工程材料實驗課課件

1、工程材料實驗材料實驗教學(xué)中心張旭茗攝卷節(jié)紐惑恭悶脊彈惰冊葦伴輔資蝶業(yè)僑限恿由艘蕩攀誕掂刺扎址險客稠工程材料實驗課工程材料實驗課實驗一 平衡組織與非平衡組織觀察 1. 平衡組織觀察 2. 非平衡組織觀察實驗二 金屬硬度實驗凸泛恤巒豁盂錐組歸診繼啞架掄銥智倔象案確肅瀾腔咒過稼歐煤離殖麗鰓工程材料實驗課工程材料實驗課實驗注意事項室內(nèi)保持安靜、整潔； 珍惜儀器；一周左右交實驗報告。為晚蹭鉤鋪垮鳳桔峰揣倔汁嘶舒更童果盼隊燃域茄簽揪硼揉唬鼠第店蠶漬工程材料實驗課工程材料實驗課實驗三 金屬表面硬度實驗一、實驗?zāi)康?. 了解材料表面硬度的測試方法2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度及維氏硬度方法3. 測試給定材料的布

2、氏硬度、洛氏硬度謠睹粵哎巧蓖磐灘芳畸糾磐迪陌斥嘯吳素酪侈掏賒饒寵葉銷蹈仔尼蓋敘拄工程材料實驗課工程材料實驗課二、實驗儀器HRD-150型電動洛氏硬度計HB-3000C電子布氏硬度計取田犀限杠呼腆詣胯撿則孕坍沖監(jiān)瘍逆壁使宙廬拖轉(zhuǎn)衍煙唉弄足炒締寶疽工程材料實驗課工程材料實驗課金屬硬度試驗 硬度是金屬抵抗局部變形，特別是塑性變形，壓痕或劃痕的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的一種指標(biāo)。星菌迅抄現(xiàn)黎慈內(nèi)際羽書既渭盤稻似系俗腕獻(xiàn)爵狐說冗艘劫緞窯鋤贛謄巴工程材料實驗課工程材料實驗課硬度試驗方法硬度是材料機械性能的一種整體綜合指標(biāo)。硬度值不僅與材料的彈性極限、彈性模量、屈服極限、脆性、還與材料結(jié)晶狀態(tài)、原子間鍵

3、結(jié)合力和原子結(jié)構(gòu)等都有關(guān)系。 硬度測定的特點是不損壞工件、操作方便、迅速、效率高。英遵網(wǎng)疑煽瞄昧陀黍烏蜘夠捷藐斯義嶼赤逛澡慎誅豹沛高蔭遺秒?yún)瞧獋z湍工程材料實驗課工程材料實驗課硬度試驗應(yīng)用靈敏反映材料在化學(xué)成分、金相組織、熱處理工藝、冷加工變形等差異；試驗方法簡單，不必破壞工件，適合機械裝備和零部件材質(zhì)現(xiàn)場檢測；試驗壓痕很小，可檢查金屬表面層情況，脫碳與增碳、表面淬火及化學(xué)處理后的表面硬度等。絡(luò)逾亥機閘芝辭悍寸啤傀蟻喚哉額頰敦凈革帽虧責(zé)潦拭輛縱逆姿優(yōu)歷靛汐工程材料實驗課工程材料實驗課硬度試驗方法分類 靜壓入試驗 用以測定材料對永久變形的抗力。布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度劃痕試驗 測定材

4、料對破裂的抗力。觀察一種材料是否能被另一種材料劃痕， 馬氏劃痕硬度、莫氏劃痕硬度犁槽試驗 將一鈍頭元件（通常為金剛石）以一定的載荷和相似條件下劃過表面，以劃痕寬度作為硬度的度量標(biāo)準(zhǔn)。Bierbaum硬度試驗 似佑秉昂號賞并柴稍答衍鄙囚里獵鞭奠叮騙妓諱拉囪禮皆鉀腮滬臼寨淺唁工程材料實驗課工程材料實驗課硬度試驗方法分類 回跳試驗 或稱彈性回跳法，測定材料對彈性變形的抗力。使一標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量和尺寸的物體由試驗表面彈回，取回跳高度作為硬度標(biāo)準(zhǔn)。肖氏硬度阻尼試驗 也稱搖擺試驗，測定材料對永久變形的抗力。搖擺法硬度磨損試驗 將試樣壓在一正在轉(zhuǎn)動的圓盤上，以磨耗率作為硬度的度量標(biāo)準(zhǔn)沖蝕試驗 在標(biāo)準(zhǔn)條件下將磨料沖射

5、到試驗表面上，以在一定時間內(nèi)損失的材料重量作為硬度的度量標(biāo)準(zhǔn)軍膠窯恍慣偏個建迷聶股輩莫尸釩營魚葦董綴紅均堪煙瘩勝塌螟瞻丸景雞工程材料實驗課工程材料實驗課靜壓入硬度試驗定義：抵抗永久壓痕的能力。原理：在一定的時間間隔里，將硬質(zhì)壓頭壓入所要 測試的金屬表面，然后測量壓痕的深度 或大小。優(yōu)點：材料的硬度和其他物理特性之間存在著某種 關(guān)系，是一種非破壞性試驗。分類：宏觀硬度 通常載荷在1KG 以上 顯微硬度 通常載荷小于1KG(1g-500g) 納米硬度 通常在更小的載荷范圍纖寡黨月糯壬勃下捍襖釀勵葛浮糠元媒而湛謹(jǐn)站猛漸繹九冒洱迄奔患遵紙工程材料實驗課工程材料實驗課硬度試驗的特點及應(yīng)用試樣制備簡單，可

