鑄鐵組織的顯微觀察實驗報告

鑄鐵組織的顯微觀察實驗報告范文

　　篇一：合金鋼鑄鐵與有色金屬的顯微組織分析實驗報告

　　蘭州理工大學學生實驗報告

　　學 院實 驗 室課程名稱實驗類型實驗名稱學生姓名學生學號實驗日期指導教師

　　材料科學與工程學院 實  驗  中  心金屬學與熱處理  驗證性 合金鋼、鑄鐵、有色金屬的'

　　顯微組織觀察

　　魏玉鵬

　　合金鋼、鑄鐵、有色金屬的顯微組織觀察

　　實驗報告

　　一、實驗?zāi)康?/p>

　　二、使用的設(shè)備儀器

　　三、實驗方法、步驟

　　四、畫出下列材料的顯微組織示意圖，并用箭頭標明示意圖中所示組織的名稱

　　1

　　材料名稱：W18C

　　r4V處理狀態(tài)：鑄造  組 織：  腐 蝕 劑：  放大倍數(shù)：  材料名稱：灰口鑄鐵 處理狀態(tài)：鑄造  組 織：腐 蝕 劑：放大倍數(shù)：

　　材料名稱：W18Cr4V 處理狀態(tài)：淬火+高溫回火

　　組 織： 腐 蝕 劑：  放大倍數(shù)：

　　材料名稱：球墨鑄鐵 處理狀態(tài)：鑄造

　　組 織：腐 蝕 劑：  放大倍數(shù)：

　　2

　　材料名稱：ZL102（未變質(zhì)） 材料名稱：ZL102（變質(zhì)） 處理狀態(tài)：  處理狀態(tài)：

　　組 織：  組 織： 腐 蝕 劑：  腐 蝕 劑：  放大倍數(shù)：  放大倍數(shù)：

　　五、實驗結(jié)果討論

　　1. 根據(jù)顯微組織觀察，試分析高速鋼性能和熱處理特點，說明為什么？

　　2.將以上灰口鑄鐵的組織與性能同球墨鑄鐵進行比較，說明為什么？

　　3.試分析變質(zhì)處理對硅鋁明合金的作用。

　　4. 簡述巴氏合金組織與性能的特點。

　　篇二：常用金屬材料顯微組織觀察實驗報告

　　一、實驗?zāi)康?/strong>

　　1．觀察各種常用合金鋼，有色金屬和鑄鐵的顯微組織。

　　2．分析這些金屬材料的組織和性能的關(guān)系及應(yīng)用。

　　二、金屬材料的顯微組織觀察及分析

　　1．幾種常用合金鋼的顯微組織

　　合金鋼依合金元素含量的不同，可分為三種：合金元素總量小于5％的稱為低合金鋼；合金元素為5～10％的稱為中合金鋼；合金元素大于10％的稱為高合金鋼。

　　1）一般合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼都是低合金鋼。由于加入合金元素，鐵碳相圖發(fā)生一些變動，但其平衡狀態(tài)的顯微組織與碳鋼的顯微組織并沒有本質(zhì)的區(qū)別。低合金鋼熱處理后的顯微組織與碳鋼的顯微組織也沒有根本的不同，差別只是在于合金元素都使C曲線右移(除Co外)，即以較低的冷卻速度可獲得馬氏體組織。40Cr鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的顯微組織是回火索氏體。GCrl5鋼(軸承鋼)840℃油淬低溫回火試樣的顯微組織，與T12鋼780℃水淬低溫回火試樣的顯微組織也是一樣的，都得到回火馬氏體＋碳化物十殘余奧氏體組織。

　　圖1、16Mn-淬火-x400

　　16Mn鋼屬于碳錳鋼，碳的含量在0.16%左右。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預熱。加入合金元素錳，使C曲線右移，在淬火處理后，組織為馬氏體組織。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預熱措施。

