工程材料实验指导

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程材料实验指导,金工教研室/金工实验室,实验,一,金属的显微分析法,实验目的：,了解金相显微镜的构造、原理及使用规则；,掌握金相显微试样制备的基本操作方法。,实验概述,：,金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法。,1.,金相显微镜的构造、原理及使用；,2.,金相显微试样的制备方法。,实验概述,：,金相分析实验使用的主要仪器设备,金相显微镜（4XB型）金相显微镜（4XC-TV型）,实验概述,：,金相分析实验使用的主要仪器设备,切

2、割机 镶嵌机,实验概述,：,金相分析实验使用的主要仪器设备,抛光机（PG-1型）抛光机（PG-2型）,实验概述,：,1.,金相显微镜的原理、构造及使用,金相显微镜的光学原理,实验概述,：,1.,金相显微镜的原理、构造及使用,金相显微镜的构造及功能,光学系统,照明系统,调焦装置,载物台（样品台）,孔径光栏和视场光栏,物镜转换器和物镜,目镜筒及目镜,实验概述,：,1.,金相显微镜的原理、构造及使用,金相显微镜的构造及功能,(1)-,灯泡,(2)-,聚光镜组,(3)-,聚光镜组,(4)-,半透反光镜,(5)-,辅助透镜,(6)-,物镜组,(7)-,反光镜,(8)-,孔径光栏,(9)-,视场光栏,(1

3、0)-,辅助透镜,(11)-,棱镜,(12)-,棱镜,(13)-,视场光栏,(14)-,目镜,实验概述,：,1.,金相显微镜的原理、构造及使用,金相显微镜的使用及注意事项,显微镜的操作规程,显微镜使用注意事项,（详见实验指导书）,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到,金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。,金相试样的制备过程主要步骤有：,磨制,抛光,浸蚀,镶嵌,取样,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,本实验金相试样制备过程的步骤如下,:,磨制,抛光,浸蚀,观察,砂纸磨,抛光剂,抛光机,浸蚀剂,吹风机,酒精清洗,水清洗,水清洗,吹

4、干,显微镜,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,取样,下图为常规取样,左图为试样镶嵌,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,磨制,方式：,手工磨和机械磨,工序：,粗磨和细磨,右图,-,试样磨面上磨痕,变化情况示意图,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,磨制方法,砂纸,平铺在,玻璃板,上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸接触，在,轻微压力,作用下,向前推行,磨制。,磨制以“,单程单向,”方式重复进行。,在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并使试样的,磨制方向调转,90,。,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,实验概述,：,2.金相显

5、微试样的制备方法,抛光,目的：,去除细磨时遗留下的细微磨痕，,以获得光亮而无磨痕的镜面,。,方法：,机械抛光,电解抛光,化学抛光,本实验采用,机械抛光,方法。,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,操作：,1.,将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，,压力不宜过大,，,并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。,2.,抛光,时间不宜过长,，磨面上磨痕全部消除而呈,光亮的镜面,后，即,可停止抛光。,3.,抛光后的试样用,水冲洗,干净，然后进行浸蚀。,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,浸蚀,目的：,使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。,光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某

6、些非金属夹杂物、石墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。,方法：,化学浸蚀法,操作：,1.,将抛光好的试样磨面用化学浸蚀剂进行一定时间浸蚀；,2.,浸蚀后用酒精清洗浸蚀面，再用吹风机吹干浸蚀面及试样整,体，随后观察。,实验概述,：,2.金相显微试样的制备方法,浸蚀,浸蚀后试样磨面,就形成了凸凹不平的,表面，在显微镜下通,过光线在磨面上各处,的反射情况不同，显,现出各种不同的组织,结构特征及形态。,即能够观察到金属的,显微组织。,右图为 单相组织和双,相组织的显微组织图,实验,一,金属的显微分析法,实验设备及材料,设备仪器有：,光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。,实验材料有：

