一、实验目的
1. 熟悉碳钢在平衡状态下的显微组织
2. 熟悉白口铸铁的显微组织
3.了解铁碳合金组织的变化规律

二、原理概述
       由铁--碳相图可知铁碳合金的基本相为铁素体、奥氏体和渗碳体，而在室温下仅能看到两个相 铁素体和渗碳体。各种碳钢和白口铁的组织均由这两个相组成。

1. 铁素体、渗碳体、珠光体和莱氏体的显微组织特征。
(1)铁素体(F)
       碳在α-Fe中的间隙固溶体，用4硝酸酒精溶液浸蚀后呈白色，亚共析钢中铁素体一般呈块状分布:当含碳量接近于共析成分时，铁素体则呈断续的网状分布于光体周围。
(2)渗碳体(Fes0)

       铁与碳形成的一种间隙化合物，其碳含量为6.69%，质硬而脆，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后呈亮白色,若用苦味酸钠溶液浸蚀后呈暗黑色,而铁素体仍为白色，由此可区别铁素体与渗碳体。按照成份和形成条件的不同，渗碳体可以呈现不同的形态: 一次渗碳体(初生相)是直接由液体中析出的，故在白口铸伯中呈粗大的条片状，二次渗碳体(次生相)是从奥氏体中析出的，往往呈网络状沿奥氏体品界分布三次渗碳是由铁素体中析出的,通常呈不连续薄片状存在于铁素体晶界处，数量很少。
(3)珠光体(P)
       铁素体和渗碳体的机械混合物,铁素体与渗碳体相互混合交替排列形成的层片状组织，在高倍下能看清珠光体中平行相同的宽条铁素体和细条渗碳体，当放大倍数较低时由于显微镜的鉴别能力小于渗碳体片厚度,这时珠光体中的渗碳体就只能看到是一条黑线，珠光体在较低放大倍数下片层不能分辨，呈黑色。高碳工具钢(过共析钢)经球化退火处理后还可以获得球状珠光体。
(4)莱氏体(Ld)
       在室温下是由共晶Fe,0珠光体及二次渗碳体所组成的机械混合物，含碳量4.3%的共品白口铁，在1148℃时形成由奥氏体和渗碳体组成的共品体，其中奥氏体冷却时析出二次渗碳体，并在727℃以下分解为珠光体。莱氏体的显微组织特征是在亮白色的渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状的珠光体。次渗硕体和共品渗碳体连在一起，从形态上难以区分。
       根据组织特点及碳含量不同，铁碳合金可分为工业纯铁、钢和铸铁三大类1.工业纯铁。纯铁在室温下具有单相铁素体组织，含碳量<0.02%的铁碳合金通常称为工业纯铁,即由铁素体和少量三次渗碳体组成。工业纯铁的显微组织其中黑色线条是铁素体的晶界，而白色基底则是铁素体的不规则等轴晶粒，在某些晶界处可以看到不连续的薄片状三次渗碳体，图4-2为工业纯铁的退火组织。

图4-2工业纯铁退火组织

2.钢
(1)亚共析钢:亚共析钢的含碳量在0.02~0.77%范围内，其组织由铁素体和珠光体所组成。图4-3 和图 4-4 分别为亚共析钢(20 钢和 45 钢)的显微组织,其中白色为铁素体，暗黑色为珠光体，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，可以通过直接在显微镜下观察珠光体和铁素体各自所占面积的百分数，近似地计算出钢的含碳量，即碳含量≈Px0.8%，其中P为珠光体所占面积百分数。例如在显微镜中观察到有50%的面积为珠光体50%的面积为铁素体则此钢的含碳量C%=0.4%(室温下铁素体含碳量100极微，约为 0.008%，可忽略不计)即相当于 40 钢。

图4-3   20钢退火组织                                                    图4-4   45 钢退火组织 

(2)共析钢
含硫量为0.77%的碳钢称为共析钢的它由单一的珠光体组成。图4-5为I8钢的退火组织。

(3)过共析钢
含碳量超过 0.77%的碳钢称为过共析钢，它在室温下的组织由珠光体和二次渗碳体组成。钢中含碳量越多，二次渗碳体数量就越多

 图4-5   T8钢退火组织