陶瓷的显微组织

谈陶瓷显微组织与材料性能之间的关系

陶瓷材料的物理性能在很大程度上取决于其显微结构，在某些情况下甚至是决定性的，掌握它们之间的内在关系可以有针对性地优化制备工艺，从而提高陶瓷的物理性能。

陶瓷是多晶多相的材料，其显微组织包括：多晶相的种类，晶粒的大小、形态、取向和分布，位错、晶界的状况，玻璃相的形态和分布，气孔的形态、大小、数量和分布，各种杂质、缺陷、裂纹存在的开式、大小、数量和分布，畴结构的状态和分布等。在显微镜下研究陶瓷材料的显微组织，找出其物相组成、组织、性能之间的联系和规律是发展新型陶瓷材料的基础。

陶瓷材料主要组成相为晶体相、玻璃相和气相。研究陶瓷显微组织与性能之间的关系，就是要研究晶体相、玻璃相和气相分别对材料性能的影响。研究这个问题有着重要的意义，主要有以下几点：

（1）当我们了解了陶瓷显微组织与材料性能之间的关系后，我们就可以通过研究陶瓷的显微组织结构而对材料的性能做出评价。

（2）通过对陶瓷的结构缺陷的检测分析，从显微组织上找出其缺陷原因，我们可以提出改善或防止结构缺陷的措施。

（3）通过材料的显微组织研究，从材料物理化学的基本原理出发，为新材料的设计或材料改性提供依据或参考。

（4）研究工艺条件对显微组织的影响，通

铁碳合金的显微组织及分析-铸铁

摘要：在铁碳二元系中，含碳量大于2%的合金称为铸铁。铸铁具有较低的熔点、优良的铸造性能，生产工艺简单，成本低廉，是工程中最常用的金属材料之一。根据碳在铸铁中存在状态及形式的不同，可得到不同类型的铸铁。 关键词：石墨化；灰口铸铁；球墨铸铁；展性铸铁；麻口铁 0引言

铸铁为含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。根据碳在铸铁中得存在形式的不同，可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、蠕墨铸铁。

铸铁的生产工艺简单，成本低廉。因此在机械制造、冶金、国防工业等部门应用广泛。铸铁不仅可以用来制造强度和韧性要求都不高的一般部件，如机床机身、发动机气缸体等；还可以用来制造某些要求具备综合力学性能的重要零件如柴油机曲轴、汽车后桥等。 铸铁的组织视化学成分和冷却速度而异，当铸铁凝固的冷却速度足够大时，得到白口铸铁组织，随冷却速度减小，铸铁组织依次改变为麻口铸铁、珠光体灰口铸铁、珠光体铁素体

第25卷　第1期兵器材料科学与工程Vol.25　No.1

2002年　　1月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERING　Jan.　2002

添加剂对氧化铝陶瓷的烧结和显微结构的影响

吴振东,叶建东

(华南理工大学材料学院,广州510640)

Ξ

摘　要:在Al2O3中添加少量添加剂可以促进烧结,改善结构,提高性能。根据作用机理不同,添加剂分为两类:一类是在基体中生成液相,另一类是与Al2O3生成固溶体。关键词:氧化铝;添加剂;烧结;显微结构

中图分类号:TQ174.1　　文献标识码:A　　文章编号:1004—244X(2002)01—0068—05

　　氧化铝陶瓷具有硬度高、耐高温、耐磨、电绝缘、抗氧化、力学性能良好、原料蕴藏丰富、价格低廉等许多优点,是应用最早、最广泛的精细陶瓷。氧化铝有多种同质异构体,包括低温晶型γ-Al2O3、高温晶型及过渡晶型,其中α-Al2O3是热力学稳定相。氧化铝陶瓷的烧结,主要存在两方面的问题:一方面,由于Al2O3晶体自身阳离子电荷多,半径小,子键强的特点,导致其晶格能较大结温度高,例如,99达1700°C,尤其在中后期,,结构不均匀,甚至内部包裹封闭

二：铁碳合金的金相显微组织观察

一、 实验目的

1. 熟悉碳钢和白口铸铁在平衡状态下的显微组织；

2. 熟悉各种工业用铸铁的显微组织特征和石墨存在的不同形态；

3. 运用Fe-C和Fe-Fe3C双重相图分析各种铸铁的石墨化及显微组织形成过程； 4. 观察碳钢经不同热处理后的基本组织； 5. 了解热处理工艺对钢组织和性能的影响； 6. 熟悉碳钢几种典型热处理组织—马氏体M、屈氏体T、索氏体S、回火马氏体M回火、回火屈氏体T回火、回火索氏体S回火等组织的形态及特征。

