材料力学-铁碳合金平衡组织观察-课(分析“组织”文档)共21张课件

铁碳合金平衡组织观察

实验目的观察识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织了解Fe­-C合金的成分、组织和性能之间关系

实验仪器与材料仪器：XJP-3C(双目)金相显微镜；材料：八种铁碳合金试样什么是平衡组织?铁碳合金在极缓慢冷却条件下得到的组织称为平衡组织。由于碳的质量分数不同，呈现出不同的组织状态。5%，QFe3C=11.F是呈亮白色的等轴状晶粒亚共晶白口铁2.9%Wc↑σb↓铁碳合金在极缓慢冷却条件下得到的组织称为平衡组织。抛光时间不应过长，2~5min为宜。共晶白口铁Wc=4.显微组织：L’d+Fe3CⅠ由于Fe3C、F和P的体积质量都很相近，因此截面比可视为质量比，利用杠杆原理公式就可以估算出一个未知亚共析钢合金的Wc显微组织：F+Fe3CⅢXJP-3C

双目金相显微镜构造物镜转换器物镜纵动手论横动手论松紧调节手轮粗动调焦手轮微动调焦手轮底座灯座试样压片组载物台双筒目镜组固定螺钉调节螺钉视场光栏孔径光栏电源开关金相试样的制备过程取样镶嵌磨制抛光浸蚀冷镶热镶粗磨细磨采用环氧树脂固化采用镶嵌机，镶嵌材料选用胶木粉或电玉粉采用锉刀等将取样时留下的毛刺等去除金相砂纸由粗到细，2004006008001000，每次换砂纸应旋转90°后再磨在抛光机上进行，抛光前应配好抛光液或使用抛光膏。抛光时间不应过长，2~5min为宜。根据试样的不同选择不同的腐蚀剂，如碳钢选择3%~4%的硝酸酒精溶液。方法是用竹筷夹棉花蘸硝酸酒精擦拭试样表面，直到发灰发暗为止，再用清水冲洗并烘干。机械夹持法

以夹具夹持的方法增大试样的尺寸，以便握持取样的大小为Φ12×12mm或12mm的立方体，取样的部位应具代表性铁碳合金碳钢铸铁0.02％~2.11％>2.11％亚共析钢共析钢过共析钢亚共晶白口铁共晶白口铁过共晶白口铁0.02％~0.77％0.77％~2.11％0.77％2.11％~4.3％4.3％~6.69％4.3％名称含C量铁碳合金的的分类工业纯铁＜0.02%表1铁碳合金平衡组织

编

号

材料显微组织浸蚀剂处理方法放大倍数1工业纯铁F3%～4%硝酸酒精溶液退火400×220钢F+P3%～4%硝酸酒精溶液退火400×345钢F+P3%～4%硝酸酒精溶液退火400×4T8钢P3%～4%硝酸酒精溶液退火400×5T12钢P+Fe3CⅡ3%～4%硝酸酒精溶液退火400×6亚共晶白口铁P+Ld‘+Fe3CⅡ3%～4%硝酸酒精溶液铸态400×7共晶白口铁Ld'3%～4%硝酸酒精溶液铸态400×8过共晶白口铁Ld'+Fe3CⅠ

3%～4%硝酸酒精溶液铸态400×铁碳合金平衡相图

工业纯铁Wc＜0.0218显微组织：F+Fe3CⅢF是呈亮白色的等轴状晶粒FF共晶白口铁Wc=4.Fe3CⅡ呈网状分布在原奥氏体晶界上。并且随着Wc增加，Fe3CⅡ数量增加，网壁增厚。200倍以下的显微镜下观察3%～4%硝酸酒精溶液3%～4%硝酸酒精溶液显微组织：F+Fe3CⅢ由于碳的质量分数不同，呈现出不同的组织状态。以夹具夹持的方法增大试样的尺寸，以便握持0218%≤Wc＜0.σb（抗拉强度）：Wc≤0.显微组织：P+L’d+Fe3CⅡ仪器：XJP-3C(双目)金相显微镜；

显微组织:P+F由于Fe3C、F和P的体积质量都很相近，因此截面比可视为质量比，利用杠杆原理公式就可以估算出一个未知亚共析钢合金的Wc

Wc=QP×0.77%+QF×0.008%≈QP×0.77%

20钢45钢亚共析钢0.0218%≤Wc＜0.77%

FPFP20钢45钢FPFPXJP-3C双目金相显微镜构造共析钢Wc=0.采用镶嵌机，镶嵌材料选用胶木粉或电玉粉5%，QFe3C=11.抛光时间不应过长，2~5min为宜。以夹具夹持的方法增大试样的尺寸，以便握持Wc对力学性能的影响：共晶白口铁Wc=4.400~500的显微镜下观察金相砂纸由粗到细，2004006008001000，每次换砂纸应旋转90°后再磨仪器：XJP-3C(双目)金相显微镜；200倍以下的显微镜下观察XJP-3C双目金相显微镜构造而Fe3C也是共晶Fe3C和Fe3CⅡ二者混合在一起。在不同的放大倍数下珠光体呈现出不同的组织形态材料：T12钢显微组织：Fe3CⅡ+P

共析钢Wc

=0.77％材料：T8钢显微组织：PP：是由F和Fe3C交替排列而成的片层状组织。其中，QF=88.5%，QFe3C=11.5%。两者经硝酸酒精浸蚀后均呈亮白色，但F电极电位低，易受腐蚀，略呈凹陷；而Fe3C电极电位高，不易溶解而凸起。FFe3C在不同的放大倍数下珠光体呈现出不同的组织形态1000倍以上的显微镜下观察400~500的显微镜下观察200倍以下的显微镜下观察珠光体500×P材料：T12钢显微组织：Fe3CⅡ+PFe3CⅡ呈网状分布在原奥氏体晶界上。并且随着Wc增加，Fe3CⅡ数量增加，网壁增厚。过共析钢

0.77%＜Wc＜2.11%

P

Fe3CⅡPFe3CⅡ

当铁碳合金的Wc>2.11％时，碳主要是以Fe3C的方式存在，因其断口呈白色，又称为白口铸铁。根据含碳量的不同又分为亚晶白口铁、共晶白口铁和过共晶白口铁。白口铸铁共晶白口铁过共晶白口铁

4.3％

4.3％~6.69％亚共晶白口铁2.11％~4.3％共晶白口铁Wc

=4.3％显微组织：L’d在室温下L’d是P和Fe3C的机械混合物。由亮白色的Fe3C基体上分布的是暗黑色斑点和细条状的P，这种组织统称为L’d

。而Fe3C也是共晶Fe3C和Fe3CⅡ二者混合在一起。PFe3CL’dL’d亚共晶白口铁2.11％＜Wc

<4.3％显微组织：P+

L’d+Fe3CⅡ黑色的斑点和细条以及亮白色的基体是L’d，P呈暗黑色枝晶状，Fe3CⅡ与共晶Fe3C混成一体。PL’dPL’d

过共晶白口铁

4.3％＜Wc≤6.69％显微组织：L’d+Fe3CⅠ黑色的斑点和细条以及亮白色的基体是L’d，亮白色宽白直条状的是Fe3CⅠ。

Fe3CⅠL’dFe3CⅠL’dWc对力学性能的影响：HBS(硬度)Wc↑

HBS↑σb（抗拉强度）：

Wc≤0.9%Wc↑

σb↑

Wc＞0.9%Wc↑

σb↓

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