1、材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗報告金相顯微鏡的使用和鐵碳合金平衡組織觀察【實驗?zāi)康摹?1、了解金相顯微鏡的光學(xué)原理和構(gòu)造，并初步掌握金相顯微鏡的使用方法及 利用顯微鏡進(jìn)行顯微組織分析； 2、識別和研究鐵碳合金(碳鋼和白口鑄鐵)在平衡狀態(tài)下的顯微組織； 3、分析含碳量對鐵碳合金顯微組織的影響，加深理解成分、組織與性能之間 的相互關(guān)系； 4、利用所學(xué)知識和實驗儀器自己打磨45#鋼，進(jìn)行觀察其顯微組織。【實驗原理】 一、金相顯微鏡 金相顯微鏡結(jié)構(gòu)包括：底座組、粗微動調(diào)焦機(jī)構(gòu)、物鏡轉(zhuǎn)換器、載物臺、目鏡管組、物鏡與目鏡這六個主要部分。工作原理：由燈泡發(fā)出束光線，經(jīng)過聚光鏡組及反光鏡，被會聚在孔徑光欄上，然后經(jīng)過聚光鏡

2、組，再度將光線聚集在物鏡的后焦面上。最后光線通過物鏡，用平行光照明標(biāo)本，使其表面得到充分均勻的照明。從物體表面散射的成象光線，復(fù)經(jīng)物鏡、輔助物鏡片、半透反光鏡、輔助物鏡片、棱鏡與半五角棱鏡，造成一個物體的放大實象。該象被目鏡再次放大。 二、鐵碳合金 所有碳鋼和白口鑄鐵在室溫下的組織均由鐵素體（F）和滲碳體（FeC）這兩個基本相所組成。只是因含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量、析出條件以及分布情況各有所不同，因而呈各種不同的組織形態(tài)。 各鐵碳合金類型以及顯微組織如下表所示： 【實驗內(nèi)容】一、對已給樣品的顯微組織觀察鐵素體，含碳量：0.02%，浸蝕劑：34硝酸酒精溶液1號 工業(yè)純鐵 （100&#

3、215;） 1號 工業(yè)純鐵 （400×）鐵素體鐵素體鐵素體+珠光體，含碳量：0.02%-0.77%，浸蝕劑：34硝酸酒精溶液2號 20鋼 （100×） 2號 20鋼 （400×）鐵素體鐵素體珠光體珠光體鐵素體+珠光體（F+P),含碳量：0.02%-0.77%，浸蝕劑：34硝酸酒精溶液3號 45鋼 （100×） 3號 45鋼 （400×）珠光體珠光體鐵素體鐵素體珠光體珠光體珠光體珠光體珠光體珠光體鐵素體+珠光體（F+P),浸蝕劑：34硝酸酒精溶液4號 ？鋼 （100×） 4號 ？鋼 （400×）珠光體珠光體鐵素體鐵素體鐵素體+

4、珠光體(網(wǎng)狀F+P) ,含碳量：0.8%，浸蝕劑：34硝酸酒精溶液5號 T8鋼 （100×） 5號 T8鋼 （400×）珠光體珠光體珠光體+網(wǎng)狀滲碳體(P+Fe3C) ，含碳量0.8%2.06% ，浸蝕劑：34硝酸酒精溶液6號 T12鋼 （100×） 6號 T12鋼 （400×）珠光體珠光體Fe3CII亞共晶白口鑄鐵，含碳量：2.06%4.3% ， 浸蝕劑：34硝酸酒精溶液7號 亞共晶白口鐵 （100×） 7號 亞共晶白口鐵 （400×）Fe3CII珠光體珠光體Fe3CII共晶白口鑄鐵，含碳量：4.3%，浸蝕劑：34硝酸酒精

5、溶液8號 共晶白口鐵 （100×） 8號 共晶白口鐵 （400×）低溫萊氏體低溫萊氏體過共晶白口鑄鐵，含碳量4.3%6.67%，浸蝕劑：34硝酸酒精溶液9號 過共晶白口鐵 （100×） 9號 過共晶白口鐵 （400×）低溫萊氏體低溫萊氏體根據(jù)所觀察的顯微組織，近似確定一種亞共析鋼（4號）的含碳量： 式中：P和F分別為珠光體和鐵素體所占面積（）。所以，有觀察可知珠光體（P）約占75%，鐵素體（F）約占25%，根據(jù)上式計算可得C%0.6%。2、 自制實驗樣品進(jìn)行顯微組織的觀測 通過對所給的45#碳鋼的式樣，對其首先經(jīng)過不同砂紙依次進(jìn)行打磨，再對式樣進(jìn)行拋光處

6、理，使其表面光滑（期間不斷加拋光液），最后對已經(jīng)打磨、拋光后的光滑表面進(jìn)行腐蝕處理，得到可以通過金相顯微鏡觀察顯微組織的式樣。所觀察圖像與45#鋼基本一致，所以自制觀察的碳鋼顯微組織圖像較為成功。【分析和討論】 鐵碳合金在室溫的組織都是由F和Fe3C兩相組成，隨著含碳量增加，F(xiàn)不斷減小，而Fe3C逐漸增加，并且由于形成條件不同，F(xiàn)e3C的形態(tài)和分布有所變化。 隨著鋼中含碳量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，而塑性和韌性下降，這是由于組織中滲碳體量不斷增多，鐵素體量不斷減少的緣故。但當(dāng)WC=0.9%時，由于網(wǎng)狀二次滲碳體的存在，強(qiáng)度明顯下降。塑性、韌性：隨含碳量增加，F(xiàn)e3C相對量增加，塑性、韌性呈迅速下降的趨勢。 工業(yè)上使用的鋼含碳量一般不超過1.4%；而含碳量超過2.11%的白口鑄鐵，組織中大量滲碳體的存在，使性能硬而脆，難以切削加工，一般以鑄態(tài)使用。【感悟和體會】 此次試驗是第一次接觸到材料方面的實驗，通過此次試驗自己學(xué)會了使用金相顯微鏡對式樣的顯微結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行觀察和分析，真正的第一次看到了鐵，鋼的實際成分圖像。同時，也對材料科學(xué)基礎(chǔ)中學(xué)到