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1、实验 铸铁的显微组织观察一、实验目的1、观察和分析各种铸铁的显微组织 二、实验内容观察、分析下列金相样品及组织编号样品名称处理状态腐蚀剂金相组织1灰口铸铁（P基）铸造4%硝酸酒精P+片状石墨2可锻铸铁（F基）可锻化退火4%硝酸酒精F+团絮石墨3球屡铸铁（F+P基）铸造4%硝酸酒精牛眼状石墨4球墨铸铁等温退火4%硝酸酒精N+B+A+球状石墨三、概述一、灰口铸铁的组织分析1、普通灰口铸铁普通灰口铸铁显微组织与白口铸铁的显微组织不同，白口铸铁中的碳以化合物渗碳体 的形式存在，在组织中，有共晶莱氏体，其断口白亮，性质硬而脆，故工业上很少应用， 主要做炼钢原料。普通灰口铸铁中碳全部或部分以自由碳片状石墨
2、形式存在。断口呈 灰色。其显微组织根据球墨化程度的不同为铁素体或珠光体或铁素体+珠光体基体上分布 片状石墨。由于片状石墨无反光能力，故试样未经腐蚀即可看出成灰黑色。石墨性脆，在 磨制时易脱落，此时在显微镜下只能见到空洞。为研究石墨的形状和分布，一般均先观察 未经腐蚀的试片。灰口铸铁的基体在未经腐蚀的试片上成白亮色经过硝酸酒精腐蚀后和碳 钢一样。在铁素体基体的灰口铸铁中看到晶界清晰的等轴铁素体晶体。在珠光体基体的灰 口铸铁中，珠光体片的大小随冷却速度而异。由于始末的强度和塑性几乎等于零，这样可以把铸铁看成是布满裂纹和空洞的钢，因 此铸铁的抗拉强度和塑性远比钢低。且石墨数量越多，尺寸越大，石墨对基
3、体的削弱作用 也越大。在铸铁中由于含磷较高，在实际铸造条件下磷常以Fe3P的形式与铁素体和Fe3P形成 硬而脆的磷共晶，因此在灰口铸铁的显微组织中，除基体和石墨外，还可以见到具有菱角 状沿奥氏体晶界连续或不连续分布的磷共晶（又叫斯氏体）。磷共晶主要有三种类型，即二 元磷共晶（在Fe3P的基体上分布着粒状的奥氏体分解产物一一铁素体或珠光体）、三元磷 共晶（在Fe3P的基体上分布成规则排列的奥氏体分解产物）和复合磷共晶（二元或三元磷 共晶基体上嵌有条状渗碳体），用硝酸酒精或苦味酸腐蚀时Fe3P不受腐蚀呈亮白色，铁素 体光泽较暗，在磷共晶周围通常总是珠光体。由于磷共晶硬度很高，故二元或三元磷共晶 以
4、少量均匀独立分布时，有利于提高耐磨性，而并不影响强度。磷共晶如形成连续网状， 则会使铸铁轻度和韧性显著降低。2、可锻铸铁可锻铸铁又叫马铁或展性铸铁。它是由白口铸铁经退火处理而得到的一种铸铁。其中 石墨呈团絮状，因而大大削弱了对基体的割裂作用，与普通灰口铸铁相比，具有较高的机 械性能，尤其具有较高的塑性和韧性。根据基体不同，可锻铸铁可分为铁素体基体可锻铸 铁及珠光体基体可锻铸铁。3、球墨铸铁它是用镁、钙及稀土元素（锦族元素）球化剂进行球化处理，使石墨变为球状。由于 石墨呈球状对基体的削弱作用最小，使球墨铸铁的金属基体强度利用率达7080%（灰口铸 铁只达30%左右）因而其机械性能远远优于普通灰口
5、铸铁。球墨铸铁的基体也有铁素体、珠 光体、铁素体+珠光体三种，在后一种基体中球状石墨的周围总是铁素体，所以铁素体总 是包围着石墨球。目前应用最广泛的是前两种基体。如上所述，铸铁的基体既然是铁素体和珠光体所组成，而显然和钢一样可以通过热处 理来改变基体组织，从而改善铸铁的机械性能，特别是球墨铸铁正火的目的主要是为了增 加基体中珠光体数量从而提高球铁的强度和耐磨性。球铁经等温淬火后的组织为下贝氏体, 部分马氏体和少量残余奥氏体，这种组织不仅具有较高的综合机械性能，而且具有很好的 耐磨性，内应力也小。四、方法指导1、实验材料及设备金相显微镜铸铁金相样品（表81） 一套2、实验步骤先观看幻灯片 分组进行，每人一台显微镜，对每个试样进行观察 观察几种铸铁中石墨的形态，基体的特征，分析基体组织的形成 将所观察到的合金组织，用示意图画出五、实验报告报告内容与要求见金属学及热处理实验报告