铸铁金相图谱赏析
铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁)金相组织观察与绘制
铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）金相组织观察与绘制（验证性实验）一、实验目的及要求1.了解和认识灰铸铁中石磨和金属基体的金相特点，2.了解和认识球墨铸铁以及可锻铸铁、蠕墨铸铁中石磨和金属基体的组织特点。
3.学习有关灰铸铁的金相检验方法。
4.学习有关球墨铸铁的金相检验方法。
5.了解铸铁金相试样的制作方法。
二、实验内容1.观察和绘制以下灰铸铁的金相组织：（1）具有A型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（2）具有B型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（3）具有C型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（4）具有D型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（5）具有E型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
（6）具有F型分布石磨的灰铸铁（试片未侵蚀）。
并对A型石墨进行石墨长度检验，确定石墨长度分级。
（7）选1~2片灰铸铁试样，侵蚀后进行基体组织的分析检验；确定灰铸铁基体的类别，珠光体数量，珠光体分散度，磷共晶数量和分类，碳化物数量等。
（8）具有二元磷共晶体的灰铸铁（试片侵蚀）观察磷共晶体结构。
2.观察和绘制以下球墨铸铁和可锻铸铁的金相组织（1）球墨铸铁的铸态组织（包括具有自由渗碳体的铸态组织），（2）球墨铸铁的退火金相组织（铁素体组织），（3）球墨铸铁的正火或部分奥氏体正火金相组织，（4）球墨铸铁的淬火或调质的金相组织，（5）球墨铸铁的等温淬火金相组织，（6）选1~2块铸态或经热处理的球墨铸铁试样进行球化率和金属基体的鉴定。
（7）可锻铸铁的金相组织（铁素体），（8）蠕墨铸铁的金相组织，三、实验仪器设备1.配放大100倍和400倍镜头的金相显微镜。
2.试片侵蚀剂：3~5%硝酸酒精溶液。
3.按实验要求选取灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁试块。
四、实验方案实施与数据实验报告的书写要求1.实验目的及要求2.实验仪器设备3.实验内容4.实验方案实施与数据（1）在实验报告纸上画Φ50的圆圈，在圆圈下画五条横线，例：试样名称——————————试样状态——————————浸蚀方法——————————放大倍数——————————金相组织——————————（2）共画16个圆圈以被实验时使用。
铸铁金相图谱赏析
铸铁金相图谱赏析（一）时间:2010-01-23 08:05:02来源:作者:点击: 1次铸铁金相图谱赏析（二）时间:2010-01-23 10:59:27来源:作者:点击: 1次铸铁金相图谱赏析（三）时间:2010-01-23 11:01:59来源:中国金相网作者:点击: 1次金相组织解析时间:2009-12-01 19:36:11来源:作者:点击: 247次金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。
1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体－碳与合金元素溶解在α-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
金相图谱内容说明
图谱文字说明第一部分金相图谱一.铁碳合金平衡组织图1 名称铁素体( 工业纯铁退火)组织铁素体说明等轴多边形晶粒为铁素体，黑色线条为晶界图2 名称奥氏体(T8钢950℃加热)组织奥氏体说明白色多边形晶粒为奥氏体，黑色线条为晶界。
高温下部分晶粒已合并长大，形成了混合晶粒图3 名称渗碳体(从珠光体中电化学分离出来的滲碳体片)组织渗碳体片说明从珠光体中分离出来的渗碳体片，其形状是不规则的，一侧鸡冠似的形状，某些部位有孔图4 名称亚共析钢组织( 20钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，因放大倍数低，层状结构未能显示出来，珠光体呈黑色块图5 名称亚共析钢组织( 45钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，黑色块状为珠光体图6 名称亚共析钢组织( 60钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色网状分布的为铁素体，珠光体呈黑色块状图7 