常用金属材料的显微组织观察[1]_图文.

1、常用金属材料的显微组织观察、实验冃的1、 观察几种常用合金钢、铸铁和有色金属的显微组 织；2分析上述金属材料的组织 和性能的关系及应用。二、实验原理1、儿种常用合金钢的显微组织合金钢是在碳钢的基础上，加入适当和适量合金元 索而得到的，按用途将合金分为三大类：合金结构钢、 合金工具钢及特殊性能钢。1）合金结构钢，一般合金结构钢是低合金钢，ih J-加入合金元素,铁碳相图发生_些变动，但其、卜衡状态 的显微组织与碳钢的就微组织并没有本质的区别。低介 金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根木 的不同，差别只是在尸合金元素都使C曲线右移（Co除 外），即以较低的冷却速度可以获得马氏体组织。例如

2、:40Cr钢经调质后的显微组织和45钢调质后的显微组织荃 本相同，都是回火索氏体,GCH5钢（轴承钢）840C汕 淬低温冋火试样術显微组织与T12钢78CTC水淬低温冋火 的显微组织乩木相同，都是得到冋火4氏体+碳化物的组 织。2）合金工具钢，高速钢是亠种常用的高合金工具 钢，例如:W18Cr4Vo因为它含有大量合金元索,使铁碳 相图中的E点左移较参，以致它虽然碳含量只仃0.70.8%,但已含有莱氏体组织,所以称为莱氏体钢。（1）铸态的岛速钢的显微组织 共品萊氏体、 黑色组织、马氏体和残余奥氏体。其中鱼骨状组织是共 晶莱氏体分布在晶界附近，黑色的心部纽织为5共析相（屈氏体一索氏体混介组织），品

3、粒外层为马氏体和残 余奥氏体。（2）锻造退火的显微组织 由于铸造组织屮碳 化物的分启极不均匀，且白角骨状，必须采用反父锻造、 多次锻拔的方法将碳化物击碎使其分布均匀。然示进行 左除锻适内应力退火，得到的组织为：索氏体和碳化物。(3)淬火与胡火厉的纽织高速钢只何经过 淬火和冋火， 才能获得所要求的髙硬度与髙的红 硬性。 W18CrV通常采用的淬火温度较启，为 1270-128()C,以使奥氏体充分介金化，以保证最 终有较高的红硕性，淬火时可在油 4 丁或空气中冷 却。淬火组织为(60 70%) 9氏体和(25 30%)残余奥氏体及接近10%的加热时未溶的碳化 物纽成，山于淬火组织中存在较多的残余

4、奥氏体，一般都在 56()C 进彳 J：三次回火。经淬火和三次I 叫火后得到的组织为冋火马氏体卜碳化物+少量残 余奥氏体(2 3%)。3)不锈钢是在大气、海水及 H它侵蚀性介 质条件 F能稳定工作的钢种,大都属 F高合金 钢，应用最广泛的是 lCrl8Ni9o较低的含量、 较高的含俗量足保证耐蚀性的重要因索：银除 了进步提高耐蚀能力外，主要是为了获得里 氏体组织。这种钢在室温卜的平衡组织是奥氏 体+铁素体+ (CrFe).C6o为了提高耐蚀性以及 其它性能，必须进行同融处理是将钢加热到 105071509,使碳化物等全部溶解,然后水 冷，即可在室温 F获得单奥氏体组织。2、铸铁的显微组织铸铁组

5、织（除口口铸铁外）可以认为是钢 的基体上分布着不同形态、尺寸数量的石墨，M 中石墨的形状及数量变化对性能起着重要作用。 根据石墨的形态，铸铁由可分为灰铸铁、球墨铸 铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁三种。石墨的强度和熨性儿乎等于召，可以把铸铁 看成是布满裂纹或孔洞的钢。因此其抗拉强度和 塑性远比钢低，并且石墨数蛍越多，尺寸越大或 分布越不均匀，石眾对基体削弱和割裂作用越 人，铸铁的性能越差。1）灰铸铁,石墨呈粗大片状,根据石墨化程度不 同.灰铸诙有二种不同的基体组织，即珠光体、珠光体+ 铁索体、铁索体皋体。堤屮铁索体丛体pj铸铁韧性妆好， 而珠光体的铸铁强度显高。2）球墨铸铁，是在铁水中加入了球化剂进行球

