铁碳合金平衡组织分析实验报告Word文件下载.docx

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1）熟悉Fe-C合金基本组织特征

2）学会运用Fe-Fe3c相图分析组织

2.实验仪器

金相显微镜

3.实验内容

1）

观察分析8个样品，显微组织图片采集及加标尺

2）样品有工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、亚共晶白口铁、过共晶白口铁、

共晶白口铁、未知样品（20钢、45钢）

4.实验步骤

1.熟悉显微镜构造及熟练显微镜观察组织

2.在计算机上打开“采集图像”软件采集图像，会自动保存在“采集的图片”文件夹

中。

3.用“金相图像分析系统”添加标尺并保存图片，共计8个样品的图片，将图片保存在

word文档中，并在每张图片下标明组织组成物和腐蚀剂。

4.以自己的姓名建立文件夹，压缩后提交作业。

5.上交观察样品，关闭计算机和显微镜，整理好实验桌椅，实验完成

5.思考题

1.在F—Fe3c系合金中有哪几个基本相?

其结构、形貌特征、性能特点如何？

1.液相。

铁碳合金在溶化温度以上形成的均匀液体称为液相，用符号L表示。

2.高温铁素体（6）：

碳溶于b-Fe中的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号6表示。

强度、硬度低，塑性好

3.铁素体。

碳在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示。

碳在a-Fe中的溶解度很低，因此，铁素体的机械性能与纯铁相近，其强度、硬度较低，但具有良好的塑性、韧性。

4.奥氏体（A或丫）：

是碳溶于丫-Fe中的间隙固溶体，为面心立方晶格，用符号A或丫表示。

奥氏体的强度、硬度低，塑性、韧性高。

在铁碳合金平衡状态时，奥氏体为高温下存在的基本相，也是绝大多数钢种进行锻压、轧制等加工变形所要求的组织。

渗碳体。

渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物，

5.Fe3C（渗碳体）是铁与碳形成的间隙化合物Fe3C,含碳量为6.69%,渗碳体为复杂斜方结构，根据生成条件不同有条状、粒状、网状、片状等形貌，硬度高、强度低。

渗碳体具有很高的硬度，塑性很差，延伸率接近于零。

v（C）/%-*

2.根据所观察的组织，说明碳含量对铁碳合金的组织和性能的影响的大致规律。

铁碳合金在室温下的组织皆由F和Fe3C两相组成，两相得相对质量分数由杠杆定律确定。

随着质量分数的增加，F的量逐渐变少，Fe3C的量则逐渐增多，而且两相相互组合的形态及合金的组织也在变化。

随碳质量分数增大，组织按下列顺序变化

F、F+P、P、P+FeC2、P+Fe3c2+Le、Le、Le+Fe3Cl、Fe3C

即铁碳合金依次有工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的平衡组织形态。

其中碳的质量分数小于0.0128%的合金的组织全部为F;

0.77%时全部为P,4.3%时全部为Le。

在上述碳质量分数之间，则为相应组织组成物的混合物。

并且，碳含量的微小变化也会对某组织产生影响，随着含碳量的增加，工业纯铁中的三次渗碳体的量增加;

亚共析钢中的铁素体量减少；

过共析钢析钢中的二次渗碳体量增加；

亚共晶白口铸铁的珠光体和二次渗碳体量也减少；

共晶渗碳体量增加；

过共晶白口铁中的一次渗碳体和共晶渗碳体量增加。

总体上看，含碳量越高，强度，硬度越高，而塑韧性变差，反之，强度，硬度越低，塑韧性越好。

硬度主要决定于组织中的组成相或组织组成物的硬度和相对数量，而受他们的形态的影响相对较小，随碳质量分数的增加，由于硬度高的Fe3c增多，硬度低的F减少,所以合金的硬度呈直线关系增大，由全部为F的硬度约80HB增大到全部为Fe3C时的约800HBo

强度是一个对组织形态很敏感的性能。

随着碳质量分数的增加，亚共析钢中P增多而F减少。

P的强度比较高，其大小与细密程度有关。

组织越细密，则强度值越高。

F的强度较低。

所以亚共析钢的强度随碳质量分数的增大而增大。

但当碳质量分数超过共析成分之后，由于强度很低的Fe3C2沿晶界出现，合金强度的增高变慢，到碳质量分数为0.9%时，Fe3c2沿晶界形成完整的网，强度迅速降低，随着碳质量分数的进一步增加。

再增加碳的质量分数时，由于合金基体都为脆性很高的Fe3C,强度变化不大且值很低，趋于Fe3c的强度（约20Mpa~30Mpa）

对于塑性，由于铁碳合金中Fe3c是极脆的相，没有塑性。

合金的塑性变形全部由F提供。

所以随碳质量分数的增大，F量不断减少时，合金的塑性连续下降。

到合金成为白口铸铁时，塑性就降到近于零值了。

3.对未知试样，分析是何种钢，是什么组织，根据杠杆定律计算未知样品的碳含量分数和大致硬度。

估算公式：

硬度=8OXW（F）+18OXW（P）（HB）

黑白比例约1:

3的是20钢。

组织为铁素体和珠光体。

含碳量0.2%,,

采用杠杆定律：

w（P）X（0.77%-0.2%）=w（F）X（0.2%-0.02%）,

解得w（F）=76%w（P）=24%硬度=80Xw（F）+180xw（P）=104

黑白比例约1：

1的是45钢。

含碳量0.45%,

w（P）X（0.77%-0.45%）=w（F）X（0.45%-0.02%）,

解得w（F）=42.67%w（P）=57.33%硬度=80Xw（F）+180Xw（P）=137.33

4.将8个样品的图片保存在word文档中，并在每张图片下标明组织组成物和腐蚀剂。

附在实验报告后。

6.实验结果

工业纯铁（0.01%C）

显微组织：

铁素体腐蚀剂：

4%硝酸酒精溶液

T20亚共析钢（0.20%C）

铁素体珠光体腐蚀剂：

T45亚共析钢（0.45%C）

共析钢（0.8%C）

珠光体腐蚀剂：

过共析钢（1.2%C）

亚共晶白口铁（3.0%C）

珠光体十二次渗碳体+低温莱氏体腐蚀剂％4硝酸酒精溶液

共品白口铁（4.3%C）

过共品白口供（5.0%C）

一次渗碳体+低温菜氏体腐蚀剂：