实验一铁碳合金金相组织观察

实验一--铁碳合金金相组织观察铁碳合金是应用最广泛的金属材料之一，其性质在很大程度上取决于其金相组织。

金相组织观察也是研究铁碳合金微观结构及性能的重要手段之一。

本实验的目的是通过金相组织观察的方法，研究不同碳含量下铁碳合金的金相组织特征及其对材料性能的影响。

实验步骤：1. 根据实验要求将不同碳含量的铁碳合金样品切割成切片。

2. 对切片进行腐蚀处理，去除表面氧化物和砂眼等杂质。

3. 在金相显微镜下观察样品的金相组织结构，并进行照片记录及观察。

4. 对各样品的金相组织特征进行对比和分析，并结合碳含量和金相组织特征，探究其对材料性能的影响。

实验结果：通过金相组织观察，可以发现不同碳含量下铁碳合金的金相组织结构有所不同。

碳含量较低的样品，金相组织中主要是以铁素体为基础的结构，由于碳含量较低，铁素体晶粒较大，且断口较多呈粗气孔状。

随着碳含量的增加，针状铁素体和珠光体的数量和分布越来越密集，而且珠光体的体积分数随着碳含量的增加呈逐渐增加的趋势。

当碳含量达到一定值时，珠光体成为金相组织的主要组织形态，而且珠光体的形态和数量也随之发生变化。

此外，随着碳含量的增加，铁碳合金的硬度和强度等力学性能也逐渐提高。

碳含量较低的铁碳合金主要以铁素体为基础，晶粒较大，因此力学性能较差，而随着碳含量的增加，铁碳合金的宏观结构变得更加均匀，晶粒也变得更细小，这也就导致了铁碳合金的力学性能得到了改善。

