金相顯微鏡的使用與金相組織的觀察實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

工程材料與機(jī)械制造根底試驗(yàn)指導(dǎo)書北京理工大學(xué)珠海學(xué)院機(jī)械與車輛學(xué)院2023.10試驗(yàn)二金相顯微鏡的使用與金相組織的觀看一、試驗(yàn)?zāi)康?生疏金相顯微鏡的根本原理及使用方法。2觀看和分析碳綱和白口鑄鐵在平衡狀態(tài)下的顯微組織。形成條件和組織性能特點(diǎn)。二、試驗(yàn)概述〔一〕金相顯微鏡的構(gòu)造目鏡組目鏡組物鏡組〔1〕半透反光鏡雙目棱鏡組聚光鏡組〔2〕棱鏡消雜光欄濾色片燈泡視場光欄孔徑光欄反光鏡圖2—1 LDW200—4XB型金相顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)LDW200—4XB型臺式光學(xué)顯微鏡為例加以說明。2—1所示。由燈泡發(fā)出一束光線，經(jīng)過聚光鏡組〔1〕及反光鏡的反射將光線聚攏在孔徑光欄上，然后經(jīng)過聚光鏡組2的成像光線，復(fù)經(jīng)物鏡、關(guān)心物鏡片1、半透反光鏡、關(guān)心物鏡片2、棱鏡到的就是通過物鏡和目鏡兩次放大所得圖像。2—2所示?，F(xiàn)分別介紹各部件的功能與作用。照明系統(tǒng) 供給6伏的使用電壓，燈泡前有聚光鏡孔徑光欄及反光鏡等安裝在底座上視場光欄及另一聚光鏡安支架上通過一系列透鏡作用及協(xié)作組成了照明系統(tǒng)使試樣外表獲得充分、均勻的照明。載物臺〔樣品臺〕位于顯微鏡的最上部，用于放置金相樣品，縱向手輪和橫向手輪可使載物臺在水平面上作肯定范圍內(nèi)的十字定向移動?？讖焦鈾诤鸵晥龉鈾?通過這兩個孔徑可變的光欄的調(diào)整可以調(diào)整最終映量調(diào)整孔徑光欄能夠掌握入射光束的粗細(xì)以保證物像到達(dá)清楚的程度。視場光欄的作用是掌握視場范圍，使目鏡中視場光明而無陰影。物鏡轉(zhuǎn)換器呈球面形，上面有三個螺釘，可安裝不同放大倍數(shù)的物鏡，旋數(shù)。目鏡筒45○傾斜安裝在附有棱鏡的半球形座上，還可將目鏡轉(zhuǎn)向90○呈水平狀態(tài)協(xié)作照相裝置進(jìn)展金相射影。1127893451011126圖2—2 LDW200—4XB型金相顯微鏡的構(gòu)造1—載物臺2—雙目鏡3—調(diào)整螺釘4—視場光欄圈5—孔徑光欄圈6—底座7—物鏡8—縱動手輪9—橫動手輪LDW200—4XB型光學(xué)顯微鏡物鏡和目鏡不同狀況下放大倍數(shù)。目鏡10×12.5×光學(xué)系統(tǒng)目鏡10×12.5×光學(xué)系統(tǒng)放大倍數(shù)物鏡枯燥系統(tǒng)×〔NA=0.25〕(7.32mm)100×125×枯燥系統(tǒng)油浸系統(tǒng)×〔NA=0.65〕(0.66mm)100〔NA=1.25〕(0.37mm)400×1000×500×1250×〔二〕光學(xué)顯微鏡的使用方法及留意事項(xiàng)1、光學(xué)顯微鏡的使用方法的使用規(guī)程進(jìn)展操作。型光學(xué)顯微鏡時，應(yīng)按以下步驟進(jìn)展：并使轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)至固定位置〔由定位器定位。面朝下倒置在載物臺上。源。改用微調(diào)手輪進(jìn)展調(diào)整，直至物象調(diào)整到最清楚程度為止。適當(dāng)調(diào)整孔徑光欄和視場光欄，以獲得最正確質(zhì)量的物象。假設(shè)使用油浸系物鏡，則可再物鏡的前透鏡上滴一點(diǎn)松柏油，也可以凈，再用鏡頭紙擦干。2、光學(xué)顯微鏡留意事項(xiàng)在使用光學(xué)顯微鏡時，應(yīng)留意以下事項(xiàng)：更不能用手指去觸摸鏡頭。假設(shè)鏡頭中落有灰塵時，可以用鏡頭紙擦拭。行拆卸。在更換物鏡或調(diào)焦時，要防止物鏡受碰撞損壞。下來，進(jìn)展檢查，不得用力強(qiáng)行轉(zhuǎn)動，否則將會損壞機(jī)件?！踩宠F碳合金的平衡組織〔比方退火狀態(tài)所得到的組織。可以依據(jù)Fe—Fe3C相圖來分析其在平衡狀態(tài)下的顯微組織。鐵碳合金主要包括碳鋼和白口鑄鐵成。由于含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量、析出條件及分布狀況均有所不同，因而呈現(xiàn)不同的組織形態(tài)。不同成分的鐵碳合金在室溫下的顯微組織見表2-2。2—2各種鐵碳合金在室溫下的顯微組織類型類型碳鋼工業(yè)純鐵亞共析鋼共析鋼<0.020.02～0.770.77顯微組織鐵素體+珠光體珠光體過共析鋼0.77～2.11+二次滲碳體白口鑄鐵共晶白口鐵4.3二次滲碳體+萊氏體過共晶白口鐵4.3～6.69萊氏體浸蝕劑4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液變黑或呈棕紅色4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液4%硝酸酒精溶液鐵碳合金在金相顯微鏡下具有下面四種根本組織：鐵素體〔F〕鐵素體是碳溶解于α-Fe中的間隙固溶體。