常见金属材料的组织与性能分析

第页1第页1常用金属材料的组织与性能分析一、试验目的：1、观看和争论各种不同类型常用金属材料的显微组织特征。2、把握成分、显微组织对性能的影响关系。二、试验设备与材料：金相显微镜〔MC0064XI〕视频图像处理金相显微镜〔4XC-ST〕计算机〔成像、分析软件〕三、试验前思考问题：1、铁碳合金相图，不同碳钢的组织变化及其显微组织特征2的变化。3、常用的金属材料有哪些。四、试验内容：1条件下〔如退火〕FeFe3C相图来分析其在平衡状态碳体这两个根本相所组成。由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件及分布状况均有所不同，因而呈现不同的组织形态。白口铸铁白口铸铁亚共晶白口铁共晶白口铁过共晶白口铁2.11～4.34.3珠光体+二次渗碳体+莱氏莱氏体体4.3～6.69莱氏体+一次渗碳体类型含碳量〔%〕显微组织工业纯铁<0.02铁素体亚共析钢0.02～0.77铁素体+珠光体碳钢 共析钢0.77珠光体过共析钢0.77～2.11珠光体+二次渗碳体铁碳合金在金相显微镜下具有下面四种根本组织：铁素体〔F〕是碳溶解于α -Fe中的间隙固溶体。工业纯铁用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现光明的等轴晶粒；亚共析钢中铁素体呈白色块状分布；当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体四周。渗碳体〔Fe3C〕6.69%4%态：一次渗碳体直接由液体中结晶出，呈粗大的片状；二次渗碳体由奥氏体中连续片状分布于铁素体晶界处，数量极微，可无视不计。〔P〕4甚至珠光体片层因不能区分而呈黑色。〔Ld′〕在室温时是珠光体和渗碳体组成的机械混合物。其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体。依据含碳量及组织特点的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、钢和铸铁三大类。其中钢又可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢三种，亚共析钢随着含碳量的增加，铁素体的数量渐渐削减而珠光体的数量则相应的增加；铸铁又可分为亚共晶白口铁、共晶白口铁和过共晶白口铁三种。各类铁碳合金的平衡组织如以下图。第2页第页第页3工业纯铁〔400X〕

45 钢〔400X〕T8 钢〔400X〕

T12 钢〔400X〕亚共晶白口铸铁〔400X〕 共晶白口铸铁〔400X〕过共晶白口铸铁〔400X〕45T8T12口铸铁的标准金相试样进展观看1、3、5、6、8、9、102、铁碳合金的非平衡组织观看碳钢在不平衡状态即快冷条件下的显微组织不能用铁碳合金相图来分C曲线确定。组织特征及性能如下表所示转变转变形成温转变显微组织特征转变转变形成温转变显微组织特征HRC工艺类型产物度℃机制PA1~650粗片状，F、Fe3C相间分布2~20 退火珠光体S650~600集中性细片状，F、Fe3C相间分布20~30 正火贝氏体TBB600~550550~350350~Ms极细片状，F、Fe3C相间分布羽毛状，短棒状Fe3C分布于过半扩 饱和F条之间散性竹叶状，细片状Fe3C分布于过饱和F针上30~40 等温40~50 处理等温50~60淬火马氏体MM板条MS~Mf非扩 针状散性 板条状60~65淬火50正火组织淬火组织经淬火或等温淬火后获得不平衡组织。碳钢淬火后的组织为马氏体和剩余奥氏体，低碳钢淬火后组织为板条马氏体和少量的剩余奥氏体，随含碳量的增加，剩余奥氏体量增多，淬火马氏体是碳在α— Fe 中的过饱和固溶体，其形态取决于马氏体中的含碳量，低碳马氏体呈板条状，强而韧，高碳马氏体呈针叶状，硬而脆，而中碳钢淬火后得到板条马氏体和针叶状马氏体的混合组织。等温淬火组织45钢的标17、19、2021、22。3、合金构造钢的显微组织观看W18Cr4V观察分析：W18Cr4V+马氏体+碳化物。其中粗大白亮色的颗粒为初生共晶碳化HB207~255。W18Cr4V++剩余奥氏体。马氏体呈HRC61~62。W18Cr4V560+过剩碳2~3%HRC63~65。3233、34。4、铸铁的显微组织观看+珠可锻铸铁球墨铸铁,限制到最低程度，其机械性能远远优于一般灰铸铁。球墨铸铁的显微组织特征是：石墨呈球状分布在金属基体上。蠕墨铸铁,较圆，形似蠕虫状，故有蠕墨铸铁之称。对于铸铁的显微组织观看，我们选用的是上述四种铸铁的标准金相试42、43、4445。5、有色金属的显微组织观看铸造铝合金10~13%Si“硅铝明“，具有优良的铸造性能。铸态组织为α固溶体亮色和粗大针状共晶硅灰色其组织为枝晶状初生α固溶体亮及细的α+Si共晶体黑色。黄铜黄铜为铜-锌合金，含锌在36%以下的黄铜呈α固溶体单相组织，称相黄铜或α黄铜。铸态组织为树枝状α固溶体。含锌量为36~45%的黄铜为α+β两′相组织，称α+β黄′铜或两相黄铜，铸态组织中α相呈亮白色β黑色。ZL102、单相黄铜和两相黄5556、59、60。五、试验步骤：1、试验前应复习课本中有关内容，认真阅读试验指导书。22人一组共分五组进展，每组领取一种类型的金相试样放在显微镜上观看，留意显微镜的正确使用，分析显微镜下的组织特征。3、留意金相组织中每个相组成物和组织组成物，如铁素体、渗碳体、珠光体等的形态、数量、大小及分布特征。〕别进展不同类别的金相试样观看。六、试验要求：1、正确使用