综上所述，铁碳合金的金相组织对其性能具有重要的影响。

当样品中珠光体占主导地位时，相关的力学性能比珠光体含量较低的样品要高，而随着碳含量的增加，铁碳合金的硬度和强度等力学性能也会逐渐提高。

因此，进行系统的金相组织观察可以为进一步探究铁碳合金的性能提供有价值的参考。

铁碳合金显微组织观察实验报告一、实验目的1、熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征。

2、掌握根据铁碳相图分析不同成分铁碳合金的结晶过程及室温组织。

3、学会使用金相显微镜观察并识别各种铁碳合金的显微组织。

二、实验设备及材料1、金相显微镜。

2、不同成分的铁碳合金试样（如工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁等）。

3、金相砂纸、抛光机、腐蚀剂（如 4%硝酸酒精溶液）等。

三、实验原理铁碳合金的平衡组织是指在极其缓慢冷却的条件下所得到的组织。

根据铁碳相图，铁碳合金在室温下的平衡组织由铁素体（F）、珠光体（P）、渗碳体（Fe₃C）三种基本相组成。

工业纯铁的含碳量小于 00218%，其显微组织为单相铁素体。

亚共析钢的含碳量在 00218%至 077%之间，其组织由铁素体和珠光体组成。

随着含碳量的增加，珠光体的含量逐渐增多。

共析钢的含碳量为 077%，其组织全部为珠光体。

过共析钢的含碳量在 077%至 211%之间，其组织由珠光体和二次渗碳体组成。

亚共晶白口铸铁的含碳量在 211%至 43%之间，其组织由珠光体、二次渗碳体和莱氏体组成。

共晶白口铸铁的含碳量为 43%，其组织为莱氏体。

过共晶白口铸铁的含碳量大于 43%，其组织由一次渗碳体和莱氏体组成。

通过对不同成分铁碳合金的显微组织观察，可以确定其成分，并分析其性能。

四、实验步骤1、制备试样取样：从不同成分的铁碳合金材料上截取合适尺寸的试样。

镶嵌：对于尺寸较小的试样，采用镶嵌的方法将其固定在镶嵌材料中，以便后续的磨制和抛光。

磨制：依次使用不同粗细的金相砂纸对试样进行磨制，每更换一次砂纸，应将试样旋转 90°，并将上一道砂纸的磨痕完全去除，直至试样表面平整、光滑，且磨痕方向一致。

抛光：将磨制好的试样在抛光机上进行抛光，直至试样表面光亮如镜，无任何磨痕和划痕。

2、腐蚀试样用酒精清洗抛光后的试样表面，去除表面的油污和杂质。

铁碳合金平衡组织观察实验铁碳合金是一种重要的金属材料，广泛应用于工业生产中。

其性能与组织密切相关，而组织的形成与平衡相变过程密切相关。

为了深入了解铁碳合金的平衡组织形成机制，科学家们进行了一系列的实验观察。

实验一：样品准备科学家们准备了一系列不同成分的铁碳合金样品，按照质量百分比控制了碳含量在0.02%到6.7%之间。

样品制备过程中需注意保持样品的纯净度，避免其他杂质的影响。

实验二：样品加热处理将样品置于高温炉中，进行加热处理。

加热过程中需控制加热速率，以免样品出现不均匀加热的情况。

通过控制加热温度和时间，科学家们可以模拟不同条件下的热处理过程。

实验三：金相显微镜观察经过加热处理后的样品，科学家们使用金相显微镜进行观察。

金相显微镜是一种特殊的显微镜，可以通过对样品进行酸蚀或电解抛光等处理，使得样品表面显露出不同的组织结构。

通过观察样品的显微组织，可以了解铁碳合金的相变规律和组织形成机制。

实验四：相图分析除了金相显微镜观察外，科学家们还进行了相图分析。

相图是描述材料相变行为的图表，可以直观地显示出不同组分和温度条件下的相变情况。

通过对铁碳合金的相图分析，可以确定相变温度和组织形成的规律。

实验五：数据分析与总结科学家们将实验得到的数据进行分析，并进行总结。

他们对不同成分和温度条件下的铁碳合金组织进行了详细的观察和比较，找出了组织形成的规律。

同时，他们也根据实验结果进行了理论分析和模拟计算，验证了实验观察的准确性。

通过以上一系列的实验观察，科学家们对铁碳合金的平衡组织形成机制有了更深入的了解。

他们发现，铁碳合金的组织形成与碳含量、温度和冷却速率等因素密切相关。

在不同条件下，铁碳合金可以形成不同的组织结构，如珠光体、渗碳体、马氏体等。

这些组织结构的形成直接影响着铁碳合金的性能。

铁碳合金平衡组织观察实验的结果对工业生产具有重要意义。

根据实验结果，可以确定合适的热处理工艺，以获得所需的组织结构和性能。

同时，也为铁碳合金的合金设计和优化提供了理论依据。

实验一铁碳合金平衡组织的观察与分析一、实验目的1．认识和熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征；2．了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响。

建立起Fe-Fe3C状态图与平衡组织的关系；3．了解平衡组织的转变规律并能应用杠杆定律。

二、概述平衡状态是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下完成转变的组织状态。

在实验条件下，退火状态下的碳钢组织可以看成是平衡组织。

图1是以组织组成物表示的铁碳合金相图。

在室温下碳钢和白口铸铁的组织都是由铁素体和渗碳体两种基本相构成。

但是由于含碳量不同、合金相变规律的差异，致使铁碳合金在室温下的显微组织呈现出不同的组织类型。

表1列出各种铁碳合金在室温下的显微组织。

表1 各种铁碳合金在室温下的显微组织合金分类含碳量/% 显微组织工业纯铁<0.0218 铁素体（F）碳钢亚共析钢0.0218～0.77 F+珠光体(P)共析钢0.77 P过共析钢0.77～2.11 P+二次渗碳体(CΠ)白口铸铁亚共晶白口铸铁 2.11～4.3 P+ CΠ+莱氏体（L e）共晶白口铸铁 4.3 L e过共晶白口铸铁 4.3～6.69 L e+二次渗碳体(C I)铁碳合金显微组织中，铁素体和渗碳体两种相经硝酸酒精溶液浸蚀后均呈白亮色，而它们之间的相界则呈黑色线条。

采用煮沸的碱性苦味酸钠溶液浸蚀，铁素体仍为白色，而渗碳体则被染成黑色。

图1 以组织组成物表示的铁碳合金相图铁碳合金的各种基本组织特征如下：1.工业纯铁含碳量小于0.0218％的铁碳合金称为工业纯铁，其显微组织为单相铁素体或铁素体+极少量三次渗碳体。

