材料A-实验指导书.docVIP

《工程材料与成型技术基础》 实 验 指 导 书 郑丽璇 主编 西南科技大学制造科学与工程学院2006年11月 实 验 须 知 1. 实验不得无故缺席，否则取消期未考试资格； 2. 实验前认真做好预习，明确实验目的和原理，了解实验内容和步骤，以及注意事项； 3. 实验过程中必须服从指导教师的指导，严格遵守安全及设备操作规章制度； 4. 损坏设备、仪器根据情节轻重按学校规定进行全部或部分赔偿； 5. 在实验过程中认真记录好实验数据，实验完毕后，实验数据及结果经指导教师认可并签字后方能离开实验室； 6.，交实验报告时同时还必须附上实验相关的实验数据及分析结果； 7. 实验一至实验五实验时间在相应教学内容结束后统一安排，实验报告在所有实验结束后统一交； 8. 实验部分成绩占期末总成绩的20%，即20分； 目 录 实验一 铁碳合金平衡组织的观察与分析实验???????????????????????(4) 实验二 碳钢热处理后的显微组织观察与分析实验 ????????????????(9) 实验三 有色金属及铸铁金相组织观察与分析实验????????????????(12) 附录 附录一??????????????????????????????????????????????????????????????????????(17) 附录二??????????????????????????????????????????????????????????????????????(19) 实验一 铁碳合金平衡组织的观察与分析实验 一、实验目的 1. 了解金相样品的制备及腐蚀过程； 2. 了解金相显微镜的构造、成像原理，学习金相显微镜的使用方法； 3. 了解铁碳合金在平衡状态下高温到室温的组织转变过程； 4. 分析铁碳合金平衡状态室温下的组织形貌； 5. 加深对铁碳合金的成分、组织和性能之间关系的理解。 6. 画出常用铁碳合金的组织形貌。 二、实验仪器和设备 1. 光学显微镜 一台 2. 金相试样 若干 三、实验简介 铁碳合金 现代工业中使用最广泛的钢铁材料都属于铁碳合金的范畴。普通碳钢和铸铁是铁碳合金，合金钢和合金铸铁实际上是加入合金元素的铁碳合金。因此，为了认识铁碳合金的本质并了解铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系，以便在生产中合理地使用，首先必须了解铁碳合金的相图 一、相图的分析 图1.1是Fe—Fe3C相图。相图中各点的温度、含碳量及其含义见表1.1。 二、相图的分析 图1.1是Fe—Fe3C系相图 表1.1 Fe—Fe3C相图中的特性点 铁碳合金相图主要由包晶、共晶、共析三个基本转变所组成，现分别说明如下： 1．包晶转变发生于1495℃(水平线HJB)，其反应式为： L0.53％C十δ0.09％C A0.17％C 包晶转变是在恒温下进行的，其产物是奥氏体。凡含碳0.09％～0.53％的铁碳合金结晶时均将发生包晶转变。 2．共晶转变发生于1148℃(水平线ECF)，其反应式如下： L4.30％C A2.11％C十Fe3C 共晶转变同样是在恒温下进行的。共晶反应的产物是奥氏体和渗碳体的共晶混合物，称为莱氏体，用字母Ld表示。凡含碳量大于2.11％的铁碳合金冷却至1148℃时，将发生共晶转变，从而形成莱氏体。 3．在727℃(水平线PSK)发生共析转变。其转变式如下： A0.77％C F0.0218％C十Fe3C 共析转变也是在恒温下进行的。反应产物是铁素体与渗碳体的共析混合物，称为珠光体，用字母P代表。共析温度以A1表示。 凡含碳量大于0.0218％的铁碳合金冷却至727℃时，其中的奥氏体必将发生共析转变。 此外，在铁碳合金相图中还有三条重要的特性线。它们是ES线、PQ线和GS线。 ES线是碳在奥氏体中的固溶线。随温度变化，奥氏体的溶碳量将沿ES线变化。含碳量大于0.77％的铁碳合金，自1148℃冷至727℃的过程中，必将从奥氏体中析出渗碳体。为区别自液相中析出的渗碳体，通常把从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体(Fe3CⅡ)。ES线称为Acm线。 PQ线是碳在铁素体中的固溶线。铁碳合金由727℃冷却至室温时，将从铁素体中析出渗碳体。这种渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CⅢ)。对于工业纯铁及低碳钢，由于三次渗碳体沿晶界析出，使其塑性、韧性下降，因而要重视三次渗碳体的存在与分布。在含碳量较高的铁碳合金中，三次渗碳体可忽略不计。 GS线称为A3线。它是