金相显微镜的使用与金相组织的观察实验指导书

工程材料与机械制造根底试验指导书北京理工大学珠海学院机械与车辆学院2023.10试验二金相显微镜的使用与金相组织的观看一、试验目的1生疏金相显微镜的根本原理及使用方法。2观看和分析碳纲和白口铸铁在平衡状态下的显微组织。形成条件和组织性能特点。二、试验概述〔一〕金相显微镜的构造目镜组目镜组物镜组〔1〕半透反光镜双目棱镜组聚光镜组〔2〕棱镜消杂光栏滤色片灯泡视场光栏孔径光栏反光镜图2—1 LDW200—4XB型金相显微镜光学系统LDW200—4XB型台式光学显微镜为例加以说明。2—1所示。由灯泡发出一束光线，经过聚光镜组〔1〕及反光镜的反射将光线聚拢在孔径光栏上，然后经过聚光镜组2的成像光线，复经物镜、关心物镜片1、半透反光镜、关心物镜片2、棱镜到的就是通过物镜和目镜两次放大所得图像。2—2所示。现分别介绍各部件的功能与作用。照明系统 供给6伏的使用电压，灯泡前有聚光镜孔径光栏及反光镜等安装在底座上视场光栏及另一聚光镜安支架上通过一系列透镜作用及协作组成了照明系统使试样外表获得充分、均匀的照明。载物台〔样品台〕位于显微镜的最上部，用于放置金相样品，纵向手轮和横向手轮可使载物台在水平面上作肯定范围内的十字定向移动。孔径光栏和视场光栏 通过这两个孔径可变的光栏的调整可以调整最终映量调整孔径光栏能够掌握入射光束的粗细以保证物像到达清楚的程度。视场光栏的作用是掌握视场范围，使目镜中视场光明而无阴影。物镜转换器呈球面形，上面有三个螺钉，可安装不同放大倍数的物镜，旋数。目镜筒45○倾斜安装在附有棱镜的半球形座上，还可将目镜转向90○呈水平状态协作照相装置进展金相射影。1127893451011126图2—2 LDW200—4XB型金相显微镜的构造1—载物台2—双目镜3—调整螺钉4—视场光栏圈5—孔径光栏圈6—底座7—物镜8—纵动手轮9—横动手轮LDW200—4XB型光学显微镜物镜和目镜不同状况下放大倍数。目镜10×12.5×光学系统目镜10×12.5×光学系统放大倍数物镜枯燥系统×〔NA=0.25〕(7.32mm)100×125×枯燥系统油浸系统×〔NA=0.65〕(0.66mm)100〔NA=1.25〕(0.37mm)400×1000×500×1250×〔二〕光学显微镜的使用方法及留意事项1、光学显微镜的使用方法的使用规程进展操作。型光学显微镜时，应按以下步骤进展：并使转换器转至固定位置〔由定位器定位。面朝下倒置在载物台上。源。改用微调手轮进展调整，直至物象调整到最清楚程度为止。适当调整孔径光栏和视场光栏，以获得最正确质量的物象。假设使用油浸系物镜，则可再物镜的前透镜上滴一点松柏油，也可以净，再用镜头纸擦干。2、光学显微镜留意事项在使用光学显微镜时，应留意以下事项：更不能用手指去触摸镜头。假设镜头中落有灰尘时，可以用镜头纸擦拭。行拆卸。在更换物镜或调焦时，要防止物镜受碰撞损坏。下来，进展检查，不得用力强行转动，否则将会损坏机件。〔三〕铁碳合金的平衡组织〔比方退火状态所得到的组织。可以依据Fe—Fe3C相图来分析其在平衡状态下的显微组织。铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁成。由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件及分布状况均有所不同，因而呈现不同的组织形态。不同成分的铁碳合金在室温下的显微组织见表2-2。2—2各种铁碳合金在室温下的显微组织类型类型碳钢工业纯铁亚共析钢共析钢<0.020.02～0.770.77显微组织铁素体+珠光体珠光体过共析钢0.77～2.11+二次渗碳体白口铸铁共晶白口铁4.3二次渗碳体+莱氏体过共晶白口铁4.3～6.69莱氏体浸蚀剂4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液变黑或呈棕红色4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液铁碳合金在金相显微镜下具有下面四种根本组织：铁素体〔F〕铁素体是碳溶解于α-Fe中的间隙固溶体。工业纯铁用4%硝酸酒精溶液近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体四周。渗碳体〔Fe3C〕渗碳体是铁与碳形成的金属间化合物，其含碳量为6.69%，质硬而脆，耐蚀性强，经4%硝酸酒精浸蚀后，渗碳体任呈亮白色，而铁素体浸蚀后呈灰白色，由此可区分铁素体和渗碳体。