二、 预习要求

复习有关铁碳相图和热处理原理的有关内容。

三、 实验所需仪器设备

金相显微镜、标准试样

四、 实验原理

2.1铁碳合金的平衡组织

Fe-Fe3C相图是研究碳钢和白口铸铁的重要工具，也是分析这些合金在平衡状态或接近平衡状态下显微组织的基础。根据Fe-Fe3C相图，含碳量小于2.11%的合金称为碳钢，含碳量大于2.11%的合金称为白口铸铁。虽然这些合金在室温下的组成相都是铁素体和渗碳体，但由于各相的形态、数量和分布不同，它们的显微组织有很大差异。图2-1给出了按组织分区的Fe-Fe3C相图。

图2-1 按组织分区的Fe-Fe3C相图

2.1.1 工业纯铁在退火状态下的

碳钢热处理后的显微组织观察与分析

实验目的 实验说明 实验内容 实验方法指导 实验报告要求 思考题 一：实验目的 (1)观察和研究碳钢经不同形式热处理后显微组织的特点。 (2)了解热处理工艺对碳钢硬度的影响。

二：实验说明 碳钢经热处理后的组织可以是接近平衡状态(如退火、正火)的组织，也可以是不平衡组织(如淬火组织)。因此在研究热处理后的组织时，不但要用铁碳相图，还要用钢的C曲线来分析。图1为共析碳钢的C曲线，图2为45钢连续冷却的CCT曲线。

图1 共析碳钢的c曲线

图2 45钢的CCT曲线

C曲线能说明在不同冷却条件下过冷奥氏体在不同温度范围内发生不同类型的转变过程及能得到哪些组织。 1．碳钢的退火和正火组织

亚共析碳钢(如40、45钢等)一般采用完全退火，经退火后可得接近于平衡状态的组织，其组织形态特征已在实验l中加以分析和观察(图3)过共析碳素工具钢(如T10、T12钢等)则

采用球化退火，T12钢经球化退火后，组织中的二次渗碳体和珠光体中的渗碳体都呈球状(或粒状)，图中均匀分散的细小粒状组

实验名称： 铁碳合金平衡组织的显微分析实验 实验类型： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、实验步骤与实验结果必填） 五、讨论、心得（必填）

一、实验目的

1.熟悉室温时碳钢与白口铸铁平衡状态下的平衡组织，明确成分、组织之间的关系； 2.熟悉金相显微镜的操作。

二、实验原理

在室温下铁碳合金的基本相是铁素体和渗碳体，不同碳含量的合金，在组织上差异仅是这两个基本相的相对量、形态及分布的不同。

(一)铁碳合金室温下基本组织组成物的显微组织特征 1.铁素体是碳溶于α-Fe的间隙固溶体。在室温下其溶碳量几乎等于零，所以其显微组织与纯铁相同，浸蚀后呈白色多边形晶粒，晶界呈黑色网络状。

2.渗碳体是具有复杂晶格结构的间隙化合物，其含碳量为6.69%。浸蚀后呈亮白色。

3.珠光体是铁素体和渗碳体组成的细密机械混合物。在平衡状态下，其含碳量为0.77%。珠光体有片层状和球状两种，片层状珠光体的显微组织不同的放大倍数下观察到的情况有所不同。