为单相铁素体时，显微组织由亮白色的呈不规则块状晶粒组成，黑色网状线即为不同位向的铁素体晶界，如图2(a)所示。

当显微组织中有三次渗碳体时，则在某些晶界处看到呈双线的晶界线，表明三次渗碳体以薄片状析出于铁素体晶界处，如图2(b)所示。

（a）250X （b）700X图2 工业纯铁的显微组织2.碳钢碳钢按含碳量的不同，将组织类型分为3种：共析钢、亚共析钢和过共析钢。

《工程材料与成型技术基础》实验报告评语：姓名：学号：班级：指导教师：成绩：日期：实验一碳钢金相样品制备与铁碳合金在平衡状态下的组织观察实验时间：一、实验目的1．通过实验能识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织。

2．掌握碳含量对铁碳合金平衡组织形貌及相组成比例的影响。

二、实验原理利用金相显微镜观察金属的内部组织和缺陷的方法称为显微分析（或金相分析）。

合金在极其缓慢的冷却条件（如退火状态）下所得到的组织称为平衡组织。

铁碳合金平衡组织的观察与分析，要依据Fe-Fe3C相图来进行。

（1）工业纯铁工业纯铁的碳质量分数小于0.0218%，组织为单相铁素体。

铁素体呈白亮多边形晶粒，晶界呈暗色的网络，并在晶界的局部区域分布有微量亮白窄条状三次渗碳体（Fe3CⅢ）。

（2）亚共析钢亚共析钢的碳质量分数为0.0218%～0.77%，组织为铁素体（白亮多边形块状）加珠光体（暗色层状）。

（3）共析钢共析钢的碳质量分数为0.77%，其室温组织为单一的珠光体。

其中白亮铁素体和暗色渗碳体以层状相间。

（4）过共析钢过共析钢的碳质量分数为0.77%～2.11%，在室温下的平衡组织为珠光体加二次渗碳体。

其中，二次渗碳体呈白亮网状分布在暗色珠光体的晶界上。

（5）亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁的碳质量分数为2.11%～4.3%，室温下的平衡组织为珠光体、二次渗碳体加变态莱氏体。

其中变态莱氏体为基体，在变态莱氏体基体上分布着暗色块状或椭圆状的珠光体，在珠光体晶体边缘有一薄层白亮二次渗碳体。

（6）共晶白口铸铁共晶白口铸铁的碳质量分数为4.3%，其室温下的显微组织为变态莱氏体，其中渗碳体为白亮基体，珠光体以暗色细条状和点状嵌镶分布在白亮渗碳体基体上。

（7）过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁的碳质量分数为4.3%～6.69%，其室温下的显微组织为变态莱氏体加一次渗碳体。

一次渗碳体呈白亮板条状嵌镶分布在变态莱氏体的基体上。

三、实验仪器、材料1.金相显微镜2.金相试样四、实验内容及步骤内容：1.通过观察分析，画出表中所列每种铁碳合金显微组织示意图，并用引线和符号标出各种组织的名称，在组织示意图下方填写合金名称、合金碳含量、显微组织名称、观察倍数、浸蚀剂等各个项目内容。

实验一铁碳合金平衡组织观察实验目的：了解铁碳合金的组织特点，并掌握金相显微镜的使用方法和分析结构的能力。

实验原理：铁碳合金是由铁和碳组成的合金。

在不同的温度和成分条件下，铁碳合金的组织和性能也会发生变化，形成不同的组织结构，同时其机械性能也会有所不同。

在铁碳相图中，铁和碳在不同的温度和成分条件下形成了不同的相。

其中，铁的晶体结构分为两种：面心立方晶体结构（铁素体）和体心立方晶体结构（铁亚铁素体）。

铁素体在低温下稳定，铁亚铁素体在高温下稳定。

在铁碳相图中，铁素体和铁亚铁素体通过共存界线连接，这条共存界线就是相图中的温度-碳浓度曲线。

当铁碳合金在共存界线以下的温度和碳浓度范围内冷却时，就会形成铁素体和渗碳体（如珠光体、针状体、片状体等）。

当铁碳合金在共存界线以上的温度和碳浓度范围内冷却时，就会形成铁素体和铁亚铁素体共同组成的珠晶体。

实验材料：1. 转变片铁素体组织的中碳钢样品2. 中碳钢样品，经淬火后火焰退火的试样3. 金相显微镜4. 砂纸、细砂布、砂轮等抛光材料实验步骤：1. 用金相显微镜观察转变片铁素体组织的中碳钢样品。