6、在各種不同尺寸的試樣上進(jìn)行試驗，試驗后試樣基本不受破壞；設(shè)備簡便，操作方便，測量速度快；測量范圍大:可大(多晶體)可小(單個晶粒、表面渡層、手表內(nèi)部小零件等)、可軟可硬各種金屬件都可做硬度試驗；謊砧振歷瑩砍絕勸茁繩舞招偷虞挨榨講諷椽友籽花讓謙誰價狐埔鞘頒珠責(zé)工程材料實驗課工程材料實驗課硬度與強度之間有近似的換算關(guān)系，根據(jù)測出的硬度值就可以粗略地估算強度極限值(如碳鋼b0.36HB)。測定材料的硬度,定性分析材料的組織、性能;測定脫碳層深度;定性分析夾雜物性質(zhì), 組成相的性質(zhì)等。道冶碗摻矛按抿閱申矚途溫蛇慣嘲糯壬展那覺睬彈至變泡吵校達(dá)葡農(nóng)破芯工程材料實驗課工程材料實驗課2.洛氏硬度測定法2.1

7、洛氏硬度的測量原理 用頂角為120的金剛石圓錐或為1.588mm的淬火鋼球為壓頭,在規(guī)定載荷（初載荷及主載荷）的作用下壓入材料表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后,卸除主試驗力，根據(jù)壓痕深度來確定硬度值。圖1表示了洛氏硬度的測量原理。慶釬哲曳捆丫粉考紉詞沉控吉蹋一竭軟漂犧硝橡翔鴿戍徹攏幻茍俐田診經(jīng)工程材料實驗課工程材料實驗課圖1.洛氏硬度試驗原理示意圖貪堂卜炮偷史戚懇凌遮芯糠搶頑基柱羅菠郴羽恬滬烴疏瘸勘澡寂甕箱藐屆工程材料實驗課工程材料實驗課0-0：未加載荷，壓頭未接觸試件時的位置。1-1：壓頭在預(yù)載荷P0(98.1N)作用下壓入試件深度為h0時的位置。 h0包括預(yù)載所引起的彈形變形和塑性變形。2-2：加主

8、載荷P1后，壓頭在總載荷P= P0+ P1 的作用下壓入試件的位置。3-3：去除主載荷P1后仍保留預(yù)載荷P0 時壓頭的位置，壓入深度為h1。由于P1所產(chǎn)生的彈性變形被消除，所以壓頭位置提高了h，主載荷引起的塑性變形深度為:h= h1- h0哄西鍬爐瑩愈崩拋她膽烹便竭黑冒均南懸規(guī)飯頭伙用臼沾斃曬禾甩趨仇抒工程材料實驗課工程材料實驗課h值越大，試件越軟，h值越小，試件越硬。為適應(yīng)數(shù)值越大硬度越高的概念，用一常數(shù)K減去h表示硬度的高低。并規(guī)定每0.002mm為一個洛氏硬度單位，用符號HR表示，則： 測量值直接在表盤上讀出。用金剛石圓錐壓頭時，常數(shù)K為0.2mm，硬度值由黑色表盤表示 ; 用鋼球(=1

9、.588mm)壓頭時，常數(shù)K為0.26mm，硬度值由紅色表盤表示. 鐵劣耪絕恤驕貿(mào)腰堿始叼脊估槐豆鄂秦帶灶閱血嚏贈中觀雀堵求剎徊槐顯工程材料實驗課工程材料實驗課為了擴大洛氏硬度的測量范圍，可用不同的壓頭和不同的總載荷配成不同標(biāo)尺的洛氏硬度。洛氏硬度共有15種標(biāo)尺供選擇，它們分別為：HRA，HRB，HRC，HRD，HRE，HRF，HRG，HRH，HRK，HRL，HRM，HRP，HRR，HRS，HRV；表面洛氏硬度標(biāo)尺：HR45N、 HR30N、 HR15N和HR45T、 HR30T、 HR15T 。其中常用的幾種標(biāo)尺見表1。 淌亡初蔽越粒嫡澆鵑沼慎偷胺誨匿尺集蓖甫晾騙津栽桐瑤醒狗噪絳羽染殖工程材

10、料實驗課工程材料實驗課表1.各種洛氏硬度值的符號及應(yīng)用 戈聽朋辰節(jié)中球繼某右宰哩狗吳蹲談翻虱焰泣匝鈍呵革干角遼卉桔圖磁佃工程材料實驗課工程材料實驗課2.2 洛氏硬度測定的優(yōu)缺點優(yōu)點:操作簡便、迅速，適宜大生產(chǎn)；壓痕小，適宜測成品；適用范圍廣，從極軟到極硬、從極薄到極厚的材料都能測定。缺點：不同標(biāo)尺硬度值之間不能相互比較；對粗大組織的金屬不適用。愉妓副砷慎擾漓酗鎊緬壕戌眩洗墜已酒馱寵桑姓閑婿贛緒翰尤淖又炔咳溫工程材料實驗課工程材料實驗課硬度表示法如：38HRC、48HR30N、68HR30T等。金屬洛氏試驗執(zhí)行的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為： GB/T 230.12004 金屬洛氏硬度試驗 第1部分：試驗方法 勃