6、化处 理，使石墨变成球状，因而人人削弱了对垄体的割裂作 川，使其性能显著提高。球起铸铁也冇珠光体、珠光体+体、佚索体三种店体。3）町锻钝铁,乂叫均口铁，是山门口铸铁经可锻化退 火处理而得到的一种铸铁。其中石噩形态是团絮状，由于 团絮状石墨显著削弱了对基体的割裂作用.因而使可锻铸 铁的力学件能比灰铸铁冇明显提高。可锻铸铁分铁素体和 珠光体咸木两种。铁素体堆体的可锻铸铁应用较多。3 儿种有色金属的显微组织1）铝合金在铸造合金中应用最广泛的是铝 硅系合金（含 Sil（）13%）,由 AlSi 合金相图可知,该 成分在共晶点附近，所以显微组织屮有 Q固溶体和 粗针状硅品体组成的共品体及少量呈多面体的初

7、半 硅晶体,这种粗大针状组织能使合金的塑性降低。 为了改善合金的性能通常采用“变质处理雹变质处 理后，不仅组织细化， 还可以得到由枝晶状 ex 固溶 体和细密共晶体组成的亚共晶组织,这种组织的铝 介金具有较高的强度和塑性。2）铜合金，工业上广泛使用的铜合金有铜锌 合金（黄铜）、铜锡合金（锡青铜）、铜铝合金（铝青铜）以及铜彼合金（皴青铜）、铜傑合金 （门铜）等，卜刚 i 以黄铜为例进行分析。常用的黄铜含锌量均在 45%以下,lllCr-Zu 合金相图可知,含少于 39%的黄铜是单向 a 固溶 体组织，称为 a 黄铜（或单相黄铜）。常用的牌 号为 CuZu30（既70 黄铜），经形变退火后，氏显

8、微组织为多边形 Q晶粒。會 Zu 虽在 3945%或咫 相黄铜。常用的牌号为CuZu38（即 62黄铜）其显 微组织中 Q相呈白晟色，相为黑色，卩相 是以 CuZu 电子化合物为基体的固溶体，在低温时 硬而脆，在高温时，则仃较好的塑性，故适宜进 行热加工。3）锡基轴承介金是在 Sn_Sb 合金基础 上加入Cu的合金。 由SnSb状态图可知,Sb含 量90%的合金室温组织即为 Sb/kSn 中的固溶体 a （软基体）和化合物 SnSb （即 B 相,硬质点） 所组成。由于先结晶出来的 B 相液态合金轻， 易产生比重偏析，故加入一定量的 3,先结晶 出针状或辐射件的高熔点的 CiSn,在溶液中构

9、成乱树枝样骨架，阻止B相上浮， 从而防I匕比 逍偏析。 ZCHSnSbll-6铸态的显微组织是：踣黑 色是软的基体白色块状是质点白色针状为 CUjSru三、实验方法指导1、实验内容1）观看多媒体计算机演示常川金属的显微组织，并且分析其组织形态的特征。2）在显微镜卜观察和分析卜表的 常用金属的显微组织，并画出组织示意 图。2、实验设备及材料多媒体计算机、金相显微镜，常用金属的金相试样一套及照片。常用金属材料的显微组织40Cr钢860C水淬600C回火400XGCrl5 860C油火200C冋火Wl8Cr4V退火组织：在索氏体卑体上分布占榊大的初生碳化物 和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点）o 4

10、00XW18Cr4V铸态组织：黑色组织为6共析相：门色组织是马氏体 和残余奥氏体：伯骨状组织是氏晶莱氏体。400XW18Cr4V淬火温度1260V淬火组织：9氏休和残余奧氏体及木溶的碳化物400XW18Cr4V淬火温度12809淬火5609 回火二次H 1441. hibb iXfT处仝削rT Mr 戊Mb伽 SCCV*I C18Ni9 |Aj溶处理单一奥氏体灰铸铁 铸态 珠光体+铁索体+片状石翟灰铸铁正火态珠光体+片状石墨球般铸铁（铸态）珠光休+铁索体 4 求状石攀500X球越铸帙（退火）铁素体+球状石舉球塁馅饮（止火）珠光体+饮索体+球状右翟* o -；-停0对锻铸決退火铁素体+团絮状仃噩100XZL102铸态 未变质 。基体上分