6 细抛光 用红粉（Fe2O3）水溶液作为抛光液在绒同上。 布上抛光，将抛光液少量多次地加入到抛光盘上进行抛光。 （2）金属材料常用腐蚀剂见表1-2，其它材料的腐蚀剂可查阅有关手册。
表1-2 金属材料常用腐蚀剂
序号 1 腐蚀剂名称 硝酸酒精溶液 成分ml（g） 硝酸 1～5 酒精 100 2 苦味酸酒精溶液 苦味酸4 酒精 100 室温腐蚀数秒 腐蚀条件 室温腐蚀数秒 适应范围 碳钢及低合金钢，能清晰的显示铁素体晶界 碳钢及低合金钢，能清晰的显示珠光体和碳化物 2、观察金相试样的显微组织
金相试样制备好后，用吹风机对其干燥，然后准备观察其显微组织结构。
（1）根据观察试样所需的放大倍数，选择物镜和目镜；
（2）然后将试样放在载物台中心，使载物台中心与物镜中心对正，试样被观察面向下；
（3）转动粗调焦距手轮降低载物台，使试样表面接近物镜；再慢慢反向转动手轮至目镜中出现模糊的影像；最后轻轻转动微调焦距手轮，直至看到清晰的组织；
（4）使载物台前后左右移动，观察试样的不同部位，找出具有代表性的显微组织，并画出试样的显微组织示意图。
四、结果与分析
碳钢合金的显微组织是研究钢铁材料性能的基础。碳钢合金平衡状态的组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下（如退火状态）所得到的组织，其相变过程均按相图进行，因此可以根据该相图来分析碳钢合金的平衡组织。
含碳量小于2.11％的合金为碳钢，含碳量大于2.11％的合金为白口铸铁。所有碳钢和白口铸铁在室温下的组织均有铁素体（Fe）和渗碳体
（Fe3C）这两个基本相。只是因含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量及分布形态有所不同，因而呈不同的组织形态。
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1、碳钢的基本组织
（1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微镜下呈现明亮色的多边形晶粒。
（2）渗碳体（Fe3C） 是铁与碳形成的一种化合物，含碳量为6.69％。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
（3）珠光体（P） 是铁素体和渗碳体的机械混合物，其组织是共析转变的产物。由杠杆定律可以求得铁素体与渗碳体的含量比为8：1。因此，铁素体厚，渗碳体薄。
2、铁碳合金室温下显微组织
（1）工业纯铁 含碳量﹤0.0218％，其显微组织为铁素体。 （2）碳钢
①共析钢：含钢量为0.77％。其显微组织由单一地珠光体组成。
②亚共析钢：含钢量在0.0218％～0.77％范围内的碳钢合金其组织由共析铁素体和珠光体所组成，随着含碳量的增加，铁素体的数量逐渐减少，而珠光体的数量则相应地增多。
③过共析钢：含碳量在0.77％与2.11％之间。其组织由珠光体和先共析渗碳体（即二次渗碳体）组成。钢中含碳量越多，二次渗碳体数量就越多。组织中存在片状珠光体和网络状二次渗碳体，经侵蚀后珠光体成暗黑色，而二次渗碳体则呈白色网络状。
3、45钢金相试样的显微组织
45钢属于亚共析钢，其组织由铁素体和珠光体组成。其中经过侵蚀后的珠光体呈黄褐色片层状结构，铁素体呈亮白色（如图1.7所示）。
图1.7 45钢室温显微组织（250×）
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实验二 45钢的热处理实验
一、目的与要求
1、了解碳钢普通热处理（退火、正火、淬火、回火）的操作方法。
2、掌握碳钢在热处理时加热温度、冷却速度及回火温度等主要因素对碳钢热处理后组织与性能的影响。
3、掌握金属材料的硬度试验方法。
二、主要设备与仪器
1、主要设备
（1）SX-5-12箱式电阻加热炉（如图2.1所示）
图2.1 SX-5-12变温箱形电阻炉
主要技术参数：
工作室尺寸高×深×宽(mm):300×200×120 电压（V）:220
相数：1
功率（KW）:5
最高温度（℃）:1200
（2）HBRVU-187.5布洛维硬度计（如图2.2所示） 主要技术参数：
初试验力（N）：98；
总试验力（N）：588、980、1471； 布氏硬度试验力（N）：306、613、1839； 维氏硬度试验力（N）：294，588，980；
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显微镜放大倍率：37.5倍、75倍； 试件允许最大高度：180mm； 压头中心到机身距离：200mm；
硬度计外形尺寸（mm）:560×260×760； 电源电压：AC220V/50HZ；
图 2.2 HBRVU-187.5布洛维光学硬度计
图2.4 PHR-2便携式洛式硬度计
（3）数显洛氏硬度计（HRS-150） 主要技术参数
初试验力（N）：98N
总试验力（N）：588N、980N、1471N 总试验力保持时间（S）：1-30 读数方式：数显
电源电压：AC220V/50HZ 试件允许最大高度：170mm 硬度值范围 HRA： 20～88 HRB： 20～100 HRC： 20～70 2、其它仪器：
图2.3 RHS-150数显洛式硬度计
PHR-2便携式洛式硬度计（如图2.4所示）、热处理用夹钳、手套、水箱等。
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三、内容与步骤
钢的热处理工艺特点是：将钢加热到一定的温度，经一段时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
1、碳钢的普通热处理工艺方法 1）钢的退火
钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180～220）有利于下一步进行切削加工。
2）钢的正火
钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力。对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。
3）钢的淬火
钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
4）钢的回火
钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度，经过适当时间的保温后，冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂，一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度，甚至开裂。因此，淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。
2、碳钢普通热处理工艺 1）加热温度
碳钢普通热处理的加热温度，原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30～50℃选定。但生产中，应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低，也达不到要求。
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