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鑄鐵組織的顯微觀(guān)察實(shí)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(shí)驗報告
蘭州理工大學(xué)學(xué)生實(shí)驗報告
學(xué) 院實(shí) 驗 室課程名稱(chēng)實(shí)驗類(lèi)型實(shí)驗名稱(chēng)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號實(shí)驗日期指導教師
材料科學(xué)與工程學(xué)院 實(shí) 驗 中 心金屬學(xué)與熱處理 驗證性 合金鋼、鑄鐵、有色金屬的
顯微組織觀(guān)察
魏玉鵬
合金鋼、鑄鐵、有色金屬的顯微組織觀(guān)察
實(shí)驗報告
一、實(shí)驗目的
二、使用的`設備儀器
三、實(shí)驗方法、步驟
四、畫(huà)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(chēng)
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材料名稱(chēng)：W18C
r4V處理狀態(tài)：鑄造 組 織： 腐 蝕 劑： 放大倍數： 材料名稱(chēng)：灰口鑄鐵 處理狀態(tài)：鑄造 組 織：腐 蝕 劑：放大倍數：
材料名稱(chēng)：W18Cr4V 處理狀態(tài)：淬火+高溫回火
組 織： 腐 蝕 劑： 放大倍數：
材料名稱(chēng)：球墨鑄鐵 處理狀態(tài)：鑄造
組 織：腐 蝕 劑： 放大倍數：
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材料名稱(chēng)：ZL102（未變質(zhì)） 材料名稱(chēng)：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： 放大倍數：
五、實(shí)驗結果討論
1. 根據顯微組織觀(guān)察，試分析高速鋼性能和熱處理特點(diǎn)，說(shuō)明為什么？
2.將以上灰口鑄鐵的組織與性能同球墨鑄鐵進(jìn)行比較，說(shuō)明為什么？
3.試分析變質(zhì)處理對硅鋁明合金的作用。
4. 簡(jiǎn)述巴氏合金組織與性能的特點(diǎn)。
篇二：常用金屬材料顯微組織觀(guān)察實(shí)驗報告
一、實(shí)驗目的
1．觀(guān)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)系及應用。
二、金屬材料的顯微組織觀(guān)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(chēng)為低合金鋼；合金元素為5～10％的稱(chēng)為中合金鋼；合金元素大于10％的稱(chēng)為高合金鋼。
1）一般合金結構鋼、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(dòng)，但其平衡狀態(tài)的顯微組織與碳鋼的顯微組織并沒(méi)有本質(zhì)的區別。低合金鋼熱處理后的顯微組織與碳鋼的顯微組織也沒(méi)有根本的不同，差別只是在于合金元素都使C曲線(xiàn)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(xiàn)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、大厚度結構上焊接時(shí)，為防止出現冷裂紋，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鋼是目前我國應用最廣的低合金鋼。廣泛應用于各種板材、鋼管。
圖3、65Mn-等溫淬火-400
65Mn，錳提高淬透性，但Mn含量過(guò)大會(huì )導致過(guò)熱現象。
特性：經(jīng)熱處理后的綜合力學(xué)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(guò)熱敏感性和回火脆性。
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應用：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(mén)簧、離合器簧片、剎車(chē)彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。
圖4、等溫淬火-30CrMnSi-x400
30CrMnSi是高強度調質(zhì)結構鋼。組織形貌，保持馬氏體位向的回火索氏體，并出現極少量的鐵素體。
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?xún)A向，橫向的沖擊韌性差。焊接性能較好，但厚度大于3mm時(shí)，應先預熱到150℃，焊后需熱處理。一般調質(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，變載荷的焊接構件，如高壓鼓風(fēng)機的葉片、閥板以及非腐蝕性管道管子
圖5、GCr15-x400
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GCr15是滾動(dòng)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(jià)格比較便宜。但是白點(diǎn)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(dòng)體。例如：制作內燃機、電動(dòng)機車(chē)、通用機械,以及高速旋轉的個(gè)高載荷機械傳動(dòng)軸承的鋼球、滾子和套圈。除做滾珠、軸承套圈等外，有時(shí)也用來(lái)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
應用：這種鋼主要用來(lái)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(xiāo)、活塞銷(xiāo)、活塞環(huán)、聯(lián)軸節、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(lái)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(shí)還含有少量的磷共晶。碳化物數量多時(shí)，常在晶界上呈網(wǎng)狀出現。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆，無(wú)法使用，需要進(jìn)行固溶處理。
用途：高錳鋼是專(zhuān)為重工業(yè)提供使用的一種防磨鋼材，應用領(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：碳化物數量多時(shí)，常在晶界上呈網(wǎng)狀出現。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆，無(wú)法使用，需要進(jìn)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(chēng)為水韌處理。
用途：水韌處理后，碳化物減少，高錳鋼是專(zhuān)為重工業(yè)提供使用的一種防磨鋼材， 應用領(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(shí)驗二：碳鋼和白口鐵的顯微組織觀(guān)察實(shí)驗報告
一、實(shí)驗目的：
1.觀(guān)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(guò)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(shí)驗儀器和試件：
1. 碳鋼（亞共析鋼、共析鋼、過(guò)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(guò)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(guān)察到的金相組織組織結構示意圖，并用箭頭指出其組成物的名稱(chēng)。
材料名稱(chēng)： 工業(yè)純鐵材料名稱(chēng)： 20＃鋼
組織結構： 鐵素體 組織結構： 鐵素體＋珠光體放大倍數： 400 放大倍數： 400
材料名稱(chēng)：45＃鋼材料名稱(chēng)： T8鋼 組織結構： 鐵素體＋珠光體組織結構：珠光體
放大倍數：400 放大倍數：400
材料名稱(chēng)： T12鋼材料名稱(chēng)：共晶白口鑄鐵 組織結構：網(wǎng)狀滲碳體＋珠光體 組織結構： 萊氏體 放大倍數：400放大倍數： 400
材料名稱(chēng)： 亞共晶白口鑄鐵 材料名稱(chēng)： 過(guò)共晶白口鑄鐵 組織結構：珠光體＋二次滲碳體＋萊氏體
組織結構：一次滲碳體＋萊氏
放大倍數：400 放大倍數： 400
四、問(wèn)題與思考：
1. 非合金鋼與白口鑄鐵在組織構成與力學(xué)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(xué)性能方面，隨著(zhù)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成。在力學(xué)性能上，白口鑄鐵脆而硬，無(wú)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(shí)驗有何認識、意見(jiàn)和建議？
答：通過(guò)這次實(shí)驗，我懂得了如何用金相顯微鏡觀(guān)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(jué)得老師可以在我們都觀(guān)察玩各種結構圖后為我們講解一下我們看到的結構圖，好讓我們深入了解。
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