【材料課件】工程材料實驗指導

1、工程材料實驗指導工程材料實驗指導 金工教研室金工教研室/金工實驗室金工實驗室實驗一 金屬的顯微分析法 實驗?zāi)康模毫私饨鹣囡@微鏡的構(gòu)造、原理及使用規(guī)則；了解金相顯微鏡的構(gòu)造、原理及使用規(guī)則；掌握金相顯微試樣制備的基本操作方法。掌握金相顯微試樣制備的基本操作方法。實驗概述：金相分析是研究工程材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的主要方法金相分析是研究工程材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的主要方法金相顯微分析法：利用金相顯微鏡在專門制備的試金相顯微分析法：利用金相顯微鏡在專門制備的試樣上觀察材料的組織和缺陷的方法。樣上觀察材料的組織和缺陷的方法。 1.1.金相顯微鏡的構(gòu)造、原理及使用；金相顯微鏡的構(gòu)造、原理及使用； 2.2.金相顯微試

2、樣的制備方法。金相顯微試樣的制備方法。實驗概述： 金相分析實驗使用的主要儀器設(shè)備金相分析實驗使用的主要儀器設(shè)備 金相顯微鏡（金相顯微鏡（4XB型型 ） 金相顯微鏡（金相顯微鏡（4XC-TV型）型）實驗概述： 金相分析實驗使用的主要儀器設(shè)備金相分析實驗使用的主要儀器設(shè)備 切割機切割機 鑲嵌鑲嵌機機實驗概述： 金相分析實驗使用的主要儀器設(shè)備金相分析實驗使用的主要儀器設(shè)備拋光機（拋光機（PG-1型）型） 拋光機（拋光機（PG-2型）型）實驗概述： 1.金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的光學原理金相顯微鏡的光學原理實驗概述： 1.金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡

3、的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的構(gòu)造金相顯微鏡的構(gòu)造及功能及功能 光學系統(tǒng)光學系統(tǒng) 照明系統(tǒng)照明系統(tǒng) 調(diào)焦裝置調(diào)焦裝置 載物臺（樣品臺）載物臺（樣品臺） 孔徑光欄和視場光欄孔徑光欄和視場光欄 物鏡轉(zhuǎn)換器和物鏡物鏡轉(zhuǎn)換器和物鏡 目鏡筒及目鏡目鏡筒及目鏡 實驗概述： 1.金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的構(gòu)造及金相顯微鏡的構(gòu)造及功能功能(1)-燈泡燈泡 (2)-聚光鏡組聚光鏡組(3)- 聚光鏡組聚光鏡組 (4)-半透反光鏡半透反光鏡 (5)-輔助透鏡輔助透鏡 (6)-物鏡組物鏡組(7)-反光鏡反光鏡 (8)-孔徑光欄孔徑光欄 (9)-視場光欄視場光欄 (10)- 輔

4、助透鏡輔助透鏡(11)-棱鏡棱鏡 (12)-棱鏡棱鏡(13)-視場光欄視場光欄 (14)-目鏡目鏡實驗概述： 1.金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用金相顯微鏡的使用及注意事項金相顯微鏡的使用及注意事項顯微鏡的操作規(guī)程顯微鏡的操作規(guī)程顯微鏡使用注意事項顯微鏡使用注意事項 （詳見實驗指導書）（詳見實驗指導書）實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法 為了能夠在金相顯微鏡下真實地、清楚地觀察到為了能夠在金相顯微鏡下真實地、清楚地觀察到金屬內(nèi)部的顯微組織，需要精心地制備金相顯微試樣。金屬內(nèi)部的顯微組織，需要精心地制備金相顯微試樣。o金相試樣的制備過程主要步

5、驟有：金相試樣的制備過程主要步驟有：磨制拋光浸蝕鑲嵌取樣實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法本實驗金相試樣制備過程的步驟如下本實驗金相試樣制備過程的步驟如下: :磨制拋光浸蝕觀察砂紙磨拋光劑拋光機浸蝕劑吹風機酒精清洗水清洗水清洗吹干顯微鏡實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法取樣取樣下圖為常規(guī)取樣下圖為常規(guī)取樣左圖為試樣鑲嵌左圖為試樣鑲嵌實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法磨制磨制方式：方式： 手工磨和機械磨手工磨和機械磨工序：工序： 粗磨和細磨粗磨和細磨右圖右圖-試樣磨面上磨痕試樣磨面上磨痕 變化情況示意圖變化

