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    工程材料基础实验报告

    时间:2020-09-16 07:37:20 来源:myyuju个人图书馆 本文已影响 myyuju个人图书馆手机站

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     实验二 碳钢和铸铁的平衡组织和非平衡组织

     的观察与分析

     一.实验目的1.观察和分析碳纲和白口铸铁在平衡状态下的显微组织。

     2.分析含碳量对铁碳合金的平衡组织的影响,加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。

     3.熟悉灰口铸铁中的石墨形态和基体组织的特征,了解浇铸及处理条件对铸铁组织和性能的影响,并分析石墨形态对铸铁性能的影响。

     4.识别淬火组织特征,并分析其性能特点,掌握平衡组织和非平衡组织的形成条件和组织性能特点。

     二、.实验仪器及材料

     1.观察表2—1中的金相样品.

     2.几种基本组织的概念与特征见表2—2

     3.XJB—1型、4X型、XJP—3A型和MG型金相显微镜数台

     4.多媒体设备一套

     5.金相组织照片两套

     三、实验内容

     1.实验前应复习课本中有关部分,认真阅读实验指导书。

     2.熟悉金相样品的制备方法与显微镜的原理和使用。

     3.认真聆听指导教师对实验内容、注意事项等的讲解。

     4.用光学显微镜观察和分析表2—1中各金相样品的显微组织。

     5.观察过程中,学会分析相、组织组成物及分析不同碳量的铁碳合金的凝固过程、室温组织及形貌特点。

     四、实验问题分析

     2.根据实验结果,结合所学知识,分析碳钢和铸铁成分、组织和性能之间的关系。

     (1)亚共析钢

     含碳量在(0.0218—0.77)%之间的铁碳合金,室温组织为铁素体和珠光体,随着含碳量的增加,铁素体的数量逐渐减少,而珠光体的数量则相应的增加,显微组织中铁素体呈白色,珠光体呈暗黑色或层片状。

     (2)过共析钢

     含碳量在(0.77—2.11)%之间,室温组织为珠光体和网状二次渗碳体,含碳量越高,渗碳体网愈多、愈完整。当含碳量小于1.2%时,二次渗碳体呈不连续网状,强度、硬度增加,塑性、韧性降低,当含碳量大于或等于1.2%时,二次渗碳体呈连续网状,使强度、塑性、韧性显著降低,过共析钢含碳量一般不超过(1.3—1.4)%,二次渗碳体网用硝酸酒精溶液腐蚀呈白色,若用苦味酸钠溶液热腐蚀后,呈暗黑色。

     (3)共晶白口铸铁

     含碳量为4.3%,室温组织由单一的莱氏体组成,经腐蚀后,在显微镜下,变态莱氏体呈豹皮状,由珠光体,二次渗碳体及共晶渗碳体组成,珠光体呈暗黑色的细条状及斑点状,二次渗碳体常与共晶渗碳体连成一片,不易分辨。呈亮白色。

     (4)灰口铸铁

     由铁碳双重相图可知,铸铁凝固时碳可以以两种形式存在,即以渗碳体的形式Fe3C和石墨G的形式存在。碳大部分以渗碳体Fe3C

     3.分析碳钢(任选一种成分)或白口铸铁(任选一种成分)凝固过程。

     共晶白口铸铁[ w(C)=4.3%]平衡结晶过程:

     合金在1点发生共晶反应, 由L转变为(高温)莱氏体Le[即(A+Fe3C)]。1¢~2点间, Le中的A不断析出Fe3CII。Fe3CII与共晶Fe3C相连, 在显微镜下无法分辨, 但此时的莱氏体由A+ Fe3CII+ Fe3C组成。由于Fe3CII的析出, 至2点时A的碳质量分数降为0.77%, 并发生共析反应转变为P; 高温莱氏体Le转变成低温莱氏体Le¢(P+ Fe3CII+ Fe3C)。从2¢至3点组织不变化。所以室温平衡组织仍为Le¢, 由黑色条状或粒状P和白色Fe3C基体组成。

      共晶白口铸铁的组织组成物全为Le¢, 而组成相还是F和Fe3C。

      共晶白口铸铁室温平衡组织

     

      典型铁碳合金在Fe-Fe3C相图中的位置

     工程材料基础实验报告

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