碳体Fe3C和石墨碳的形式存在，因此Fe-C合金冇两种相图，即Fe-C和Fe-Fe3C相图。通常情况下，铁碳合金是按Fe-Fe3C系进行转变的。图1・23即为Fe-Fe3C相图。图中各特性点的温度、含碳量及意义见表1・3。注意，各符号国际通用，不能随便跟换。D铁碳合金屮的固态相：铁素体，渗碳体，奥氏体室温组织组成物：表2・1

2、铁碳合金相图中的特性点符号温度CC）碳含帚（wt%）含义A15380纯铁的熔点B14950.53包品转变时液态合金的成分C11484.30共晶点——+D1227&69Fe3C的熔点E11482.11磧在Y-F©中的最大溶解度F1148&69Fe3C的成分G9120a-Fe<=>y-Fe冋素斤晶转变点（A3>H14950.09碳在6-Fe中的最大溶解度J14950.17包晶点厶8+$丹YjK7276.69Fe3C的成分N13940Y-Feo8-Fe同素斥晶转变点（甩）P7270.0218碳在«-Fe中的最大溶解度S7270.77共析点（AJ丫ap+Q600（室温）000570.0008600

3、C（或宣温）时曜在a-Fe中的洛解度2、相图分析①包晶转变线（水平线町B）,转变温度1495°C反应式：Lbo.53%C+&1IO.O9%CU>YJo.17%C此类转变仅发生在含碳量的质量分数为0.09%〜0.53%的铁碳合金中。②共晶转变（水平线ECF）,转变温度1148°C反应式：LdU>YE2.U%CFe3Cfi.69%C此类转变发生在含碳量的质量分数为2.11%〜6.69%的铁碳合金中。③共析转变（水平线PSK）,转变温度727°C,通常标为血温度反应式：YS0.77%cOaP0.0218%C+69«VC含碳量超过0.02%的铁碳合金都发生这个转变。④其他重要的转变线GS线，奥氏体

4、（A）中开始析岀铁素体（F）或者F全部溶入A的转变线此温度为A?温度。ES线，碳在A中的溶解度线,此温度称为弟温度。低于此温度时,A中仍将析fl!Fe3C,把它称为二次FesC,记作FsCh。PQ线，碳在F中的溶解度线。F在727°C冷却时，会析出渗碳体，成为三次渗碳休，记作Fe3Cmo3、铁碳合金的平衡组织铁碳合金的平衡组织指的是合金在加热到一定温度后以及缓慢的冷却速度到室温状态得到的组织。根据组织特征，可将铁碳合金按照碳含量的不同划分为其中类型:①工业纯铁。含碳量低于0.0218%,其平衡组织为铁素体（F）,当含碳量较高时有三次渗碳体析出。①共析钢。含碳量为0.77%；其平衡组织为珠光

5、体(P)oFP③亚共析钢。含碳量0.021%〜0.77%；其平衡组织为F+P。④过共析钢。含碳量0.77%〜2.11%；其平衡组织为网状Fe3CH+PoF+P网状Fe3C]i+P⑤共晶白口铁。含碳量4.30%；其平衡组织为⑥亚共晶白口铁。含碳量2.11%-4.30%；其平衡组织为Ln+P+FeaCuLaLd+P+Fe3C]i⑦过共晶白口铁。含碳量4.30%〜6.69%；其平衡组织为Ld+Fe3C,图片：Ld+FesC】难点4.金属学基础知识一等温冷却C曲线的应用过冷A等温转变曲线称为C曲线，也称为TTT(TimeTemperatureTransformation)如图2・2所示：以共析钢为

6、例。图2-2图中最上面的水平虚线为钢的临界点A),卜方的一根水平线Ms为马氏体转变开始温度，另一条水平线Mf为马氏体转变终了温度。A】和Ms之间左边的曲线为过冷奥氏体转变开始线，右边的曲线为过冷奥氏体转变终了线。Ai线以上是奥氏体稳定区，Ms线与Mf线之间的区域为马氏体转变区。两条C曲线之间是过冷奥氏体转变区域。在知温度下，过冷奥氏体转变开始线与纵坐标间的水平距离为过冷奥氏体在该温度下的孕冇期。在不同温度下等温，英孕冇期是不同的,在550°C左右共析钢的孕育期最短转变速度最快，此处称为C曲线的鼻子。①钢的珠光体转变P的转变发生在临界温度A】以下较高的范围内，乂称为高温转变。珠光体转变是单相

7、奥氏体分解为铁素体和渗碳体相的机械混合物的镶边过程，属于扩散型相变。按照P中的FesC形态，可把P分为片状P和粒状P。片状珠光体粒状珠光体②钢的马氏体转变M转变属于低温转变。钢的马氏体组织是碳在a・Fe屮的过饱和固溶体，是典型的非扩散型相变。M分为板条M和片状M。板条M片状M①钢的贝氏体转变贝氏体转变是介于马氏体和珠光体Z间的转变，屈于中温转变。根据形成温度的不同，可分为上贝氏体和下贝氏体。上贝氏体下贝氏体②魏氏组织：当