电子科技大学中山学院《机械工程材料》实验指导书.doc

电子科技大学中山学院机械工程材料实验指导书 一、实验目的 （1）了解材料电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法； （2）观察和分析低碳钢、铸铁材料在拉伸过程中的现象，分析其力学特性； （3）测定低碳钢的伸长率、断面收缩率、强度极限，以及铸铁的强度极限。 二、实验内容及原理低碳钢/铸铁拉伸实验。 通过拉伸可以观察到低碳钢、铸铁在此过程中的力学现象，并测定低碳钢的伸长率、断面收缩率、强度极限，以及铸铁的强度极限等力学特性。 注意观察在拉伸过程中低碳钢经历了屈服、颈缩、断开的现象；而铸铁则没有塑性变形现象。 估算伸长率估算断面收缩率估算强度极限 三、实验设备与工具 （1）电子万能试验机 （2）游标卡尺 （3）直尺 （4）低碳钢、铸铁试样 四、实验步骤 （1）对低碳钢试样标记长度刻度、测量直径，对铸铁试样只测量直径即可。 （2）设定电子万能试验机的工作参数 （3）将试样两端装夹在试验机； （4）启动试验机开始拉伸试验，观察试样的力学现象，至试样拉伸断开时停止试验机。 （5）记录拉伸过程中的最大拉力，测量拉伸后低碳钢试样的长度及断面直径尺寸；对铸铁则无需测量任何参数。 （6）计算出低碳钢试样的伸长率、断面收缩率、强度极限参数；铸铁的强度极限。 五、实验要求 （1）观察试验中的力学现象 （2）提交实验报告2验证性实验二金相显微镜的使用与铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 (1)观察和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 (2)分析和研究碳的质量分数，在相形成过程中的影响，研究组织组成物的本质和特征。 (3)学会使用金相显微镜以及成像软件。 二、概述碳素钢和铸铁材料，其显微组织与性能有密切的关系。 1碳素钢和白口铸铁的平衡组织所谓平衡组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。 在铁碳合金中，平衡组织是指碳素钢和白口铸铁的显微组织。 这些组织在室温时，均由铁素体和渗碳体两相组成。 由于碳的质量分数不同，造成铁素体和渗碳体这两个基本相的相对数量，析出条件以及分布情况均不同，呈现各种不同的组织形态。 铁碳合金在室温下的显微组织，见表11。 表表1-1铁碳合金在室温下的显微组织材料w c()显微组织工业纯铁0.0218F亚共析钢O02180.77F+P碳钢共析钢O.77P过共析钢O772.11P+Fe3C I亚共晶白口铸铁2.114.3P+Fe3C IILd白口铸铁共晶白口铸铁4.3Ld过共晶自口铸铁4.36.69Fe3C l+Ld2各种相组成物和组织组成物特征 (1)铁素体(F)是碳固溶于Fe中的固溶体。 铁素体是体心立方晶格，有磁性，塑性好，硬度低。 工业纯铁经过金相试样制备后，在金相显微镜下观察，可见多边形等轴晶粒。 随着钢中碳的质量分数增加，铁素体减少，增加了新的组织(即珠光体P)，铁素体呈块状分布。 当碳的质量分数接近共析成分时，铁素体呈断续的网状分布在珠光体周围。 (2)渗碳体(Fe3C)是碳与铁形成的化合物，其碳的质量分数为6.69，质硬而脆，耐腐蚀。 用4的硝酸酒精溶液浸蚀后，渗碳体呈亮白色。 渗碳体有多种形态一次渗碳体Fe3C I。 是直接从液相中析出来的，呈宽直白条状；二次渗碳体Fe3C II。 