　　圖2、16Mn-正火-x400

　　16Mn屬于低碳鋼，碳含量<0.16%，正火后組織為F+S。在400倍顯微鏡下，索氏體基本上不可分辨。

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　　Mn鋼是目前我國應(yīng)用最廣的低合金鋼。廣泛應(yīng)用于各種板材、鋼管。

　　圖3、65Mn-等溫淬火-400

　　65Mn，錳提高淬透性，但Mn含量過大會導致過熱現(xiàn)象。

　　特性：經(jīng)熱處理后的綜合力學性能優(yōu)于碳鋼，65Mn 鋼板強度、硬度、彈性和淬透性均比65號鋼高。但有過熱敏感性和回火脆性。

　　1

　　應(yīng)用：用作小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發(fā)條，也可制作彈簧環(huán)、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。

　　圖4、等溫淬火-30CrMnSi-x400

　　30CrMnSi是高強度調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。組織形貌，保持馬氏體位向的回火索氏體，并出現(xiàn)極少量的鐵素體。

　　特性：具有很高的強度和韌性，淬透性較高，冷變形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性傾向，橫向的沖擊韌性差。焊接性能較好，但厚度大于3mm時，應(yīng)先預熱到150℃，焊后需熱處理。一般調(diào)質(zhì)后使用。

　　用途：多用于制造高負荷、高速的各種重要零件，如齒輪、軸、離合器、鏈輪、砂輪軸、軸套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作溫度不高的零件，變載荷的焊接構(gòu)件，如高壓鼓風機的葉片、閥板以及非腐蝕性管道管子

　　圖5、GCr15-x400

　　2

　　GCr15是滾動軸承鋼，是一種常用的高鉻軸承鋼，具有高的淬透性，熱處理后可獲得高而均勻的硬度。GCr15經(jīng)淬火回火處理后，組織為馬氏體+殘余奧氏體+碳化物。

　　特性：綜合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且均勻，耐磨性能和接觸疲。勞強度高，熱加工性能好。含有較多的合金元素，價格比較便宜。但是白點敏感性強，焊接性能較差。

　　用途：用于制作各種軸承套圈和滾動體。例如：制作內(nèi)燃機、電動機車、通用機械,以及高速旋轉(zhuǎn)的'個高載荷機械傳動軸承的鋼球、滾子和套圈。除做滾珠、軸承套圈等外，有時也用來制造工具，如沖模、量具。

　　圖6、Cr15-上貝+M-x400

　　性能：冷變形塑形高，焊接性良好，在退火狀態(tài)下可切削性甚好

　　應(yīng)用：這種鋼主要用來制造工作速度較高而斷面不大(≤30mm)，但心部要求較高強度及韌性而表面耐磨的滲碳零件，如齒輪、凸輪、滑閥、活塞、襯套、曲柄銷、活塞銷、活塞環(huán)、聯(lián)軸節(jié)、軸、軸承圈等。此外，這種鋼也可以用作低碳馬氏體淬火鋼，用來制造對變形要求不嚴、但要求強度、韌性的零件。

　　圖7、鑄態(tài)-2GMn13-x400

　　高錳鋼(high manganese steel)是指含錳量在10％以上的合金鋼。

　　性能：高錳鋼的鑄態(tài)組織通常是由奧氏體、碳化物和珠光體所組成，有時還含有少量的磷共晶。碳化物數(shù)量多時，常在晶界上呈網(wǎng)狀出現(xiàn)。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆，無法使用，需要進行固溶處理。

　　用途：高錳鋼是專為重工業(yè)提供使用的一種防磨鋼材，應(yīng)用領(lǐng)域包括采石、采礦、挖掘、煤炭工業(yè)、鑄造和鋼鐵行業(yè)等。

　　圖8、水韌處理-2GMn13-x400

　　水韌處理：碳化物數(shù)量多時，常在晶界上呈網(wǎng)狀出現(xiàn)。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆，無法使用，需要進行固溶處理。通常使用的熱處理方法是固溶處理，即將鋼加熱到1050～1100℃，保溫消除鑄態(tài)組織，得到單相奧氏體組織，然后水淬，使此種組織保持到常溫。熱處理后鋼的強度、塑性和韌性均大幅度提高，所以此種熱處理方法也常稱為水韌處理。

