鐵碳合金的平衡組織分析

1、鐵碳合金的平衡組織分析鐵碳合金的平衡組織分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?了解常用臺(tái)式金相顯微鏡的主要構(gòu)造與使用方法，初步掌握利用金相顯微鏡進(jìn)行顯微組織分析的基本方法。2觀察和識(shí)別鐵碳合金（碳鋼和白口鑄鐵）在平衡狀態(tài)下的顯微組織特征。3分析含碳量對(duì)鐵碳金平衡組織的影響，加深理解鐵碳合金的成分、組織與性能之間的相互關(guān)系。二、二、實(shí)驗(yàn)概述實(shí)驗(yàn)概述研究金屬組織的光學(xué)顯微鏡稱為金相顯微鏡，它是由許多光學(xué)元件按一定要求組合而成的精密光學(xué)儀器。在本實(shí)驗(yàn)

2、中通過講解和實(shí)際操作使學(xué)生了解常用臺(tái)式金相顯微鏡的基本原理、結(jié)構(gòu)、使用和維護(hù)方法等。利用金相顯微鏡觀察金屬的內(nèi)部組織和缺陷的方法稱為顯微分析(或金相分析)，在金相顯微鏡下所看到的組織稱為顯微組織，合金在極其緩慢的冷卻條件(如退火狀態(tài))下所得到的組織稱為平衡組織。鐵碳合金的平衡組織可以根據(jù)FeFe3C相圖來進(jìn)行分析。由Fe3C相圖可知，所有的碳鋼和白口鑄鐵在室溫時(shí)的組織均由鐵素體和滲碳體兩相組成，但由于合金中的含碳量不同，鐵素體和滲碳體的

3、數(shù)量、形狀、大小及分布狀況也不相同，隨著含碳量的增加，滲碳體量不斷增加，鐵素體量不斷減少，而且滲碳體的形態(tài)和分布情況也發(fā)生變化，所以，不同成分的鐵碳合金室溫下具有不同的組織和性能。鋼的組織以鐵素體為基體，滲碳體為強(qiáng)化相，而且主要以珠光體的形式出現(xiàn)，使鋼的強(qiáng)度和硬度提高，故鋼中珠光體量愈多，其強(qiáng)度、硬度愈高，而塑性、韌性相應(yīng)降低。但過共析鋼中當(dāng)滲碳體明顯地以網(wǎng)狀分布在晶界上，特別在白口鐵中滲碳體成為基體或以板條狀分布在萊氏體基體上，將使鐵

4、碳合金的塑性和韌性大大下降，以致合金的強(qiáng)度也隨之降低。這就是高碳鋼和白口鐵脆性高的主要原因。鋼的力學(xué)性能隨含碳量變化的規(guī)律如右圖所示。當(dāng)鋼中碳含量小于0.9%時(shí)，隨含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度直線上升，而塑性、韌性不斷下降；當(dāng)鋼中碳含量大于0.9%時(shí)，因網(wǎng)狀滲碳體的存在，不僅使鋼的塑性、韌性進(jìn)一步降低，而且強(qiáng)度也明顯下降。為了保證工業(yè)上使用的鋼具有足夠的強(qiáng)度，并具有一定的塑性和韌性，鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般都不超過1.4%。至于碳含量大于2

5、.11%的白口鐵，由于組織中出現(xiàn)大量的滲碳體，使性能硬而脆，難以切削加工，因此在一般機(jī)械制造中應(yīng)用很少。圖11工業(yè)純鐵的顯微組織(2)亞共析鋼亞共析鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%～0.77%，其組織為鐵素體和珠光體。隨著鋼中含碳量的增加，珠光體的相對(duì)量逐漸增加，而鐵素體的相對(duì)量逐漸減少。20鋼、45鋼、60鋼的顯微組織如圖12所示。材料名稱：工業(yè)純鐵材料名稱：工業(yè)純鐵處理方法：退火浸濕劑：4%硝酸酒精溶液放大倍數(shù)：500顯微組織：全部