工材习题 - 图文

显微组织成像原理

如图所示，从透镜内垂直照射到试样上的平行光，将发生反射和吸收。如果试样是镜面，光线全部原路返回，最后成像为亮点；如果试样有不平的沟槽，部分光线反射后不能进入物镜，这样这些地方成像为暗区。有明有暗就构成了表面的图象，就是我们观察到的组织形貌。

金相试样的制备方法

取样：从材料或零件上截取准备观察的样

品，要求组织要有代表性，大小要适合制样和观察，尺寸过小的还要进行镶嵌。 打平：让观察面宏观为平面，用砂轮、锉刀或其它方法来实现。

磨光：用不同粒度的金相砂纸，从粗到细依次细磨，让其粗糙度不断减小。细磨的方法有干磨和湿磨，可用手工细磨和机械细磨。

抛光：消除细磨留下的最后磨痕，使观察面成为光滑无痕的镜面。抛光方法有机械抛光、化学抛光和电解抛光。

组织显示：抛光后的试样直接观察，只能分辨吸收光线不同的区域，如非金属夹杂、铸铁中的石墨形状或裂纹。用化学试剂进行浸蚀，组织中不同结构浸蚀程度不同，如晶界就浸蚀成沟槽，就可分辨各种组织。

实验内容

每人制备一个金相试样，并利用金相显微镜进行观察结果。

磨样：试样已经过打平，用金相砂纸进行磨光。砂纸下用玻璃板，一只手按住砂纸，另一只手拿试样平稳来回磨削，磨面受压均匀，前推用力，拖回放松。磨痕全部一致，换下一号砂纸，转90度再磨光。

抛光：在呢布上加水和抛光粉，手拿稳轻抛。得到镜面。 浸蚀：用4%的硝酸酒精擦抹试样到镜面光泽刚消失。 清洗、吸水、吹干试样。

在显微镜下观察结果。使用显微镜电源要经过变压器，不要用手摸镜头，注意脚下身后的电线，粗调到位即可见组织再用微调，移动视场轻动载物台。

试样中常见的制样缺陷：

划痕：未磨去(粗大量少)或未抛光好(较细)而留下砂纸磨痕。

麻点、曳尾：抛光过度造成。 水迹：水脏或吹干不及时。

浸蚀：浸蚀不足组织明亮但不清晰，浸蚀过度晶界变粗或组织灰暗不清晰。

实验报告

1．简述金相显微镜的结构特点；

2．写出金相显微镜的正确使用方法和使用注意事项。 3．写出金相样品的制作步骤。 4．在直径为35mm的圆中画出观察到的组织示意图，并对你所制备的试样的质量进行评价(存在的缺陷及形成原因)。

实验二 铁碳合金的平衡组织观察

目的

1．加深对铁碳合金相图的理解，认识铁碳合金的平衡组织；

2．分析碳对铁碳合金组织的影响，加深理解碳对铁碳合金性能的影响。

一、相图及相关的组织转变

1．铁碳合金在平衡冷却时，室温的组成相都是α＋Fe3C。

2．在平衡冷却转变中，由于碳的含量不同，转变方式有较大的差异，得到的组织形貌也各

不一样。见按组织分区的铁碳合金相图，组织形貌可参考教材上的图片。

3．铁碳合金制样一般用4%的硝酸酒精进行侵蚀，α和Fe3C两相都为亮白色，仅仅它们的

相界面和晶界面被侵蚀，在显微镜下呈暗色的线条。由于放大倍数不同，看到的组织形貌如图所示。仅在用苦味酸侵蚀时，α相依然为亮色，而Fe3C被染成黑褐色。

二、实验内容

观察几种典型铁碳合金的平衡组织形貌。 ①．工业纯铁，单一的铁素体晶粒。 ②．45钢（含碳量为0.45%），亮色的铁素体＋暗色的珠光体。 ③．T12钢（含碳量为1.2%），亮色的二次渗碳体网＋可见层片的珠光体。 ④．T12钢，用用苦味酸侵蚀，二次渗碳体网和珠光体中Fe3C相为暗色。 ⑤．亚共晶白口铁，组织包含P＋Fe3CII＋Ld’。

⑥．过共晶白口铁，组织包含Fe3CI＋Ld’，结合亚共晶白口铁，认识其中的Ld’。

三、实验报告要求

画出前五个组织示意图（③除外），每一个注明组织特征，简述形成组织的原因(或过程)。

实验三 碳钢热处理基本组织观察

目的

1．认识碳钢经不同方式热处理后的典型显微组织特征； 2．了解热处理工艺对组织的影响。

一、相关知识

1．TTT曲线

2．碳钢的退火和正火

碳钢的退火组织也就是铁碳合金的平衡组织，以前的实验已经观察过。

亚共析钢的正火组织形式上很象退火组织，这是的珠光体层片较细，整体为灰黑色，理论上讲，铁素体的含量应比平衡状态略少，相差并不明显。

过共析钢一般进行球化退火，得到球化珠光体，正火仅用于消除二次渗碳体网，得到颗粒状的碳化物和细片状珠光体，紧接着进行球化退火。

3．碳钢的等温淬火组织

上贝氏体：在500－350℃的等温转变组织，铁素体片在原奥氏体晶界向内发展，成羽毛状，片间间断分布碳化物。为了清楚看到这种组织，在生成部分上贝氏体后立即快速冷却，其它部分是马氏体。

上贝氏体：在320－250℃的等温转变组织，铁素体片在原奥氏体晶内成透镜状，或象竹叶状。片内部有非常细小分布碳化物，整体浸蚀后为暗灰色。为了清楚看到这种组织，在生成部分贝氏体后立即快速冷却，其它部分是马氏体。

4．碳钢的淬火组织

小试样奥氏体化后水冷，可以全部淬透，得到马氏体和少量残余奥氏体。

低碳马氏体(板条马氏体)：在光学显微镜下，板条马氏体为一束束相互平行的细长条状，在一个奥氏体晶粒内可有几束不同取向的马氏体群。

高碳马氏体(针状马氏体)： 在光学显微镜下，片状马氏体呈针状或竹业状，片间互不平行呈一定角度，其立体形态为双凸透镜状。针的粗细决定于奥氏体晶粒的大小，通常其针细小，在光学显微镜下不能看清，称为隐针马氏体。T10正常加热温度为760℃， 若过热(温度820℃，为能了解其形态)，就可看到其针状的形貌。

5．碳钢的回火组织

回火马氏体：形状同淬火态，但内部有碳化物，浸蚀后的颜色变暗。

回火曲氏体：原马氏体形态不可见，弥散的Fe3C析出，组织一般为灰暗色。 回火索氏体：在铁素体的基体上分布小颗粒状的渗碳体。

6．低碳钢渗碳后炉冷组织

920℃渗碳后，表层的含碳量接近Acm线，逐渐降低，到心部为原始的低碳(或纯铁)，炉冷后得到平衡组织，从表到里，经过过共析(珠光体＋网状渗碳体)、共析(珠光体)、亚共析(铁素体＋珠光体)的逐渐过渡。实用材料往往可直接淬火，或渗碳后空冷正火，表层部分的渗碳体为颗粒状。

二、实验内容