工業(yè)純鐵用4%硝酸酒精溶液近共析成分時，鐵素體則呈現(xiàn)斷續(xù)的網(wǎng)狀分布于珠光體四周。滲碳體〔Fe3C〕滲碳體是鐵與碳形成的金屬間化合物，其含碳量為6.69%，質(zhì)硬而脆，耐蝕性強(qiáng)，經(jīng)4%硝酸酒精浸蝕后，滲碳體任呈亮白色，而鐵素體浸蝕后呈灰白色，由此可區(qū)分鐵素體和滲碳體。滲碳體可以呈現(xiàn)不同的形態(tài)：一次滲碳體直接由液體中結(jié)晶出，呈素體中析出，呈不連續(xù)片狀分布于鐵素體晶界處，數(shù)量極微，可無視不計(jì)。珠光體(P)珠光體是鐵素體和滲碳體呈層片狀交替排列的機(jī)械混合物4％硝酸酒精時，珠光體中的滲碳體看到的只是一條黑線，甚至珠光體片層因不能區(qū)分而呈黑色。萊氏體(Ld′)萊氏體在室溫時是珠光體和滲碳體所組成的機(jī)械混合物。其組織特征是在亮白色滲碳體基底上相間地分布著暗黑色斑點(diǎn)及細(xì)條狀珠光體。鐵三種。各類鐵碳合金的平衡組織如圖2-32-9所示。 圖2-3 工業(yè)純鐵〔400X〕 圖2-4 45鋼〔400X〕圖2-5 T8鋼〔400X〕 圖2-6 T12鋼〔400X〕圖2-7亞共晶白口鑄鐵〔400X〕 圖2-8共晶白口鑄鐵〔400X〕圖2-9〔400X〕〔四〕鐵碳合金的非平衡組織碳鋼在不平衡狀態(tài)即快冷條件下的顯微組織不能用鐵碳合金相圖來分析體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖—C曲線確定。共析碳鋼的C2—10所示。形態(tài)各不一樣。共析碳鋼過冷奧氏體在不同溫度轉(zhuǎn)變的組織特征及性能見表2-3。700A1P型600500400B型300200MSM型100MZ-100110102103104105時間〔秒〕圖2—10 轉(zhuǎn)變類 轉(zhuǎn)變產(chǎn)形成溫轉(zhuǎn)變機(jī)顯微組織特征轉(zhuǎn)變類 轉(zhuǎn)變產(chǎn)形成溫轉(zhuǎn)變機(jī)顯微組織特征HRC工藝型物度℃制PA1~650粗片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布2~20退火珠光體S650~600集中性細(xì)片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布20~30正火TB上600~550550~350半集中極細(xì)片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布Fe3C分布于過飽F條之間30~4040~50等溫處理貝氏體B下350~Ms性Fe3C分布于過飽F針上50~60等溫淬火馬氏體M針M板條MS~Mf非集中性針狀板條狀60~6550淬火1、退火組織由鐵素體和球狀滲碳體組成的球狀珠光體組織。2、正火組織碳鋼經(jīng)正火后的組織比退火細(xì)，一樣成分的亞共析鋼，正火后珠光體含量比退火后的多。3、淬火組織經(jīng)淬火或等溫淬火后獲得不平衡組織。碳鋼淬火后的組織為馬氏體和剩余奧—Fe脆，而中碳鋼淬火后得到板條馬氏體和針葉狀馬氏體的混合組織。4、等溫淬火組織碳鋼等溫淬火后獲得貝氏體組織，在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)，等溫溫度較高子組成的混合物，下貝氏體強(qiáng)而韌，等溫淬火的溫度依據(jù)鋼的成分而定。三、試驗(yàn)內(nèi)容與試驗(yàn)方法1、試驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)課本中有關(guān)內(nèi)容，認(rèn)真閱讀試驗(yàn)指導(dǎo)書。放在顯微鏡上觀看，留意顯微鏡的正確使用，分析顯微鏡下的組織特征。觀看試樣的組織時，先明確材料成分、處理?xiàng)l件及浸蝕劑等。觀看組織前選對一塊金相試樣做出全面分析。3、留意金相組織中每個相組成物和組織組成物，如鐵素體、滲碳體、珠光體出所觀看試樣的組織示意圖。〔其他小組已經(jīng)調(diào)整好的顯微鏡不要再動〕，觀看以下組織并畫出組織示意圖。20鋼、45鋼、65鋼中任選一個過共析鋼T12退火、球化退火中任選一個白口鑄鐵：亞共晶、過共晶中任選一個淬火馬氏體：低碳和高碳馬氏體任選一個5、畫組織示意圖的方法如下。留意不要把雜質(zhì)、劃痕等畫在圖上。應(yīng)畫在30—50直徑的圓內(nèi)，在圖邊注明：材料名稱、含碳量、腐蝕劑和放大倍數(shù)。并將組織組成物用細(xì)線引出標(biāo)明〔2-1。112材料名稱：處理狀態(tài)：放大倍數(shù)：腐蝕劑：金相組織：四、試驗(yàn)儀器及材料

