图3-2碳质量分数为0.45%碳钢的显微组织 图33碳质量分数为0,6%碳钢的显微组织 图34共析钢的显微组织（中倍 图3-5共析钢的显微组织（高倍 图3-6碳质量分数为1.2%碳锅的显微组织 图子？亚共品白口铸铁的显组织 图3-8共品白口铸铁的显微组织
11
(3)共析钢：室温时的平衡组织为珠光体，其组成为F和F,C(图3-4、图3-5)。 (4)过共析钢：室温时的平衡组织为F©，Cm和P。在显微镜下，FeCa呈网状分布在层片状P 周围（图3-6）. (5)亚共品白口铸铁：室温时平衡组织为P+Fe,Cm+Ld。网状的FC,Cm分布在粗大块状的P 周围，Ld则由条状或粒状的P和FeC组成（图3-7）。 (6)共晶白口铸铁：室温时平衡组织为Ld。Ld由黑色条状或粒状的P和白色基体F,C组 成（图3-8）。 (7)过共品白口铸铁：室温时平衡组织为Fe;C1+Ld。呈Fe,C1条状，而Ld则由条状或粒状 的P和Fe,C组成（图3-9）。 上述各合金中组织的相对量可通过杠 杆定理求出：对于未知成分的合金也可以根 据观察得到的组织及其相对含量由杠杆定 理求出其含碳量。 三、实验方法指导 1、实验设备和材料 (1)金相显微镜。 图3-9过共晶白口铸铁的显微组织 (2)金相图谱。 (3)各种典型成分铁碳合金的平衡状态下的金相样品。 2、实验内容及步骤 (1)实验前学生应复习讲课中有关内容和阅读实验指导数，为实验做好理论方面的准备。 (2)在金相显微镜下观察和分析各典型成分的铁碳合金平衡组织，识别钢和铸铁组织形态的 特征，根据Fc一F,C相图分析各典型合金的组织形成过程，建立成分、组织之间的相互 关系的概念。 (3)绘出所观察到的显微组织示意图（画时应抓住组织的形态特征）并在图中表示出米。 (4)根据观察到的亚共析钢的组织中F和P的比例近似确定其碳含量。 四、实验报告要求 (1)实验目的
12 （3） 共析钢：室温时的平衡组织为珠光体，其组成为 F 和 Fe3C（图 3-4、图 3-5）。 （4） 过共析钢：室温时的平衡组织为 Fe3CⅡ和 P。 在显微镜下，Fe3CⅡ呈网状分布在层片状 P 周围（图 3-6）。 （5） 亚共晶白口铸铁：室温时平衡组织为 P+ Fe3CⅡ+Ld， 。网状的 Fe3CⅡ分布在粗大块状的 P 周围，Ld， 则由条状或粒状的 P 和 Fe3C 组成（图 3-7）。 （6） 共晶白口铸铁：室温时平衡组织为 Ld， 。 Ld，由黑色条状或粒状的 P 和白色基体 Fe3C 组 成（图 3-8）。 （7） 过共晶白口铸铁：室温时平衡组织为 Fe3CⅠ+Ld， 。呈 Fe3CⅠ条状，而 Ld， 则由条状或粒状 的 P 和 Fe3C 组成（图 3-9）。 上述各合金中组织的相对量可通过杠 杆定理求出；对于未知成分的合金也可以根 据观察得到的组织及其相对含量由杠杆定 理求出其含碳量。 三、 实验方法指导 1、 实验设备和材料 （1） 金相显微镜。 （2） 金相图谱。 （3） 各种典型成分铁碳合金的平衡状态下的金相样品。 2、 实验内容及步骤 （1） 实验前学生应复习讲课中有关内容和阅读实验指导数，为实验做好理论方面的准备。 （2） 在金相显微镜下观察和分析各典型成分的铁碳合金平衡组织，识别钢和铸铁组织形态的 特征，根据 Fe—Fe3C 相图分析各典型合金的组织形成过程，建立成分、组织之间的相互 关系的概念。 （3） 绘出所观察到的显微组织示意图（画时应抓住组织的形态特征）并在图中表示出来。 （4） 根据观察到的亚共析钢的组织中 F 和 P 的比例近似确定其碳含量。 四、 实验报告要求 （1） 实验目的
(2)画出所观察显微组织示意图，并注明材料名称、成分、腐蚀剂和放大倍数等参数。显微 组织画在一直径为30mm-50mm的园内，并将组成物的名称用箭头标出。 (3)根据所观察的一种亚共析钢的显微组织近似确定其成分
13 （2） 画出所观察显微组织示意图，并注明材料名称、成分、腐蚀剂和放大倍数等参数。显微 组织画在一直径为 30mm-50mm 的园内，并将组成物的名称用箭头标出。 （3） 根据所观察的一种亚共析钢的显微组织近似确定其成分
实验4显微硬度的测定与数码显微摄影 一.实验目的 1、熟悉显微硬度试验方法和显微硬度计的使用方法 2、测量金属材料或合金显微组织的硬度： 3、数码显微摄影。 4、显徽硬度的基本概念 “硬度”是指固体材料受到其它物体的力的作用，在其受侵入时所呈现的抵抗弹性变形、塑 性变形及破裂的综合能力。这种说法较接近于硬度试验法的本质，适用于机械式的硬度试验法， 但仍不适用于电磁或超声波硬度试验法。“硬度”这一术语，并不代表周体材料的一个确定的 物理量，而是材料一种重要的机械性能，它不仅取决于所研究的材料本身的性质，而且也决定于 测量条件和试验法。因此，各种硬度值之间并不存在若数学上的换算关系，只存在者实验后所得 到的对照关系。 “显微硬度”是相对“宏观硬度”而言的一种人为的划分。目前这一概念参照国际标准 ISO65071-82“金属材料维氏硬度试验”中规定“负荷小于0.2kgF(1.961N)维氏显微硬度试验” 及我国国家标准GB4342-84“金属显微维氏硬度试验方法”中规定“显微维氏硬度”负荷范围为 “0.010.2kg(98.07X10-31.961N)”而确定的。