金相組織觀察實驗報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)金相組織觀察實驗報告篇一：金相試樣制備試驗報告金相試樣的制備一、實驗?zāi)康模?）了解金相顯微試樣制備原理，熟悉金相顯微試樣的制備過程。（2）初步掌握金相顯微試樣的制備方法。二、實驗原理金相試樣制備金相試樣制備過程一般包括：取樣、粗磨、細磨、拋光和浸蝕五個步驟。1.取樣從需要檢測的金屬材料和零件上截取試樣稱為取樣。取樣的部位和磨面的選擇必須根據(jù)分析要求而定。截取方法有多種，對于軟材料可以用鋸、車、刨等方法；對于硬材料可以用砂輪切片機或線切割機等切割的方法，對于硬而脆的材料可

2、以用錘擊的方法。無論用哪種方法都應(yīng)注意，盡量避免和減輕因塑性變形或受熱引起的組織失真現(xiàn)象。試樣的尺寸并無統(tǒng)一規(guī)定，從便于握持和磨制角度考慮，一般直徑或邊長為1520mm，高為1218mm比較適宜。對那些尺寸過小、形狀不規(guī)則和需要保護邊緣的試樣，可以采取鑲嵌或機械夾持的辦法。金相試樣的鑲嵌，是利用熱塑性塑料(如聚氯乙烯)，熱凝性塑料(如膠木粉)以及冷凝性塑料(如環(huán)氧樹脂+固化劑)作為填料進行的。前兩種屬于熱鑲填料，熱鑲必須在專用設(shè)備一鑲嵌機上進行。第三種屬于冷鑲填料，冷鑲方法不需要專用設(shè)備，只將適宜尺寸(約l520mm)的鋼管、塑料管或紙殼管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，試樣置于管內(nèi)待磨面朝下倒

3、入填料，放置一段時間凝固硬化即可。2.粗磨粗磨的目的主要有以下三點：1)修整有些試樣，例如用錘擊法敲下來的試樣，形狀很不規(guī)則，必須經(jīng)過粗磨，修整為規(guī)則形狀的試樣；2)磨平無論用什么方法取樣，切口往往不十分平滑，為了將觀察面磨平，同時去掉切割時產(chǎn)生的變形層，必須進行粗磨；3)倒角在不影響觀察目的的前提下，需將試樣上的棱角磨掉，以免劃破砂紙和拋光織物。黑色金屬材料的粗磨在砂輪機上進行，具體操作方法是將試樣牢牢地捏住，用砂輪的側(cè)面磨制。在試樣與砂輪接觸的一瞬間，盡量使磨面與砂輪面平行，用力不可過大。由于磨削力的作用往往出現(xiàn)試樣磨面的上半部分磨削量偏大，故需人為地進行調(diào)整，盡量加大試樣下半部分的壓力，

4、以求整個磨面均勻受力。另外在磨制過程中，試樣必須沿砂輪的徑向往復(fù)緩慢移動，防止砂輪表面形成凹溝。必須指出的是，磨削過程會使試樣表面溫度驟然升高，只有不斷地將試樣浸水冷卻，才能防止組織發(fā)生變化。砂輪機轉(zhuǎn)速比較快，一般2850r/min，工作者不應(yīng)站在砂輪的正前方，以防被飛出物擊傷。操作時嚴禁戴手套，以免手被卷入砂輪機。3.細磨粗磨后的試樣，磨面上仍有較粗較深的磨痕，為了消除這些磨痕必須進行細磨。細磨，可分為手工磨和機械磨兩種。（1）手工磨手工磨是將砂紙鋪在玻璃板上，左手按住砂紙，右手握住試樣在砂紙上作單向推磨。金相砂紙由粗到細分許多種，其規(guī)格可參考表2-1。表2-1常用金相砂紙的規(guī)格金相砂紙編號

