實(shí)驗(yàn)一 鐵碳合金平衡組織觀察(新)

思考題1金相顯微鏡的孔徑光闌與視場光闌起何作用？

2金相顯微鏡的放大倍數(shù)是如何確定的？你本人在實(shí)驗(yàn)中采用多大的放大倍數(shù)？放大倍數(shù)是否越大越好？為什么？

3金相試驗(yàn)樣品在磨/拋光之后為什么必須經(jīng)過腐蝕才能利用金相顯微鏡觀察分析金相組織？

4描述幾種典型成份的鐵碳合金組織組成物的形態(tài)特征。

5一次滲碳體與二次滲碳體的形態(tài)與分布狀況有何區(qū)別？

6分析隨含碳量的增加，鐵碳合金中的滲碳體數(shù)量、形態(tài)及分布狀況如何變化？實(shí)驗(yàn)一鐵碳合金平衡組織觀察及金相顯微鏡的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解普通金相顯微鏡的構(gòu)造與使用方法。２.初步學(xué)會金相樣品制備的基本方法３.初步識別各種鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織特征。４.分析化學(xué)成分（含碳量）對鐵碳合金顯微組織的影響,從而加深理解成分、組織與性能之間的相互關(guān)系。

鐵碳合金的顯微組織是研究和分析鋼鐵材料性能的基礎(chǔ)。所謂平衡狀態(tài)的顯微組織是指合金在極為緩慢的冷卻條件下，所得到的組織。(如退火狀態(tài)即接近平衡狀態(tài)）二、實(shí)驗(yàn)概述而鐵碳合金的平衡組織主要是指碳鋼和白口鑄鐵的室溫組織。由于含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量，析出條件以及分布情況均有所不同，因而呈現(xiàn)出各種不同的組織形態(tài)。表1-1各種鐵碳合金在室溫下的顯微組織類型含碳量(％)顯微組織浸蝕劑工業(yè)純鐵≤0.02鐵素體4%硝酸酒精溶液碳鋼亞共析鋼0.02～0.8鐵素體＋珠光體4%硝酸酒精溶液共析鋼0.8珠光體4%硝酸酒精溶液過共析鋼0.8～2.06珠光體＋二次滲碳體4%硝酸酒精溶液白口鑄鐵亞共晶白口鐵2.06～4.3珠光體＋二次滲碳體＋萊氏體4%硝酸酒精溶液共晶白口鐵4.3萊氏體4%硝酸酒精溶液過共晶白口鐵4.3～6.67萊氏體＋一次滲碳體4%硝酸酒精溶液

二、實(shí)驗(yàn)概述

純鐵在室溫下具有單相鐵素體組織。含碳量小于0.0218％的鐵碳合金通常稱為工業(yè)純鐵。黑色線條是鐵素體的晶界，而亮白色基底則是鐵素體的不規(guī)則等軸晶粒，在某些晶內(nèi)和晶界驅(qū)粗處還可以看到不連續(xù)的薄片狀三次滲碳體,含量微小忽略不計(jì)。三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析1、工業(yè)純鐵

工業(yè)純鐵顯微組織（400×）

浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液含碳量在0.0218%～2.11％范圍內(nèi)的鐵碳合金稱為碳鋼。按其含碳量與平衡組織的不同，可分為亞共析碳鋼，共析碳鋼和過共析碳鋼3種。亞共析鋼

亞共析鋼的含碳量在0.0218%～0.8％范圍內(nèi)，其組織有鐵素體和珠光體所組成。隨著含碳量的增加，鐵素體的數(shù)量逐漸減少，而珠光體的數(shù)量則相應(yīng)地增多，兩者的相對量可由杠桿定律求得。也可根據(jù)顯微鏡下觀察到的珠光體和鐵素體各自所占面積的百分?jǐn)?shù)，近似地計(jì)算出鋼的含碳量：c﹪=p％×0.8％

式中：c%－鋼的含碳量；

p％－珠光體所占面積。2、碳鋼三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析圖示分別為亞共析鋼（20鋼和60鋼）的顯微組織，其中亮白色為鐵素體，暗黑色為珠光體。亞共析鋼顯微組（100×）浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析

共析鋼含碳量為0.8％的碳鋼稱為共析鋼，它由單一的珠光體組成，組織如圖所示。珠光體是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。在一般退火處理的情況下，是由鐵素體與滲碳體相互混合交替排列形成的層狀組織。共析鋼顯微組織（450×）浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析

