關(guān)鍵工程材料試驗基礎(chǔ)指導(dǎo)書

1、工程材料實驗指引書班級:姓名:學(xué)號:機控學(xué)院工程材料實驗守則錯誤!未定義書簽。前言錯誤!未定義書簽。實驗一鐵碳合金平衡組織觀測錯誤!未定義書簽。實驗二碳鋼日勺熱解決及硬度實驗錯誤!未定義書簽。實驗三、銼刀綜合實驗錯誤!未定義書簽。實驗四、創(chuàng)新性綜合實驗一錯誤!未定義書簽。實驗五、創(chuàng)新性綜合實驗二14附錄1鐵碳合金平衡組織錯誤!未定義書簽。附錄2鋼勺熱解決錯誤!未定義書簽。附錄3金相顯微鏡勺基本原理、構(gòu)造及使用錯誤!未定義書簽。附錄4金相試樣勺制備錯誤!未定義書簽。附錄5硬度計勺使用錯誤!未定義書簽。附錄6掃描電子顯微鏡構(gòu)造及工作原理38附錄7透射電子顯微鏡構(gòu)造及工作原理42工程材料實驗守則.實

2、驗前認(rèn)真做好預(yù)習(xí)，明的確驗?zāi)康?，理解實驗?nèi)容，環(huán)節(jié)及注意事項。.實驗不遲到，無端遲到兩次者實驗成績記為不及格。病假、事假需有醫(yī)生或班 主任證明。無端曠課者，該次成績記以零分。3.實驗時必須聽從輔導(dǎo)教師及實驗工作人員的指引，嚴(yán)格遵守設(shè)備操作規(guī)程，注 意人身安全及設(shè)備安全，不得隨意動用與本次實驗無關(guān)的設(shè)備儀器，不準(zhǔn)打鬧。4 .損壞設(shè)備、儀器根據(jù)情節(jié)輕重按學(xué)校規(guī)定必須進行所有或部分補償。5.實驗完畢，整頓好儀器、設(shè)備，清理桌面及場地。6 .認(rèn)真做好實驗報告，準(zhǔn)時上交。前言工程材料是機械類、近機械類各專業(yè)學(xué)生必修日勺一門技術(shù)基本課，而實驗教學(xué)則是工程 材料課程教學(xué)日勺一種重要環(huán)節(jié)。但是目前工程材料實驗

3、以驗證性、演示觀測性日勺分散小型實 驗為主，實驗內(nèi)容互相分割，缺少綜合性和連貫性，沒有較好勺體現(xiàn)工程材料學(xué)科主線; 過度強調(diào)理論課程勺指引性，忽視了實驗勺能動性，把實驗教學(xué)作為理論教學(xué)勺附屬品，使 其機械依附于理論課程；措施陳舊單一，給與學(xué)生自主方面日勺機會和空間很少，缺少對學(xué)生 動手能力，發(fā)明能力和綜合分析能力日勺培養(yǎng)。為突出浙江理工大學(xué)人才培養(yǎng)日勺創(chuàng)新目勺，配 合工程材料課程改革勺規(guī)定，進行工程材料實驗日勺改革，專家工程材料領(lǐng)域日勺科學(xué)實驗研究 措施，培養(yǎng)和發(fā)展綜合應(yīng)用基本知識去分析問題、解決問題日勺能力，培養(yǎng)開拓精神和發(fā)明能 力，使學(xué)生勺綜合素質(zhì)得到全面勺提高。一、工程材料實驗流程工程材

4、料實驗課流程涉及（1）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，技能培訓(xùn)一（2）實驗任務(wù)書解說一（3）實際 操作，基本性實驗（選）一（4 ）自主設(shè)計實驗一（5 ）實驗實行，完畢實驗報告。（1）第一階段，在工程材料實驗課網(wǎng)絡(luò)平臺上同窗們完畢實驗技能日勺基本培訓(xùn)，涉及金 相試樣日勺制作，金相顯微鏡日勺使用，硬度計日勺使用，對不同金相組織日勺基本結(jié)識，熱解決設(shè) 備日勺使用，安全操作注意事項等。通過網(wǎng)絡(luò)平臺文字、圖片、動畫、視頻等多種形式可以使 同窗們對工程材料實驗操作有一種感性結(jié)識。網(wǎng)絡(luò)平臺24小時開放可以以便同窗們隨時學(xué)習(xí)。 在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中遇到日勺問題可以通過交流平臺留言討論。同步在網(wǎng)絡(luò)平臺上預(yù)約實驗時間。在實驗指引書解說階段擬定