7、,低碳钢试样，工业纯铁、,20,钢、,T8,钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛光粉，硝酸酒精溶液（含,4%,HNO,3,），,酒精，脱脂棉等。,实验,一,金属的显微分析法,实验内容及步骤,实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；,听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容，,熟悉金相显微镜,的构造及其操作规程；,由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作过程，,学生每人一块试样,，进行,试样制备,全过程的操作，直至制成合格的金相试样；,在金相显微镜下,观察所制备试样的显微组织,特征，并用,铅笔描绘出画,。,实验,一,金属的显微分析法,实验报告要求,在指定的报告纸上完成报告。注

8、意：必须要写明,实验名称、实验日期、学生姓名、学号及组别,。,写出实验目的；,扼要描述光学金相显微镜的使用规程，,画出显微镜的光学系统示意图,；,说明金相,试样制备的过程,及其注意事项；,在报告纸上所给定的圆圈内，用,铅笔,画出所制备,试样的显,微组织图,，并注明试样的,材料、组织类别、浸蚀剂及放大,倍数。,报告上交日期：,实验后下一周同一时间,。,实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织,一、实验目的,通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织；,了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；,分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。,实验二 碳钢和铸铁在平衡状态

9、下的显微组织,二、实验概述,观察碳钢和白口铸铁的平衡组织,分析各种相组分和组织组成物的特征,碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢,白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、,过共晶白口铸铁,相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体,区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体,估算：亚共析钢中碳的质量分数,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,工业纯铁显微组织 亚共析钢钢的显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,共析钢的显微组织 过共析钢钢的显微组织,二、实验概述,放大倍数对组织形态的应影

10、响,中倍下的珠光体 高倍下的珠光体,二、实验概述,铁素体和渗碳体显微镜下的区别,过共析钢中的二次渗碳体 亚共析钢中的铁素体,二、实验概述,不同化学浸蚀剂对组织的影响,T12,钢的显微组织,4%,硝酸酒精溶液,浸,蚀的组织 碱性苦味酸钠溶液,浸,蚀的组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,亚共晶白口铸铁显微组织 共晶白口铸铁显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,过共晶白口铸铁显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,工业纯铁,二、实验概述,各种,碳钢和

11、白口铸铁的显微,组织,45钢的显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,T8钢的的显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,T12,钢的的显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,亚共晶白口铸铁的显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,共晶白口铸铁的显微组织,二、实验概述,各种,碳钢和白口铸铁的显微,组织,过共晶白口铸铁的显微组织,实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织,三、实验仪器及材料,主要仪器有：,光学金相显微镜,所用材料有：,20钢、65钢、T8钢、T12钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的显微组织样品,

12、各种碳钢和白口铸铁的金相图片。,实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织,四、实验内容与步骤,观察各种,显微组织,样品，研究每个样品的,组织特征,，并结合铁碳相图分析其组织形成过程。,用铅笔绘出,指定6个样品,的显微组织示意图，并用箭头和代表符号标明各组织组成物。,注意要点是：1.,绘图时要抓住各种组织组成物形态的特,征，用示意的方法去画，而不必像照相似的,描绘其切实的形象。,2.,绘制,组织示意图,一律用,铅笔,，黑白颜色应与真实组织相对应，不能以黑代白或以白代黑。,3.绘制组织图,必须在,实验室内完成,。,分析一个未知试样。指出它是何种钢，是什么组织，估算出大致的碳质量含量。,实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织,五、实验报告要求,在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明,实,验名称、实验日期、学生姓名、学号及组别,。,写出实验目的；,在报告纸上所,给定的圆圈,内，用,铅笔,画出,指定6个样品,的显微组织示意图。并用箭头和代表符号标明,各组织组成物,，同时注明,样品成分、组织类别、浸蚀剂和放大倍数,等；,根据所观察的组织，说明碳含量对铁碳合金的组织和性能影响的大致规律；,通过观察估测,未知试样,组织中,珠光体所占的面积,，利用估算公式计算未知,试样的碳质量分数,。,报告上交日期：,实验后下一周同一时间,。,