6、奥氏体不锈钢的形变孪晶(透射电镜幻灯片)。 四、实验内容和步骤
将全班学生分组轮流完成以下实验内容： (一)测定工业纯铁的硬度(HRB)与变形度的关系
已知工业纯铁试样在经受压缩时的变形度分别为0％、30％、50％、70％，设ε为变形度，h0为试样的原始厚度(mm)，h1为试样压缩变形后的厚度(mm)，则变形度可用下列公式求得：?%?h0?h1?100% h0 测量变形试样和原始试样的硬度，每个试样至少测三点，取其平均值，然后将试验结果列入“变形与硬度关系”的表内。根据表中数据，以变形度为横坐标，硬度为纵坐标，绘出硬度与变形度关系曲线。
(二)研究变形度对工业纯铝片再结晶退火后晶粒大小的影响
每组学生领取8片工业纯铝(退火状态，具有均匀的微细晶粒)试样。在该试样中段划出相距100mm的刻度，然后分别在小型手动拉伸机上拉伸到指定的变形度(0％、l％、2％、3％、4％、6％、8％、10％)。拉伸时，速度要慢，施力应均匀，拉伸变形结束时，需停2－3分钟后才将试样取下。铝片试样打上记号，对不同变形度试样加以区别。接着将这一套变形铝片试样置于580℃电炉中加热半小时，进行再结晶退火。在炉中加热时，要保证所有铝片试样受热均匀，切忌将它们迭放在一起或放在炉底板上，最好在特制的支架上，将它们尽量分开并搁起，从炉内取出冷却后，即用混和酸[HCL 45％、HNO3 15％、HF(浓度为48％)15％、H2O25％］进行侵蚀，当表面出现清晰的晶粒时，可用水冲洗并吹干。然后数出每个铝片试样上单位面积(1cm2)内的晶粒数目(N)，而晶粒大小可由(1／N)求得，将试验结果(N和1／N)列入“变形度与晶粒数目、晶粒大小关系”的表内，然后根据表中数据，以变形度为横坐标，晶粒大小(1／N)为纵坐标，绘出在580℃半小时再结晶退火后，工业纯铝片晶粒大小与变形度关系曲线。
(三)在金相显微镜下观察以下显微组织并放映幻灯片 1、
压缩变形度为0％、30％、50％、70％工业纯铁的金相标准试样中晶粒
形状、滑移带数量及其取向随变形度而变化的情况(绘出纤维组织变化示意图)
2、
变形度≥70％的工业纯铁中的纤维组织(幻灯片)
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3、 4、 5、
锌的形变孪晶(绘出示意图) α黄铜的退火孪晶(绘出示意图)
奥氏体不锈钢的形变孪晶(透射电镜幻灯片)
五，实验报告要求
1、 根据“变形度与硬度关系”表，绘出硬度与变形度的关系曲线，并对此曲线加以说明。
2、 根据“变形度与晶粒数目、晶粒大小关系”表，绘出晶粒大小与变形度的关系曲线，并对此曲线加以说明。
3、 绘出工业纯铁显微组织随变形度而变化的示意图。 4、 绘出锌的形变孪晶和α黄铜的退火孪晶的示意图。 六、显微组织照片
图4-1 纯铁 0%变形度 图4-2 纯铁 30%变形度
图4-3 纯铁 50%变形度 图4-4 纯铁70%变形度
*腐蚀剂为4％硝酸酒精
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实验五：钢的临界点测定
一、实验目的
1、学会用硬度法和金相法测定钢的临界点。 2、掌握用理论公式大致估计钢的临界点。 二、实验原理和方法
钢的临界点是研究相变及确定热处理工艺的重要参数。测定临界点的方法很多，如已学习过的热分析法就是一种。此外，尚有硬度法、金相法、磁性法、膨胀法及X射线法等。不同条件可选用不同方法。本实验采用硬度法辅以金相法。
组织状态不同的钢，它的硬度也不同，马氏体的硬度显著的高于铁素体、珠光体等组织的硬度。因此，钢在退火状态的硬度是很低的。如果加热温度低于临界点，加热过程中组织不发生变化，因此加热淬火后的硬度也不会发生变化。加热温度超过临界点，发生珠光体向奥氏体的转变，淬火后奥氏体转变为马氏体，硬度也因而显著提高。根据钢的硬度变化规律，即可求出钢的临界点。
图5-1 亚共析钢不同温度加热、淬火后的硬度变化
硬度法测定临界点要受到一定的限制。当在软基体组织中出现少量马氏体时（2—3%），硬度会提高3—4HRC，此时硬度法测定AC3点是很敏感的。但是当基体组织大部分已转变为硬的马氏体后，即使残留10%的软的铁素体，对整个硬度值影响仍然是很小的，亦即硬度法测定AC3很不敏感，需要用金相法进行补充、对照。
亚共析钢当加热温度达到AC1点时，珠光体转变为奥氏体，淬火后，这部分奥氏体转变为马氏体。如转变完全，这部分转变量与原始组织中的珠光体量相等。显微镜下观察到“F+M”组织。加热温度提高到AC1与AC3之间时，铁素体不断溶入奥氏体中，温度愈高，溶入量愈大，看到的白色的先共析铁素体量逐渐减少。当加
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热温度提高到先共析铁素体量降至1%以下的温度，则可认为加热温度已接近AC3点了，显微镜下观察到的几乎全部是M组织。加热温度超过AC3点，只是在显微镜下观察到的马氏体针更为粗大，并无其它组织变化。
三、实验设备和材料
40Cr试样、加热炉、硬度计、金相显微镜 四、实验内容和步骤
1、 八人为一大组，四人为一小组。一组测AC1，另一组测AC3。 2、 每人领取40Cr试样一块，实验前检查试样的组织状态和硬度。 3、 根据钢材成分按经验公式计算AC1和AC3值，决定试验加热温度，每人做一个温度。
4、 试样放入加热炉，准确控制炉温。 5、 保温10分钟后，试样迅速淬入盐水。
6、 打磨淬火的样品，用砂轮或粗砂纸把表面氧化层、脱碳层去除，测定其硬度值。
7、 把试样制成金相试样，在显微镜下观察其组织。 五、操作要点
1、根据理论计算公式大致估计钢的临界点，从而确定奥氏体化加热温度，适用于一般低合金钢与碳钢的估计公式为：
AC1=723+25Si-7Mn+15Cr+40Mo+15Ni+30W+50V(℃) AC3=854-180C+44Si-14Mn-1.7Cr-17.8Ni(℃) 40Cr钢的化学成分 合金元素 Ｃ Si 0.20—0.40 Mn 0.50—0.80 Cr 0.80—1.10 含量（重量%） ０.37—0.45 在计算值AC1和AC3点附近选定温度，间隙10℃左右，当然间隙愈小愈精确。 2、金相观察时，会看到珠光体、马氏体和先共析铁素体共存的情况。这往往是由于在AC1温度下加热时间不足，奥氏体化不完全，部分珠光体来不及转变，因此还会保留了珠光体，也可能因淬火冷却速度不够，某些部位就形成了珠光体。
六、思考讨论题
1、试分析影响本实验准确性的因素有哪些？
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2、根据全组实验结果，绘出40Ｃr钢的硬度—加热温度曲线，并求出临界点AC1和AC3。
七、显微组织照片
图5-2 40Cr 720℃水淬 图5-3 40Cr 750℃水淬
图5-4 40Cr 770℃水淬 图5-5 40Cr 790℃水淬
图5-6 40Cr 810℃水淬 *腐蚀剂均为4%硝酸酒精
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