三、实验步骤
（1）用砂轮打磨，获得平整磨面； （2）使用金相砂纸按照先粗后细，依顺序进行磨制； （3）在抛光机上进行抛光，获得光亮镜面； （4）用浸蚀剂浸蚀试样磨面； （5）显微镜观察。
四、观察试样
观察记录试样的显微组织
试样 100×
试样 400×
五、实验存在的问题
（1）在进行试样的制备过程中利用砂纸进行打磨时用力不均匀，导致了试样的划痕深浅不一。 （2）其次，试样制作时没有掌握技巧，做了许多无用功。 （3）最后在浸蚀的时候浸蚀时间没有掌握好，试样并不是很完美
实验三 铁碳合金平衡组织观察
一、 实验目的
1、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系
二、实验概述
铁碳合金的显微组织是研究钢铁材料性能的基础。铁碳合金平衡状态的组织是指合金在极 为缓慢的冷却条件下(如退火状态)所得到的组织，其相变过程均按 Fe—Fe3C 相图进行，所以 我们可以根据该相图来分析铁碳合金的平衡组织。
莱氏体+一次渗碳 体
浸蚀剂 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液
4％硝酸酒精溶液
4％硝酸酒精溶液 4％硝酸酒精溶液
三、实验照片采集分析
铁素体
铁素体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
工业纯铁 ＜0.02 4 ％ 硝 酸 100×
酒精溶液
铁素体+珠光体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂
实验一 金相显微镜的构造及使用
MDJ 型双目金相显微镜的构造及使用 一、实验目的
1、了解金相显微镜的光学原理和构造 2、初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显 微镜进行显微组织分析
二、实验原理
1、MDJ 型双目金相显微镜的构造及使用 （1）主要结构
①底座组
②粗微动调焦机构
③物镜转换器 ⑥物镜与目镜
④载物台 ⑤目镜管组
类型
纯铁
亚共析钢
碳
共析钢
钢
过共析钢
亚共晶白口铁
白
口
共晶白口铁
铸
过共晶白口铁
铁
各种铁碳合金在室温下的显微组织
含碳量（C％） <0.02
0.02—0.77 0.8
0.8～2.06
2.06～4.3
4.3 4.3—6.67
显微组织 铁素体 铁素体+珠光体 珠光体 珠光体+二次渗碳
体 珠光体+二次渗碳
体+莱氏体 莱氏体
实验二 金相显微试样的制备
一、实验目的
1、学习金相试样的制备过程 2、了解金相显微组织的显示方法
二、实验原理
1、金相组织分析原理 金相显微分析是研究金属和合金组织的主要方法之一，在生产实际中，为了探索金属材料
的性能，经常需要进行金相组织的检查和分析。金相显微分析就是利用显微镜的光学理论借助 试样表面对光线的反射特点来进行的。为了对金相显微组织进行鉴别和研究，需要将所分析之 金属材料制备成一定尺寸的试样，并经磨制抛光与腐蚀等工序，最后通过金相显微镜来观察和 分析金属的显微组织状态及分布情况。 2、金相显微试样的制备过程
2．含碳量对力学性能的影响 钢中铁素体为基体，渗碳体为强化相，而且主要以珠光体的形式出现，使钢的强度和硬度 提高，故钢中珠光体量愈多，其强度、硬度愈高，而塑性、韧性相应降低。但过共析钢中当渗 碳体明显地以网状分布在晶界上，特别在白口铁中渗碳体成为基体或以板条状分布在莱氏体基 体上，将使铁碳合金的塑性和韧性大大下降，以致合金的强度也随之降低，这就是高碳钢和白 口铁脆性高的主要原因。 当钢中碳的质量分数小于 0.9%时，随着含碳量的增加，钢的强度、硬度直线上升，而塑 性、韧性不断下降；当钢中碳的质量分数大于 0.9%时，因网状渗碳体的存在，不仅使钢的塑 性、韧性进一步降低，而且强度也明显下降。
酒精溶液
放大倍数
400×
制作试样的显微组织 铁素体+珠光体
珠光体
铁素体
材料名称
亚共析钢
含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
0.02-0.77 4％硝酸 100×
酒精溶液
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
亚共析钢 0.02-0.77 4％硝酸 400×
酒精溶液
四、实验分析和讨论
含碳量对铁碳合金的组织和性能的影响
1．碳含量对平衡组织的影响 从上面分析可知，不同成分的铁碳合金在共析温度以下都是由铁素体和渗碳体两相组成。 随着含碳量的增加，渗碳体量增加，铁素体量减小，而且渗碳体的形态和分布情况也发生变化， 所以，不同成分的铁碳合金室温下具有不同的组织和性能。其室温组织变化情况如下：
F+P→P→P+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ+Ld′→Ld′→Ld′+Fe3CⅠ
2 号样品 400×
3 号样品 100×
3 号样品 400×
4 号样品 100×
4 号样品 400×
5 号样品 100×
5 号样品 400×
6 号样品 100×