首先需要对样品进行磨削和抛光，得到一个平坦而光洁的表面。

然后，放入金相显微镜中观察样品的组织结构。

3. 对样品进行组织分析，包括晶粒大小、相的类型和比例等。

4. 编写实验报告，包括实验现象、实验原理、实验步骤、实验结果及其分析和结论等。

实验结果：通过金相显微镜观察，可得到如下实验结果：转变片铁素体组织的中碳钢样品：样品组织结构为铁素体和珠光体的共存。

珠光体呈现出针状、块状和片状等不同形态，晶粒相对较大。

实验分析：铁碳合金的组织结构会受到多种因素的影响，如合金元素的成分、温度、时效工艺等。

金相显微镜可以直观地观察到样品的组织结构，可以通过对样品的组织分析来了解不同工艺条件下铁碳合金的组织特点和性能。

在本实验中，转变片铁素体组织的中碳钢样品和淬火后火焰退火的中碳钢样品的组织结构不同。

铁碳合金平衡组织观察实验报告一． 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． 铁碳合金平衡组织照片（1）工业纯铁*100倍C%<0.02%工业纯铁*400倍 4%硝酸酒精溶液（2）20钢*100倍C%=0.2% 20钢*400倍 4%硝酸酒精溶液铁素体 铁素体珠光体45钢*100倍C%=0.45% 45钢*400倍 4%硝酸酒精溶液（4）60钢*100倍C%=0.6% 60钢*400倍 4%硝酸酒精溶液（5）T8钢*100倍C%=0.8% T8钢*400倍 4%硝酸酒精溶液铁素体 珠光体铁素体珠光体 珠光体T12钢*100倍C%=1.2% T12钢*400倍 4%硝酸酒精溶液（7）亚共晶白口铁*100倍C%=2.06%~4.3% 亚共晶白口铁*400倍 4%硝酸酒精溶液（8）共晶白口铁*100倍C%=4.3% 共晶白口铁*400倍 4%硝酸酒精溶液珠光体 Fe 3C Ⅱ珠光体 Fe 3C Ⅱ 低温莱氏体 低温莱氏体过共晶白口铁*100倍C%=4.3%~6.67% 过共晶白口铁*400倍 4%硝酸酒精溶液三． 根据所观察的显微组织近似确定一种亚共析钢的含碳量 根据图（4）观察的显微组织确定亚共析钢的含碳量：四． 分析与讨论含碳量对铁碳合金的组织和性能的影响？答：对组织的影响：1.引起相组成物中F 、Fe 3C 相对量的变化：C%↑——F%↓、Fe 3C ↑2.引起组织组成物的变化：C%↑——室温组织由F →F+P →P →P+Fe 3C Ⅱ→P+Fe 3C Ⅱ+Le ’→Le ’→Fe 3C Ⅰ+Le ’→ Fe 3C Ⅰ3.引起组织形态的变化：Fe 3C Ⅱ：C%↑→不连续→连续网状对性能的影响：对钢的影响：C%↑→硬度↑塑性、韧性↓强度先升后降（当C%>1.0%时，Fe 3C Ⅱ呈连续网状）对白口铁的影响：脆性很大，强度很低，硬度、耐磨性很高。

铁碳合金的平衡组织变化：实验观察与分析铁碳合金是一种普遍用于制造机械零件的金属材料。

在不同的加工和热处理条件下，铁碳合金的组织会发生不同的变化。

本实验通过观察不同温度和时间下铁碳合金的组织变化，探究其平衡组织的形成条件和特征。

实验装置：
本实验采用常见的金相显微镜观察技术。

所用样品为铁碳合金薄片，加工后表面打磨光洁，试验中分别在600°C、700°C和800°C 温区下加热处理，时间分别为1、3、5小时。

加热结束后，将样品拿出冷却，制作成金相样品，并用光学显微镜观察样品的组织。

实验结果：
经观察，不同加工条件下铁碳合金的组织形成和变化过程如下：
①在600°C温度条件下，热处理1小时后，铁碳合金的组织为珠光体；
②在700°C温度条件下，分别热处理1、3、5小时后，铁碳合金的组织为珠光体和铁素体共存；
③在800°C温度条件下，热处理1小时后，铁碳合金的组织为铁素体；
经过3小时、5小时的加热处理，铁碳合金的组织均为铁素体。