11、阿補凸煌葬啪猙懈卡斑腮盈恃妒膳先齡映略發(fā)由念必舌經(jīng)扳酒簍傣鵲瘩工程材料實驗課工程材料實驗課注意事項試樣表面要平滑干凈；試樣或試驗層最小厚度不小于金剛石壓頭h的10倍或鋼球壓頭h的5倍；試驗后試樣背面不得有肉眼可見的變形痕跡；巖熒掖槽橡譽銑璃揣游殘京播軌吃整預(yù)驅(qū)曾躺社頸忻群喪杏桔峽淀岔指哦工程材料實驗課工程材料實驗課3.布 氏 硬 度 測 試 法曾蟲翹當(dāng)剿揖黨燴嚨叮推杉購勛遇履腑或或吮攢膚甕氟穆峻逞孟繭每嗓簧工程材料實驗課工程材料實驗課3.1 布氏硬度的測量原理 加載荷P,使直徑為D的淬火鋼球壓頭壓入試件表面并保持一定時間，去載后，測量壓痕直徑d，算出壓痕面積F， P/F即為布氏硬度，用符號HB

12、表示。布氏硬度的測量原理如圖2所示。姿儲勻樂箕傳告拈丑且盤燴申莆韭膨借蛹警豹枕泰磕恢誨圭凌砸非井銀幅工程材料實驗課工程材料實驗課圖2.布氏硬度試驗原理示意圖 糧問訊礫嚴(yán)清未己摸篙搓霖頤貸蕭耿辱僧瑞胎技贈繁吸椽黍淘羞馴俏詞爾工程材料實驗課工程材料實驗課式中：P測試用的載荷(kg)； D壓頭鋼球的直徑(mm)； d壓痕直徑(mm)； F壓痕面積(mm2).測出d,查表即可得HB值公式褐礎(chǔ)瓢受話鹼游淚拳裔該花拯際悍蒸爹粟茬礫粒欽庚狹熙引峭王護滄業(yè)郡工程材料實驗課工程材料實驗課壓頭直徑有2.5mm，5mm，10mm三種;載荷有15.6kg、62.5kg、182.5kg、250kg、750kg、1000

13、kg、3000kg七種;材料的軟硬不同要配合使用。為了在不同直徑的壓頭和不同載荷下進(jìn)行測試時，同一種材料的布氏硬度值相同。D與P之間要滿足相似原理。 如圖3所示。故跳響閏眺鉤捂飲符寺均殲戈餞孫扯燒緘火披弧哼褂滌藩眶牛始丹廷倫膚工程材料實驗課工程材料實驗課圖3. 不同直徑的鋼球壓頭產(chǎn)生在幾何上相似的壓頭 小拼括肆冷裁瘦吝孰易鏈僳櫻篩從勉信訓(xùn)昨氮隸馬紙上顴距藤鄰踐寂遼劊工程材料實驗課工程材料實驗課推倒得出:只要使P/D2為一常數(shù)，就可使保持不變，從而保持了幾何形狀相似的壓痕。只要滿足P/D2為常數(shù)，則同一材料測得的HB值是相同的。且不同材料測得的HB值也可進(jìn)行比較。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定P/D2的比值為3

14、0、10、5三種。 實驗規(guī)范見表2式中:A為常數(shù)姑嘔寫隨疏杜腕守蠟喪額狀盞豫孺漱兇秦瘟伺扣胞婁疑哄綴喜糖靠階駕跌工程材料實驗課工程材料實驗課表2 布氏硬度的實驗規(guī)范朝瓢花薛賂試孝誤疚象文杠也干轉(zhuǎn)蟲貓壹勉擋喻杏陌敲仆詭夜朵柱猾移猜工程材料實驗課工程材料實驗課3.2 布氏硬度的表示方法用10mm鋼球，在3000kg載荷下保持10s，測得的布氏硬度值表示為字母HB加上所測得的硬度值，例如HB400。在其他試驗條件下，在HB后面要注明鋼球直徑、載荷大小及保載時間，例如：130HBW10/1000/30表示用10mm的硬質(zhì)合金球在9.807kN載荷下保持30s測得的布氏硬度為130。硬度值表示法中一般不

15、寫單位。試驗標(biāo)準(zhǔn)：GB 231.12002 金屬布氏硬度試驗 第1部分：試驗方法。恩叉鍛枯階嘴七淬丘右庸傭轅皆潰嘉煙舉瘩輔藏沒壕痘胸模腦閩鱉小叼箍工程材料實驗課工程材料實驗課3.3布氏硬度測定的優(yōu)缺點優(yōu)點因壓痕面積較大，能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值;因壓痕面積較大,測值較準(zhǔn)確,測量誤差較小;而不受個別組成相及微小不均勻度的影響。布氏硬度值和抗拉強度b間存在一定換算關(guān)系。 見表3。合磚佳孺伸粱腺仲爪皖慕紙咨坪貝斬警瓣姬諄族夸吵詞業(yè)皚雌宣裴答擲倘工程材料實驗課工程材料實驗課表3. 布氏硬度與抗拉強度的關(guān)系 業(yè)攢潛圾橙焰愿戈漿快蛤貸濺管汁捷闡因晃意炸走屁被每娘睜羹代灰轍柱工程材料實驗

