一、实验目的
1． 观察和识别铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织。 2． 了解铁碳合金的成份、组织和性能之间的对应变化关系。 二、实验器材
1、 XJP-100、XJP-200型金相显微镜； 2、 供实验观察用的金相试样（表2－1）。
表2－1 供观察显微组织用的金相试样 序号 样品名称 状态 显微组织 浸蚀剂 1 工业纯铁 退火 F 4％硝酸酒精 2 0.45％碳钢 退火 F+P 4％硝酸酒精 3 0.8％碳钢 退火 P 4％硝酸酒精 4 1.2％碳钢 退火 P+CmⅡ 4％硝酸酒精 5 亚共晶白口铸铁 铸态 P+CmⅡ+Ld′ 4％硝酸酒精 6 共晶白口铸铁 铸态 Ld′ 4％硝酸酒精 7 过共晶白口铸铁 铸态 CmⅡ+Ld′ 4％硝酸酒精 8 三、实验过程
未知铁碳合金 退火 4％硝酸酒精 利用金相显微镜观察金属的组织和缺陷的方法称为显微分析；所看到的组织称为显微组织。 合金在极缓慢冷却条件（如退火状态）下得到的组织为平衡组织。铁碳合金的平衡组织可以根据Fe-Fe3C相图来分析。从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的组织均由铁素体相和渗碳体相组成。但由于含碳量的不同，结晶条件的差异，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况不一样，因而将组成各种不同特征的组织或组织组成物，其基本特征如下：
1． 铁素体（F）是碳溶于－Fe中的固溶体，有良好的塑性，硬度较低（HB80～120），
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经3～5％的硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈白色大粒状或块状。随着钢中含碳量的增加，铁素体量减少。铁素体量较多时呈块状；当含碳量接近于共析成分时，往往呈断续的网状，分布在珠光体的周围。
2． 渗碳体（Cm）是铁与碳的化合物，含碳量为6.69％，抗浸蚀能力较强。经3～5％硝酸
酒精溶液浸蚀后呈白亮色；若用苦味酸钠溶液热浸蚀，则被染成黑褐色，而铁素体仍为白色，由此可区别开铁素体和渗碳体。渗碳体的硬度很高，达HB800以上，脆性很大，强度和塑性很差。 一次渗碳体（CmⅠ）是从液体中析出的，在显微镜下呈长条状，二次渗碳体（CmⅡ）由奥氏体(A)中析出，在奥氏体转变成珠光体后，呈网状分布在珠光体边界上。另外，经不同的热处理，渗碳体可呈片状、粒状或断续网状。 3． 珠光体（P）是铁素体和渗碳体的共析混合物，有片状和球状两种。
(1) 片状珠光体 一般经退火得到，是铁素体和渗碳体交替分布的层片状组织，疏密程度不同。经3～5％硝酸酒精溶液或苦味酸溶液浸蚀后，铁素体和渗碳体皆呈白亮色，但其边界被浸蚀呈黑色线条，在不同放大倍数下观察时，组织具有不太一样的特征。
在高倍（600倍以上）下观察时，在珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白亮色，而其边界呈黑色。
在中倍（400倍左右）观察时，白亮色渗碳体被黑色边界所“吞食”而成为细黑条。这时看到的珠光体是宽白条铁素体和细黑条渗碳体的相间混合物。
在低倍（200倍以下）观察时，连宽白条的铁素体和细黑条的渗碳体也很难分辨，这时，珠光体为黑块组织。
(2) 球状珠光体 共析钢或过共析钢经球化退火后，得到球状渗碳体。经3～5％硝酸酒精浸蚀后，球状珠光体为白亮色铁素体基体上均匀分布着白色渗碳体小颗粒，其边界为黑圈。根据钢的组织，估计出各组织组成物的相对量，便可利用杠杠定律计算出含碳量。 4． 莱氏体（Ldˊ）室温时是珠光体和渗碳体的混合物。此时，渗碳体中包括共晶渗碳体和
二次渗碳体两种，但它们相连在一起而分辨不开，经3～5％硝酸酒精溶液浸蚀后，莱氏体的组织特征是，在白亮色的渗碳体基体上均匀分布着许多黑点（块）状或条状珠光体。莱氏体组织硬度很高，达HB700，性脆，一般存在于含碳量大于2.11％的白口铸铁中，在某些高碳合金钢的铸造组织中也常可见到。亚共晶白口铸铁的组织包括：莱氏体、呈黑粗树枝状分布的珠光体及其周围白亮圈的二次渗碳体。二次渗碳体与莱氏体中的渗碳体相连，无界线，无法区别。过共晶白口铸铁的组织是：莱氏体和长白条一次渗碳体。 四、实验报告要求
1． 写出实验目的。
2． 绘出所有试样的显微组织示意图（用箭头和代表符号标明各组织组成物，并标明材
料、放大倍数和浸蚀剂）。
3． 根据所观察组织，说明含碳量对铁碳合金的组织和性能影响的大致规律。 4． 分析未知试样，估算其含碳量，并指出其大致钢号。 5． 怎样鉴别0.6％C钢的网状铁素体和1.2％C钢的网状渗碳体？ 6． 渗碳体有几种？它们的形态有哪些区别？
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