《北京科技大学材科基实验铸铁的显微组织与分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京科技大学材科基实验铸铁的显微组织与分析（3页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、铸铁的显微组织及分析1、实验目的认识灰口铸铁、球墨铸铁、展性铸铁、麻口铸铁等显微组织特征。 掌握石墨形态及基体变化的原因。了解各类铸铁的制备方法和性能特点。2、实验样品和设备光学显微镜标准样品：普通灰口铁、变质灰口铁、球墨铸铁、展性铸铁、麻口铸铁。3、实验内容通过阅读相关资料以及通过铁碳相图了解白口铸铁的组织。并且了解灰口铸铁、可锻铸铁、 球墨铸铁、冷硬铸铁等铸铁的类型以及相关的性能及用途。之后通过在金相显微镜下观察不同的基底（铁素体+珠光体、铁素体、珠光体），不同的石墨形态（球状石墨、片状石墨、絮 状石墨）的铸铁，以及麻口铁的显微组织，并且选择三种基底、三种石墨形态绘出3幅铸铁组织图来，要求
2、三种组织图须包含上述所有的基底类型和石墨形态。画出麻口铁的组织图。对所绘制的4幅组织图进行相关的分析。4、描图：不同基体，不同铸铁的三种微观组织特点，麻口铸铁微观组织特点。用自己画的图，结合Fe-C相图和Fe-Fe3C相图，说明各图的组织特点。根据铁碳双重相图，可将石墨化过程分为三个温度阶段，按个阶段中石墨化进行的程度不同，将分别得到不同的铸铁组织。即“液相洪晶结晶”、“共晶-共析”、“共析转变”。球墨铸铁：从球墨铸铁的微观组织图中可以看出此球墨铸铁由铁素体、珠光体、球状石墨三种组织组成。其中大片的灰黑色的组织为珠光体，由于放大倍数低使得珠光体层片状组织不明显，整体便形成了灰黑色。白色呈圆形的
3、组织为铁素体，铁素体所包裹的圆形的黑色组织为球状石墨。从铁碳双重相图中可以得到，在共析转变阶段，如果完全没有石墨化， 则得到的基体是珠光体，由于加入了球化剂和墨化剂， 使得从奥氏体中析出的石墨和二次渗碳体渗出的石墨加快 凝结成球状，这样在珠光体的部分区域内会有大量的碳从渗碳体和奥氏体中被球化剂和墨化 剂吸引，从而最终实现了部分区域充分石墨化，从而形成了珠光体内有球状的铁素体，而球状的铁素体内有球状石墨的显微组织结构。灰口铸铁：从灰口铸铁的微观组织图中可以看出此灰口铸铁是由铁素体和条状石墨两种组织组成的。其中大片的白色的组织为铁素体，黑色呈条状的组织为条状石墨。在“液相-共晶结晶”阶段石墨化过程
4、中，从铁碳双重相图中可以得到，在“液相-共晶结晶”阶段，形成的石墨包括：（1）共晶转变形成的共晶石墨（ Lt Y+C）；（2）过共晶液体中直接析出的一次石墨；（3）一次渗碳体及共晶渗碳体在高温下分解析出的石墨。如果这一阶段石墨化充分进行，就会得到奥氏体+石墨的灰口铸件；奥氏体在共析温度下发生共析反应， 生成铁素体和渗碳体。由于在共析阶段石墨化再次充分进行，因此渗碳体中的碳继续渗出。最终获得铁素体的基体以及片状石墨。展性铸铁：从展性铸铁的微观组织图中可以看出此展性铸铁是由珠光体和絮状石墨两种组织组成的。其中大片的灰黑色的组织为珠光体，黑色呈絮状的组织为絮状石墨。展性铸铁涉及到的石墨化过程包括：“
5、共晶-共析”区间的阶段的石墨化过程和在“共析转变阶段”的石墨化。从铁碳双重相图中可以得到，在“共晶 -共析”区间的阶段的石墨化包括： （1）从奥氏体中 直接析出的二次石墨；（2）二次渗碳体在这一温度范围分解析出石墨； 在这一阶段石墨化充 分进行，二次石墨沉积在已有石墨的表面，使石墨长大。在“共析转变阶段”的石墨化包括：（1）共析转变过程 讦：爲HC形成的石墨；（2）共析渗碳体分解而形成的石墨，这一阶段的石墨化程度决定了基体的组织， 石墨化充分，基体组 织是铁素体；完全没有石墨化，基体组织是珠光体；介乎二者之间，得到珠光体+铁素体的基体组织。而在这里，则完全没有石墨化，于是得到的是珠光体组织。于