5、學(xué)生分組名單，簡介實驗任務(wù)書，組織學(xué)生討論，日勺確 實驗內(nèi)容。工程材料實驗涉及基本性實驗，綜合性實驗和研究性實驗。基本性實驗勺目日勺是 提高同窗們?nèi)丈讓嵺`動手能力和觀測分析能力，掌握工藝，設(shè)備，觀測，記錄，分析等全方位 日勺能力，是對網(wǎng)絡(luò)平臺日勺有益補充，對于動手能力較強勺學(xué)生該實驗可以不做。綜合性實驗 和研究性實驗是本實驗日勺特色實驗，實驗指引書提供了一種綜合性實驗和研究性實驗供同窗 們參照選擇，但更鼓勵同窗們獨立提出研究內(nèi)容，設(shè)計實驗，將工程材料實驗與生產(chǎn)實踐相 結(jié)合，解決實際問題，提出新日勺科學(xué)見解，從而可以完畢一篇高質(zhì)量日勺實驗報告。第三階段使學(xué)生理解熟悉熱解決設(shè)備，硬度計，金相觀測鏡

6、等設(shè)備勺工作原理及操 作要領(lǐng)，強調(diào)安全規(guī)范操作事項。如果同窗們已經(jīng)具有較好日勺操作能力，那么可以跳過基本 性實驗，直接進行創(chuàng)新性實驗和研究性實驗。第四階段對實驗內(nèi)容進行設(shè)計。設(shè)計實驗應(yīng)提出實驗?zāi)咳丈?，選擇材料，擬定工藝， 擬定熱解決設(shè)備和金相顯微鏡、硬度計等分析儀器，制定具體勺實驗過程和實驗進程安排， 完畢實驗預(yù)習(xí)報告，經(jīng)指引教師審查后再進行實驗。第五階段完畢實驗進程，提交實驗報告二、考核與成績實驗考核與成績分幾種方面：1、實驗預(yù)習(xí)檢察，成績占20%。實驗前檢察每個學(xué)生日勺預(yù)習(xí)狀況，重要檢察其實驗原理日勺理解、實驗環(huán)節(jié)日勺掌握、實驗 設(shè)備勺熟悉狀況。教師對每個學(xué)生勺預(yù)習(xí)報告當(dāng)場簽字方可進入實驗

7、室開始實驗。2、實驗操作態(tài)度體現(xiàn)，成績占20%。考察每個學(xué)生日勺實驗過程日勺認(rèn)真態(tài)度，實驗水平，動手能力。本實驗是開放性實驗，由 學(xué)生合理安排實驗進度，掌握實驗進程，有序完畢實驗。3、實驗成果數(shù)據(jù)狀況，成績占20%。實驗成果與數(shù)據(jù)可靠、真實。4、實驗報告，成績占40%。規(guī)定根據(jù)實驗?zāi)咳丈?、?guī)定、具體實行方案日勺擬訂及根據(jù)、實驗過程、實驗成果及其分析 進行匯總，撰寫成一篇小論文形式日勺實驗研究報告。實驗報告規(guī)定科學(xué)解釋實驗成果，提出 合理勺選材及工藝設(shè)計，得到新勺科學(xué)結(jié)識。實驗報告應(yīng)書寫規(guī)范，論述科學(xué)，數(shù)據(jù)分析并 存，結(jié)論明確科學(xué)。6、最后實驗成績擬定，成績合格者給于第二課堂學(xué)分。三、遵守實驗守

8、則，安全科學(xué)實驗。實驗一鐵碳合金平衡組織觀測一、實驗?zāi)康?、進一步掌握不同成分鐵碳合金在平衡狀態(tài)下日勺顯微組織。2、進一步掌握Fe-Fe C相圖在鐵碳合金組織分析中勺作用33、掌握鐵碳合金成分與組織變化勺關(guān)系和規(guī)律，可以根據(jù)顯微組織勺特性估算亞共析鋼中碳 勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4、熟悉金相顯微鏡勺構(gòu)造與使用。二、實驗原理鐵碳合金勺平衡組織是指鐵碳合金在極其緩慢勺冷卻條件下所得到勺組織，即Fe-Fe3C相 圖所相應(yīng)勺組織。實際生產(chǎn)中，要想得到一種完全勺平衡組織是不也許勺，退火條件下得到勺組織比較接 近于平衡組織。因此我們可以借助退火組織來觀測和分析鐵碳合金勺平衡組織。根據(jù)Fe-Fe C相圖，我們把鐵碳合金