实验分析：
铁碳合金的平衡组织受到加工温度、时间和碳含量的影响。

本实验中，随着加工温度的升高和时间的延长，铁碳合金的珠光体逐渐转变为铁素体。

这是由于铁素体比珠光体更具稳定性，因此在高温下更容易形成。

同时，铁素体的塑性、韧性和硬度也与珠光体不同，不同的铁碳合金组织结构也影响着其性能和用途。

结论：
本实验通过观察不同加工条件下铁碳合金的组织变化，得出了铁碳合金在不同温度和时间下形成平衡组织的条件和特征。

这对于了解铁碳合金的性能与应用、指导加工工艺和热处理工艺具有重要意义。

实验报告铁碳合金平衡组织观察和分析一、实验目的1．了解并熟悉金相显微镜的使用方法2．通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织。

3. 了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征。

加深对铁碳合金的成分、组织和性能之间关系的理解。

二、实验内容1．观察表中所列金相样品的显微组织，研究每一个样品的组织特征，并联系铁碳相图分析其组织形成过程。

编号材料工艺浸蚀剂1 工业纯铁退火4％硝酸酒精溶液2 亚共析钢（20钢）退火4％硝酸酒精溶液3 亚共析钢（45钢）退火4％硝酸酒精溶液4 共析钢（T8钢）退火4％硝酸酒精溶液5 亚共晶白口铸铁铸造4％硝酸酒精溶液6 过共晶白口铸铁铸造4％硝酸酒精溶液三、实验报告要求1.画出所观察样品的显微组织示意图。

用箭头和代表符号标明各组织组成物，并注明试样编号、材料名称、热处理状态、放大倍数和浸蚀剂。

2.根据所观察的组织，说明碳含量对铁碳含金的组织和性能影响的大致规律。

四、思考题渗碳体有哪几种？它们的形态有什么差别？附录二金相试样的制备金相样品的制备一般包括取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等工序。

现简述如下：一、取样和镶嵌取样部位及观察面的选择，必须根据被分析材料或零件的失效分析特点、加工工艺的性质，以及研究目的等等因素来确定。

进行失效分析研究时，应在失效部位完整地取样。

对于轧材，研究非金属夹杂物的分析和材料表面缺陷时，应垂直于轧制方向（即横向）取样；研究夹杂物的类型、形状、材料变形度、带状组织等时，应平行于轧制方面上（即纵向）取样。

对热处理后的零件，因为组织较均匀可任意选择取样部位和方向；对于表面处理过的零件，在表面部位取样，要能较全面地观察到整个表面层的变化。

取样时要注意方法，要避免因取样导致观察面的组织变化。

一般软材料可用锯、车等方法；硬材料可用水冷砂轮切片机场割或电火花线切割；硬而脆的材料则可用锤击；大件可用氧割。

等等。

试样大小一般以手拿操作方便即可（如直径10~15mm，高10mm的圆柱体）。

实验一铁碳合金平衡组织观察一、重点1.金相显微镜的使用2.显微组织图二、难点成分、组织性能的关系三、分组情况两人一组，每组一台显微镜四、实验目的1.了解金相显微镜的构造，熟悉金相显微镜的使用方法；2.观察铁碳合金在平衡状态下的显微组织，以进一步熟悉Fe-Fe3C相图；3.分析和研究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。