渗碳体可以呈现不同的形态：一次渗碳体直接由液体中结晶出，呈素体中析出，呈不连续片状分布于铁素体晶界处，数量极微，可无视不计。珠光体(P)珠光体是铁素体和渗碳体呈层片状交替排列的机械混合物4％硝酸酒精时，珠光体中的渗碳体看到的只是一条黑线，甚至珠光体片层因不能区分而呈黑色。莱氏体(Ld′)莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体所组成的机械混合物。其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体。铁三种。各类铁碳合金的平衡组织如图2-32-9所示。 图2-3 工业纯铁〔400X〕 图2-4 45钢〔400X〕图2-5 T8钢〔400X〕 图2-6 T12钢〔400X〕图2-7亚共晶白口铸铁〔400X〕 图2-8共晶白口铸铁〔400X〕图2-9〔400X〕〔四〕铁碳合金的非平衡组织碳钢在不平衡状态即快冷条件下的显微组织不能用铁碳合金相图来分析体等温转变曲线图—C曲线确定。共析碳钢的C2—10所示。形态各不一样。共析碳钢过冷奥氏体在不同温度转变的组织特征及性能见表2-3。700A1P型600500400B型300200MSM型100MZ-100110102103104105时间〔秒〕图2—10 转变类 转变产形成温转变机显微组织特征转变类 转变产形成温转变机显微组织特征HRC工艺型物度℃制PA1~650粗片状，F、Fe3C相间分布2~20退火珠光体S650~600集中性细片状，F、Fe3C相间分布20~30正火TB上600~550550~350半集中极细片状，F、Fe3C相间分布Fe3C分布于过饱F条之间30~4040~50等温处理贝氏体B下350~Ms性Fe3C分布于过饱F针上50~60等温淬火马氏体M针M板条MS~Mf非集中性针状板条状60~6550淬火1、退火组织由铁素体和球状渗碳体组成的球状珠光体组织。2、正火组织碳钢经正火后的组织比退火细，一样成分的亚共析钢，正火后珠光体含量比退火后的多。3、淬火组织经淬火或等温淬火后获得不平衡组织。碳钢淬火后的组织为马氏体和剩余奥—Fe脆，而中碳钢淬火后得到板条马氏体和针叶状马氏体的混合组织。4、等温淬火组织碳钢等温淬火后获得贝氏体组织，在贝氏体转变温度范围内，等温温度较高子组成的混合物，下贝氏体强而韧，等温淬火的温度依据钢的成分而定。三、试验内容与试验方法1、试验前应复习课本中有关内容，认真阅读试验指导书。放在显微镜上观看，留意显微镜的正确使用，分析显微镜下的组织特征。观看试样的组织时，先明确材料成分、处理条件及浸蚀剂等。观看组织前选对一块金相试样做出全面分析。3、留意金相组织中每个相组成物和组织组成物，如铁素体、渗碳体、珠光体出所观看试样的组织示意图。〔其他小组已经调整好的显微镜不要再动〕，观看以下组织并画出组织示意图。20钢、45钢、65钢中任选一个过共析钢T12退火、球化退火中任选一个白口铸铁：亚共晶、过共晶中任选一个淬火马氏体：低碳和高碳马氏体任选一个5、画组织示意图的方法如下。留意不要把杂质、划痕等画在图上。应画在30—50直径的圆内，在图边注明：材料名称、含碳量、腐蚀剂和放大倍数。并将组织组成物用细线引出标明〔2-1。112材料名称：处理状态：放大倍数：腐蚀剂：金相组织：四、试验仪器及材料

图2-11组织示意图画法1、LDW200—4XB型金相显微镜数台。2、金相组织照片一套3、金相样品一套五、试验报告要求1、试验目的。2、扼要表达光学显微镜的使用方法及必需留意的有关事项。3、画出以下组织示意图。20钢、45钢、65钢中任选一个过共析钢T12退火、球化退火中任选一个白口铸铁：亚共晶、过共晶中任选一个淬火马氏体：低碳和高碳马氏体任选一个2—4钢和铸铁的平衡组织与非平衡组织样品试序 样 材料名称 号 编 态号

腐蚀剂

放大倍数 显微组织11工业纯铁退火40%硝酸酒精500XF+FeCш32220钢退火精500XF+P3345钢退火4%硝酸酒精500XF+P4465钢退火4%硝酸酒精500XF+P55T8退火4%硝酸酒精500XP66T12退火4%硝酸酒精500XP+Fe3Cп78口铸铁铸态4%硝酸酒精500XP+Fe3Cп89铸铁铸态4%硝酸酒精500X910口铸铁铸态4%硝酸酒精500XFe3Cı10 13

T8 280Cº等温淬火

精

500X

B +M+A΄下΄111520淬火4%硝酸酒