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1、二，相关原理1 W U IV VI V VDFeC%实验五 铁碳合金的显微组织与分析摘要在充分理解Fe-FesC相图的基础上，对不同成分铁碳合金的显微组织进行观 察，并全面的分析了碳钢、白口铸铁不同显微组织的形成过程及铁碳合金的进本 组织的形貌特征，对铁碳合金和 Fe-Fe3C进行了概括性的分析与总结。关键词铁碳合金 Fe-Fe 3C相图钢 白口铸铁一、实验目的1. 进一步熟悉铁碳合金相图（Fe - Fe3C相图）。2. 掌握各相和组织组成以及它们的金相形貌特征（珠光体、铁素体、渗碳体、莱 氏体等）。3. 了解含碳量对各相及组织组成物和形貌和相对量的影响。、相关原理F”的网素昇梅体t& Eft
2、 1394 C BCC y 912FCCu -Fe i 912 BCC0.02汹并中冏蓉律療剤找*碱D.g% 鼻仮挥r Tr-Fe中，-廉相中析出二庆悴I典氏悴申折出 三状帙素体里靳出 FeX典型氏-跆诠左简恢丁氏蛮相图中的位置二. 典型铁碳合金的平通常按有无共忒转变未区分即含瑕小干2J1为饌粥,大于2. 祷铁r FFeC JKftJt的传快，称为白口铸帙征#可參照FF%GD曲将铁碳令金按含饌量划分为七 工业炖快.0.02怡 G 亜井析W, 0.02180.77% C； 共締白口30%0；其析钢，0-77驀G 过共析ftt 6772】G 亞共白口t$K, 2U4.30*i过其晶白口Btt, 4
3、.80-6.6%0o现对甜种类訥选择一个帯金耒分析其Mtn时的转变过程和宣infl怕*三、实验设备及材料1. 光学显微镜2. 标准实验样品：(1) 亚共析钢(0.0218-0.77%C): 20, 60(2) 共析钢(0.77%C： T8(3) 过共析钢()0.77-2.11%C):T12(4) 亚共晶白口铸铁(2.11-4.30%C)(5) 过共晶白口铸铁(4.30-6.99%C)四、实验内容1. 钢的平衡组织及含碳量的影响(固态转变组织)(1) 三次渗碳体的形成及确认；(2) 网状铁素体及渗碳体的区分；(3) 含碳量对铁素体形态及分布的影响；(4) 二次渗碳体的分布特点，最大析出量；2.
4、白口铸铁凝固组织的观察与分析（1）先共晶产物的形态特征；（2）先共晶莱氏体的形态特征；（3）奥氏体稳定温度区间降温时的组织变化;（4）珠光体团的形状；3. 观察并画出6块样品的组织示意图。五、思考题1. 怎样鉴别0.7%C合金的网状铁素体和1.3%C合金的网状渗碳体？答：网状铁素体与网状渗碳体，二者较难区分，若用煮沸的碱性苦味酸钠溶液做浸蚀剂，则可将渗碳体网染成黑色，而铁素体仍为亮白色。因此这种实际可以将接近共析成分的亚共析钢与过共析钢区别开来。2. 冷却速度对组织形貌和相对量有无影响？并举例说明。答：有影响。以工业纯铁为例，冷却速度越慢，则析出的渗碳体就越细小弥散。当冷却速度不够缓慢时，渗碳
5、体析出的过程往往进行的不充分，因而室温下铁素体的含碳量往往是过饱和的。3. 讨论各类铸铁在组织上（基体组成，石墨形态）有何不同？组织对性能的影响。 答：根据基本显微组织和力学性能，铸铁可以分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸 铁、球墨铸铁和合金铸铁等。1 ）白口铸铁。在室温下白口铸铁中的碳呈 Fe3C化合物状态存在，（1）亚共晶 白口铸铁，碳的质量分数为 2.11%-4.3%，其组织是珠光体，二次渗碳体与莱氏 体。（2）共晶白口铸铁，碳的质量分数为 4.3%,其组织是莱氏体。（3）过共晶 白口铸铁，碳的质量分数大于 4.3%，其组织为一次渗碳体和莱氏体2） 合金铸铁。所谓合金铸铁是在普通铸铁内有意识
6、地加入一些合金兀素，如镍、 铬、锰、钛等配制而成的铸铁。加入的合金元素可改善热处理组织，从而提高基体强度和耐磨性，因此应用较广。3）球墨铸铁。碳的质量分数为 3.5%-3.9%，基体组织为铁素体、珠光体。具有 很高的强度，具有一定的韧性和塑性，经过热处理后，其力学性能可进一步得到改善。4）可锻铸铁。碳的质量分数为 2.2%-2.8%，其基体组织为铁素体、珠光体、少 量渗碳体和微量石墨。具有较高的韧性和塑性，可锻铸铁中，石墨呈团絮状存在， 综合力学性能较好，可制造形状复杂的零件。5）灰铸铁。灰铸铁碳的质量分数为 2.7%-3.6%，其基体组织分为铁素体、珠光 体、及珠光体+铁素体，铸铁组织中的石
7、墨以片状形式存在，熔点低，流动性好， 冷却凝固时收缩量小，具有优良的铸造性能，抗拉强度小，容易拉断，塑性差， 硬度低，性质娇软，容易切削。4. 如何改变灰口铸铁的性能？答：（1）灰口铸铁的热处理热处理只能改变灰口铸铁的基体组织，不能改变石墨的形态和分布，因此热处理一般用来消除铸体的内应力及改善切削加工性。包括 去应力退火，防止铸件产生变形和裂纹；降低硬度，改善切削加工性能； 表面淬火，提高硬度和耐磨性。（2）低温气体多元共渗法对灰口铸铁表面进行低温气体氮、碳、氧多元共渗，表面形成弥散分布的氮化物, 灰口铸铁表面显微硬度显著提高。六、实验总结铁碳合金中含碳量对显微组织形貌以及合金的机械性能有较大的影响。 因此 通过本次试验对不同成分的铁碳合金的显微组织的观察及分析， 有助于理解组织 性能及不同的含碳量对组织性能的影响。 铁碳合金应用广泛，了解其内部特征是 为必然。
