金相顯微鏡的使用與金相組織的觀察實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

工程材料與機(jī)械制造根底試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)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(chǎng)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(tái)式光學(xué)顯微鏡為例加以說(shuō)明。2—1所示。由燈泡發(fā)出一束光線，經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)物鏡和目鏡兩次放大所得圖像。2—2所示。現(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(chǎng)光欄及另一聚光鏡安支架上通過(guò)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(tái)〔樣品臺(tái)〕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(tái)在水平面上作肯定范圍內(nèi)的十字定向移動(dòng)?？讖焦鈾诤鸵晥?chǎng)光欄 通過(guò)這兩個(gè)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(chǎng)光欄的作用是掌握視場(chǎng)范圍，使目鏡中視場(chǎng)光明而無(wú)陰影。物鏡轉(zhuǎn)換器呈球面形，上面有三個(gè)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(tái)2—雙目鏡3—調(diào)整螺釘4—視場(chǎng)光欄圈5—孔徑光欄圈6—底座7—物鏡8—縱動(dòng)手輪9—橫動(dòng)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(shí)，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(tái)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(chǎng)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(shí)，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(shí)，可以用鏡頭紙擦拭。行拆卸。在更換物鏡或調(diào)焦時(shí)，要防止物鏡受碰撞損壞。下來(lái)，進(jìn)展檢查，不得用力強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將會(huì)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?？梢砸罁?jù)Fe—Fe3C相圖來(lái)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(duì)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(jiàn)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(guò)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(guò)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(shí)，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(wú)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(shí)，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(shí)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(lái)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(guò)冷奧氏體在不同溫度轉(zhuǎn)變的組織特征及性能見(jiàn)表2-3。700A1P型600500400B型300200MSM型100MZ-100110102103104105時(shí)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(guò)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(guò)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(shū)。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(shí)，先明確材料成分、處理?xiàng)l件及浸蝕劑等。觀看組織前選對(duì)一塊金相試樣做出全面分析。3、留意金相組織中每個(gè)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(dòng)〕，觀看以下組織并畫(huà)出組織示意圖。20鋼、45鋼、65鋼中任選一個(gè)過(guò)共析鋼T12退火、球化退火中任選一個(gè)白口鑄鐵：亞共晶、過(guò)共晶中任選一個(gè)淬火馬氏體：低碳和高碳馬氏體任選一個(gè)5、畫(huà)組織示意圖的方法如下。留意不要把雜質(zhì)、劃痕等畫(huà)在圖上。應(yīng)畫(huà)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(huà)法1、LDW200—4XB型金相顯微鏡數(shù)臺(tái)。2、金相組織照片一套3、金相樣品一套五、試驗(yàn)報(bào)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(huà)出以下組織示意圖。20鋼、45鋼、65鋼中任選一個(gè)過(guò)共析鋼T12退火、球化退火中任選一個(gè)白口鑄鐵：亞共晶、過(guò)共晶中任選一個(gè)淬火馬氏體：低碳和高碳馬氏體任選一個(gè)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(hào) 編 態(tài)號(hào)

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