金相观察和维氏硬度测试实验报告.doc

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1、金相观看一、试验目的1. 观看铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。2. 把握铁碳合金成分，组织性能之间的变化规律。二、 试验器材1、金相显微镜2、金相标准试样三、试验原理铁碳合金室温下根本相和组织组成物的根本特征1. 铁素体F 是碳溶入-Fe 中的间隙固溶体，晶体构造为体心立方晶格， 具有良好的塑韧性，但强度硬度低，经 4%硝酸酒精浸蚀呈白色多边形晶粒，在不同成分的碳钢中其形态为块状和断续网状。2. 渗碳体Fe C 是铁与碳形成的化合物，含碳量为 6.69%。3晶格为简洁的八面体构造，硬度高，脆性大，用 4%的硝酸酒精浸蚀后呈白色，用碱性苦味酸钠热蚀后呈黑色，用此法可以区分铁碳合金中的渗碳体和

2、铁素体。由铁碳相图知，随着碳的质量分数的不同，渗碳体有不同的形态，一次渗碳体是由液态直接析出的渗碳体，呈白色长条状；二次渗碳体是从奥氏体中析出的渗碳体，呈网状分布，三次渗碳体是从铁素体中析出的渗碳体，沿晶界呈小片状，共晶渗碳体在莱氏体中为连续基体，共析渗碳体是同铁素体交替形成呈交替片状。3. 珠光体P 是铁素体与渗碳体的机械混合物，在平衡状态下，铁素体和渗碳体是片层相间的层状组织。在高倍下观看时铁素体和渗碳体都呈白色，渗碳体四周有圈黑线包围着，在低倍下当物镜的鉴别力气小于渗碳体厚度的时候，渗碳体就成为一条黑线。见图 3-1a15000b400图 3-1不同放大倍数下珠光体的显微组织四、试验内容

3、及步骤观看以下铁碳合金组织在铁碳状态图上，依据碳的质量分数的不同， 铁碳合金分为工业纯铁，碳钢及白口铸铁。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。室温下的组织为单相的铁素体晶粒。用 4%的硝酸酒精浸蚀后，铁素体呈白色。当碳的质量分数偏高时，在少数铁素体晶界上析出微量的三次渗碳体小薄片，见图 3-2。2. 碳钢 碳的质量分数在 0.02182.11%范围内的铁碳合金称为碳钢，依据钢中含碳量的不同，其组织也不同，钢又分为亚共析钢，共析钢，过共析钢三种。1亚共析钢 碳的质量分数在 0.02180.77%范围内，室温下的组织为铁素体和珠光体，随着碳的质图 3-2 工业纯

4、铁显微组织量分数的增加，先共析铁素体渐渐削减，珠光体数量增加。见图 3-3 。白色有晶界的为铁素体，黑色层片状的组织为珠光体。在显微镜下，可依据珠光体所占面积的百分数估量出亚共析钢的碳的质量分数：WcWp%0.77%Wc 碳的质量分数Wp 珠光体所占面积的百分数20 钢45 钢70 钢图 3-3 亚共析钢的显微组织2) 过共析钢 碳的质量分数在 0.772.11%范围的碳钢为过共析钢。室温下的组织为层片状珠光体和二次渗碳体，见图 3-4。 用 4%硝酸酒精浸蚀，二次渗碳体呈白色网状分布在珠光体四周。用碱性苦味酸钠溶液热蚀后，渗碳体呈黑色。a用 4%硝酸酒精浸蚀b 用碱性苦味酸钠热蚀图 3-4T

5、12 钢显微组织3 、白口铸铁含碳量在 2.11 6.69%范围内的铁碳合金为白口铸铁。依据含碳量的不同又分为亚共晶白口铸 铁，共晶白口铸铁，过共晶白口铸铁三类。1亚共晶白口铸铁 碳的质量数为 2.114.3%，室温组织为珠光体二次渗碳体和低温莱氏体，见图 3-5 。黑色树枝状为初生奥氏体转变的珠光体，其四周白色网状物为二次渗碳体。其余为莱氏体，莱氏体中的黑色粒状或短杆状图 3-5亚共晶白口铸铁显微组织物为共晶珠光体。2) 共晶白口铸铁 碳的质量分数为 4.3%。室温组织为单一的莱氏体，见图3-6。图中黑色的粒状短杆状为珠光体，白色基体为渗碳体。3) 过共晶白口铸铁 碳的质量分数为 4.36.