是由奥氏体(A)中析出的，常呈网状分布在珠光体的边界上。 此外，还有球粒状，小条块等形态。 渗碳体的硬度高，是硬而脆的相，强度和塑性差。 (3)珠光体(P)是铁素体和渗碳体的机械混合物，即铁素体片与渗碳体片相互交替排列形成片层状组织。 以不同的放大倍数显微镜进行金相观察，结果如下在400倍时，为宽白条的铁素体和细黑条的渗碳体，类似人的指纹纹路。 见图11400倍下的珠光体。 3在高放大倍数时，为平行相间的宽条铁素体和窄条渗碳体均为白色，边界为黑色，见图1-22000下的珠光体。 图11400下的珠光体图122000下的珠光体 (4)莱氏体(Ld)在室温时是珠光体和渗碳体的机械混合物。 渗碳体中包括共晶渗碳体和二次渗碳体。 两者相连无界线，无法分辨开。 金相显微镜观察，莱氏体的组织特征是在亮白色的渗碳体的基体上分布着许多黑色点状或条状的珠光体。 莱氏体硬度高，性脆。 一般存在于碳的质量分数大于2.11的白口铸铁中，高合金钢的铸造绢织中也出现。 在亚共晶白口铸铁中，莱氏体基体上分布着黑色树枝状和豆粒状的珠光体。 其周围常有一圈白亮的二次渗碳体，但与Ld中的渗碳体混为一体，分辨不清。 在过共晶白口铸铁中，莱氏体基体上，分布着宽直白条的一次渗碳体。 三、实验内容及报告1)学会金相显微镜的使用。 通过金相显微镜，观察平衡组织试样，研究组织特征。 2)在直径36mm左右的圆内绘制观察到的金相组织图，或者使用成像软件系统导出金相组织图，然后用细实线标明组织构成物，注明浸蚀剂，试样材料，放大倍数。 铁碳合金平衡组织试样见表12。 表表1-2铁碳合金平衡组织试样编号材料热处理浸蚀剂1工业纯铁2453T84T12退火5亚共晶白口铸铁6共晶白口铸铁7过共晶白口铸铁铸态4硝酸酒精溶液 四、注意事项1)金相显微镜是精密光学仪器，操作要认真。 2)绘图使用铅笔。 不要将试样中杂质及划痕画出。 3)不要触摸试样表面，如有模糊不清试样，请老师重新更换。 4验证性实验三金相试样制备 一、实验目的1掌握金相试样的制备方法。 二、实验仪器和用品1金相显微镜；2供制备金相试样用的碳钢试块（Q 235、 45、T 8、T 10、 20、40Cr等）；3抛光机及抛光液或化学抛光剂；44硝酸酒精；5金相砂纸及玻璃板。 三、实验内容 (一)金相显微镜试样的制备进行金相显微镜分析时,必须将用显微镜观察的金属材料制成专门的金相试样。 其制作过程包括取样镶样磨光抛光浸蚀干燥等工序。 分述如下1取样显微试样的选取应根据被检验材料或零件的特点、加工的工艺及研究的目的，选取具有代表性的部位。 如研究铸件组织时，由于铸件中往往存在偏析现象，故应从铸件表面到中心同时取样进行观察；对于锻件或轧材，则应同时在横向及纵向上取样，以便于分析非金属夹杂物的分布及表层缺陷；对于失效零件分析其损坏原因时，则除在损坏部位取样外，尚须在非损坏部位取样，以便作对比分析。 截取试样可用锯、砂轮片切割或锤击打下等方法。 试样的尺寸通常采用高为1215mm，直径为1215mm的圆柱体或边长为1215mm的正方体。 截取下来的试样应该用锉刀锉平面或在砂轮机上磨平，但磨平表面时应注意即时用水冷却，以免金属过度发热而使内部组织发生变化。 2镶样过于细小或形状特殊的试样，须将其镶嵌在塑料、电木粉或低熔点合金中，或用专用夹具夹持，以便在磨光和抛光时易于握持。 3磨光磨光分为粗磨和细磨两步。 （1）粗磨粗磨的目的是为了将试样修整成平整、合适的形状。 钢铁材料通常在砂轮上进行，磨时须随时用水冷却，以免试样由于温升过高而引起组织变化。 