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铁碳合金的显微组织及分析
材科095 陈国滔 40930366
引言：铁碳合金的平衡组织是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下
所得到的组织。铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁，其室温组成相由铁素体和渗碳体这两个基本相所组成。由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件及分布状况均有所不同，因而呈现各种不同的组织形态。通过此次实验，分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。
一、铁碳合金在金相显微镜下具有的四种基本组织
1、铁素体（F）铁素体是碳溶解于α-Fe中的间隙固溶体。工业纯铁用4%硝
酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的等轴晶粒；亚共析钢中铁素体呈块状分布；当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周围。
2、渗碳体（Fe3C）渗碳体是铁与碳形成的金属间化合物，其含碳量为6.69%，质硬而脆，耐蚀性强，经4%硝酸酒精浸蚀后，渗碳体仍呈亮白色，而铁素体浸蚀后呈灰白色，由此可区别铁素体和渗碳体。渗碳体可以呈现不同的形态：一次渗碳体直接由液体中结晶出，呈粗大的片状；二次渗碳体由奥氏体中析出，常呈网状分布于奥氏体的晶界；三次渗碳体由铁素体中析出，呈不连续片状分布于铁素体晶界处，数量极微，可忽略不计。
3、珠光体（P）珠光体是铁素体和渗碳体呈层片状交替排列的机械混合物。
经4%硝酸酒精浸蚀后，在不同放大倍数的显微镜下可以看到具有不同特征的珠光体组织。当放大倍数较低时，珠光体中的渗碳体看到的只是一条黑线，甚至珠光体片层因不能分辨而呈黑色。
4、莱氏体（Ld'）莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体所组成的机械混合物。
其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体。
二、铸铁与石墨化
1.石墨化的三阶段：
? 第一阶段：液相中析出石墨（先共晶） ? 中间阶段：奥氏体中直接析出石墨 ? 第二阶段：共析转变中析出石墨
2.相图
三、各种铁碳合金在室温下的显微组织
含碳量类型 （%） 显微组织 浸蚀剂 工业纯铁 <0.02 铁素体 4％硝酸酒精溶液 0.02～碳钢 亚共析钢 0.77 铁素体+珠光体 4％硝酸酒精溶液 共析钢 0.77 珠光体 4％硝酸酒精溶液 0.77～过共析钢 2.11 珠光体+二次渗碳体 苦味酸钠溶液，渗碳体变黑或呈棕红色 亚共晶白口铁 2.11～4.3 珠光体+二次渗4％硝酸酒精溶液 碳体+莱氏体 白口铸铁 共晶白口4.3 铁 莱氏体 4％硝酸酒精溶液 过共析白口铁
4.3～6.69 莱氏体+一次渗4％硝酸酒精溶液 碳体 四、不同成分的铁碳合金在室温下的显微组织见表
编材料 号 热处组织名称及特征 理 浸蚀剂 放大倍数 铁素体（呈等轴晶工业纯1 铁 碳体（薄片状） 退火 粒）和微量三次渗4％硝酸酒精溶液 100～500 100～500 铁素体（呈块状）2 20钢 退火 和少量的珠光体 4％硝酸酒100～500 精溶液 铁素体（呈块状）4％硝酸酒3 45钢 退火 和相当数量的珠精溶液 光体 100～500 铁素体（宽条状）4 T8钢 退火 和渗碳体（细条状）相间交替排列 4％硝酸酒精溶液 100～500 100～500 珠光体（暗色基5 T12钢 退火 底）和细网络状二次渗碳体 4％硝酸酒精溶液 100～500 100～500 珠光体（呈浅色晶6 T12钢 退火 粒）和二次渗碳体苦味酸钠溶100～500 液