6、6%之间。室温组织为一次渗碳体和莱氏体，见图 3-7。一次渗碳体呈白色长条状，贯穿在莱氏体基体上，其余为共晶莱氏体。图 3-6 共晶白口铸铁组织图 3-7 过共晶白口铸铁组织五、试验数据及处理序号样品名称状态浸蚀剂显微组织1工业纯铁退火4%硝酸酒精F220 钢退火4%硝酸酒精F+P345 钢退火4%硝酸酒精F+P465 钢退火4%硝酸酒精F+P5T8 钢退火4%硝酸酒精P6T12 钢退火4%硝酸酒精P+Fe C3 7T12 钢退火碱性苦味酸钠P+Fe C3 8亚共晶白口铸铁铸态4%硝酸酒精P+Fe C +Ld3 9共晶白口铸铁铸态4%硝酸酒精Ld10过共晶白口铸铁铸态4%硝酸酒精Ld+ Fe

7、C3 11亚共析钢未知试样、铸态4%硝酸酒精F+P维氏硬度试验一、 试验目的1. 生疏维氏硬度计的试验原理及试验方法2. 进展维氏硬度计的试验操作二、 试验器材维氏硬度计标准硬度块三、 试验原理维氏硬度计按试验力大小的不同，细分为三种试验：1、维氏硬度试验；2、小负荷维氏硬度试验；维氏硬度计表示为 HV，维氏硬度试验主要用于材料争辩和科学试验方面， 小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型周密零件的硬度，外表硬化层硬度和有效硬化层深度，镀层的外表硬度，薄片材料和细线材的硬度，刀刃四周的硬度，牙科材料的硬度等，由于试验力很小，压痕也很小，试样外观和使用性能都可以不3、显微维氏硬度试验。试验力的选择要依

8、据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学争辩。用于测定金属组织中各组成相的硬度，用于争辩难熔化合物脆性等。四、 试验内容及步骤维氏硬度计操步骤1、翻开硬度计的电源，旋转试验力变换手轮，选择试验力。2、转动压头与物镜转换罩壳，使物镜位于主体正前方位置。3、转动手轮使试验台上升，直至试样外表清楚成像。假设在目镜观看到的像模糊，可转动手轮，直至清楚为止。4、移动目镜的刻线，使其刻线内侧逐步靠拢无限接近处于中心位置，按面板ZERO 键，这时主屏幕上的值为零。5、按面板 START键，仪器开头加载、保载、卸载。6、观看目镜中的压痕成像。7、移动右边手轮使刻

9、线分开，移动目镜左侧鼓轮，使左边的刻线移动与压痕左边外形交点相切，移动右边刻线内侧与压痕外形交点相切，按下 HARDNESS 测量按钮，对角线 d1 测量完成，目镜转动 90 度，测量对角线 d2，再次按下测量按钮，主屏幕显示本次测量的值和所转换的的硬度值。一次试验完毕。8假设认为测量有误差，可重复上述程序再次测量。五、 试验数据及处理维氏硬度(HV) 以 120kg 以内的载荷和顶角为 136的金刚石方形锥压入器压入材料外表，用载荷值除以材料压痕凹坑的外表积，即为维氏硬度值(HV)。计算公式为：维氏硬度计算公式P 为载荷，如 10kg。 d 为压痕对角线长度(mm)。六、 试验结论及误差分析1. 消灭压痕不在视场内及压痕位置变化很大的缘由分析及解决方法：消灭这种状况的缘由是由于压头、测量显微镜、工作台三者轴心不同造成的。可以调整载物台横向或纵向小手柄，使压痕消灭。2. 检定时示值超差的缘由及解决方法测量显微镜标尺不准。用标准测微尺进展检查。如不准可送修或更换。金刚石压头缺损，如有缺损更换压头。