圖2-11組織示意圖畫法1、LDW200—4XB型金相顯微鏡數(shù)臺。2、金相組織照片一套3、金相樣品一套五、試驗(yàn)報告要求1、試驗(yàn)?zāi)康摹?、扼要表達(dá)光學(xué)顯微鏡的使用方法及必需留意的有關(guān)事項(xiàng)。3、畫出以下組織示意圖。20鋼、45鋼、65鋼中任選一個過共析鋼T12退火、球化退火中任選一個白口鑄鐵：亞共晶、過共晶中任選一個淬火馬氏體：低碳和高碳馬氏體任選一個2—4鋼和鑄鐵的平衡組織與非平衡組織樣品試序 樣 材料名稱 號 編 態(tài)號

腐蝕劑

放大倍數(shù) 顯微組織11工業(yè)純鐵退火40%硝酸酒精500XF+FeCш32220鋼退火精500XF+P3345鋼退火4%硝酸酒精500XF+P4465鋼退火4%硝酸酒精500XF+P55T8退火4%硝酸酒精500XP66T12退火4%硝酸酒精500XP+Fe3Cп78口鑄鐵鑄態(tài)4%硝酸酒精500XP+Fe3Cп89鑄鐵鑄態(tài)4%硝酸酒精500X910口鑄鐵鑄態(tài)4%硝酸酒精500XFe3C?10 13

T8 280Co等溫淬火

精

500X

B +M+A?下?111520淬火4%硝酸酒