不作表面层金相检验的试样，应将磨面边缘倒出圆角，以免抛光时撕裂抛光布。 5 (2)细磨细磨的目的是为了消除粗磨时留下的较深的磨痕，为抛光作准备。 细磨可由手工磨或机械磨。 手工磨通常在一套粗细不同的金相砂纸上依次进行。 一般砂纸可由粗到细选用以下几个粒度120、180、240、320或0号、01号、02号、03号等。 细磨时依次用0号磨到03号，先在0号砂纸上，将试样沿一个方向向前推送，用力须均匀，回程时应将试样微微提起，不与砂纸接触，以保证磨面平整，不产生弧度，观察表面磨痕均匀后将试样用水清洗，然后更换01号砂纸，这时磨的方向应调转90o，使新磨痕与上一道磨痕方向垂直。 当磨到上一号砂纸的磨痕全部消失后，可再更换更细一号的砂纸继续磨制，如此继续下去，直至试样平整、光滑（注意在 0、 01、02号砂纸上磨完后要用水清洗试样表面）。 除上述手工磨制的方法外，为了加快磨制的速度，可采用在转盘上贴水砂纸的预磨机进行机械磨制。 水砂纸按粗细有 200、 300、 400、 500、 600、 700、 800、900号等。 用水砂纸盘磨试样时，应不断加水冷却，同样，每换一号砂纸时，试样用水冲洗干净，并调换90o方向。 4抛光磨光后的试样表面尚留有细微磨痕，须经抛光才能除去。 抛光有机械抛光、电解抛光、化学抛光等方法，使用最广的是机械抛光。 本课程使用机械抛光。 机械抛光是在专用的抛光机上进行。 抛光机为一个由马达带动的旋转圆盘，转速为200600r/min。 抛光盘上铺以不同材料的抛光布。 粗抛时常用帆布或粗呢，精抛时用绒布、细呢或丝绸等。 抛光过程中要不断滴加Al2O 3、Cr2O3或MgO的悬浮液。 试样的磨面应均匀地、平正地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大，并从边缘到中心不断地作径向往复移动，待试样表面磨痕全部消失且呈光亮的镜面时，抛光始可告毕。 电解抛光是利用阳极腐蚀法使试样表面变得光亮的一种方法。 将试样放入电解槽中，作为阳极，用不锈钢板或铅板作阴极，使试样和阳极之间保持一定的距离（2030mm），通以直流电源，使试样表面凸起部分被溶解而抛光。 电解抛光的速度快，表面光洁且不产生塑性变形，能更确切地显示真实的金相组织；但工艺规范不易控制。 化学抛光是依靠化学溶液对试样表面的电化学溶解而获得抛光表面的抛光方法。 它操作比较简单，就是将试样浸在抛光液中，或用棉签沾上抛光液，在试样磨面上来回擦拭几秒到几分钟，依靠化学腐蚀作用使表面发生选择性溶解，从而得到光滑平整的表面。 普通钢铁材料可采用以下抛光液配方草酸6克，蒸馏水100毫升，过氧化氢（双氧水）100毫升，氢氟酸1.5毫升。 抛光后应用清水和无水酒精清洗。 5浸蚀抛光后的试样若直接放在显微镜下进行观察，只能看到光亮的表面及某些非金属夹杂物等，如欲观察金属内部的组织，则必须用浸蚀剂浸蚀试样表面。 常用的钢铁金属材料的浸蚀剂可参考表21，钢铁材料常用的浸蚀剂为34硝酸酒精溶液或4苦味酸酒精溶液。 有色金属的浸蚀剂请见表2-2。 浸蚀方法可用棉签沾上浸蚀剂擦拭试样表面，也可将试样磨面浸入浸蚀剂中。 浸蚀时间应适当，时间太短则浸蚀不足，金相组织不能充分显示；时间过长，则试样表面过于发暗，组织也显示不清。 浸蚀后应立即用清水冲洗，再用无水酒精擦净，最后用滤纸吸干或吹风机吹干。 这样制得的金相显微试样即可在显微镜下进行观察。 如浸蚀程度过浅，可重新浸蚀；若过深，待重新抛光后才能浸蚀；若变形层严重，反复抛光一浸蚀12次后再观察组织清晰度的变化。 