五、实验设备及材料1.金相显微镜；2.金相图谱；3.各种铁碳合金的金相试样。

六、实验原理所谓平衡状态的组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。

一般退火状态就接近平衡状态。

可以根据Fe-Fe3C相图来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织。

室温下铁碳合金的组织都由铁素体和渗碳体两个基本相组成。

但由于含碳量的不同，铁素体和渗碳体的相对数量、分布状况均有所不同，从而不同成分的铁碳合金呈现不同的组织形态。

1.工业纯铁在室温下为单相铁素体组织，呈白亮色多边形晶粒，块状分布。

有时在晶界处可观察到不连续的薄片状三次渗碳体。

2.亚共析钢的室温组织为铁素体和珠光体。

当含碳量较低时，白色的铁素体包围黑色的珠光体。

随着含碳量的增加，铁素体量逐渐减少，珠光体量逐渐增多。

3.共析钢的室温组织全部为珠光体。

在显微镜下看到铁素体和渗碳体呈层片状交替排列。

若显微镜分辨率低，则分辨不出层片状结构，看到的则是指纹状或暗黑块组织。

4.过共析钢的室温组织为珠光体和二次渗碳体。

经质量浓度为4%硝酸酒精溶液浸蚀后，Fe3CⅡ为白色细网状，暗黑色的是珠光体。

若采用苦味酸钠溶液浸蚀，渗碳体被染成黑色，铁素体仍保留白色。

5.亚共晶白口铁的室温组织为珠光体、二次渗碳体和低温莱氏体。

在显微镜下，珠光体呈黑色块状或树枝状，莱氏体为白色基体上散布黑色麻点和黑色条状，二次渗碳体则分布在珠光体枝晶的边缘。

6.共晶白口铁的室温组织为低温莱氏体。

显微镜下看到的是黑色粒状或条状珠光体散布在白色渗碳体的基体上。

7.过共晶白口铁由先结晶的一次渗碳体与低温莱氏体所组成。

材料科学基础实验报告金相显微镜的使用和铁碳合金平衡组织观察【实验目的】1、了解金相显微镜的光学原理和构造，并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；2、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；3、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；4、利用所学知识和实验仪器自己打磨45#钢，进行观察其显微组织。

【实验原理】一、金相显微镜金相显微镜结构包括：底座组、粗微动调焦机构、物镜转换器、载物台、目镜管组、物镜与目镜这六个主要部分。

工作原理：由灯泡发出—束光线，经过聚光镜组及反光镜，被会聚在孔径光栏上，然后经过聚光镜组，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象光线，复经物镜、辅助物镜片、半透反光镜、辅助物镜片、棱镜与半五角棱镜，造成一个物体的放大实象。

该象被目镜再次放大。

二、铁碳合金所有碳钢和白口铸铁在室温下的组织均由铁素体（F）和渗碳体（FeC）这两个基本相所组成。

只是因含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件以及分布情况各有所不同，因而呈各种不同的组织形态。

各铁碳合金类型以及显微组织如下表所示：【实验内容】一、对已给样品的显微组织观察铁素体，含碳量：＜%，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液1号工业纯铁（100×）1号工业纯铁（400×）铁素体+珠光体，含碳量：%%，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液2号 20钢 （100×） 2号 20钢 （400×）铁素体+珠光体（F+P),含碳量：%%，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液3号 45钢 （100×） 3号 45钢 （400×）铁素体+珠光体（F+P),浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液4号 ？？钢 （100×） 4号 ？？钢 （400×）铁素体 铁素体铁素体铁素体 珠光体 珠光体铁素体铁素体珠光体珠光体铁素体+珠光体(网状F+P) ,含碳量：%，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液 5号 T8钢 （100×） 5号 T8钢 （400×）珠光体+网状渗碳体(P+Fe3C) ，含碳量%~% ，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液 6号 T12钢 （100×） 6号 T12钢 （400×）亚共晶白口铸铁，含碳量：%~% ， 浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液7号 亚共晶白口铁 （100×） 7号 亚共晶白口铁 （400×）铁素体 铁素体珠光体珠光体珠光体珠光体珠光体珠光体共晶白口铸铁，含碳量：%，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液8号共晶白口铁（100×）8号共晶白口铁（400×）过共晶白口铸铁，含碳量%~%，浸蚀剂：3～4％硝酸酒精溶液9号过共晶白口铁（100×）9号过共晶白口铁（400×）根据所观察的显微组织，近似确定一种亚共析钢（4号）的含碳量：Fe3CIIFe3CII珠光体珠光体低温莱氏体低温莱氏体低温莱氏体低温莱氏体式中：P和F分别为珠光体和铁素体所占面积（％）。

金相组织观察实验报告范文实验一金属材料显微分析的基本方法一、实验目的：了解金相显微镜的构造、原理及使用规则；掌握金相显微试样制备的基本操作方法。

通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织；了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。

二、实验概述：金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：材料的组织和缺陷的方法。

利用金相显微镜在专门制备的试样上观察1.金相显微镜的构造、原理及使用；2.金相显微试样的制备方法。

为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。

金相试样的制备过程主要步骤有：取样磨制抛光浸蚀镶嵌本实验金相试样制备过程的步骤如下:砂纸磨抛光剂抛光机浸蚀剂吹吹风显微镜磨制抛光浸蚀吹干观察水清洗水清洗酒精清洗3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织分析各种相组分和组织组成物的特征碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体实验概述：金相显微试样的制备方法磨制方法砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。