　　用途：水韌處理后，碳化物減少，高錳鋼是專為重工業(yè)提供使用的一種防磨鋼材，  應(yīng)用領(lǐng)域包括采石、采礦、挖掘、煤炭工業(yè)、鑄造和鋼鐵行業(yè)等。

　　實驗二：碳鋼和白口鐵的顯微組織觀察實驗報告

　　一、實驗?zāi)康模?/strong>

　　1.觀察和分析鐵碳合金的平衡組織； 2.分析鐵碳合金顯微組織的形成過程；

　　3.分析碳鋼、白口鑄鐵的組織與含碳量之間的關(guān)系，從而掌握鐵碳合金成分、組 織和性能之間的關(guān)系。

　　二、實驗儀器和試件：

　　1. 碳鋼（亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼試樣）、球狀珠光體的試樣； 2. 白口鑄鐵（亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵試樣）； 3. XJX—1小型金相顯微鏡。

　　三、用鉛筆描繪出用金相顯微鏡觀察到的金相組織組織結(jié)構(gòu)示意圖，并用箭頭指出其組成物的名稱。

　　材料名稱：  工業(yè)純鐵材料名稱： 20＃鋼

　　組織結(jié)構(gòu)：  鐵素體  組織結(jié)構(gòu)：  鐵素體＋珠光體放大倍數(shù)： 400  放大倍數(shù)： 400

　　材料名稱：45＃鋼材料名稱： T8鋼 組織結(jié)構(gòu)：  鐵素體＋珠光體組織結(jié)構(gòu)：珠光體

　　放大倍數(shù)：400  放大倍數(shù)：400

　　材料名稱： T12鋼材料名稱：共晶白口鑄鐵  組織結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀滲碳體＋珠光體  組織結(jié)構(gòu)： 萊氏體  放大倍數(shù)：400放大倍數(shù)：  400

　　材料名稱：  亞共晶白口鑄鐵  材料名稱：  過共晶白口鑄鐵 組織結(jié)構(gòu)：珠光體＋二次滲碳體＋萊氏體

　　組織結(jié)構(gòu)：一次滲碳體＋萊氏

　　放大倍數(shù)：400 放大倍數(shù)： 400

　　四、問題與思考：

　　1. 非合金鋼與白口鑄鐵在組織構(gòu)成與力學性能方面有何異同？

　　答：非合金鋼含碳量較低（0.02%—2.11%），織組構(gòu)成只是鐵素體，珠光體或珠光體與二次滲碳體的混合或鐵素體與珠光體的混合。在力學性能方面，隨著含碳量增加和硬度增加，非合金鋼有較好的可塑性。

　　白口鑄鐵的含碳量高（2.11%—6.69%），織組構(gòu)成是由萊氏體，珠光體和二次滲碳體與萊氏體混合成的萊氏體和一次滲碳體的`混合等構(gòu)成。在力學性能上，白口鑄鐵脆而硬，無延伸性。 2. 滲碳體有哪幾種形態(tài)？如何分辨？ 答：一次滲碳體、二次滲碳體和三次滲碳體。

　　一次滲碳體是從液相中直接析出的。

　　二次滲碳體是從奧氏體中析出的。 三次滲碳體是從鐵素體中析出的。 3. 你對本次實驗有何認識、意見和建議？

　　答：通過這次實驗，我懂得了如何用金相顯微鏡觀察金相組織組織。顯微鏡是精密儀器，考驗了我們的操作能力和認真細致的態(tài)度。關(guān)于建議，我覺得老師可以在我們都觀察玩各種結(jié)構(gòu)圖后為我們講解一下我們看到的結(jié)構(gòu)圖，好讓我們深入了解。

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