名称共析钢组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明层状珠光体是铁素体和滲碳体的层状组织,因放大倍数较低,且分辨率小于滲碳体层片厚度,故只能看到白色基体的铁素体和黑色线条的滲碳体图8 名称共析钢电镜组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明深灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图9 名称过共析钢组织(T12钢完全退火)组织层状珠光体+二次滲碳体说明基体为层状珠光体，晶界上的白色网络为二次滲碳体图10 名称亚共晶白口铸铁铸态组织组织珠光体+变态莱氏体+二次滲碳体说明变态莱氏体呈黑白相间的基体，大黑块为珠光体，大黑块珠光体外围的白色滲碳体为二次滲碳体图11 名称共晶白口铸铁铸态组织组织变态莱氏体说明变态莱氏体中白色基体为滲碳体（共晶滲碳体和二次滲碳体），黑色圆状及条状为珠光体图12 名称过共晶口铸铁铸态组织组织一次滲碳体+变态莱氏体说明基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色条状为一次滲碳体二.钢经热处理后组织图13 名称索氏体(T8钢正火)组织索氏体说明索氏体是细珠光体，其层状结构只有在高倍金相显微镜下才可分辩图14 名称索氏体电镜形貌(T8钢正火)组织索氏体说明浅灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图15 名称托氏体(45钢860℃油淬,试样心部）组织托氏体+马氏体说明托氏体是极细珠光体，在光学金相显微镜下呈黑色团絮状。
灰铸铁金相分析
（2）温度起伏、浓度起伏学说
孕育剂加入铁液后，首先要吸热熔化， 造成铁液局部温度降低，形成所谓的温度起 伏，另外孕育剂的熔化，使铁液出现大量、 分散的高硅区，硅大大降低了碳在铁液中的 溶解度，促使碳原子的析出，形成所谓的浓 度起伏。这样在铁液中出现了强烈的温度起 伏和浓度。 在温度起伏和浓度起伏的双重作用下， 在总体过冷度不大的情况下，结晶就开始了。
孕育铸铁作用的机理说法很多，下面介绍一 些主要论点。 （1）核心学说 孕育剂加入铁液后，能在较短的时间内 促使大量的石墨非自发形核。如SiFe、SiCa 等孕育剂加入铁液后，大量迅速地形成大量 的弥散性很强的质点，其中很多质点符合石 墨成核条件，从而形成石墨核心。 硅铁加入铁液后，形成石墨核心的过程如图 3.20所示。
2）根据石墨尺寸的大小，将A型石墨分为八级， 见下表。
2、灰铸铁基体组织的检验
1）珠光体数量：
2）碳化物的分布形态和数量1-6级 碳1 碳3 碳5 碳10 碳15 碳20 碳化物的形态：
3）磷共晶类型分布形态和数量 二元磷共晶 Fe—Fe3P 三元磷共晶 Fe—Fe3P—Fe3C 1-6级 磷1 磷2 磷4 磷6 磷8 磷10 磷共晶的形态：
第一部分 铸铁的金相组织分析 一、钢和铁的区别 1 化学成分 钢：C%<2.10% 铁：C%>2.10% 2 金相组织 钢：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) 铁：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) +石墨(G) 区别：基体是相同的，钢无石墨，铁有石墨。
二、 Fe I C 双 重 相 图
4、基本计算 1）共晶点碳量 考虑各元素对相图中共晶点的影响后，共 晶点的实际含碳量，称为共晶点碳量。 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)% 比较方法: > 过共晶 C% =Cc’% 共晶 < 亚共晶
铸铁的金相组织图
灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁
片状石墨（未浸蚀）团絮状石墨（未浸蚀）球状石墨（未浸蚀）蠕虫状石墨（未浸蚀）放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁
F基＋片状石墨（F＋P）基＋片状石墨P基＋片状石墨
放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
1 / 2
可锻铸铁可锻铸铁球墨铸铁F基＋团絮状石墨P基＋团絮状石墨F基＋球状石墨放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
球墨铸铁球墨铸铁高磷铸铁
（F＋P）基＋球状石墨P基＋球状石墨P基＋片状石墨＋磷共晶放大倍数400×放大倍数400×放大倍数400×
2 / 2。
铸铁知识-金相