磨制以“单程单向”方式重复进行。

在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并使试样的磨制方向调转90°实验概述：金相显微试样的制备方法实验概述：金相显微试样的制备方法抛光目的：去除细磨时遗留下的细微磨痕，以获得光亮而无磨痕的镜面方法：机械抛光电解抛光化学抛光本实验采用机械抛光方法。

实验概述：金相显微试样的制备方法浸蚀目的：使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。

光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂物、石墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。

实验一铁碳合金平衡组织的显微分析及观察一．实验目的1．认识不同成分的铁碳合金在平衡状态下的组织形态。

2．加深理解铁碳合金的化学成分－组织－性能之间的关系。

3．分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响。

二．实验原理在金相显微镜下观察到的金属内部结构称为显微组织，平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。

铁碳合金的平衡组织主要指碳钢和白口铸铁。

从铁碳合金状态图上可以看出，所有碳钢和白口铸铁的室温均由铁素体（F）和渗碳体(Fe3C)这两个基本相所组成。

但由于碳的质量分数不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件以及分布情况均有所不同，因而呈现出各种不同的组织状态。

在金相显微镜下铁碳合金的几种基本组织：1．铁素体（F）它是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体。

在金相显微镜观察为白色晶粒，亚共析钢中的铁素体呈块状分布，随着钢中含碳量的增加，铁素体数量减少，其形状也由多边形块状逐渐变成在珠光体边界呈断续网状分布。

2．渗碳体（Fe3C）它是铁和碳形成的化合物，其碳的质量分数为6.69%，抗浸蚀能力较强，经3-5%硝酸酒精溶液浸市蚀后呈亮白色，若用苦味酸钠溶液浸蚀，则被染成暗黑色。

由此可以区别铁素体和渗碳体。

3．珠光体（P）它是铁素体和渗碳体的机械混合物，在一般退火处理下，是由铁素体和渗碳体相互混合交替排列形成的层片状组织，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在高倍放大时能清楚地看到珠光体中平行相间的宽条铁素体和条状渗碳体；当放大倍数较低时，这时所观察到的珠光体中的渗碳体呈一条黑线。

当组织较细而放大倍数较低时，珠光体的片层就不能分辨，而呈黑色。

4．莱氏体（L＇d）它是在室温时,由珠光体、共晶渗碳体及二次渗碳体所组成的机械混合物。

经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，莱氏体的组织特征氏，在白亮色的渗碳体基体上分布着许多黑色点（块）状或条状的珠光体。

二次渗碳体和共晶渗碳体连在一起，没有边界线无法分辨开。

三．实验内容观察给出试样的显微组织，画出所观察到组织的示意图。

金相显微镜使用及铁碳合金平衡组织观察与分析一、实验目的和要求（必填）1.通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织，熟悉金相显微镜的使用；2.了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；3.分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。

二、实验内容和原理（必填）2.1 概述碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系，因此熟悉掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义。

⑴碳钢和白口铸铁的平衡组织平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。

铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。

从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)所组成。

但是，由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态，分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。

碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。

a)工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F)，F为白色块状（如图1所示）；b)亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P)，F呈白色块状，P呈层片状，放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。

碳质量分数大于0.6％的亚共析钢，室温平衡组织中的F呈白色网状包围在P周围(如图3所示)；c)共析钢——室温时的平衡组织是珠光体(P)，其组成相是F和Fe3C(如图4、5所示)；d)过共析钢——室温时的平衡组织为Fe3CⅡ+P。

在显微镜下，Fe3CⅡ呈网状分布在层片状P周围(如图6所示)；e)亚共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Ld＇。

Fe3CⅡ网状分布在粗大块状的P的周围，Ld＇则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所示)；f)共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为Ld＇，由黑色条状或粒状P和白色Fe3C基体组成(如图8所示)；g)过共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为Fe3CⅠ+ Ld＇，Fe3CⅠ呈长条状，Ld＇则由条状或粒状P 和Fe3C基体组成(如图9所示)。