6、情況示意圖 實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法磨制方法磨制方法l砂紙砂紙平鋪在平鋪在玻璃板玻璃板上，一手按住砂紙，另一手握住試樣，使試樣上，一手按住砂紙，另一手握住試樣，使試樣磨面朝下并與砂紙接觸，在磨面朝下并與砂紙接觸，在輕微壓力輕微壓力作用下作用下向前推行向前推行磨制。磨制。l磨制以磨制以“單程單向單程單向”方式重復進行。方式重復進行。l在調(diào)換下一號更細的砂紙時，應(yīng)將試樣上的磨屑和砂粒清除干凈，在調(diào)換下一號更細的砂紙時，應(yīng)將試樣上的磨屑和砂粒清除干凈，并使試樣的并使試樣的磨制方向調(diào)轉(zhuǎn)磨制方向調(diào)轉(zhuǎn)90。實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備

7、方法實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法拋光拋光目的：目的： 去除細磨時遺留下的細微磨痕，去除細磨時遺留下的細微磨痕，以獲得光亮而無磨痕的鏡面以獲得光亮而無磨痕的鏡面。方法：方法： 機械拋光機械拋光 電解拋光電解拋光 化學拋光化學拋光本實驗采用本實驗采用機械拋光機械拋光方法。方法。實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法操作：操作：1. 將試樣磨面均勻地、平整地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，將試樣磨面均勻地、平整地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，壓力不宜過大壓力不宜過大， 并沿盤的邊緣到中心不斷作徑向往復移動。并沿盤的邊緣到中心不斷作徑向往復移動。2.拋光拋光時間

8、不宜過長時間不宜過長，磨面上磨痕全部消除而呈，磨面上磨痕全部消除而呈光亮的鏡面光亮的鏡面后，即后，即 可停止拋光?？赏Ｖ箳伖?。3.拋光后的試樣用拋光后的試樣用水沖洗水沖洗干凈，然后進行浸蝕。干凈，然后進行浸蝕。實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法浸蝕浸蝕目的：目的： 使試樣磨面的顯微組織顯露出來，便于觀察分析。使試樣磨面的顯微組織顯露出來，便于觀察分析。 光滑鏡面在顯微鏡下只能看到一片光亮，除某些非金屬夾雜物、石光滑鏡面在顯微鏡下只能看到一片光亮，除某些非金屬夾雜物、石墨、孔洞、裂紋外，無法辨別出各種組織組成物及其形態(tài)特征。墨、孔洞、裂紋外，無法辨別出各種組織組成物

9、及其形態(tài)特征。方法：方法： 化學浸蝕法化學浸蝕法操作：操作： 1.將拋光好的試樣磨面用化學浸蝕劑進行一定時間浸蝕；將拋光好的試樣磨面用化學浸蝕劑進行一定時間浸蝕； 2.浸蝕后用酒精清洗浸蝕面，再用吹風機吹干浸蝕面及試樣整浸蝕后用酒精清洗浸蝕面，再用吹風機吹干浸蝕面及試樣整 體，隨后觀察。體，隨后觀察。實驗概述： 2.2.金相顯微試樣的制備方法金相顯微試樣的制備方法浸蝕浸蝕 浸蝕后試樣磨面浸蝕后試樣磨面就形成了凸凹不平的就形成了凸凹不平的表面，在顯微鏡下通表面，在顯微鏡下通過光線在磨面上各處過光線在磨面上各處的反射情況不同，顯的反射情況不同，顯現(xiàn)出各種不同的組織現(xiàn)出各種不同的組織結(jié)構(gòu)特征及形態(tài)。