過共析鋼含碳量在0.8％～2.11％范圍內(nèi)的碳鋼稱為過共析鋼，它在室溫下的組織由珠光體和二次滲碳體組成。鋼中的含碳量越多，二次滲碳體數(shù)量就越多。二次滲碳體呈網(wǎng)狀分布于晶界上。圖示含碳量為1.2％的過共析碳鋼的顯微組織。組織形狀為層片相間的珠光體和細(xì)小的網(wǎng)絡(luò)狀滲碳體。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后，珠光體呈暗黑色，而二次滲碳體呈白色細(xì)網(wǎng)狀。過共析鋼顯微組織（400×）浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析

3、白口鑄鐵白口鑄鐵是含碳量為2.11%～6.69%范圍內(nèi)的鐵碳合金，按其含碳量及平衡組織的不同，又可分為亞共晶白口鑄鐵，共晶白口鑄鐵和過共晶白口鑄鐵3種。亞共晶白口鑄鐵

含碳量為2.11～4.3%范圍內(nèi)的白口鑄鐵稱為亞共晶白口鑄鐵。室溫下亞共晶白口鑄鐵的組織為珠光體、二次滲碳體和萊氏體，用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)黑色枝晶狀的珠光體和斑點(diǎn)狀萊氏體。亞共晶白口鑄鐵顯微組織（200×）浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析

共晶白口鑄鐵

共晶白口鑄鐵的含碳量為4.3%，它在室溫下的組織由單一的共晶萊氏體組成，經(jīng)浸蝕后，在顯微鏡下珠光體呈暗黑色細(xì)條及斑點(diǎn)狀，滲碳體呈亮白色。

共晶白口鑄鐵顯微組織（200×）浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析

過共晶白口鑄鐵含碳量為4.3～6.69％范圍內(nèi)的白口鑄鐵稱為過共晶白口鑄鐵，在室溫下的組織由一次滲碳體和萊氏體組成。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下可觀察到在暗色斑點(diǎn)的萊氏體基底上分布著亮白色粗大條片狀的一次滲碳體。

過共晶白口鑄鐵顯微組織（200×）浸蝕劑為4％硝酸酒精溶液三、鐵碳合金平衡組織的顯微分析

四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、4XB（XJB-200）型金相顯微鏡（1，2，3）1燈座調(diào)節(jié)螺釘；2燈座；3電源開關(guān)；4-孔徑光闌撥環(huán)；5－視場光闌撥環(huán)；6-調(diào)節(jié)螺釘；7－固定螺釘；8-目鏡管；9-目鏡；10載物片；11-載物臺；12-物鏡；13-轉(zhuǎn)換器；14載物臺縱向移動手輪；15－粗動調(diào)焦手輪；16-微動調(diào)焦手輪；17載物臺橫向移動手輪；五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

正確地使用金相顯微鏡認(rèn)真觀察表1-1所列的各種材料的顯微組織，識別各顯微組織的特征(各相或組織組成物的數(shù)量，形態(tài)與分布)。

在顯微鏡下選擇其材料的顯微組織的典型區(qū)域,并根據(jù)組織特征，

繪出其顯微組織示意圖。在繪制的示意圖的下方記錄所觀察的各種材料的牌號或名稱，顯微組織、放大倍數(shù)及浸蝕劑，并把顯微組織示意圖中組織組成物用細(xì)線引出標(biāo)出其名稱。對指定鋼樣，根據(jù)顯微組織中各組織所占面積，近似估算其平均含

碳量及其鋼號。c﹪=p％×0.8％六、顯微鏡操作步驟１．將顯微鏡的光源與220伏電源接通，并打開開關(guān)，開亮燈源。2．根據(jù)放大倍數(shù)選擇適當(dāng)?shù)奈镧R和目鏡，用物鏡轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)到固定位置。3．把樣品放在載物臺上，使觀察面向下。轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪，使載物臺下降，在看到物體的象時，再轉(zhuǎn)動微調(diào)焦手輪，直到圖象清晰。4．用縱、橫向移動手輪將載物臺在水平面上作一定范圍內(nèi)的十字定向移動。用于選擇視域。但移動范圍較小，要一邊觀察，一邊微調(diào)。5．轉(zhuǎn)動孔徑光闌至合適位置，得到亮而均勻的照明。6．轉(zhuǎn)動視場光闌使圖象與目鏡視場大小相等，以獲得最佳質(zhì)量的圖象。