铸铁组织的显微观察实验报告范文

Word1/1铸铁组织的显微观察实验报告范文篇二：常用金属材料显微组织观看试验报告

一、试验目的

1．观看各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。

2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。

二、金属材料的显微组织观看及分析

1．几种常用合金钢的显微组织

合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。

1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区分。低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。

图1、16Mn-淬火-x400

16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止消失冷裂纹，需实行预热措施。

图2、16Mn-正火-x400

16Mn属于低碳钢，碳含量0.16%，正火后组织为F+S。在400倍显微镜下，索氏体基本上不行辨别。

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Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。广泛应用于各种板材、钢管。

图3、65Mn-等温淬火-400

65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。

特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。但有过热敏感性和回火脆性。

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应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。

图4、等温淬火-30CrMnSi-x400

30CrMnSi是高强度调质结构钢。组织形貌，保持马氏体位向的回火索氏体，并消失极少量的铁素体。

特性：具有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横向的冲击韧性差。焊接性能较好，但厚度大于3mm时，应先预热到150℃，焊后需热处理。一般调质后使用。

用途：多用于制造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子

图5、GCr15-x400

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GCr15是滚动轴承钢，是一种常用的高铬轴承钢，具有高的淬透性，热处理后可获得高而匀称的硬度。GCr15经淬火回火处理后，组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物。

特性：综合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且匀称，耐磨性能和接触疲。劳强度高，热加工性能好。含有较多的合金元素，价格比较廉价。但是白点敏感性强，焊接性能较差。

用途：用于制作各种轴承套圈和滚动体。例如：制作内燃机、电动机车、通用机械,以及高速旋转的个高载荷机械传动轴承的钢球、滚子和套圈。除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具。

图6、Cr15-上贝+M-x400

性能：冷变形塑形高，焊接性良好，在退火状态下可切削性甚好

应用：这种钢主要用来制造工作速度较高而断面不大(≤30mm)，但心部要求较高强度及韧性而表面耐磨的渗碳零件，如齿轮、凸轮、滑阀、活塞、衬套、曲柄销、活塞销、活塞环、联轴节、轴、轴承圈等。此外，这种钢也可以用作低碳马氏体淬火钢，用来制造对变形要求不严、但要求强度、韧性的零件。

图7、铸态-2GMn13-x400

高锰钢(highmanganesesteel)是指含锰量在10％以上的合金钢。

性能：高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状消失。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。

用途：高锰钢是专为重工业供应使用的一种防磨钢材，应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。

图8、水韧处理-2GMn13-x400

水韧处理：碳化物数量多时，常在晶界上呈网状消失。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消退铸态组织，得到单相奥氏体组织，然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。

用途：水韧处理后，碳化物削减，高锰钢是专为重工业供应使用的一种防磨钢材，应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。

试验二：碳钢和白口铁的显微组织观看试验报告

一、试验目的：

1.观看和分析铁碳合金的平衡组织；2.分析铁碳合金显微组织的形成过程；

3.分析碳钢、白口铸铁的组织与含碳量之间的关系，从而把握铁碳合金成分、组织和性能之间的关系。

二、试验仪器和试件：

1.碳钢（亚共析钢、共析钢、过共析钢试样）、球状珠光体的试样；2.白口铸铁（亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁试样）；3.XJX—1小型金相显微镜。

三、用铅笔描绘出用金相显微镜观看到的金相组织组织结构示意图，并用箭头指出其组成物的名称。

材料名称：工业纯铁材料名称：20＃钢

组织结构：铁素体组织结构：铁素体＋珠光体放大倍数：400放大倍数：400

材料名称：45＃钢材料名称：T8钢组织结构：铁素体＋珠光体组织结构：珠光体

放大倍数：400放大倍数：400

材料名称：T12钢材料名称：共晶白口铸铁组织结构：网状渗碳体＋珠光体组织结构：莱氏体放大倍数：400放大倍数：400

材料名称：亚共晶白口铸铁材料名称：过共晶白口铸铁组织结构：珠光体＋二次渗碳体＋莱氏体

组织结构：一次渗碳体＋莱氏

放大倍数：400放大倍数：400

四、问题与思索：

1.非合金钢与白口铸铁在组织构成与力学性能方面有何异同？

答：非合金钢含碳量较低（0.02%—2.11%），织组构成只是铁素体，珠光体或珠光体与二次渗碳体的混合或铁素体与珠光体的混合。在力学性能方面，随着含碳量增加和硬度增加，非合金钢有较好的可塑性。

白口铸铁的含碳量高（2.11%—6.69%），织组构成是由莱氏体，珠光体和二次渗碳体与莱氏体混合成的莱氏体和一次渗碳体的混合等构成。在力学性能上，白口铸铁脆而硬，无延长性。2.渗碳体有哪几种形态？如何辨别？答：一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体。

一次渗碳体是从液相中直接析出的。