5、 决定铁碳合金组织的因素是什么？为什么？ 六、显微组织照片
图1-2 纯铁 图1-3 20钢
图1-4 45钢 图1-5 60钢
图1-6 共析钢 图1-7 T12 球状珠光体
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图1-8亚共晶白口铸铁 图1-9 共晶白口铸铁
图1-10 过共晶白口铸铁
图1-11 T12片状珠光体 图1-12 T12片状珠光体 *（1-12）腐蚀剂为苦味酸，其余均为4%硝酸酒精
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实验二： 二元、三元合金的显微组织分析
一、实验目的：
1、了解和熟悉最基本的二元合金相图
2、研究和分析共晶型和匀晶型合金的结晶过程和组织
3、了解和熟悉三元共晶型合金相图，研究三元共晶型合金中典型成分合金的结晶过程和组织
二、实验原理
（一）、二元合金
合金至少由两个组元组成，由两个组元组成的合金称为二元合金。二元合金相图大致可分为匀晶型、共晶型、包晶型、偏晶型和形成化合物型五类。其中最基本的是匀晶型和共晶型。
1、 共晶型
图2-1 Pb—Sn二元合金相图
Pb—Sn二元合金相图是一个典型的共晶型相图。其中tAEtB为液相线，tAMNtB为固相线，ME和NG分别为Sn溶于Pb中和Pb溶于Sn中的溶解曲线，也叫固溶线。在这个合金系中有三个最基本的相L、α和β，其中L为高温相，冷凝后就不存在了。α相是Sn溶解于Pb中的固溶体，β是Pb溶解于Sn中的固溶体。从相图可以看到，这两种固溶体在常温下的溶解度很小，特别是β相，在常温下已经基本上没有溶解度了。
E点称为共晶点，它的成分为38.1% Pn +61.9% Sn。该成分的合金称为共晶合
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金（如图2-7所示），在冷却到tE（183oC）时，成分为E的液相同时转变为成分为M的α相和成分为N的β相，即得到两个固溶体的共晶。L?α+β，经盐酸浸蚀后，α相呈黑色，β相呈白色，其组织为黑白相间的两相共晶混合物。
成分在M点左面，即含Sn量小于19.5%的合金，冷却时首先析出α固溶体，随着温度下降，液体温度下降，液体全部结晶为α固溶体。当温度继续冷却时，由于Sn在 Pb中的固溶度逐渐减少，从α固溶体中析出过剩的Sn，它以β固溶体的形式出现，称为次生β固溶体，或称为βⅡ，以区别从液相中直接结晶的初生β固溶体，该合金的纤维组织为黑色的α固溶体基体上分布着白色颗粒状的βⅡ固溶体。如图2-5所示。
成分在M点和E点之间的合金称为亚共晶合金（如图2-6所示）。冷却时首先从液相中析出α固溶体，冷却到共晶温度时，α相停止结晶，发生共晶转变，其组织为α+(α+β)共晶，冷却至室温，其组织为α+βⅡ+(α+β)。其中α固溶体呈黑色树枝状，在晶内可看到次生β固溶体的白色小颗粒，在枝晶间黑白相间的是(α+β)的共晶体。
成分在E点和N点之间的合金称为过共晶合金（如图2-8所示），这类合金的结晶过程和亚共晶合金相似，所不同的是先共晶相是β固溶体，结晶后的组织为β+(α+β)共晶，其中β固溶体为白色圆形。由于Pb 在Sn中的溶解度非常小，(183℃时最大才为0.6％)。所以在β固溶体上看不到次生α固溶体。
2、匀晶型
所谓匀晶型即二个组元在液态和固态都是完全互溶的。由液态缓慢冷却时，可得到均匀的单相固溶体组织。但在快速冷却时，由于两个组元的熔点不一致，扩散速度赶不上结晶速度，容易产生晶内偏析。由于固溶体的结晶总是以枝晶方式成长，所以又称枝晶偏析。高温退火(固相线以下100℃长时间保温缓冷)即可消除枝晶偏析，得到均匀的固溶体晶粒。
Cu-Zn合金，又称黄铜，它们的二元系相图是非常复杂的，但是在含Cu量大于70％时，Zn在Cu内可以完全溶解。Cu-Zn相图的富铜部分完全符合匀晶相图的特征，这样成分的合金在结晶后即可得到Zn在Cu内溶解的单相固溶体α-黄铜，其组织为均匀的等轴晶粒。
(二)、三元合金
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三元合金指由三个组元组成的合金。由于三个组元中每两个组元所组成的合金相图具有不同的类型，在组成三元合金后形成了各种不同类型的三元合金相图。三元合金相图和二元合金相图一样有的很简单，有的很复杂。为此，熟悉和掌握三元相图中最基本的三元共晶型相图，观察和分析典型成分合金的显微组织，对进一步掌握其它类型的三元合金相图是十分有意的。
1、 相图分析
如图2-2所示，其中A、B、C三组元在液态完全互溶，在固态完全不互溶。
图2-2 三元共晶型合金相图(投影图)的示意图
投影图上的三个顶点分别代表纯组元A、B、C；三条边分别代表三个二元共晶型合金A-B、B-C、A-C，它们的共晶点分别为E1、E2、E3，E点代表三元共晶点，即成分为E合金，在一定温度下液相和A、B、C平衡存在，其转变式可写为：L(E)=A+B+C。
三条实曲线(E1E、E2E、E3E)和三条虚直线(AE、BE、CE)把投影图分为六个三角形区域。在投影图上确定成分点的位置后，便可根据成分点的位置分析合金的冷凝过程和确定最终组织成分。成分点位置和组织组成物的关系列于下表2-1中。
表2-1 成分点位置和组织组成物的关系 成分点位置 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
组织组成物 晶体A“+”二元共晶（A+C）“+”三元共晶（A+B+C） 晶体A“+”二元共晶（A+B）“+”三元共晶（A+B+C） 晶体B“+”二元共晶（B+A）“+”三元共晶（A+B+C） 10