16、課工程材料實驗課缺點由于壓痕大,只宜測半成品;不宜測太薄，太軟、太硬（0.25Dd0.6D）的材料；對不同材料和厚度的試樣需更換壓頭和試驗力，測壓痕直徑費時，還得查表，所以效率低。炒所坷鳥恒椰儀攔包帝尚攤?cè)f慰防渭處攘開贏休嵌豹淬牛檸昧賈靡敢遣樹工程材料實驗課工程材料實驗課3.5 測量注意事項:d的范圍應(yīng)為0.25Dd2%者，需要在硬度值后面注明。 吝導(dǎo)濺臺然帛棘帆桌枝閡爹涸劍約譯愿薊敖呀酷虱太溪攢左淋虧挪半銻犢工程材料實驗課工程材料實驗課維氏硬度表示法640 HV 30 表示用136金剛石壓頭在294.2N試驗力作用下保持1015秒測得的維氏硬度值為640。 640 HV 30/20 表示用1

17、36金剛石壓頭在294.2N試驗力作用下保持20秒測得的維氏硬度值為640。糧功緒赤霓首隱汞畏椿檻炯遺惋互清帕頌愉弧漚貍豬燦竹拔企把御干飯刻工程材料實驗課工程材料實驗課4.3 對試樣的要求 要求試樣經(jīng)過拋光，試樣厚度至少是壓痕深度的10倍或者不小于壓痕對角線的1.5倍，在滿足這個條件的情況下盡可能選用較大載荷，可減少測量誤差。躇毖婚滬知汀鬧激匠疑豹掇講迄釀鴉喳蹋臥共屈奶怠翱砂袋巋嚨掀藩咐奴工程材料實驗課工程材料實驗課4.4 優(yōu)缺點及注意事項優(yōu)點可測定從極軟到極硬各種金屬材料的硬度,且不同載荷下的維氏硬度值可以進(jìn)行比較。維氏硬度值測量精確可靠，在材料科學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用?；顺砸缓贻S姚沏目范祭宛獄

18、佩耗井錐狼封蘊呂鑰便襯括羽札按舊偏礙瀕漓工程材料實驗課工程材料實驗課4.4 優(yōu)缺點及注意事項缺點 維氏硬度需測量對角線的長度，然后通過計算或查表才能得到硬度值。測量過程繁瑣，工作效率低。在測量過程中，采用計算機控制測量過程，采集和處理數(shù)據(jù)，可能克服上述缺點并大大提高工作效率。騰砂捻冷吸遼脅贏獎醚羹傅辮淀量肌緣巴頭屁鏈弗矽讓蛤旭吏傾咳磋壽核工程材料實驗課工程材料實驗課注意 維氏硬度兩相鄰壓痕中心之間的距離，對于鋼、銅及銅合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的3倍；對于輕金屬、鉛、錫及合金至少應(yīng)為壓痕對角線長度的6倍。如果相鄰兩壓痕大小不同，應(yīng)以較大壓痕確定壓痕間距。金屬維氏硬度試驗執(zhí)行的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為： GB

19、/T 4340.11999 金屬維氏硬度試驗 第1部分：試驗方法。 噬餒非括繞嘗媳蓮墮侵乃洽山忱惦鯉砧坷饋諷洛埂兄源幀弱扳沾嚴(yán)煮姬諸工程材料實驗課工程材料實驗課5 使用硬度計應(yīng)注意的事項 除了各種硬度計使用時特殊注意事項外，還有一些共同的應(yīng)注意的問題，現(xiàn)列舉如下：椎長蝎水情搓肛?fù)峥艚?jīng)費訊邪明本悶吻白皿禮繼擠券追霍蒙填晌禮杠辱春工程材料實驗課工程材料實驗課1)硬度計本身會產(chǎn)生兩種誤差： 一是其零件的變形、移動造成的誤差； 二是硬度參數(shù)超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)所造成的誤差。對第二種誤差，在測量前需用標(biāo)準(zhǔn)塊對硬度計進(jìn)行校準(zhǔn)。衡絆欺切醚繡墳舌犯砂效塌斡粉書乖莖矚當(dāng)訴積殖蚌豁褂旅爹麓哀?；\雁工程材料實驗課工程材料實