试样浸蚀后之所以能显示金属内部的组织，主要是浸蚀剂与试样表面之间产生了化学溶解作用及电化学作用。 对于纯金属或单相合金来说，浸蚀是一个纯化学溶解过程。 由于晶界上原6子排列规则性差，具有较高的能量，因此晶界易被浸蚀而成凹沟，在显微镜下观察时，由于凹沟处对投射的光线发生散射，因此使晶界呈现为黑色线条，从而显示出纯金属或固溶体的多面体晶粒（见图21a）。 若浸蚀较深时，则浸蚀剂将对晶粒本身起溶解作用。 由于磨面上每个晶粒原子排列的位向不同，所以每一个晶粒的溶解速度并不一致，因而使试样表面出现轻微的凹凸不平，在显微镜光线照射下，即显示出明暗不一的晶粒（见图21b）。 a.晶界与晶粒平面被浸蚀情况b.金相显微镜下显示的单相组织图21纯金属或单相组织合金的浸蚀对于两相或两相以上的合金来说，浸蚀主要是一个电化学腐蚀过程。 合金中的两个组成相具有不同的电极电位，在浸蚀剂中两相之间就形成了无数对“微电池”，具有较高正电位的相成为阴极，在正常电化学作用下不受浸蚀，保持原有的光滑平面；具有较高负电位的相成为阳极而易迅速溶入浸蚀剂中，因此使试样表面呈现凹凸不平。 当光线照射到凹凸不平的表面时，由于各处光线反射的程度不同，在显微镜下就能观察到不同的组织和相。 表21钢铁材料常用的浸蚀剂浸蚀剂名称成分使用要点使用范围硝酸酒精溶液硝酸15ml酒精100ml浸蚀时间数秒至60秒适用于显示碳钢及低合金钢经不同热处理的组织苦味酸酒精溶液苦味酸4g酒精100ml浸蚀数秒至几分钟能显示碳钢、低合金钢各种热处理组织，特别是显示细珠光体及碳化物苦味酸碱性溶液苦味酸25g苛性钠2025g蒸馏水10ml加热至60?c使用，浸蚀时间为530分钟渗碳体呈暗黑色，铁素体不着色，屈氏体为亮灰色，可显示铸铁枝晶组织盐酸苦味酸酒精溶液盐酸5ml苦味酸1g酒精100ml浸蚀时间回火组织须15分钟，显示晶粒大小数秒至1分钟显示淬火及淬火回火后钢的奥氏体晶粒，显示回火马氏体组织（200250o C回火）水杨酸水杨酸10g酒精100ml用棉球浸蚀数分钟显示钢及铸铁的一般组织，受浸蚀的珠光体较清晰7表22有色金属材料常用的浸蚀剂浸蚀剂名称成分使用要点使用范围氯化铁、盐酸水溶液配方（a）(b)(c)FeCl3(g)1525HCl(ml)xx25H2O(3%)100100100先擦拭，再浸入试剂中12分钟适用于纯铜、黄铜、青铜、铝青铜；能使黄铜中的相变黑氢氧化氨、双氧水溶液NH4OH(比重0.88)5份H2O2（3）25份H2O5份用棉球擦拭，为保证效果，最好使用新配的H2O2适用于铜及铜合金氢氟酸水溶液HF（浓）0.5ml H2O99.5ml用棉球擦拭1020秒使用于铝及铝合金氯化铁盐酸水溶液FeCl310g HCl2ml H2O95ml浸蚀0.55分钟使用于锡基轴承合金 四、实验报告将实验过程记录于表23中，并写出实验中发生的问题与体会。 表23实验过程记录试样材料试样制备过程试样的显微组织浸蚀剂放大倍数8验证性实验四碳素钢的热处理与硬度测量 一、实验目的1)了解碳素钢的基本热处理(退火、正火、淬火及回火)的工艺方法和主要设备。 2)研究碳的质量分数，加热温度，冷却速度，回火温度对钢性能的影响。 3)熟悉硬度计的使用。 二、热处理工艺碳素钢热处理工艺主要有退火、正火、淬火及回火。 加热温度、保温时间和冷却速度，是达到热处理良好效果的最重要工艺参数。 1加热温度 (1)退火亚共析钢加热至Ac3+(3050)(完全退火)；共析钢，过共析钢加热至Ac l+(100C200C)(球化退火)，得到粒状渗碳体，硬度降低，以利切削加工。 (2)正火亚共析钢加热至Ac3+(3050)；过共析钢加热至A m+(3050)。 即加热到奥氏体单相区。 退火和正火的加热温度范围，见图31。 图31退火与正火温度 (3)淬火亚共析钢加热至Ac3+(3050)；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(3050)，淬火的加热温度范围，见图32。 图32淬火的加热温度范围钢的成分，原始组织及加热速度等皆影响临界点Ac1，Ac3，Am的位置。 热处理前需认真查阅有关的材料手册，按规范操作。 否则，得不到预期的组织。 若加热温度过高。 晶粒容易长大，材料氧化，脱碳和变形而失去效能。 几种碳素钢的临界点，见表31。 9 (4)回火碳素钢淬火后需尽快回火，按加热温度的不同，可分为三种1)低温回火加热温度150250，目的是得到回火马氏体。 降低淬火应力，减少脆性并保持淬火碳素钢的高硬度。 用于切削工具、冷作模具、滚动轴承等。 2)中温回火加热温度350500，目的是得到回火托氏体，较多地降低淬火应力，有高的韧性和弹性极限。 用于弹簧钢、热作磨具钢等热处理。 3)高温回火加热温度550650，目的是得到回火索氏体，消除淬火应力。 强度、硬度、冲击韧度较好。 淬火加上高温回火又称调质，用于要求具有良好综合力学性能的重要零件，如主轴，齿轮等。 表表3-1几种碳素钢的临界点w c()临界点淬火温度Ac lAc3Am O.2835+T860880O.4800+T840860O.6727750+T790800O.8727+T7808001.O850+T7608001.2895+T760800注T为过热度，取决于加热速度，一般为515。 2保温时间为了保证工件内外均达到指定的温度，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，工件升温和保温所需的加热时间要给予保证。 保温的加热时间需考虑诸多因素，可参考有关手册数据。 空气介质炉中每毫米碳素钢需1min1.5min；合金钢则需2min左右。 利用盐浴炉加热，时间可减半。 3冷却速度热处理时要充分注意不同的冷却方法，具体来说退火一般采用随炉冷却；正火(又称常化)采用出炉置于空气中冷却，大件则常常还要加吹风。 淬火工艺则较复杂。 一方面要求工件冷却大于临界冷却速度，目的是得到全部马氏体组织或下贝氏体组织；另一方面又要求工件减缓冷却速度，避免淬火应力过大，造成开裂和变形。 理想的冷却是过冷奥氏体在最不稳定的温度范围内(650550)尽快冷却，迅速渡过危险区域，而在马氏体转变温度(30020)尽量降低冷却速度。 淬火时的理想冷却曲线示意图，见图33。 图33淬火时的理想冷却曲线示意图10 三、实验要求及报告每6人一组进行工艺实验，填好表32，并分析热处理工艺对材料性能的影响。 表表3-2碳素钢淬火+回火工艺表材料45T12淬前组织淬前硬度淬火温度加热时间淬火介质淬后硬度回火温度200400600200400600保温时间回火后硬度11综合性实验五工程材料综合实验 一、试验目的通过选材,测试原材料硬度，设计热处理工艺，进行热处理（淬火，回火），测试处理后材料硬度，制备金相组织，在显微镜下进行观察。 研究组织构成，分析材料成分、性能、热处理工艺组织结构之间的关系。 培养学生综合分析能力。 