實(shí)驗(yàn)三 鐵碳合金平衡組織觀(guān)察

實(shí)驗(yàn)三鐵碳合金平衡組織觀(guān)察實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解金相顯微鏡的光學(xué)原理和構(gòu)造。2、初步掌握金相顯微鏡的使用方法及利用顯微鏡進(jìn)行顯微組織分析。3、學(xué)習(xí)金相試樣的制備過(guò)程。4、了解金相顯微組織的顯示方法。5、識(shí)別和研究鐵碳合金(碳鋼和白口鑄鐵)在平衡狀態(tài)下的顯微組織。6、分析含碳量對(duì)鐵碳合金顯微組織的影響，加深理解成分、組織與性能之間的相互關(guān)系。二、概述1）金相顯微試樣的制備在生產(chǎn)實(shí)際中，常常利用金相組織的檢查和分析來(lái)探索金屬材料的性能。為了對(duì)金相顯微組織進(jìn)行鑒別和研究，需要將所分析之金屬材料制備成一定尺寸的試樣，并經(jīng)磨制拋光與腐蝕等工序，最后通過(guò)金相顯微鏡來(lái)觀(guān)察和分析金屬的顯微組織狀態(tài)及分布情況。金相顯微試樣的制備過(guò)程包括有如下工序：取樣、鑲樣、磨制、拋光、浸蝕等。2）金相顯微鏡的構(gòu)造及使用XJP-3A型雙目金相顯微鏡，可廣泛地應(yīng)用在工廠(chǎng)、學(xué)校實(shí)驗(yàn)室，用于鑒別和分析各種金屬和合金的組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)行鑄件質(zhì)量的鑒定，及其它不透明的物質(zhì)，原材料的檢驗(yàn)或?qū)Σ牧咸幚砗笞饕话憬鹣嘟M織的研究分析等工作。可配用攝影裝置進(jìn)行顯微攝影。3）鐵碳合金平衡組織觀(guān)察圖SEQ圖表\*ARABIC1Fe—圖SEQ圖表\*ARABIC1Fe—Fe3C相圖1、碳鋼和白口的基本組織

（1）鐵素體(F)是碳在鐵中的固溶體。鐵素體為體心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度較低。用3％～4％硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)明亮色的多邊形晶粒。

（2）滲碳體（Fe3C）是鐵與碳形成的一種化合物，含碳量為6.69％。用3％～4％硝酸酒精溶液浸蝕后，滲碳體呈亮白色，若用苦味酸鈉溶液浸蝕，則滲碳體呈黑色而鐵素體仍為白色。

（3）珠光體(P)是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，其組織是共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。由杠桿定律可以求得鐵素體與滲碳體的含量比為8︰1。因此，鐵素體厚，滲碳體薄。

（4）萊氏體（Ld）奧氏體和滲碳體的共晶混合物，其中奧氏體在繼續(xù)冷卻時(shí)析出二次滲碳體，在727℃以下分解為珠光體。

2、鐵碳體合金室溫下顯微組織

（1）工業(yè)純鐵含碳量﹤0.0218％，其顯微組織為鐵素體。

（2）碳鋼

①共析鋼含鋼量為0.77％。其顯微組織由單一地珠光體組成。

②亞共析鋼含鋼量在0.0218％～0.77％范圍內(nèi)的碳鋼合金其組織由先共析鐵素體和珠光體所組成，隨著含碳量的增加，鐵素體的數(shù)量逐漸減少，而珠光體的數(shù)量則相應(yīng)地增多。

③過(guò)共析鋼含碳量在0.77％與2.11％之間。其組織由珠光體和先共析滲碳體（即二次滲碳體）組成。鋼中含碳量越多，二次滲碳體數(shù)量就越多。（3）白口鑄鐵含碳量大于2.11％的鐵碳合金。其中的碳以滲碳體的形式存在，斷口成亮白色而得此名。

①亞共晶白口鑄鐵含碳量﹤4.3％，在室溫下亞共晶白口鑄鐵的組織為珠光體、二次滲碳體和萊氏體，用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)黑色枝晶狀的珠光體和斑點(diǎn)狀萊氏體，其中二次滲碳體與共晶滲碳體混在一起，不易分辨。

②共晶白口鑄鐵含碳量為4.3％，其室溫下的組織由單一的共晶萊氏體組成。經(jīng)浸蝕后，在顯微鏡下，珠光體呈暗黑色細(xì)條或斑點(diǎn)狀，共晶滲碳體呈亮白色。

③過(guò)共晶白口鑄鐵含碳量﹥4.3％，在室溫時(shí)的組織由一次滲碳體和萊氏體組成。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下可觀(guān)察到在暗色斑點(diǎn)狀的萊氏體基本上分布著亮白色的粗大條片狀的一次滲碳體。碳鋼和白口鑄鐵在室溫下的組織均由鐵素體（F）和滲碳體（FeC）這兩個(gè)基本相所組成。只是因含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對(duì)數(shù)量、析出條件以及分布情況各有所不同，因而呈各種不同的組織形態(tài)，見(jiàn)表4—1。表4—1各種鐵碳合金在室溫下的顯微組織類(lèi)型含碳量（C％）顯微組織浸蝕劑純鐵<0.02鐵素體4％硝酸酒精溶液碳鋼亞共析鋼0.02—0.77鐵素體+珠光體4％硝酸酒精溶液共析鋼0.8珠光體4％硝酸酒精溶液過(guò)共析鋼0.8～2.06珠光體十二次滲碳體4％硝酸酒精溶液白口鑄鐵亞共晶白口鐵2.06～4.3珠光體十二次滲碳體＋萊氏體4％硝酸酒精溶液共晶白口鐵4.3萊氏