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实验一平衡态铁碳合金成分、组织、性能之间关系的分析1.1典型铁碳合金的平衡

组织观察与分析一、实验目的1通过实验能识别铁碳合金在平衡状态下的显微组

织。2掌握碳含量对铁碳合金平衡组织形貌及相组成比例的影响。二、实验原理简

介利用金相显微镜观察金属的内部组织和缺陷的方法称为显微分析或金相分析。合

金在极其缓慢的冷却条件如退火状态下所得到的组织称为平衡组织。铁碳合金平衡

组织的观察与分析要依据Fe-Fe3C相图来进行。1室温下铁碳合金基本组织特征1

铁素体F铁素体是碳溶于-Fe中形成的间隙固溶体。经35的硝酸酒精溶液浸蚀后在显

微镜下呈现白亮色多边形晶粒。在亚共析钢中铁素体呈块状分布当合金的含碳量接

近于共析成分时铁素体则呈断续的网状分布于珠光体晶界上。2渗碳体Fe3C渗碳

体是铁与碳形成的一种化合物。经35的硝酸酒精溶液浸蚀后在显微镜下为白亮色若

用苦味酸钠溶液浸蚀则渗碳体呈暗黑色而铁素体仍为白亮色由此可以区别铁素体和

渗碳体。由于铁碳合金的成分和形成条件不同渗碳体可以呈现不同的形状一次渗碳

体是由液相中直接结晶出来呈板条状游离分布二次渗碳体是从奥氏体中析出的呈网

状分布在珠光体晶界上三次渗碳体是从铁素体中析出呈窄条状分布在铁素体晶界

上。3珠光体P珠光体是铁素体和渗碳体的两相复合物。在平衡状态下它是由铁素

体和渗碳体相间排列的层片状组织。经35的硝酸酒精溶液浸蚀后铁素体和渗碳体皆

为白亮色而两相交界呈暗黑色线条。在不同的放大倍数下观察时组织特征有所区别。

如在高倍600倍以上下观察时珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白

亮色而两相交界为暗黑色在中倍400倍左右下观察时白亮色的渗碳体被暗黑色交界

所吞食“”而呈现为细黑条这时看到的珠光体是宽白条铁素体和暗黑细条渗碳体的相

间复合物在低倍200倍以下下观察时无论是宽白条的铁素体还是暗黑细条的渗碳体

都很难分辨这时珠光体呈现暗黑色块状组织。4变态莱氏体Ld变态莱氏体是珠光

体和渗碳体组成的复合物。经35的硝酸酒精溶液浸蚀后变态莱氏体的组织特征是在

白亮色渗碳体基体上相间分布着暗黑色块状或暗黑色条状和点状珠光体。2室温下

典型铁碳合金的平衡组织特征1工业纯铁工业纯铁的碳质量分数小于0.0218组织

为单相铁素体。铁素体呈白亮多边形晶粒晶界呈暗色的网络并在晶界的局部区域分

布有微量亮白窄条状三次渗碳体Fe3CⅢ。2亚共析钢亚共析钢的碳质量分数为

0.02180.77组织为铁素体白亮多边形块状加珠光体暗色层状。3共析钢共析钢的碳

质量分数为0.77其室温组织为单一的珠光体。其中白亮铁素体和暗色渗碳体以层状

相间。4过共析钢过共析钢的碳质量分数为0.772.11在室温下的平衡组织为珠光体

加二次渗碳体。其中二次渗碳体呈白亮网状分布在暗色珠光体的晶界上。5亚共晶

白口铸铁亚共晶白口铸铁的碳质量分数为2.114.3室温下的平衡组织为珠光体、二次

渗碳体加变态莱氏体。其中变态莱氏体为基体在变态莱氏体基体上分布着暗色块状

或椭圆状的珠光体在珠光体晶体边缘有一薄层白亮二次渗碳体。6共晶白口铸铁共

晶白口铸铁的碳质量分数为4.3其室温下的显微组织为变态莱氏体其中渗碳体为白

亮基体珠光体以暗色细条状和点状嵌镶分布在白亮渗碳体基体上。7过共晶白口铸

铁过共晶白口铸铁的碳质量分数为4.36.69其室温下的显微组织为变态莱氏体加一

次渗碳体。一次渗碳体呈白亮板条状嵌镶分布在变态莱氏体的基体上。以上七个典

型铁碳合金的平衡组织特征请参阅金相实验室《铁碳合金室温平衡组织》挂图。三、

实验设备及实验用品只需写需要什么设备就可不必介绍设备1.金相显微镜参照图

1.1金相显微镜的成象原理了解内容不用写金相显微镜的种类很多通常可分为台

式、立式和卧式三大类。1金相显微镜的成象原理最简单的显微镜可看作是由两片

透镜组成的光学系统如图1.1所示。靠近物体的透镜L1叫物镜靠近眼睛的透镜L2叫目

镜F1是物镜的前焦距F2是目镜的前焦距F1′与F2间的距离称为光学镜筒长度用表示。

被观察的物体AB放在物镜的前焦距F1之外的位置通过物镜后可获得一个倒立的放

大实象A1B1它恰好位于目镜的前焦距F2之内目镜将此象再次放大在明视距离S处

形成虚象A2B2A2B2为眼睛这一光学系统的目标。人眼所见到的最终图象相对物体

是倒立的其放大倍数为物镜倍数和目镜倍数的乘积。2金相显微镜结构金相显微镜