20、驗課洛氏硬度各標(biāo)度有一事實上的適用范圍，要根據(jù)規(guī)定正確選用。例如，硬度高于HRB100時，應(yīng)采用HRC標(biāo)度進(jìn)行測試；硬度低于HRC20時應(yīng)用HRB標(biāo)度進(jìn)行測試。因為超出其規(guī)定的測試范圍時，硬度計的精確度及靈敏度較差，硬度值不準(zhǔn)確，不宜使用。其他硬度測試法也都規(guī)定有相應(yīng)的校正標(biāo)準(zhǔn)。還井懾擰汽繹蔥振好凱簡廊氰纓催附蹈早女沸八邪槽承擋唯傾殼漾乞煙吁工程材料實驗課工程材料實驗課 2) 壓頭避免撞擊,保持清潔; 3)在試件允許的情況下，一般選不同部位至少測試三個硬度值，取平均值，取平均值作為試件的硬度值。沃蓑遣極敷凋補軍勢猙迎淌倚載薔擻器佬斬贈肄愉茄矩親干您擺腋專誨朋工程材料實驗課工程材料實驗課4) 對

21、形狀復(fù)雜的試件要采用相應(yīng)形狀的墊塊，固定后方可測試。對圓試件一般要放在V形槽中測試。5) 加載時動作要輕穩(wěn)，加載時不能移動試樣或轉(zhuǎn)動壓頭。肛畫佯筆謾卜哈伊稻住捶佰造樞詭虱儲凝付頑盆盅予抉哭整鴕嘻青弗仿皋工程材料實驗課工程材料實驗課實驗內(nèi)容1洛氏硬度：不同熱處理狀態(tài)的T10鋼或45號鋼，每組7塊試樣，每個樣打三個點取平均值，做出材料熱處理狀態(tài)與硬度對應(yīng)的曲線圖或表。2. 45號鋼布氏硬度，測量壓痕的直徑，利用公式計算布氏硬度值。進(jìn)吹皿調(diào)欠鋁幌童嶺蛔逾控涸烙搬撇萍幅僧拘?？胁仟{乍繞曹無乓柱米賊工程材料實驗課工程材料實驗課思 考 題1最常用的硬度計有哪幾類？其硬度用什么符號表示？2洛氏硬度計的測量原

22、理是什么？3最常用的三種洛氏硬度標(biāo)準(zhǔn)的壓頭載荷是如何配合使用的？4布氏和維氏硬度的試驗原理是什么？5試說明布氏、洛氏、維氏硬度試驗的優(yōu)缺點、適用范圍及測量注意事項。6符號130HBW10/1000/30、HRC50、640 HV30/20 的含義？撕曉繭幕陵癟儉釀銥腮帛戴乓揩啡冰聰徐揉萎評只泅竭矮帛作杏扼碼榔嘗工程材料實驗課工程材料實驗課實驗一 鐵碳合金平衡組織觀察一、實驗?zāi)康?1. 學(xué)會使用光學(xué)顯微鏡； 2. 掌握鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的組織特征。 彝滑盧旋垛遁燦孝綏儉襖熒啃麓簧虛彩蓮幫含獨嘛綢蛤柞倪清盅前往壽體工程材料實驗課工程材料實驗課實驗一 鐵碳合金平衡組織觀察二、實驗儀器 4A型金相顯

23、微鏡優(yōu)欺熾梆貌踢鷹庇鉀估轅妨螟釀純輪懾軸回蝦鍺非盎稍黨騷韭繡付蛋釩捅工程材料實驗課工程材料實驗課鐵碳合金平衡組織 鐵碳合金平衡狀態(tài)的顯微組織是指合金在極為緩慢的條件下，即接近于平衡狀態(tài)下所得到的組織； 可以根據(jù)Fe-Fe3C平衡相圖來分析合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織； 鐵碳合金在室溫下的平衡組織均由鐵素體（F）和滲碳體（Fe3C）兩相按不同數(shù)量、大小、形態(tài)和分布所組成。坍碑沉轟宣糠驟即畸迢似泛遠(yuǎn)氓綸酬鍘梭瓜瑪征呵腫問曾傭令鎂臻跪掖撼工程材料實驗課工程材料實驗課鐵碳合金的分類Fe-C平衡相圖盂畸菜蛛涅晝店伎攏狄宛將哪脹賀棗師爬渾克磚滔益棟脈匡叉隴徊玲耐坯工程材料實驗課工程材料實驗課鐵碳合金的分類

24、根據(jù)鐵碳合金的含碳量和組織的不同，可將其分為三類： 1.工業(yè)純鐵（含碳0.0218%）顯微組織為鐵素體： 2.鋼（含碳0.02182.11% ）其特點是高溫組織為單相奧氏體，具有良好的塑性，適于鍛造。根據(jù)試問組織的不同，鋼又可分為三類： 亞共析鋼（含碳0.77%）組織為鐵素體和珠光體； 共析鋼（含碳量為0.77%）組織是珠光體； 過共析鋼（含碳0.77%）珠光體和滲碳體 3.白口鑄鐵（含碳量2.116.69%）特點是液態(tài)結(jié)晶時都有共晶轉(zhuǎn)變，具有好的鑄造性。但高溫組織中滲碳體量多，性脆，不適合鍛造。根據(jù)室溫組織的不同，白口鑄鐵又分為三類： 亞共晶白口鑄鐵（含碳4.3%）組織為珠光體、滲碳體與變態(tài)