二实验设备砂轮机，火花图谱，直读光谱仪1台，热处理中温炉5台，高温炉1台，金相磨抛光机3台，金相显微镜3台，布氏硬度计1台，洛氏硬度计1台，盐水1桶，机油1桶。 三实验步骤1材料选择学生随机挑选试样，试样尺寸3050（15，45，T8，40Cr）30个。 用砂轮机磨试样，对照火花图谱，鉴别材料成分。 或用直读光谱仪测定材料成分。 2试样力学性能测定用布氏硬度计或用洛氏硬度计测定原材料硬度。 3设计热处理工艺根据材料成分查表制定热处理工艺。 4热处理试验将热处理炉温升到1000、840、760、600、400、200，放入工件，适当保温后，进行淬火和回火。 5热处理后材料硬度测试用洛氏硬度计测量淬火，回火后试样硬度。 6制备金相试样通过整平、粗磨、细磨、抛光、腐蚀与吹干等制样步骤，制备金相试样。 7金相组织鉴定在金相显微镜下观察试样制备后的金相组织。 四、实验总结分析材料成分、金相组织、热处理工艺与力学性能之间的关系。 12验证性实验六常用金属材料的显微组织观察 一、实验目的1)利用金相显微镜观察几种合金钢、铸铁及有色合金的显微组织。 2)了解和分析这些合金的成分、显微组织对性能影响。 二、概述为了提高钢的力学性能及工艺性能，在碳素钢中加入一定量的合金元素，则成为合金钢。 铸铁的优点是熔点低，流动性好，易于铸造，且成本低。 有色合金材料则各自具有特殊的物理化学性能。 工业生产中，广泛使用上述三种材料。 (一)合金钢合金钢的基本相有合金铁素体、合金奥氏体、合金碳化物及金属间化合物等等，故其显微组织远比碳素钢复杂。 1高速钢以W18Cr4V为例，属高合金钢，特点是具有高红(热)硬性。 在铸态下与亚共晶白口铸铁组织相似，其中莱氏体由合金碳化物和马氏体或托氏体组成。 需说明，呈鱼骨状的碳化物不能靠热处理消除，必须进行锻造打碎、退火，才能改善碳化物的分布状况。 在退火状态下，高速钢的基体是索氏体，其上分布着许多亮白块是一次或二次碳化物。 高速钢所需淬火温度高(如W18Cr4V为12700C12800C)，促使奥氏体充分合金化。 采用油冷或分级淬火，三次高温回火，组织为回火马氏体，碳化物及少量残余奥氏体。 高速钢由于具有优异的力学性能，成为常用的切削工具材料。 2不锈钢以1Crl8Ni9为例，特点是耐大气，海水及腐蚀性液体的浸蚀，属高合金钢。 其铬含量高，可产生材料表面钝化作用，阴极电位提高；加入镍可保证在室温下具有奥氏体组织。 不锈钢固溶处理，加热到11000C左右，碳化物溶解，水冷，组织为单一奥氏体晶粒。 固溶处理后的1Crl8Ni9钢的组织，见图41。 需说明，1Crl8Ni9在室温下是过饱和的单相奥氏体，不稳定。 加热到4000C8000C(或从高温冷却较慢时)，则有(Cr、Fe)23C6。 从奥氏体晶界上析出，使晶间耐腐蚀能力下降。 如加入与碳亲和力很强的元素Ti、Nb，可以较好地解决这一问题。 图411Crl8Ni9钢固溶处理后的显微组织 (二)有色合金在工业生产中，还常常使用相当数量的有色合金以满足多种需要。 1铝合金按加工工艺分为铸造铝合金和变形铝合金两大类。 铝硅合金是应用最广的铸造铝合金，俗称硅铝明。 典型的牌号是含硅1013的ZLl02。 从A1一Si合金相图可知，其成分在共晶点附近，因而铸造流动性好，不易产生铸造裂纹。 但其金相组织为固溶体和粗大的针状硅晶体所成的共晶体及少量呈多面体状的初生硅晶体。 硅晶体极脆，故合金的塑性和韧性降低了。 通过变质处理，可改善这一状态。 浇注前在合金液体中加入23的变质剂(23NaF+13NaCl)即可。 