实验一--铁碳合金平衡组织观察..docVIP

实验一 铁碳合金平衡组织观察 一、 实验目的 1．认识铁碳合金的平衡组织。 2．了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响规律。 ． 二、 概 述 1．工业纯铁(C0．02％)，显微组织是单相铁素体，如图11.1。 2．碳钢随含碳量不同可分为：亚共析钢(含C0．8％)；共析钢(含C：0．8％)，过共析钢(0．8％含C2．06％)。 共析钢的显微组织是片状铁素体和渗碳体的机械混合物，由于试片浸蚀后表面具有珍珠的光泽，故称为珠光体，其显微组织如图11.2 图11.1 图11. 2 材 料：工业纯铁 材 料：T8(0．8％C) 处理方法：退火 热处理方法；退火 腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液 腐 蚀 剂：4％ HNO3，酒精溶液 显微组织：铁素体(白亮块是晶 显微组织：珠光体，(白亮基体 粒，黑线是晶粒边界) 是铁素体，细夹条是渗碳体) 放大倍数：100× 放大倍数；400× 图中的白亮基体是铁素体，细夹条是渗碳体，黑线是铁素体和渗碳体的相界面。如放大倍数低或片层过薄时，则看不到片层结构，而呈暗黑色块状物。 亚共析钢的显微组织是由铁素体与珠光体组成。铁素体是碳在一Fe中的固溶体，其组织是白亮色。在亚共析钢中，随含碳量的增加铁素体量逐渐减少，如图11.3至共析成分时铁素体量接近于零，而形状亦由颗粒状逐渐变成网状分布于珠光体周围。珠光体的量则随含碳量的增加逐渐增多，至共析成分时全部为珠光体组织。 过共析钢的显微组织由珠光体和网状渗碳体(二次渗碳体)组成。渗碳体是碳和铁的化合物(Fe3C含碳量为6．67％)。在过共析钢中，随含碳量的增加渗碳体的量增多，如图11.4。 图11. 3 图11. 4 材 料：20钢(0．2％C) 材 料：T12钢(1．2％C) 热处理方法：退火 热处理方法：退火 腐 蚀 剂：4％HNO3，酒精溶液 腐 蚀 剂：4％HNO3酒精溶液 显微组织：珠光体(暗黑色块状) 显微组织：珠光体(暗黑色基体) +铁素体(白有块，细 +渗碳体(白亮细网) 黑线是铁素体晶界) 放大倍数：200× 放大倍数：100× 从T 12钢的显微组织中看出，用硝酸酒精溶液浸蚀后渗碳体是白亮的，而且是网状分布。 3．白口铁亦随其含碳量不同而分为亚共晶白口铁(2．06％C～4．3％C)，共晶白口铁(43％C)；过共晶白口铁(4．3％C～6．67％C)三种。 共晶白口铁的显微组织全部是莱氏体。含碳4．3％C的铁水冷到1147℃时产生共晶转变，形成奥氏体和渗碳体的机械混合物称莱氏体。随温度的继续下降，莱氏体中的渗碳体不发生变化，而奥氏体则和过共析钢一样沿奥氏体晶粒边界析出二次渗碳体(与莱氏体中的渗碳体连在一起，在显微镜下分辨不出来)。而奥氏体的含碳量将沿ES线逐渐减少，冷到727℃时，剩余的奥氏体转变成珠光体，因此其室温组织是珠光体和渗碳体组成的莱氏体称为变态莱氏体。其显微组织如图11.5。 亚共晶白口铁在1147℃产生共晶转变后，由初生奥氏体和莱氏体组成。初生奥氏体和莱氏体中的奥氏体，在随后冷却过程中，将因析出二次渗碳体而含碳量逐渐降低，至727℃时奥氏体含碳量降到0．8％而转变成珠光体。因此亚共晶白口铁室温的显微组织是变态莱氏体与珠光体组成如图11. 6 ，在亚共晶白口铁中莱氏体的相对量将随含碳量的增加而增多。 过共晶白口铁在高温时由初生（一次）渗碳体与莱氏体组成。一次渗碳体在随后冷却过程中不再发生相变，故其显微组织（在室温时）由白亮的条状一次渗碳体与莱氏体组成如图11.7，一次渗碳体的相对量将随过共晶白口铁的含碳量的增加而逐渐增多。 图11.5 图11.6 材 料：共晶白口铁(4．3％C)