负荷≤0.2kgf(≤1.961N)的静力压入被试验 样品的试验称为显微硬度试验。 以实施显微硬度试验为主，负荷在0.01-1kg(9.907×10-3-9.807N)范围内的硬度计称为显 微硬度计。 显微硬度的测试原理是采用一定雏体形状的金刚石压头，施以几克到几百克质量所产生的重 力（压力）压入试验材料表面，然后测量其压痕的两对角线长度。由于压痕尺度极小，必须在显 微镜中测量。 三。显微硬度试验方法 显微硬度测试采用压入法，压头是一个极小的金刚石锥体，按几何形状分为两种类型，一种 是锥面夹角为136的正方锥体压头，又称维氏(V©k©rs)压头，另一种是棱面锥体压头，又称 努普(knoop)压头。这两种压头分别示于图41和图42中。 l.维氏(Vickers)>硬度试验法 (1).维氏压头 二相对棱面间的夹角为136金刚石正方四棱角锥体，即为维氏压头（图4-1a)。 4
14 实验 4 显微硬度的测定与数码显微摄影 一．实验目的 1、熟悉显微硬度试验方法和显微硬度计的使用方法； 2、测量金属材料或合金显微组织的硬度； 3、 数码显微摄影。 4、 显微硬度的基本概念 “硬度”是指固体材料受到其它物体的力的作用，在其受侵入时所呈现的抵抗弹性变形、塑 性变形及破裂的综合能力。这种说法较接近于硬度试验法的本质，适用于机械式的硬度试验法， 但仍不适用于电磁或超声波硬度试验法。 “硬度”这一术语，并不代表固体材料的一个确定的 物理量，而是材料一种重要的机械性能，它不仅取决于所研究的材料本身的性质，而且也决定于 测量条件和试验法。因此，各种硬度值之间并不存在着数学上的换算关系，只存在着实验后所得 到的对照关系。 “显微硬度”是相对“宏观硬度”而言的一种人为的划分。目前这一概念参照国际标准 ISO6507/1-82“金属材料维氏硬度试验”中规定“负荷小于 0.2kgf（1.961N）维氏显微硬度试验” 及我国国家标准 GB4342-84“金属显微维氏硬度试验方法”中规定“显微维氏硬度”负荷范围为 “0.01~0.2kgf（98.07×10-3~1.961N）”而确定的。负荷≤0.2kgf（≤1.961N）的静力压入被试验 样品的试验称为显微硬度试验。 以实施显微硬度试验为主，负荷在 0.01~1kgf（9.907×10-3~9.807N）范围内的硬度计称为显 微硬度计。 显微硬度的测试原理是采用一定锥体形状的金刚石压头，施以几克到几百克质量所产生的重 力（压力）压入试验材料表面，然后测量其压痕的两对角线长度。由于压痕尺度极小，必须在显 微镜中测量。 三． 显微硬度试验方法 显微硬度测试采用压入法，压头是一个极小的金刚石锥体，按几何形状分为两种类型，一种 是锥面夹角为 136˚的正方锥体压头，又称维氏（Vickers）压头，另一种是棱面锥体压头，又称 努普（knoop）压头。这两种压头分别示于图 4-1 和图 4-2 中。 1.维氏（Vickers）硬度试验法 （1）．维氏压头 二相对棱面间的夹角为 136˚金刚石正方四棱角锥体，即为维氏压头（图 4-1a）
图41维氏压头 图4-2努氏压头 (2).维氏硬度 维氏压头在一定的负荷作用下，垂直压入被测样品的表面产生四痕，其每单位面积所承受力 的大小即为维氏硬度。 维氏硬度计算公式： h长.2Psn2.Ls42kmm d d 式中：Hv一维氏硬度(kgmm2): P一负荷(kg): S一压痕面积(mm2): d一压痕对角线长度(mm); a一压头二相对棱面的夹角(136， 在显微硬度试验中，此公式表示为： HV=1854.4P/d 式中：HV一维氏硬度(gtmm2》 P-负荷(gfD d一压痕对角线长度（μm) 2显微硬度测试要点 显微硬度测量的准确程度与金相样品的表面质量有关，需经过磨光、抛光、浸蚀，以显示欲 评定的组织。 (1)试样的表面状态 被评定试样的表面状态直接影响测试结果的可靠性。用机械方法制备的金相磨面，由于抛光
15 图 4-1 维氏压头 图 4-2 努氏压头 （2）．维氏硬度 维氏压头在一定的负荷作用下，垂直压入被测样品的表面产生凹痕，其每单位面积所承受力 的大小即为维氏硬度。 维氏硬度计算公式 ： ( ) ( / ) 2 1.8544 2 sin 2 2 2 Kgf mm d P d P S P Hv = = = α 式中：Hv—维氏硬度（kgf/mm2 ）； P—负荷（kgf）； S—压痕面积（mm 2 ）； d—压痕对角线长度（mm 2 ）; α—压头二相对棱面的夹角（136˚） 在显微硬度试验中，此公式表示为： HV=1854.4P/d2 式中：HV— 维氏硬度（gf/mm2） P－负荷（gf） d—压痕对角线长度（μm） 2.显微硬度测试要点 显微硬度测量的准确程度与金相样品的表面质量有关，需经过磨光、抛光、浸蚀，以显示欲 评定的组织。 （1） 试样的表面状态 被评定试样的表面状态直接影响测试结果的可靠性。用机械方法制备的金相磨面，由于抛光