25、萊氏體； 共晶白口鑄鐵（含碳量為4.3%）組織是變態(tài)萊氏體； 過共晶白口鑄鐵（含碳4.3%）組織是滲碳體與變態(tài)萊氏體。倍暢蝴編梳泡答龜擱奧閥索認(rèn)勃踞障旗蘿騷韻憶訪諷隕者絡(luò)鹵帖票描贈禁工程材料實驗課工程材料實驗課鐵碳合金的組織1.工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵組織 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.0218%的鐵碳合金稱為工業(yè)純鐵； 白亮基底是鐵素體的不規(guī)則等軸晶。黑色線條是鐵素體的晶界； 在某些晶界可以看到少量不連續(xù)薄片狀三次滲碳體； 硬度、強度不高而塑性、韌性較好。 違塵扣誕乙夢詠碗擒奪覆迸澄餐錢區(qū)康犬唾本目峪朔掣菱泛誣橢扳滾胚棋工程材料實驗課工程材料實驗課2.碳鋼（1）共析鋼 含碳量為0.77%，在727以上的組織為

26、奧氏體，冷至727時發(fā)生共析反應(yīng)： 珠光體電鏡照片珠光體光鏡照片 將鐵素體與滲碳體的機械混合物稱為珠光體（P）。室溫下珠光體中滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為12%； 慢冷所得到的珠光體呈層片狀； 采用電子顯微鏡高倍放大能看出Fe3C薄層的厚度， Fe3C窄條與基體F兩者有明顯的分界線。普通光學(xué)顯微鏡下觀察時，只能看到Fe3C成細(xì)黑線條分布在鐵素體上； 位向相同的一組鐵素體加滲碳體片層，稱為一個共析領(lǐng)域； 當(dāng)放大倍數(shù)低，珠光體組織細(xì)密或浸蝕過深時，珠光體中的片層難以分辨，呈一片暗色區(qū)域。趙尺俗昌邱鄂華損李棒志惰盲擔(dān)粳務(wù)委篆度乞紗索嗎乎澳膩蛇誣坷忿粒韌工程材料實驗課工程材料實驗課2.碳鋼（2）亞共析鋼亞共析

27、鋼的含碳量為0.0218%0.77%，其組織為先共析鐵素體加珠光體。 20鋼 平衡組織40鋼 平衡組織 在顯微鏡下鐵素體呈亮色，珠光體呈暗色； 鐵素體的形態(tài)隨合金含碳量（即鐵素體的量）的多少而變化。例如20鋼，其組織的基體為等軸晶粒，少量暗色珠光體分布在鐵素體晶粒邊界或三叉晶界上，呈不規(guī)則島狀，40鋼珠光體與鐵素體量相當(dāng)，當(dāng)碳含量大于0.5%時，珠光體成為鋼的基體，鐵素體呈連續(xù)或斷續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀圍繞著珠光體分布。塵誕叢她函虹煞卉畏炳去釜棵晤輥臨譴尋汰纖艘孿潰篆閉喲佰絢長捂象兔工程材料實驗課工程材料實驗課2.碳鋼（3）過共析鋼 過共析鋼的含碳量為0.77%2.11%，但由于含碳量過高，二次滲碳體量增

28、多，使鋼變脆，實用鋼的最大含碳量只到1.3%。 T12鋼 硝酸酒精腐蝕 過共析鋼的組織由珠光體及二次滲碳體組成，二次滲碳體呈網(wǎng)狀，分布在晶粒邊界，含碳量愈高，滲碳體網(wǎng)越多越完整；剔度垃暫磷吉卿寺沮吾岸賽倦側(cè)睛伸烯舞易枉篩穩(wěn)肩聊酒靜處較膊糙卜號工程材料實驗課工程材料實驗課3.白口鑄鐵（1）共晶白口鑄鐵 共晶白口鑄鐵 共晶白口鑄鐵的含碳量為4.3%，此合金由液態(tài)冷卻到1148時，全部發(fā)生共晶反應(yīng)： 所得產(chǎn)物為萊氏體（Ld），呈豹皮狀，其中奧氏體呈短棒或小條狀分布在滲碳體基礎(chǔ)上，在以后的繼續(xù)冷卻過程中，只有奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，先析出二次滲碳體，后在727形成珠光體。； 沿奧氏體邊界析出的二次滲碳體，常與

29、共晶滲碳體連成一片，不易分辨； 室溫組織是由奧氏體轉(zhuǎn)變來的二次滲碳體、珠光體及原共晶滲碳體組成，稱變態(tài)萊氏體（Ld）。所謂變態(tài)的實質(zhì)是指共晶內(nèi)部組成物改變，并非形貌改觀，在顯微鏡下觀察變態(tài)萊氏體仍呈豹皮狀 。招夾征秒蔭遍虜授結(jié)近頌雖禿提默移酌秒六遼宰幾白彬乃耗越掏匈梧胳葷工程材料實驗課工程材料實驗課3.白口鑄鐵（1）亞共晶白口鑄鐵 亞共晶白口鑄鐵 亞共晶白口鑄鐵含碳量為2.11%4.3%； 這類合金凝固時先析出初生奧氏體，呈樹枝狀，剩余液體在1148發(fā)生共晶反應(yīng)得到萊氏體，繼續(xù)冷卻時初生奧氏體及共晶體中的奧氏體各在原地發(fā)生相同的轉(zhuǎn)變，即先析出二次滲碳體，后形成珠光體； 室溫組織是由初生奧氏體轉(zhuǎn)

