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1、金相試樣制備及 顯微組織觀察指導(dǎo)教師：何力力一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握一般金相顯微樣品的制備過程和基本方法。2.熟悉碳鋼平衡組織的顯微形貌特征及識別方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容每人制備一塊顯微觀察樣品。用機(jī)械拋光法及一般化學(xué)浸蝕法制備金相顯微樣品。2.在光學(xué)顯微鏡下，對制備好的樣品進(jìn)行組織觀察與分析在光學(xué)顯微鏡下對樣品進(jìn)行觀察，研究每一個樣品的組織特征，并聯(lián)系鐵碳相圖了解其組織形成的過程。注意含碳量與金相組織之間的關(guān)系。待認(rèn)識了各種組織之后，抓住特征，描繪每個樣品顯微組織的示意圖。對未知亞共析鋼樣品進(jìn)行含碳量的估算。三、實(shí)驗(yàn)要求：1.實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備：碳鋼試樣各號金相砂紙金屬試樣預(yù)磨機(jī)、拋
2、光機(jī)腐蝕劑：4%硝酸酒精棉花球、竹夾子、電熱吹風(fēng)機(jī)金相顯微鏡四、實(shí)驗(yàn)步驟1.樣品制備：1、試樣的截?。?、磨光3、拋光（1）機(jī)械拋光（2）電解拋光（3）化學(xué)拋光（4）化學(xué)機(jī)械拋光4、組織顯露（浸蝕）2.組織觀察鐵碳合金的基本組織及特征奧氏體（A）鐵素體（F）滲碳體（Fe3C）珠光體（P）萊氏體（Ld）鐵素體與滲碳體的區(qū)別亞共析鋼的含碳量估算五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容討論：根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，鐵碳合金隨著含碳量及加熱溫度的變化，可出現(xiàn)十幾種不同的固態(tài)組織，其中，奧氏體、鐵素體、滲碳體、珠光體和萊氏體是最常遇到的基本組織，它們對確定碳鋼和白口鐵平衡狀態(tài)（退火）和近平衡狀態(tài)（正火）的組織和性能
3、具有實(shí)際意義。1.碳鋼顯微組織觀察與分析圖1Fe-C二元相圖奧氏體（A）碳鋼中的高溫奧氏體組織，在光學(xué)顯微鏡下呈多邊形晶粒，基晶粒內(nèi)部往往出現(xiàn)平行的孿晶帶，這是由于加熱和冷卻過程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力使奧氏體發(fā)生塑性變形所致。奧氏體的硬度較低，約為HB170—220，塑性好，所以鋼在壓力加工時，都要加熱到形成奧氏體溫度。鐵素體（F）碳溶解在α—Fe中的間隙固溶體。它的溶碳量隨著溫度的改變而變化，其最大溶碳量在723℃為0.02%。經(jīng)3~5%硝酸酒精溶液浸蝕后呈白色的多邊形晶粒，黑色網(wǎng)是晶粒邊界。重浸蝕后晶粒呈現(xiàn)明暗不同的顏色，這是由于各晶粒的位向不同，顯示出各晶粒具有不同的耐腐蝕
4、性。亞共析鋼中，隨著含碳量的增加，珠光體量增加而鐵素體量減少，當(dāng)鐵素體量多時，它呈塊狀分布，而當(dāng)鋼的含碳量接近共析成分時，F(xiàn)在P的邊界上呈網(wǎng)狀分布。滲碳體（Fe3C）滲碳體（Fe3C）鐵和碳的一種化合物，含碳量為6.67%，在鐵碳合金中，當(dāng)碳含量超過其溶解度時，多余的碳就以Fe3C出現(xiàn)。滲碳體的抗腐蝕能力較強(qiáng)，經(jīng)3~5%硝酸酒精溶液浸蝕后呈白亮色。Fe3CⅠ直接從液體中析出，呈粗大條狀分布在萊氏體中。Fe3CⅡ由奧氏體中析出，由于量少而沿奧氏體晶界析出，隨后奧氏體變成珠光體，故Fe3CⅡ呈網(wǎng)狀分布在P的邊界上。珠光體（P）是由高溫奧氏體冷卻到723℃發(fā)行共析反應(yīng)所得到的F和
5、Fe3C交替形成的層片狀組織。經(jīng)3~5%硝酸酒精溶液浸蝕后，在低的倍數(shù)下觀察，其中鐵素體與滲碳體無法分辨，呈現(xiàn)黑色烏云狀，在中等倍數(shù)下觀察，片狀珠光體中鐵素體呈白亮色，而滲碳體呈黑色條紋狀，這是因?yàn)樵谄瑺钪楣怏w中鐵素體片寬。萊氏體（Ld）是一個兩相共晶組織，在723℃以上是奧氏體和滲碳體共晶的機(jī)械混合物。在723℃時，萊氏體發(fā)生共析反應(yīng)，而變成珠光體，所以室溫下所觀察的萊氏體組織是滲碳體+珠光體的機(jī)械混合物，滲碳體中包括共晶Fe3C和Fe3CⅡ，但由于連在一起而分辨不開，經(jīng)3~5%硝酸酒精溶液浸蝕后，Ld的組織特征是在白亮色Fe3C基體上分布著許多黑色點(diǎn)狀或條狀的P。圖32
6、0號鋼顯微組織圖2工業(yè)純鐵顯微組織2.典型Fe-C合金平衡組織照片45鋼圖445鋼圖560鋼圖6T12圖7亞共晶白口鑄鐵圖8共晶白口鑄鐵圖9過共晶白口鑄鐵3、鐵素體與滲碳體的區(qū)別鐵碳合金平衡組織都是由鐵素體和滲碳體兩相組成。F和Fe3C經(jīng)3~5%硝酸酒精溶液浸蝕后均呈白亮色，有時為了區(qū)別晶界網(wǎng)狀鐵素體和滲碳體，可選用染色劑著色，通常用堿性苦味酸鈉水溶液（2克苦味酸、25克氫氧化鈉、100毫升水）煮沸15分鐘，滲碳體被染成黑色，鐵素體仍為白色。由此可區(qū)別F和Fe3C，這說明同一組織不同的浸蝕劑浸蝕可顯示不同的特征。4、亞共析鋼的含碳量估算亞共析鋼平衡組織為鐵素體+珠光體。已知
7、珠光體平均含碳量為0.8%，如果忽略鐵素體中的碳份（723℃0.02%到室溫0.006%的變化），根據(jù)杠桿定律，從顯微鏡下觀察到珠光體含量面積百分?jǐn)?shù)乘上0.8%即為碳鋼的含碳量。如顯微組織中珠光體面積百分?jǐn)?shù)約占75%，則該試樣含碳量約為75%×0.8=0.6%。謝謝大家！
