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1、工程材料基础实验报告实验二碳钢和铸铁的平衡组织和非平衡组织的观察与分析一实验目的1观察和分析碳纲和白口铸铁在平衡状态下的显微组织。2分析含碳量对铁碳合金的平衡组织的影响，加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。3熟悉灰口铸铁中的石墨形态和基体组织的特征，了解浇铸及处理条件对铸铁组织和性能的影响，并分析石墨形态对铸铁性能的影响。4识别淬火组织特征，并分析其性能特点，掌握平衡组织和非平衡组织的形成条件和组织性能特点。二、实验仪器及材料1观察表21中的金相样品.2几种基本组织的概念与特征见表223XJB1型、4X型、3A型和MG型金相显微镜数台4多媒体设备一套5金相组织照片两套三、实验内容1实验前应
2、复习课本中有关部分，认真阅读实验指导书。2熟悉金相样品的制备方法与显微镜的原理和使用。3认真聆听指导教师对实验内容、注意事项等的讲解。4用光学显微镜观察和分析表21中各金相样品的显微组织。5观察过程中，学会分析相、组织组成物及分析不同碳量的铁碳合金的凝固过程、室温组织及形貌特点。四、实验问题分析2.根据实验结果，结合所学知识，分析碳钢和铸铁成分、组织和性能之间的关系。（1）亚共析钢含碳量在（0.02180.77）%之间的铁碳合金，室温组织为铁素体和珠光体，随着含碳量的增加，铁素体的数量逐渐减少，而珠光体的数量则相应的增加，显微组织中铁素体呈白色，珠光体呈暗黑色或层片状。（2）过共析钢含碳量在（
3、0.772.11）%之间，室温组织为珠光体和网状二次渗碳体，含碳量越高，渗碳体网愈多、愈完整。当含碳量小于1.2%时，二次渗碳体呈不连续网状，强度、硬度增加，塑性、韧性降低，当含碳量大于或等于1.2%时，二次渗碳体呈连续网状，使强度、塑性、韧性显著降低，过共析钢含碳量一般不超过（1.31.4）%，二次渗碳体网用硝酸酒精溶液腐蚀呈白色，若用苦味酸钠溶液热腐蚀后，呈暗黑色。（3）共晶白口铸铁含碳量为4.3%，室温组织由单一的莱氏体组成，经腐蚀后，在显微镜下，变态莱氏体呈豹皮状，由珠光体，二次渗碳体及共晶渗碳体组成，珠光体呈暗黑色的细条状及斑点状，二次渗碳体常与共晶渗碳体连成一片，不易分辨。呈亮白色
4、。（4）灰口铸铁由铁碳双重相图可知，铸铁凝固时碳可以以两种形式存在，即以渗碳体的形式Fe3C和石墨G的形式存在。碳大部分以渗碳体Fe3C形式存在的，因其断口呈白色。而称白口铸铁，如前所述，白口铸铁硬而脆，很少用做零件。而碳大部分以石墨形式存在的，因其断口呈灰色，而称灰口铸铁。3.分析碳钢（任选一种成分）或白口铸铁（任选一种成分）凝固过程。共晶白口铸铁 w(C)=4.3%平衡结晶过程：合金在1点发生共晶反应, 由L转变为(高温)莱氏体Le即(A+Fe3C)。12点间, Le中的A不断析出Fe3CII。Fe3CII与共晶Fe3C相连, 在显微镜下无法分辨, 但此时的莱氏体由A+ Fe3CII+ Fe3C组成。由于Fe3CII的析出, 至2点时A的碳质量分数降为0.77%, 并发生共析反应转变为P; 高温莱氏体Le转变成低温莱氏体Le(P+ Fe3CII+ Fe3C)。从2至3点组织不变化。所以室温平衡组织仍为Le, 由黑色条状或粒状P和白色Fe3C基体组成。共晶白口铸铁的组织组成物全为Le, 而组成相还是F和Fe3C。共晶白口铸铁室温平衡组织典型铁碳合金在Fe-Fe3C相图中的位置工程材料基础实验报告