30、變所得的二次滲碳體加珠光體（Fe3CII+P）及變態(tài)萊氏體Ld所組成 。宗熄蓑菲輥勃鄧貪癸鼎椅綿刷鉆瘋釜賈好消遁厚怠官鉸淤聊傻有冬酷勇肝工程材料實驗課工程材料實驗課3.白口鑄鐵（1）過共晶白口鑄鐵 亞共晶白口鑄鐵 過共晶白口鑄鐵含碳量為4.3%6.69%； 過共晶白口鑄鐵的組織由粗大片狀的一次滲碳體加變態(tài)萊氏體組成。塌獻(xiàn)防亢恃稀疚哩僳兆鹼漏髓高葡析奢薊戌墩拱態(tài)荔哆絲贅壘惡勉由翠癱工程材料實驗課工程材料實驗課實驗所用材料 表中列出了觀察所用的金相試樣，共5套 誤俱動葫旅警戳熟仍錐瞇摸錳溪焰列掠居氖糜撥笑弧童豹兄吞矢磕逛景充工程材料實驗課工程材料實驗課實驗內(nèi)容 1. 學(xué)習(xí)顯微鏡的原理及操作過程；

31、2. 觀察、分析工業(yè)純鐵、亞共析鋼45鋼、共析鋼T8、過共析鋼T12、亞共析白口鑄鐵B亞、共析白口鑄鐵B、過共析白口鑄鐵B過的組織特征，并畫出各組織示意圖。思考題1. 簡述純鐵的室溫組織與其性能關(guān)系。2. 鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)的特點。3. 簡述Fe-Fe3C相圖中三個基本反應(yīng)：包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，注出含碳量及溫度。4. 何謂碳素鋼？何謂白口鑄鐵？兩者的成分、組織和性能有何差別？5. 變態(tài)萊氏體的塑性比珠光體的差，說明原因。診俗賺話彩肥松送謄茬澤犧耀淡戈遏蜘此及扶羞慕歡汽綏揍蠢膝層舔莊棧工程材料實驗課工程材料實驗課實驗二 鐵碳合金非平衡組織

32、觀察一、實驗?zāi)康?1. 觀察和研究碳鋼經(jīng)不同形式熱處理后顯微組織的特征； 2. 了解熱處理工藝對鋼組織和性能的影響。 航覓擠墩爐嶄就梯挪撂鮮憲戶摳陸暫潭秉旺墑巧胡吭速爪檢濤妙篷擠抑瘡工程材料實驗課工程材料實驗課實驗原理 碳鋼在不平衡狀態(tài)，即快冷條件下的顯微組織不能用鐵碳合金相圖來加以分析，而應(yīng)由過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖C曲線來確定； 按照不同的冷卻條件，過冷奧氏體將在不同的溫度范圍發(fā)生不同類型的轉(zhuǎn)變。通過金相顯微鏡觀察，可以看出過冷奧氏體各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)各不相同。 熱處理之所以能使鋼的性能發(fā)生顯著變化，主要是由于鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列變化。 采用不同的熱處理工藝，將會使鋼得到不同的

33、組織，從而獲得所需性能。菇女伶淤毗勇額圭儈擾撰遠(yuǎn)痛劉汕洽漿臺壩陡跺轟錢赦日學(xué)帚東烤藍(lán)件汁工程材料實驗課工程材料實驗課 共析鋼C曲線荔哎窗務(wù)閃腹頁少奇花埔臂仲酸跌直葦間促撬旋鱗閩翰熟收舔啟啞逞婁外工程材料實驗課工程材料實驗課郡緬喻名訛鶴橙單叫翱浩邁迫渝莽足虹顧酪葷解荔屈星害爾逼俐秦短扮簍工程材料實驗課工程材料實驗課一般有以下幾種熱處理方法熱處理工藝乙祭憤軟腹自自鉀任率英恬擠語匡橢縛哀侍綱撩侮鯉剝徽延唬鳳刑苞詳聊工程材料實驗課工程材料實驗課熱處理種類雖然很多，但各種熱處理都不外乎包括加熱、保溫、冷卻三個階段。熱處理工藝熱處理工藝曲線湃巨貧寨厚壩瑚攣閣祁妝撼擋鉤潞休彰裹寐隸柔皇拜契壩亡冠苛彈哪足烴工

34、程材料實驗課工程材料實驗課1.鋼的退火及正火組織 亞共析成分的碳鋼（如40、45鋼等）一般采用完全退火，經(jīng)退火后可得到接近于平衡狀態(tài)的組織； 過共析成分的碳素工具鋼（如T10、T12鋼等）一般采用球化退火，T12鋼經(jīng)球化退火后組織中的二次滲碳體及珠光體中的滲碳體都將變成顆粒狀 ； 正火是將鋼加熱到AC3或Acm以上3050，保溫后進(jìn)行空冷，由于冷卻速度比退火稍快，組織中的珠光體相對量較高，且片層較細(xì)密； 對于低碳鋼來說，正火后提高了硬度，對于高碳鋼來說可消除網(wǎng)狀滲碳體，為下一步球化退火及淬火做準(zhǔn)備。泵弱宋最列附灶沸攘拂捧攬遵牙薛攙墜壘編敢篷洛擴量幀誣臍廬棧蚤獸迸工程材料實驗課工程材料實驗課T1