6、是便得到了展性铸铁的微观组织特点。麻口铸铁：从麻口铸铁的微观组织图中可以看出麻口铸铁是由灰口铸铁和白口铸铁构成。在该组织图的右上角为白口铁，灰黑色组织为珠光体组织， 成较明显的黑白片层交替的组织为莱氏体组织， 左下角的呈灰黑色的组织为珠光体组织，在珠光体组织里颜色较深的成片状的组织为片状石墨。因此麻口铸铁的组织由珠光体、莱氏体和片状石墨三种组织构成。麻口铸铁涉及的石墨化过程包括：“液相-共晶结晶”阶段石墨化过程。从铁碳双重相图中可以得到，在“液相-共晶结晶”阶段，形成的石墨包括：（1）共晶转变形成的共晶石墨（Lt V+C）；（2）过共晶液体中直接析出的一次石墨；（3） 一次渗碳体及共晶渗碳体在
7、高温下分解析出的石墨。如果这一阶段石墨化充分进行，就会得到奥氏体+石墨的灰口铸件；如果冷却速度快，石墨化完全不进行，那么就会得到奥氏体+渗碳体（具有莱氏体共晶）的白口铸铁；介于上述二者之间，既有石墨又有部分莱氏体，便得到了麻口铸铁。通过上述过程，便得到了麻口铸铁的微观组织的特点。5、回答思考题（1） 各类铸铁组织的基体是如何形成的？铸铁组织的基体的形成主要取决于“共析转变阶段”的石墨化阶段。在这一阶段的石墨化过程包括：（1 ）共析转变过程:AiC形成的石墨；（2）共析渗碳体分解而形成的石墨。石墨化充分，基体组织是铁素体；完全没有石墨化， 基体组织是珠光体；介乎二者之间，得到珠光体+铁素体的基体
8、组织。通过石墨化的程度控制便可得到铁素体基体、珠光体基体、铁素体+珠光体基体三种类型。阶段石墨化充分进行，就会得到奥氏体+石墨，在共析温度下，石墨化完全不进行，奥氏体发生共析反应生成珠光体，这样就会得到麻口铸铁中灰口铸铁部分 的珠光体基体，如果冷却速度快，石墨化完全不进行，那么就会得到奥氏体+渗碳体，而同样在共析转变阶段，石墨化完全不进行，奥氏体发生共析反应，转 变成珠光体。于是就得到了白口铸铁部分的珠光体基体。（2） 各种石墨形态有何特点 ?对性能有何影响？球状石墨的特点： 石墨在铸铁中呈圆球形，且分布均匀。片状石墨的特点：A 型均匀分布 ,无方向性的片状和曲片状石墨。B型一一聚集无方向性，
9、但在共晶团中心区域石墨片细小，外围较粗大，亦称菊花状石墨。c型一一部分带尖角块状，平直粗大的初生片状石墨末日小片状共晶石墨。D型无方向性，分布于枝晶间，石墨片细小，分枝频繁。E型一一有方向性，分布于枝晶间，石墨片细小。F型一一小型蜿蛛状初生石墨和小型片状共晶石墨混合均布。絮状石墨的特点： 团絮状石墨是一种可锻铸铁中出现的主要石墨形态，外形较不规则，呈棉絮团状。石墨对基体有割裂作用： 球状石墨：对基体割裂作用很小，相比于灰口铸铁，有高的抗拉强度和韧性。片状石墨： 对基体割裂作用大， 不适合在承受拉伸应力下工作。但它的抗压强度较高， 适用 于在压应力下工作的零件。团絮状石墨：对基体割裂作用较小，强度高于片状，具有高韧性和塑性。3） 如何得到不同形态的石墨？ 得到球状石墨： 球墨铸铁在浇铸前，向铁液里加适量那个使石墨球化的球化剂（纯镁 或稀土硅铁镁合金）和促进石墨化的孕育剂（硅铁），获得具有球状 石墨的铸铁。得到片状石墨： 碳当量高一些的铸铁如果不经过处理或者只进行孕育处理会得到灰铸铁，石墨 为片状。得到絮状石墨：如果碳当量比较低，冷却比较快，会得到白口铸铁，石墨以渗碳体形 式存在。白口铸铁经退火热处理后可以得到可锻铸铁， 石墨成团絮状
北京科技大学材科基实验铸铁的显微组织与分析