钠盐的加入使其共晶点右移，原合金成为亚共晶成分，合金组织大大细化，变质后的组织由初13生的固溶体和细密的共晶体(+Si)组成，使合金的强度和塑性显著改善。 2铜合金以黄铜(CuZn合金)和青铜(CuSn合金)最为常用。 此外，铜铝合金、铜铍合金、铜镍合金也有应用。 由铜锌合金相图可知，锌的质量分数少于36的黄铜组织为单相固溶体，称黄铜或单相黄铜。 黄铜H70经过变形及退火加工后，其晶粒为多边形，并有明显的孪晶。 单相黄铜的显微组织，见图42。 图42单相黄铜的显微组织锌的质量分数为3645的黄铜具有+两相组织，称双相黄铜。 如双相黄铜H62的金相组织，相为亮白色，相为黑色。 相是以CuZn电子化合物为基的有序固溶体，受温度影响大，在低温时较硬而脆；在高温时塑性良好，适于热加工。 3轴承合金在滑动轴承中，常常应用的是巴氏合金材料。 锡基巴氏合金含83Sn、11Sb和6Cu。 轴承的轴瓦材料承载时，需兼有硬和软两种性质，即在软而有塑性的基体上分布着硬的质点。 在金相显微镜下观察，巴氏合金显微组织中暗黑色基体为软的相；硬质点呈白色方块、三角型、梯型等几何形状为相；和白色枝状析出物为Cu6Sn5化合物相。 这种特殊的混合组织使轴承材料具有较好的强度、塑性和韧性，具有良好的抗振、减摩性能。 (三)铸铁工业生产中，主要应用的铸铁是三种灰铸铁(HT)，可锻铸铁(KT)和球墨铸铁(QT)。 划分的主要依据是石墨的不同形态和分布。 1.灰铸铁它的显微组织特征是在钢的基体上有片状石墨。 按基体组织和石墨化的程度不同，又细分为铁素体基体、铁素体+珠光体基体和珠光体基体的灰铸铁。 其中，铁素体基体铸铁韧性最好，而珠光体基体的铸铁抗拉强度最高。 灰铸铁层片状石墨存在，对基体的割裂作用很大，使得材料抗拉强度、抗弯强度很低。 但其抗压强度很好。 此外，石墨的存在使得材料具有润滑性能，又有减振作用。 灰铸铁广泛用于铸造机床床身、普通输水管及配件等。 2.可锻铸铁它又称韧性铸铁，是由白口铸铁经过石墨化退火处理而得到的。 退火使渗碳体发生分解而形成絮状石墨。 这种石墨形态比片状对基体割裂作用小，力学性能高。 可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体显微组织。 在应用方面，可锻铸铁常用作紧固件、联接件及某些薄壁小件，如弯头、三通、钢丝绳卡子等。 3.球墨铸铁球墨铸铁生产是在铸铁浇包的包底，预先置放一定量的金属镁和稀土元素，浇注后石墨呈球状析出。 球形石墨对基体割裂作用最小，故球墨铸铁的力学性能可与碳素钢相媲美。 三、实验要求及报告1)写出本次实验目的。 2)观察表41中各种材料的金相试样，绘制金相组织图，用实线指出组织组成物，注明放大倍数、浸蚀剂名称。 14表表4-1各类合金材料的金相试样编号材料名称热处理工艺浸蚀剂1W18Cr4V铸态4稍酸酒精2W18Cr4V淬火+三次回火31Crl8Ni9Ti固溶处理王水4灰铸铁铸态5可锻铸铁退火4硝酸酒精6球墨铸铁铸态7铝合金铸态(未变质)O5HF水溶液8铝合金铸态(已变质)9黄铜退火3FeCl3+lOHCl溶液10a+B黄铜15附录海海量量MD1500金相显微镜的构造与使用 一、金相显微镜的基本原理金相光学显微镜是利用反射光来观察不透明的物体。 主要是由物镜和目镜两组透镜组成，靠近被观察物体AB的透镜叫物镜，靠近眼睛的透镜叫目镜。 被观察的物体AB放在离物镜的焦点F1略远一点的位置上（见图1）。 光源的照明光线照射到物体上，由物体反射的光线穿过透镜经折射后形成一个放大了的倒立实像A1B1，映像的