4.低温莱氏体是珠光体和渗碳体组成的机械混合物，在平衡状态下，其

实用标准文案

精彩文档钕铁硼材料的基本特性及其显微组织结构

（一）金属特性

烧结钕铁硼是固体，密度7.2—7.7g/cm3,熔点大约在1150摄氏度(微量元素的不同熔点也不同),是金属导体可电镀。

（二）强的永磁体

烧结钕铁硼的理论磁能积为64MGOe，饱和磁化强度为1.6T，而目前国内外批量化生产中最大的磁能积为52MGOe。

（三）按性能的不同可用于不同的温度

1、烧结钕铁硼按内禀矫顽力Hcj的不同可分为N料、M料、H料、SH料、UH料、EH料、AH料，按一定的长径比（L/D>0.5）和环境条件。

N料Hcj≥12KOe 最高使用温度为80℃

M料Hcj≥14KOe 最高使用温度为100℃

H料Hcj≥17KOe 最高使用温度为120℃

SH料Hcj≥20KOe 最高使用温度为150℃

UH料Hcj≥25KOe 最高使用温度为180℃

EH料Hcj≥30KOe 最高使用温度为200℃

实用标准文案

精彩文档AH料Hcj≥33KOe 最高使用温度为230℃

2、按剩磁Br和最大磁能积（BH）max的不同可分不同的牌号系列如：

N35 N38 N42 N45 N48 N50 N52等

35M 38M 40M 42M 45M 48M 50M 52M等

（四）物理量的概念和参数

1、居

实验一 铁碳合金平衡组织地显微分析及观察

一．实验目地

1．认识不同成分地铁碳合金在平衡状态下地组织形态. 2．加深理解铁碳合金地化学成分－组织－性能之间地关系.

3．分析含碳量对铁碳合金显微组织地影响. 二．实验原理

在金相显微镜下观察到地金属内部结构称为显微组织,平衡状态地显微组织是指合金在极为缓慢地冷却条件下所得到地组织.铁碳合金地平衡组织主要指碳钢和白口铸铁.从铁碳合金状态图上可以看出,所有碳钢和白口铸铁地室温均由铁素体（F）和渗碳体(Fe3C)这两个基本相所组成.但由于碳地质量分数不同,铁素体和渗碳体地相对数量.析出条件以及分布情况均有所不同,因而呈现出各种不同地组织状态. 在金相显微镜下铁碳合金地几种基本组织：

1．铁素体（F） 它是碳溶于α-Fe中地间隙固溶体.在金相显微镜观察为白色晶粒,亚共析钢中地铁素体呈块状分布,随着钢中含碳量地增加,铁素体数量减少,其形状也由多边形块状逐渐变成在珠光体边界呈断续网状分布.

2．渗碳体（Fe3C） 它是铁和碳形成地化合物,其碳地质量分数为6.69%,抗浸蚀能力较强,经3-5%硝酸酒精溶液浸市蚀后呈亮白色,若用苦味酸钠溶液浸

实验一 铁碳合金平衡组织地显微分析及观察

一．实验目地

1．认识不同成分地铁碳合金在平衡状态下地组织形态. 2．加深理解铁碳合金地化学成分－组织－性能之间地关系.

3．分析含碳量对铁碳合金显微组织地影响. 二．实验原理

在金相显微镜下观察到地金属内部结构称为显微组织,平衡状态地显微组织是指合金在极为缓慢地冷却条件下所得到地组织.铁碳合金地平衡组织主要指碳钢和白口铸铁.从铁碳合金状态图上可以看出,所有碳钢和白口铸铁地室温均由铁素体（F）和渗碳体(Fe3C)这两个基本相所组成.但由于碳地质量分数不同,铁素体和渗碳体地相对数量.析出条件以及分布情况均有所不同,因而呈现出各种不同地组织状态. 在金相显微镜下铁碳合金地几种基本组织：

1．铁素体（F） 它是碳溶于α-Fe中地间隙固溶体.在金相显微镜观察为白色晶粒,亚共析钢中地铁素体呈块状分布,随着钢中含碳量地增加,铁素体数量减少,其形状也由多边形块状逐渐变成在珠光体边界呈断续网状分布.

2．渗碳体（Fe3C） 它是铁和碳形成地化合物,其碳地质量分数为6.69%,抗浸蚀能力较强,经3-5%硝酸酒精溶液浸市蚀后呈亮白色,若用苦味酸钠溶液浸

2 0 1 3年

第3 4卷第 1期 2月

河南科技大学学报：自然科学版J o u r n a l o f He n a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y: Na t u r a l S c i e n c e

Vo 1 . 34 NO. 1

Fe b.

2 01 3

文章编号： 1 6 7 2— 6 8 7 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1— 0 0 0 5— 0 3

冷却速度对 4 2 Cr Mo A钢显微组织与硬度的影响龙松朋，周旭东，王云飞( 1 .河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳 4 7 1 0 2 3; 2 .中国一拖集团有限公司锻造厂，河南洛阳 4 7 1 0 0 4 )

摘要：在 G l e e b l e一 1 5 0 0 D热模拟机上，测定了 4 2 C r Mo A钢在不同冷却速度下连续冷却时的温度一膨胀量曲线，并用杠杆法计算了各相的相对含量；测定了不同冷速下相转变后的洛氏硬度值；对转变产物的组织形貌进行

了简单分析。研究结果表明：当冷却速度为 0 . 2~ 0 . 6℃/ s (组织为 F+P+B ),贝氏体含量