10、結(jié)構(gòu)特征及形態(tài)。即能夠觀察到金屬的即能夠觀察到金屬的顯微組織。顯微組織。右圖為右圖為 單相組織和雙單相組織和雙相組織的顯微組織圖相組織的顯微組織圖實驗一 金屬的顯微分析法實驗設(shè)備及材料設(shè)備儀器有：設(shè)備儀器有： 光學金相顯微鏡、拋光機、電吹風機等。光學金相顯微鏡、拋光機、電吹風機等。實驗材料有：實驗材料有： 低碳鋼試樣，工業(yè)純鐵、低碳鋼試樣，工業(yè)純鐵、2020鋼、鋼、T8T8鋼、亞共鋼、亞共晶白口鑄鐵等顯微組織樣品，金相砂紙，拋晶白口鑄鐵等顯微組織樣品，金相砂紙，拋光粉，硝酸酒精溶液（含光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），），酒精，酒精，脫脂棉等。脫脂棉等。 實驗一 金屬的顯微分析法實驗內(nèi)容及

11、步驟 實驗前必須仔細閱讀實驗講義的有關(guān)內(nèi)容；實驗前必須仔細閱讀實驗講義的有關(guān)內(nèi)容；聽取實驗指導教師講解金相顯微鏡的構(gòu)造、使聽取實驗指導教師講解金相顯微鏡的構(gòu)造、使用方法等內(nèi)容，用方法等內(nèi)容，熟悉金相顯微鏡熟悉金相顯微鏡的構(gòu)造及其操的構(gòu)造及其操作規(guī)程；作規(guī)程；由實驗指導教師講解金相試樣制備的基本操作由實驗指導教師講解金相試樣制備的基本操作過程，過程，學生每人一塊試樣學生每人一塊試樣，進行，進行試樣制備試樣制備全過全過程的操作，直至制成合格的金相試樣；程的操作，直至制成合格的金相試樣；在金相顯微鏡下在金相顯微鏡下觀察所制備試樣的顯微組織觀察所制備試樣的顯微組織特特征，并用征，并用鉛筆描繪出畫鉛筆描

12、繪出畫。實驗一 金屬的顯微分析法實驗報告要求 在指定的報告紙上完成報告。注意：必須要寫明在指定的報告紙上完成報告。注意：必須要寫明實驗實驗名稱、實驗日期、學生姓名、學號及組別名稱、實驗日期、學生姓名、學號及組別。寫出實驗?zāi)康?；寫出實驗?zāi)康?；扼要描述光學金相顯微鏡的使用規(guī)程，扼要描述光學金相顯微鏡的使用規(guī)程，畫出顯微鏡的光學畫出顯微鏡的光學系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖；說明金相說明金相試樣制備的過程試樣制備的過程及其注意事項；及其注意事項；在報告紙上所給定的圓圈內(nèi)，用在報告紙上所給定的圓圈內(nèi)，用鉛筆鉛筆畫出所制備畫出所制備試樣的顯試樣的顯 微組織圖微組織圖，并注明試樣的，并注明試樣的材料、組織類別、浸蝕

13、劑及放大材料、組織類別、浸蝕劑及放大 倍數(shù)。倍數(shù)。報告上交日期：報告上交日期：實驗后下一周同一時間實驗后下一周同一時間。實驗二實驗二 碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的顯微組織顯微組織 一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康膐通過觀察，熟悉鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微通過觀察，熟悉鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織；組織；o了解并掌握鐵碳合金中的相及組織組成物的本了解并掌握鐵碳合金中的相及組織組成物的本質(zhì)、形態(tài)及分布特征；質(zhì)、形態(tài)及分布特征；o分析并掌握平衡狀態(tài)下鐵碳合金的組織和性能分析并掌握平衡狀態(tài)下鐵碳合金的組織和性能之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。實驗二實驗二 碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的碳鋼和鑄鐵在平衡