形成过冷石墨组织，石墨全体细微化。这种情
况下，抗拉强度比较的高，由于基地容易铁素
D
体化，所以耐磨耗性差。
E型: 由于小片状石墨沿着树枝状晶分布，排
列有方向性，所以抗拉强度比D型高，比A型
E
低。
灰铁的基地组织在没有特别的 热处理或添加合金的情况下,形 成珠光体或铁素体或此两者的 混合组织。
珠光体（Pearlite）：如图2.8所示,组织 呈白和黑的条纹状。是因为以铁素体 和渗碳体的板状结晶相交成层状的截 面作为观看的形状的。为此，有着极 其强韧的性质，在硅量的低范围里布 氏硬度约为230，抗拉强度约为 880N/mm2。
表2.7所示的是为制造JIS G 5501的 灰铁品的各种类标准的C及Si量。
灰铁的抗拉强度受所占截面石墨部 面积的影响。因此，认为抗拉强度与表 示石墨量的碳素饱和度（Sc）和碳素当 量（CE）值之间有关联。左图所示的 是碳素饱和度及碳素当量和抗拉强度的 关系。
压缩强度和抗拉强度
图2.13所示的是灰铁的抗拉强度和压
是同样石墨组织的情况下，因 比较硬度：由铸铁的抗拉强度推 基地组织，强度变化显著。灰 定的标准的布氏硬度和实际的硬 铁的基地如果从珠光体变化为 度公式如下。 铁素体的话抗拉强度和硬度也
比较硬度 RH=HB/HB'=HB/(100+4.3σB)
会显著降低，如果成为贝氏体
的话这些值就会显著上升。
JIS G 5501-1989｢灰铁品｣上根据机 械性能可分为FC100、150、200、250、 300及350这6种。
燐を含む三元共晶組織 （αFe-Fe3C-Fe3P)；硬くて脆 い溶融温度が低い
含磷的三元共晶组织 （αFe-Fe3C-Fe3P)；既硬 又脆，熔融温度低
铸铁金相图谱赏析
铸铁金相图谱赏析（一）铸铁金相图谱赏析（二）铸铁金相图谱赏析（三）金相组织解析金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。
1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体－碳与合金元素溶解在α-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
金相图谱内容说明
图谱文字说明第一部分金相图谱一.铁碳合金平衡组织图1 名称铁素体( 工业纯铁退火)组织铁素体说明等轴多边形晶粒为铁素体，黑色线条为晶界图2 名称奥氏体(T8钢950℃加热)组织奥氏体说明白色多边形晶粒为奥氏体，黑色线条为晶界。
高温下部分晶粒已合并长大，形成了混合晶粒图3 名称渗碳体(从珠光体中电化学分离出来的滲碳体片)组织渗碳体片说明从珠光体中分离出来的渗碳体片，其形状是不规则的，一侧鸡冠似的形状，某些部位有孔图4 名称亚共析钢组织( 20钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，因放大倍数低，层状结构未能显示出来，珠光体呈黑色块状图5 名称亚共析钢组织( 45钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色块状为铁素体，黑色块状为珠光体图6 名称亚共析钢组织( 60钢退火)组织铁素体+珠光体说明白色网状分布的为铁素体，珠光体呈黑色块状图7 名称共析钢组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明层状珠光体是铁素体和滲碳体的层状组织,因放大倍数较低,且分辨率小于滲碳体层片厚度,故只能看到白色基体的铁素体和黑色线条的滲碳体图8 名称共析钢电镜组织(T8钢退火)组织层状珠光体说明深灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图9 名称过共析钢组织(T12钢完全退火)组织层状珠光体+二次滲碳体说明基体为层状珠光体，晶界上的白色网络为二次滲碳体图10 名称亚共晶白口铸铁铸态组织组织珠光体+变态莱氏体+二次滲碳体说明变态莱氏体呈黑白相间的基体，大黑块为珠光体，大黑块珠光体外围的白色滲碳体为二次滲碳体图11 名称共晶白口铸铁铸态组织组织变态莱氏体说明变态莱氏体中白色基体为滲碳体（共晶滲碳体和二次滲碳体），黑色圆状及条状为珠光体图12 名称过共晶口铸铁铸态组织组织一次滲碳体+变态莱氏体说明基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色条状为一次滲碳体二.钢经热处理后组织图13 名称索氏体(T8钢正火)组织索氏体说明索氏体是细珠光体，其层状结构只有在高倍金相显微镜下才可分辩图14 名称索氏体电镜形貌(T8钢正火)组织索氏体说明浅灰色基体为铁素体，白色条状为滲碳体图15 名称托氏体(45钢860℃油淬,试样心部）组织托氏体+马氏体说明托氏体是极细珠光体，在光学金相显微镜下呈黑色团絮状。