铁碳合金平衡组织实验报告..docVIP

铁碳合金平衡组织实验报告 姓名：许树茂 学号：20104016005 学院： 化学与环境学院 专业：新能源材料与器件工程 铁碳合金平衡组织实验报告 一、实验目的 识别和研究铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织。 分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，理解成分、组织与性能之间的相互关系。? 金相显微镜是用金相分析的方法来观察检验金属内部的组织结构，是工业生产中的一种重要检测手段，主要观测合金的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化，从而使机件的机械性能发生变化；最常用的金相观察检验主要可分为以下4个方面： 　1．原材料检验：对原材料的冶金质量情况如偏析、非金属夹杂物分布类型与级别检查；对铸造材料的铸造疏松、气孔、夹渣组织均匀性检查；对锻造件的表面脱碳、过热、过烧、裂纹、变形等情况检查。 2．生产过程中的质量控制：金相分析可以提供调整工序及修改工艺参数的根据，指导生产，如热处理淬火加热温度、保温时问、冷却速度等是否合适工艺标准；化学表面热处理工艺参数的控制；锻造的起始和终锻温度是否合适等。 3．产品质量检验：机械零件或产品除要求机械性能、物理性能指标外，有的还要求显微组织参数，作为质量评定的技术指标之一。 4．失效分析：金相组织分析方法在机械失效分析方面广泛应用，对一些常见的问题进行鉴定也很方便。如机件表面脱碳；显微裂纹的形貌及分布特征；化学热处理缺陷；热处理后的不正常组织；晶界脆性相析出等。 碳钢合金的显微组织是研究钢铁材料性能的基础。碳钢合金平衡状态的组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下（如退火状态）所得到的组织，其相变过程均按 相图进行，因此可以根据该相图来分析碳钢合金的平衡组织。??? 图2. 40*10放大倍率下的20号钢-样品2 分析：基体是白色的铁素体，黑色的是珠光体。晶界为黑色线条。 根据显微组织近似确定亚共析钢的含碳量C％为： P=15%， 含碳量C%=0.12%。 与理论0.2%相比，误差为39%。 图3. 40*10放大倍率下的45号钢-样品3 分析：白色是铁素体，黑色的是珠光体。晶界为黑色线条。与图2 相似，但黑色珠光体面积比明显上升。 根据显微组织近似确定亚共析钢的含碳量C％为： P=50%， 含碳量C%=0..401%。 与理论0.45%相比，误差为11%。 图4. 20*10放大倍率下的65号钢-样品4 分析：白色是铁素体，黑色的是珠光体。晶界为黑色线条。与图3 相似，但黑色珠光体占总面积比重明显增加。 根据显微组织近似确定亚共析钢的含碳量C％为： P=80%， 含碳量C%=0.64%。 与理论0.65%相比，误差为1.5%。 图5. .1 40*10放大倍率下的珠光体-样品5 分析：白亮色的渗碳体细条被两边黑条阴影所掩盖。而成为黑色细条。这时看到的珠光体是宽白条的铁素体和细黑条的渗碳体相间的混合物。 图5.2.2 20*10放大倍率下的珠光体-样品5 珠光体中平行相间的宽条为铁素体、突起细条为渗碳体，它们皆为白亮色，而边界为黑色阴影。但在层间堆叠情况下，突起细条表示为暗黑色。 图6. 40*10放大倍率下的T12钢-样品6 分析：白色网络状的是二次渗碳体，黑色的是片状珠光体。晶界为黑色线条。 据显微组织近似确定过共析钢的含碳量C％为 P=80%， 含碳量C%=1.98%。 与理论0.65%相比，误差为54%。 图7. 40*10放大倍率下的亚共晶白口铁-样品7 图中黑色的是珠光体，白色的是二次渗碳体。 据显微组织近似确定过共析钢的含碳量C％为 珠光体面积约为10%。 含碳量C%=6.08%。 图8. 40*10放大倍率下的过共晶白口铸铁-样品8 图中黑色黑点和树状的是珠光体，白色及宽条的是二次渗碳体，灰色是过共晶白口铸铁中，一次Fe3C所分割的珠光体。 图9. 40*10放大倍率下的样品9 图中白色宽条的是一次渗碳体，灰色的是莱氏体。 结论 通过碳含量的增加，珠光体及渗碳体（先是二次渗碳体为主，而后出现一次渗碳体）的量增加，铸件的碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低 。