铁碳合金平衡组织观察实验报告铁碳合金是一种重要的工程材料，其性能受到其平衡组织的影响。

为了研究铁碳合金的平衡组织形成过程，我们进行了一系列观察实验。

实验方法：1. 准备铁碳合金试样：按照不同的碳含量配制出一系列铁碳合金试样。

2. 热处理：将试样加热至适当温度，保温一段时间后以适当速率冷却。

3. 显微组织观察：使用金相显微镜对试样进行断面观察，观察铁碳合金的平衡组织形态。

实验结果：1. 纯铁试样观察结果：在室温下，纯铁试样呈现典型的珠光体组织，在金相显微镜下呈现出淡黄色的颗粒状晶粒，并呈现出较好的韧性。

2. 含碳量为0.02%的铁碳合金试样观察结果：在室温下，含碳量为0.02%的铁碳合金试样呈现出典型的珠光体+渗碳体组织，在金相显微镜下可以看到淡黄色的珠光体相和黑色的渗碳体相，珠光体相呈现出颗粒状晶粒，而渗碳体相则呈现出条状或颗粒状分布，试样呈现出较好的韧性。

3. 含碳量为0.4%的铁碳合金试样观察结果：在室温下，含碳量为0.4%的铁碳合金试样呈现出典型的珠光体+渗碳体+母体组织，在金相显微镜下可以看到淡黄色的珠光体相、黑色的渗碳体相和灰色的母体相，珠光体相和渗碳体相呈现出颗粒状晶粒，而母体相则呈现出块状结构，试样呈现出较硬的性能。

实验结论：随着碳含量的增加，铁碳合金试样的平衡组织形态发生变化。

低碳铁碳合金试样呈现出珠光体+渗碳体组织，具有良好的韧性；高碳铁碳合金试样呈现出珠光体+渗碳体+母体组织，具有较硬的性能。

该实验结果对于理解铁碳合金的平衡组织形成机制以及材料性能的影响具有重要意义。

1. 在进行防水操作之前，需要确保工作场所的安全，并采取相应的安全措施，例如穿戴防护服和保护眼睛等。

2. 在进行防水操作之前，需要先对工作区域进行必要的清理和准备。

移除可能影响防水效果的杂物和污垢，并确保表面干燥且平整。

3. 选择适当的防水材料和工具，并根据产品说明书或专业人士的建议操作。

4. 在施工过程中，按照指定的施工方法进行操作，确保防水材料充分涂覆到需要防水的区域。

实验一铁碳合金金相组织观察一、实验目的1．认识铁碳合金的平衡组织。

2．了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响规律。

．二、概述1．工业纯铁(C<0．02％)，显微组织是单相铁素体，如图11.1。

2．碳钢随含碳量不同可分为：亚共析钢(含C<0．8％)；共析钢(含C：0．8％)，过共析钢(0．8％<含C<2．06％)。

共析钢的显微组织是片状铁素体和渗碳体的机械混合物，由于试片浸蚀后表面具有珍珠的光泽，故称为珠光体，其显微组织如图11.2图11.1 图11. 2材料：工业纯铁材料：T8(0．8％C)处理方法：退火热处理方法；退火腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液显微组织：铁素体(白亮块是晶显微组织：珠光体，(白亮基体粒，黑线是晶粒边界) 是铁素体，细夹条是渗碳体)放大倍数：100×放大倍数；400×图中的白亮基体是铁素体，细夹条是渗碳体，黑线是铁素体和渗碳体的相界面。

如放大倍数低或片层过薄时，则看不到片层结构，而呈暗黑色块状物。

亚共析钢的显微组织是由铁素体与珠光体组成。

铁素体是碳在 一Fe中的固溶体，其组织是白亮色。

在亚共析钢中，随含碳量的增加铁素体量逐渐减少，如图11.3至共析成分时铁素体量接近于零，而形状亦由颗粒状逐渐变成网状分布于珠光体周围。

珠光体的量则随含碳量的增加逐渐增多，至共析成分时全部为珠光体组织。

过共析钢的显微组织由珠光体和网状渗碳体(二次渗碳体)组成。

渗碳体是碳和铁的化合物(Fe3C含碳量为6．67％)。

在过共析钢中，随含碳量的增加渗碳体的量增多，如图11.4。

图11. 3 图11. 4材料：20钢(0．2％C) 材料：T12钢(1．2％C)热处理方法：退火热处理方法：退火腐蚀剂：4％HNO3，酒精溶液腐蚀剂：4％HNO3酒精溶液显微组织：珠光体(暗黑色块状) 显微组织：珠光体(暗黑色基体) +铁素体(白有块，细+渗碳体(白亮细网)黑线是铁素体晶界) 放大倍数：200×放大倍数：100×从T 12钢的显微组织中看出，用硝酸酒精溶液浸蚀后渗碳体是白亮的，而且是网状分布。