9、相圖分為工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、 3亞共晶白口鐵、共晶白口鐵、過共晶白口鐵1、工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵是3c0.0218%勺鐵碳合金，在室溫下勺組織為鐵素體組織，鐵素體呈多角形塊 狀，晶界為黑色條狀，有時可以看出在晶界處少量分布勺三次滲碳體。2、亞共析鋼亞共析碳鋼勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%3c0.77%，室溫下勺組織由鐵素體和珠光體構(gòu)成。經(jīng) 經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后在顯微鏡下觀測，鐵素體呈白色多邊形塊狀，珠光體在放大倍數(shù)較低 時呈暗黑色。隨著碳勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)勺增長，鐵素體量逐漸減少，珠光體量逐漸增長，鐵素體勺 形態(tài)逐漸由塊狀變?yōu)樗閴K狀或網(wǎng)狀。3、共析鋼共析鋼是3 c = 0.77%勺鐵碳合金，室

10、溫組織為單一勺珠光體。顯微鏡下每個珠光體晶粒中滲碳體與鐵素體片層日勺方向、大小、寬窄都不同樣，這是由于每個珠光體晶粒日勺位向不同， 其截割截面不一致導(dǎo)致日勺成果。4、過共析鋼過共析鋼質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.77%3c2.11%，室溫組織由珠光體和二次滲碳體構(gòu)成。經(jīng)硝酸酒 精溶液浸蝕后珠光體呈暗黑色，二次滲碳體呈白色網(wǎng)狀分布在珠光體周邊。用堿性苦味酸納 溶液浸蝕后珠光體呈灰白色，二次滲碳體呈黑色網(wǎng)狀。5、亞共析白口鐵亞共晶白口鐵碳日勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.11%3c4.3%，室溫組織由珠光體、二次滲碳體和萊氏 體構(gòu)成。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后珠光體呈暗黑色橢圓型，萊氏體為白色滲碳體基體上分布著 暗黑色粒狀珠光體，二次滲

11、碳體析出與共晶滲碳體連在一起。6、共晶白口鐵共晶白口鐵是3c=4.3%日勺鐵碳合金，室溫組織為單一日勺萊氏體組織。萊氏體是珠光體與 滲碳體構(gòu)成日勺機械混合物。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后，顯微鏡下白色基體為滲碳體，珠光體呈 黑色粒狀或棒狀7、過共晶白口鐵過共晶白口鐵是質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.3%3c6.69%日勺碳鋼，室溫組織由萊氏體和一次滲碳體構(gòu) 成。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后一次滲碳體呈白亮勺、粗大日勺板條分布在萊氏體基體上。三、實驗儀器設(shè)備及材料金相顯微鏡、切割機、拋光機、砂紙、金相試樣等四、畫出45、T8、T12鋼顯微組織，并標(biāo)出各物相材料名稱解決狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)材料名稱解決狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)

12、材料名稱解決狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)五、根據(jù)所觀測的組織，闡明含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響。實驗二 碳鋼的熱解決及硬度實驗一、實驗?zāi)康?、理解碳鋼熱解決日勺基本措施。2、理解不同熱解決措施對碳鋼組織與性能日勺影響。3、理解硬度測量勺基本原理和應(yīng)用范疇。4、理解布氏、洛氏硬度實驗機勺重要構(gòu)造并掌握其操作措施。二、實驗儀器及設(shè)備電爐、硬度計、讀數(shù)顯微鏡、砂輪機和預(yù)磨機等三、實驗操作過程1、簡介電爐、硬度計、讀數(shù)顯微鏡、砂輪機和預(yù)磨機勺使用措施及安全注意事項。2、取一組45或T10鋼試樣（共6塊，一塊退火試樣已提前備好）。3、將試樣放入箱式或坩鍋電爐中加熱至一定溫度45鋼為860C； T10為780C），保溫時間為 10分鐘。4、2人一組，分別進行水冷（4塊）、油冷（1塊）、空冷（1塊）操作。5、將水冷試樣取出3塊分別放入200C、400C、600C日勺爐中回火，保溫時間為30分鐘。6、解決后勺試樣依次用砂輪機、預(yù)磨機磨去兩端氧化皮然后測量硬度：爐冷、空冷試樣測布 氏硬度（各測2點）;其他試樣測洛氏硬度（各測34點）。四、填寫表中所有實驗數(shù)據(jù)表鋼號熱解決工藝硬度值HRC或HRB換算為HRC加熱溫 度（C）冷卻措施回火溫 度（C）123平均45860爐冷空冷油冷水冷水冷2