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1、本学期实验内容,1。铸铁组织观察分析 2。未知显微组织的金相鉴别 （考核性实验 70） 3。未知显微组织的金相鉴别 4。未知显微组织的金相鉴别 5。金属和合金形变组织的观察和分析 6。冷变形金属的再结晶的观察和分析,2,铁碳合金的显微组织及分析II 存在石墨相的铸铁显微组织和分析实验,实验六,3,认识灰口铸铁、球墨铸铁、展性铸铁、 麻口铸铁等显微组织特征。 2.掌握石墨形态及基体变化的原因。 3.了解各类铸铁的制备方法和性能特点。,一、实验目的,4,灰铸铁：碳大部分或全部以游离的石墨形式存在，因断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。根据石墨的形态，灰铸铁可分为： （1）普通灰铸铁：石墨呈片状 （2）球墨
2、铸铁：石墨呈球状 （3）可锻或者展性铸铁：石墨呈团絮状 （4）蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状,白口铸铁：碳全部或者大部分以渗碳体形式存在，因断口呈白亮颜色，故称白口铸铁。,麻口铸铁：碳既以渗碳体形式存在，又以游离态石墨形式存在。,二、相关原理,铸铁分类： 根据碳存在形式：白口、灰口、麻口 根据石墨形状：普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻或者展性铸铁、蠕墨铸铁,5,T, C,铸铁化学成分范围,本页为复习内容： 不存在石墨相的钢铁材料显微组织,注意区分： 相组成物 组织组成物 例如共析钢： 珠光体（组织组成物） 铁素体渗碳体（相组成物）,6,铸铁化学成分范围,本实验所用铁碳复线相图: Fe - 石墨相图Fe- F
3、e3C相图,7,石墨相的出现条件： 1、当铁液中C、Si的含量较高，并且冷却非常缓慢时，可直接从铁液中析出石墨。 2、已经形成渗碳体的铸铁在高温下长时间退火，可使渗碳体分解析出石墨碳：Fe3C3Fe+C,石墨的形态： 液相中形成时：片状（六方结构）；球化后为球状； 固相中析出时：团絮状；,8,铸铁的特点：低熔点（含碳量4.30%的共晶白口铸铁其熔点为1148） ；与钢相比，铸铁熔炼简便、成本低廉，虽然强度、塑性和韧性较低，但是具有优良的铸造性能，很高的减摩和耐磨性，良好的消振性和切削加工性以及缺口敏感性等一系列优点。,用途： 机床床身；发动机气缸体；土建工程中的铸铁管；曲轴；汽车后桥等；,9,
4、共晶合金石墨化过程,10,石墨化的三阶段：,第一阶段（PSK线以上）： 液相中析出石 墨（先共晶或 共晶）； 中间阶段： 奥氏体中直接 析出石墨； 第二阶段（PSK线以下）： 共析转变中析 出石墨；,石墨化过程：铸铁中石墨的结晶过程。 石墨化过程主要取决于化学成分和冷却速度。如：C，Si、Mn、P、S中，C、Si是强烈促进石墨化的元素，S是强烈阻碍石墨化的元素,11,第一阶段石墨化（PSK线以上）： 包括结晶时共晶石墨、一次石墨、二次石墨的析出和加热时共晶渗碳体、一次渗碳体及二次渗碳体的分解。 第一阶段石墨化决定了铸铁的晶粒大小、石墨形状和分布。,第二阶段石墨化（PSK线以下）： 包括冷却时共
5、析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。第二阶段石墨化形成的石墨大多优先附加在已有石墨片上。 第二阶段石墨化决定了铸铁的基体组织。,12,各种形态的石墨,石墨的形态主要由第一阶段石墨化所控制,13,普通灰铸铁由液态结晶的石墨多为粗片状。,14,如果在浇铸前向铁液中加入少量硅铁或者硅钙等孕育剂，进行孕育处理，促进石墨的非均匀生核，可使灰铸铁粗片状石墨细化，形成孕育铸铁。,孕育（变质）处理： 为抑制白口化倾向，促进非均匀形核；加.% SiFe孕育剂,15,如果在浇铸前向铁液中加入纯镁或者稀土镁合金，可以阻止铁液结晶时片状石墨析出，促进球状石墨生成，形成球墨铸铁。,如果在浇铸前向铁液中加入稀土硅铁、稀
6、土镁钛等稀土合金进行适当处理，可促使石墨呈蠕虫状，形成蠕墨铸铁。,16,不是液相中直接形成 将白口铸铁经长时间石墨化退火，使渗碳体分解，由于石墨数量较少，可形成团絮状分布于金属基体中，形成可锻铸铁。,团絮状的原因：固相反应中，碳扩散困难,17,不同基体的形成,第一阶段石墨化决定了铸铁的晶粒大小、石墨形状和分布，第二阶段石墨化决定了铸铁的基体组织。根据石墨化进行的程度，将得到铸铁的不同基体组织。,第一、二阶段石墨化完全进行,第一阶段石墨化充分进行，第二阶段石墨化能部分进行,第一阶段完全石墨化、而第二阶段石墨化完全没有进行,第一、二阶段石墨化完全都不进行，将得到白口铸铁。,18,1.光学显微镜；
7、2.标准样品： 普通灰口铁(Ferrite,Pearlite,F+P Matrix); 变质灰口铁(F, P, F+P Matrix); 球墨铸铁(F, P, F+P Matrix); 展性铸铁(F, P, F+P Matrix); 麻口铁；,三、实验设备及样品,19,四、实验内容,画出块样品的组织示意图（各类都要有，各类基体也要有），F50mm半圆，标出各相关参数； 普通灰口铁(Ferrite,Pearlite,F+P Matrix); 变质灰口铁(F, P, F+P Matrix); 球墨铸铁(F, P, F+P Matrix); 展性铸铁(F, P, F+P Matrix); 麻口铁；,
8、20,1.符合实验报告基本规范，结构完整； 2.画出块样品的组织示意图（各类都要有，各类 基体也要有），F50MM半圆，标出各相关参数； 3.分析简练，结合本实验所得结果； 4.思考题3、4。,五、实验报告要求,21,灰口铸铁,22,加硅变质灰口铸铁,23,未变质 变质,灰 口 铸 铁,24,铁素体基球墨铸铁,25,铁素体+珠光体基球墨铸铁,26,珠光体基球墨铸铁,27,铁素体基灰口铸铁,28,珠光体基灰口铸铁,29,铁素体+珠光体基灰口铸铁,30,铁素体基展性铸铁,31,铁素体+珠光体基展性铸铁,32,麻口铁,33,下一实验：未知样品分析,35,准备工作,1、查资料 相图 所用元素密度 浸蚀剂 2、复习体视学定量方法 3、思考 固溶体、共晶体密度计算方法 从已经相体积分数换算合金成分,