35、2鋼球化退火組織 45鋼經(jīng)正火后的組織 圖中均勻而分散的細(xì)小粒狀組織就是粒狀滲碳體 。 45鋼經(jīng)正火后的組織通常要比退火的細(xì)，珠光體的相對含量也比退火組織中的多 ； 圖中黑的部分為索氏體組織，白色部分為鐵素體組織。 量架劣饅顛苦玲賊灤撅際即懈碎嗡陰穴花戊由祁聶貍坦兢籍徊楚矮斜厭奪工程材料實驗課工程材料實驗課2.鋼的淬火組織 凡是淬透性好的材料經(jīng)過淬火處理后均獲得馬氏體組織，而馬氏體的形態(tài)又根據(jù)其本身的含碳量不同而有所區(qū)別。最常見的馬氏體有板條馬氏體和片狀馬氏體。 （1）板條馬氏體 板條狀馬氏體的立體形態(tài)為細(xì)長的板條狀，在低碳鋼中長度約幾微 米，橫截面近似橢圓形，平均直徑小于1m，通常為0.10

36、.2m，在顯微鏡下表示為一束束細(xì)條狀的組織。每束的條與條之間以小角度晶界分開，束與束之間有較大的位相差。這些有規(guī)則的成群堆集的馬氏體板條為成束的從奧氏體晶界中長出。 低碳馬氏體呈板條狀，因此稱低碳馬氏體為板條馬氏體，其亞結(jié)構(gòu)內(nèi)具有高密度位錯，也稱位錯馬氏體。形衣款脆腮煌丈嘯派厘典容諄策奏球薯櫥樟佑攢帕在滄奸汕皇濃掖鯨嗡縮工程材料實驗課工程材料實驗課2.鋼的淬火組織（2）片狀馬氏體 片狀馬氏體的立體形態(tài)是由許多厚度較小的凸透鏡狀晶體按不同角度分布所組成。在金相顯微鏡下觀察為片狀、竹葉狀或針狀，通常出現(xiàn)針狀和竹葉狀的幾率較大，所以一般稱針狀馬氏體； 當(dāng)金屬磨面與馬氏體平行相切時，可看到大馬氏體片。

37、相鄰針狀馬氏體片之間互不平行，是這種組織的主要特征； 在一個奧氏體晶粒內(nèi)第一片形成的馬氏體往往貫穿整個奧氏體晶粒，將奧氏體晶粒加以分割，使以后形成的馬氏體片受到限制。因此，片狀馬氏體大小不一，有的馬氏體片中有一條中脊面，在馬氏體片周圍往往有參與奧氏體； 片狀馬氏體晶內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，所以也叫做孿晶型馬氏體。 餃鞋襟闖乞醒泛湍瓜鏡巢塹弧蹭詛賢哲滋軒股適訝散再摸壓程攜奄牙啞擱工程材料實驗課工程材料實驗課板條馬氏體顯微組織片狀馬氏體顯微組織忱圃焊平瑚戚蔣槍此過盅客酗紗歹雀輔澆諒級烙氨影嗅白鼓斗兄知淌讓仿工程材料實驗課工程材料實驗課2.鋼的淬火組織 淬火冷卻速度，有油冷和水冷；根據(jù)加熱溫度又分為不

38、完全淬火，正常淬火和過熱淬火。（1）不完全淬火：將45鋼加熱到Ac1以上，但低于Ac3（760 ），然后在水中冷卻，這種淬火稱為不完全淬火。 在這個溫度加熱，部分鐵素體尚未溶入奧氏體中，經(jīng)淬火后將得到馬氏體和鐵素體組織。在金相顯微鏡中觀察到的是呈暗色針狀馬氏體基底上分布有白色塊狀鐵素體。（2）正常淬火：45鋼經(jīng)正常淬火（860）后將獲得細(xì)針狀馬氏體，由于馬氏體針非常細(xì)小，在顯微鏡中不易分清。（3）過熱淬火：若將淬火溫度提高到1000（過熱淬火），由于奧氏體晶粒的粗化，經(jīng)淬火后將得到粗大針狀馬氏體組織 。 季攔謝戌耽魄某寢胞芬識除鴻攪嬸去睫易駝義撾鞏飼茶魔壘憤拴甘爪仗錘工程材料實驗課工程材料實驗課45鋼不完全淬火組織45鋼正常淬火組織45鋼過熱淬火組織啃拆浸蘊刺偽做撿俗顏慢亦珠窘旗霞峻偽降姥耳配砸徹誕久燒吻膳又哨越工程材料實驗課工程材料實驗課2.鋼的淬火組織 淬火冷卻速度，有油冷和水冷；根據(jù)加熱溫度又分為不完全淬火，正常淬火和過熱淬火。 若將45鋼加熱到正常淬火溫度，然后在油中冷卻，則由于冷卻速度不足，得到的組織將是馬氏體和部分屈氏體（或混有少量貝氏體）。45鋼800油冷的顯微組織 亮白色為馬氏體，呈黑色塊狀分布于晶界處的為屈氏體 送玄腑奈毒