亚共晶白口铸铁
3.白口铸铁 (1)过共晶白口铸铁

过共晶白口铸铁含碳量为4.3%~6.69%; 过共晶白口铸铁的组织由粗大片状的一次 渗碳体加变态莱氏体组成.
过共晶白口铸铁
实验所用材料
表中列出了观察所用的金相试样,共5套
类别
合金 牌号 工业 纯铁 45
浸蚀剂 3~5%硝酸酒 精溶液 3~5%硝酸酒 精溶液 3~5%硝酸酒 精溶液 3~5%硝酸酒 精溶液
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工程材料实验
材料实验教学中心 张旭茗
实验一 1. 2. 实验二
平衡组织与非平衡组织观察 平衡组织观察 非平衡组织观察 金属硬度实验
实验注意事项
1.室内保持安静,整洁; 2.珍惜仪器; 3.一周左右交实验报告.
实验一 铁碳合金平衡组织观察
一,实验目的 1. 学会使用光学显微镜; 2. 掌握铁碳合金在平衡状态下的组 织特征.
20钢 平衡组织
45钢 平衡组织
2.碳钢 (3)过共析钢
过共析钢的含碳量为0.77%~2.11%,但由于含碳量过高,二次渗碳体量增多, 使钢变脆,实用钢的最大含碳量只到1.3%.
过共析钢的组织由珠光体及二次渗碳体 组成,二次渗碳体呈网状,分布在晶粒边 界,含碳量愈高,渗碳体网越多越完整;
T12钢 硝酸酒精腐蚀
实验一 铁碳合金平衡组织观察
二,实验仪器
4 A 4×A型金相显微镜
铁碳合金平衡组织
铁碳合金平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的 条件下,即接近于平衡状态下所得到的组织; 可以根据Fe-Fe3C平衡相图来分析合金在平衡状态下 的显微组织; 铁碳合金在室温下的平衡组织均由铁素体(F)和渗 碳体(Fe3C)两相按不同数量,大小,形态和分布所组成.
3.白口铸铁 (1)共晶白口铸铁
共晶白口铸铁的含碳量为4.3%,此合金由液态冷 却到1148℃时,全部发生共晶反应: L( 4.3%C ) → A( 2.11%C ) + Fe3C 所得产物为莱氏体(Ld),呈豹皮状,其中奥氏体 呈短棒或小条状分布在渗碳体基础上,在以后的继 续冷却过程中,只有奥氏体发生转变,先析出二次 渗碳体,后在727℃形成珠光体.; 共晶白口铸铁 沿奥氏体边界析出的二次渗碳体,常与共晶渗碳 体连成一片,不易分辨; 室温组织是由奥氏体转变来的二次渗碳体,珠光 体及原共晶渗碳体组成,称变态莱氏体(Ld').所 谓变态的实质是指共晶内部组成物改变,并非形貌 改观,在显微镜下观察变态莱氏体仍呈豹皮状 .
铁碳合金的组织 1.工业纯铁
碳的质量分数小于0.0218% 的铁碳合金称为工业纯铁; 白亮基底是铁素体的不规则 等轴晶.黑色线条是铁素体的 晶界; 在某些晶界可以看到少量不 连续薄片状三次渗碳体; 硬度,强度不高而塑性,韧 性较好. 工业纯铁组织
2.碳钢 (1)共析钢
含碳量为0.77%,在727℃以上的组织为奥氏体,冷至727℃时发生共析反 应: A →F + Fe C
铁碳合金的分类
Fe-C平衡相图
铁碳合金的分类
根据铁碳合金的含碳量和组织的不同,可将其分为三类: 1.工业纯铁(含碳＜0.0218%)—显微组织为铁素体: 2.钢(含碳0.0218~2.11% )—其特点是高温组织为单相奥氏体,具有良好的 塑性,适于锻造.根据试问组织的不同,钢又可分为三类: 亚共析钢(含碳＜0.77%)—组织为铁素体和珠光体; 共析钢(含碳量为0.77%)—组织是珠光体; 过共析钢(含碳＞0.77%)—珠光体和渗碳体 0.77% — 3.白口铸铁(含碳量2.11~6.69%)—特点是液态结晶时都有共晶转变,具有 好的铸造性.但高温组织中渗碳体量多,性脆,不适合锻造.根据室温组织 的不同,白口铸铁又分为三类: 亚共晶白口铸铁(含碳＜4.3%)—组织为珠光体,渗碳体与变态莱氏体; 共晶白口铸铁(含碳量为4.3%)—组织是变态莱氏体; 过共晶白口铸铁(含碳＞4.3%)—组织是渗碳体与变态莱氏体.