6 号样品 400×
7 号样品 100×
7 号样品 400×
8 号样品 100×
8 号样品 400×
9 号样品 100×
9 号样品 400×
④抛光 细磨后的试样还需进行最后一道磨制工序—抛光，其目的是去除细磨时遗留下来的细微磨 痕，以获得光亮无疵的镜面。抛光机的抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸等抛光织物。抛光时 在试样上抹抛光膏。待得到镜面为止。 试样的抛光一般可分为：机械抛光、电解抛光和化学抛光。
⑤浸蚀 洗净试样，用夹有棉花的竹夹沾取 3～4％硝酸酒精溶液，均匀涂抹于试样平面上，至试样 平面变成暗灰色，立即用水冲洗试样，冲洗完后滴适量酒精与试样平面上，用吹风机吹干。金 相制备完成。
铁素体
珠光体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
亚共析钢 0.02-0.77 4％硝酸 100×
（45#钢）
酒精溶液
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
亚共析钢 0.02-0.77 4％硝酸 400×
（45#钢）
酒精溶液
铁素体+珠光体
珠光体
铁素体
材料名称
亚共析钢
含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
光镜、辅助物镜片(一)、棱镜与半五角棱镜，造成一个物体的放大实像。该像被目镜再次放大。 （3）操作方法
在使用时，首先开亮灯泡，调节两目镜的中心距，使之与观察者两眼瞳孔距相适应。采用
适宜孔径的载物片，将磨好的试样置于载物台上，调节粗校准螺旋，装上实验所需的目镜，通
过显微镜观察，转动粗调焦手轮，在见到所观察试样的像时，再转动微调焦手轮，直到像清晰
金相显微试样的制备过程包括有如下工序：取样、镶样、磨制、抛光、浸蚀等。下面就各 道工序加以简要说明：
① 取样 取样是进行金相显微分析中很重要的一个步骤，显微试样的选取应根据研究的目的，取其 具有代表性的部位。确定好部位后就可把试样截下，试样的尺寸通常采用直径为 2～15mm、 高度（或边长）为 12—15mm 的圆柱体或方形试样，如图 2—1 所示。
工业纯铁 ＜0. 02 4％硝酸 酒精溶液
放大倍数
400×
珠光体
铁素体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
亚共析钢 0.02-0.77 4％硝酸 100×
（20#钢）
酒精溶液
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
亚共析钢 0.02-0.77 4％硝酸 400×
（20#钢）
酒精溶液
铁素体+珠光体
为止。 （4） 注意事项 1、显微镜不论在使用或存放时，应避免灰尘、潮湿、过冷、过热与含有酸碱性的蒸汽。
2、显微镜镜筒内之灰尘，可用羊毛织品摩擦过的火漆棒吸去。
3、透镜表面若有污渍时，可用清洁的亚麻布或脱脂纱布沾少许二甲苯或酒精与乙醚的混合液
轻轻揩拭，但不得过多使用酒精，否则透镜胶将会被溶解而出现脱胶现象。
酒精溶液
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
共晶白口 4.3
4％硝酸 400×
铁
酒精溶液
一次渗碳体+变态莱氏体
变态莱氏体
一次渗碳体
材料名称
过共晶白 口铁
含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
4.3-6.67 4％硝酸 100×
酒精溶液
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂
过共晶白 4.3-6.67 4％硝酸
口铁
在实验也出现了一些问题，在拍照时有的照片放大倍数选用了 400 倍，使得有些组织看的 不是很清楚，以后一定要多加注意。自己的制备试样的照片不是很清楚，最可能是在浸蚀时出 现了问题。由于划痕较多，老师看了后建议再去重新操作。总之这次试验完成的虽然有些不尽 人意，但是这次实验对意义很大的。老师说还可以参加金相大赛，一定要多加努力，争取参加 这个比赛，将以后的实验尽其所能做到最好。
0.02-0.77 4％硝酸 100×
酒精溶液
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
亚共析钢 0.02-0.77 4％硝酸 400×
酒精溶液
珠光体
珠光体
材料名称 含碳量（%） 浸蚀剂 放大倍数
共析钢
0.8
4％硝酸 100×
（T8 钢）
酒精溶液
材料名称 8
（T8 钢）
图 1 MDJ 型双目金相显微镜的构造示意图
（2）工作原理
由灯泡发出—束光线，经过聚光镜组(一)及反光镜，被会聚在孔径光栏上，然后经过聚光
镜组(二)，再度将光线聚集在物镜的后焦面上。最后光线通过物镜，用平行光照明标本，使其
表面得到充分均匀的照明。从物体表面散射的成像光线，复经物镜、辅助物镜片(一)、半透反
4、仪器长期使用后，粗微动座与滑板之间的导轨面、机械移动载物台导轨面及手动载物台与