14、狀態(tài)下的顯微組織顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o觀察碳鋼和白口鑄鐵的平衡組織觀察碳鋼和白口鑄鐵的平衡組織o分析各種相組分和組織組成物的特征分析各種相組分和組織組成物的特征 o碳鋼：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼碳鋼：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼 o白口鑄鐵：亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、白口鑄鐵：亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、 過共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵 o相或組織：鐵素體、滲碳體、珠光體、萊氏體相或組織：鐵素體、滲碳體、珠光體、萊氏體 o區(qū)分：鐵素體與滲碳體、各種滲碳體區(qū)分：鐵素體與滲碳體、各種滲碳體o估算：亞共析鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)估算：亞共析鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳

15、鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織工業(yè)純鐵顯微組織工業(yè)純鐵顯微組織 亞共析鋼鋼的顯微組織亞共析鋼鋼的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 共析鋼的顯微組織共析鋼的顯微組織 過共析鋼鋼的顯微組織過共析鋼鋼的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o放大倍數(shù)對組織形態(tài)的應(yīng)影響放大倍數(shù)對組織形態(tài)的應(yīng)影響中倍下的珠光體中倍下的珠光體 高倍下的珠光體高倍下的珠光體二、實驗概述二、實驗概

16、述o鐵素體和滲碳體顯微鏡下的區(qū)別鐵素體和滲碳體顯微鏡下的區(qū)別 過共析鋼中的二次滲碳體過共析鋼中的二次滲碳體 亞共析鋼中的鐵素體亞共析鋼中的鐵素體二、實驗概述二、實驗概述p不同化學浸蝕劑對組織的影響不同化學浸蝕劑對組織的影響 T12T12鋼的顯微組織鋼的顯微組織4%4%硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液浸浸蝕的組織蝕的組織 堿性苦味酸鈉溶液堿性苦味酸鈉溶液浸浸蝕的組織蝕的組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 亞共晶白口鑄鐵顯微組織亞共晶白口鑄鐵顯微組織 共晶白口鑄鐵顯微組織共

17、晶白口鑄鐵顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織過共晶白口鑄鐵顯微組織過共晶白口鑄鐵顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 45鋼的顯微組織鋼的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 T8鋼的的顯微組織鋼的的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄

18、鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 T12 鋼的的顯微組織鋼的的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 亞共晶白口鑄鐵的顯微組織亞共晶白口鑄鐵的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 共晶白口鑄鐵的顯微組織共晶白口鑄鐵的顯微組織二、實驗概述二、實驗概述o各種各種碳鋼和白口鑄鐵的顯微碳鋼和白口鑄鐵的顯微組織組織 過共晶白口鑄鐵的顯微組織過共晶白口鑄鐵的顯微組織實驗二實驗二 碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的顯微組織顯微組織三、實驗儀器及材料三、實驗儀器及材料o主要儀器有：主要儀

19、器有： 光學金相顯微鏡光學金相顯微鏡o所用材料有：所用材料有： 20 20鋼、鋼、6565鋼、鋼、T8T8鋼、鋼、T12T12鋼、亞共晶白口鑄鋼、亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵的顯微鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵的顯微組織樣品組織樣品 各種碳鋼和白口鑄鐵的金相圖片。各種碳鋼和白口鑄鐵的金相圖片。 實驗二實驗二 碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的碳鋼和鑄鐵在平衡狀態(tài)下的顯微組織顯微組織四、實驗內(nèi)容與步驟四、實驗內(nèi)容與步驟o觀察各種觀察各種顯微組織顯微組織樣品，研究每個樣品的樣品，研究每個樣品的組織特征組織特征，并，并結(jié)合鐵碳相圖分析其組織形成過程。結(jié)合鐵碳相圖分析其組織形成過程。o用鉛筆繪出用鉛筆繪出指定指定6 6個樣品個樣品的顯微組織示意圖，并用箭頭的顯微組織示意圖，并用箭頭和代表符號標明各組織組成物。和代表符號標明各組織組成物。注意要點是：注意要點是：1.1.繪圖時要抓住各種組織組成物形態(tài)的特繪圖時要抓住各種組織組成物形態(tài)的特 征，用示意的方法去畫，而不必像照相似的征，用示意的方法去畫，而不必像照相似的 描繪其切實的形象。描繪其切實的形象。 2.2.繪制繪制組織示意圖組織示意圖一律用一律