{0.77% C }
{0.0218% C }
3
将铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光 体(P).室温下珠光体中渗碳体的质量分 数约为12%; 慢冷所得到的珠光体呈层片状; 采用电子显微镜高倍放大能看出Fe3C薄层 的厚度, Fe3C窄条与基体F两者有明显的分 界线.普通光学显微镜下观察时,只能看到 Fe3C成细黑线条分布在铁素体上; 位向相同的一组铁素体加渗碳体片层,称 为一个共析领域; 当放大倍数低,珠光体组织细密或浸蚀过 深时,珠光体中的片层难以分辨,呈一片暗 色区域.
珠光体光镜照片
珠光体电镜照片
2.碳钢 (2)亚共析钢
亚共析钢的含碳量为0.0218%~0.77%,其组织为先共析铁素体加珠光体.
在显微镜下铁素体呈亮色,珠光体呈暗色; 铁素体的形态随合金含碳量(即铁素体的量) 的多少而变化.例如20钢,其组织的基体为等轴 晶粒,少量暗色珠光体分布在铁素体晶粒边界或 三叉晶界上,呈不规则岛状,45钢珠光体与铁素 体量相当,当碳含量大于0.5%时,珠光体成为钢 的基体,铁素体呈连续或断续的网络状围绕着珠 光体分布.
3.白口铸铁 (1)亚共晶白口铸铁
亚共晶白口铸铁含碳量为2.11%~4.3%; 这类合金凝固时先析出初生奥氏体,呈树 枝状,剩余液体在1148℃发生共晶反应得到 莱氏体,继续冷却时初生奥氏体及共晶体中 的奥氏体各在原地发生相同的转变,即先析 出二次渗碳体,后形成珠光体; 室温组织是由初生奥氏体转变所得的二次 渗碳体加珠光体(Fe3CII+P)及变态莱氏体 Ld'所组成 .
显微组 织 F
类 别 白 口 铸 铁
合金
浸蚀剂
显微组织
工业纯铁
亚共晶
3~5% 3~5%硝酸酒精 溶液
Fe3CII+P +Ld'
亚共析钢
F+P 共晶 3~5%硝酸酒精 溶液 3~5%硝酸酒精 溶液
共析钢
T8
P
Ld'
过共析钢
T12
P+Fe3CII
过共晶
Ld'+Fe3CI
实验内容
1. 学习显微镜的原理及操作过程; 2. 观察,分析工业纯铁,亚共析钢45钢,共析钢T8,过共析钢T12, 亚共晶白口铸铁B亚,共晶白口铸铁B,过共晶白口铸铁B过的组织 特征,并画出各组织示意图.
思考题
1. 简述纯铁的室温组织与其性能关系. 2. 铁素体,奥氏体,渗碳体,珠光体,莱氏体的结构,组织形态的特点. 3. 简述Fe-Fe3C相图中三个基本反应:包晶反应,共晶反应及共析反应, 写出反应式,注出含碳量及温度. 4. 何谓碳素钢?何谓白口铸铁?两者的成分,组织和性能有何差别? 5. 变态莱氏体的塑性比珠光体的差,说明原因.