5、粒度序號砂粒尺寸/01m282820XXm20201403m14141004m1010705m77506m553.5表中為多數(shù)廠家所用編號，目前沒有統(tǒng)一規(guī)格用砂輪粗磨后的試樣，要依次由01號磨至05號(或06號)。操作時必須注意：1)加在試樣上的力要均勻，使整個磨面都能磨到；2)在同一張砂紙上磨痕方向耍一致，并與前一道砂紙磨痕方向垂直。待前一道砂紙磨痕完全消失時才能換用下一道砂紙。3)每次更換砂紙時，必須將試樣、玻璃板清理干凈，以防將租砂粒帶到細砂紙上。4)磨制時不可用力過大，否則一方面因磨痕過深增加下一道磨制的困難，另一方面因表面變形嚴重影響組織真實性。5)砂紙的砂粒變鈍磨削作用明顯下降時，

6、不宜繼續(xù)使用，否則砂粒在金屬表面產(chǎn)生的滾壓會增加表面變形。6)磨制銅、鋁及其合金等軟材料時，用力更要輕，可同時在砂紙上滴些煤油，以防脫落砂粒嵌入金屬表面。（2）機械磨目前普遍使用的機械磨設(shè)備是預(yù)磨機。電動機帶動鋪著水砂紙的圓盤轉(zhuǎn)動，磨制時，將試樣沿盤的徑向來回移動，用力要均勻，邊磨邊用水沖。水流既起到冷卻試樣的作用，又可以借助離心力將脫落砂粒、磨屑等不斷地沖到轉(zhuǎn)盤邊緣。機械磨的磨削速度比手工磨制快得多，但平整度不夠好，表面變形層也比較嚴重。因此要求較高的或材質(zhì)較軟的試樣應(yīng)該采用手工磨制。4.拋光拋光的目的是去除細磨后遺留在磨面上的細微磨痕，得到光亮無痕的鏡面。拋光的方法有機械拋光、電解拋光和化

7、學(xué)拋光三種，其中最常用的是機械拋光。機械拋光在拋光機上進行，將拋光織物(粗拋常用帆布，精拋常用毛呢)用水浸濕、鋪平、繃緊并固定在拋光盤上。啟動開關(guān)使拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動，將適量的拋光液(氧化鋁、氧化鉻或氧化鐵拋光粉加水的懸浮液)滴灑在盤上即可進行拋光，拋光時應(yīng)注意：1)試樣沿盤的徑向往返緩慢移動，同時逆拋光盤轉(zhuǎn)向自轉(zhuǎn)，待拋光快結(jié)束時作短時定位輕拋。2)在拋光過程中，要經(jīng)常滴加適量的拋光液或清水，以保持拋光盤的濕度，如發(fā)現(xiàn)拋光盤過臟或帶有粗大顆粒時，必須將其沖刷干凈后再繼續(xù)使用。3)拋光時間應(yīng)盡量縮短，不可過長，為滿足這一要求可分粗拋和精拋兩步進行。4拋有色金屬(如銅、鋁及其合金等)時，最好在拋光盤

8、上涂少許肥皂或滴加適量的肥皂水。機械拋光與細磨本質(zhì)上都是借助磨料尖角銳利的刃部，切去試樣表面隆起的部分。拋光時，拋光織物纖維帶動稀疏分布的極微細的磨料顆粒產(chǎn)生磨削作用，將試樣拋光。目前，人造金剛石研磨膏(最常用的有w0.5w1.0w15w25w3.5五種規(guī)格的溶水性研磨膏)代替拋光液，正得到日益廣泛的應(yīng)用。用極少的研磨膏均勻涂在拋光織物上進行拋光，拋光速度快，質(zhì)量也好。5.浸蝕拋光后的試樣在金相顯微鏡下觀察，只能看到光亮的磨面，如果有劃痕、水跡或材料中的非金屬夾雜物、石墨以及裂紋等也可以看出來，但是要分析金相,組織還必須進行浸蝕。浸蝕的方法有多種，最常用的是化學(xué)浸蝕法，利用浸蝕劑對試樣的化學(xué)溶

9、解和電化學(xué)浸蝕作用將組織顯露出來。純金屬(或單相均勻固溶體)的浸蝕基本上為化學(xué)溶解過程。位于晶界處的原子和晶粒內(nèi)部原子相比，自由能較高，穩(wěn)定性較差，故易受浸蝕形成凹溝。晶粒內(nèi)部被浸蝕程度較輕，大體上仍保持原拋光平面。在明場下觀察，可以看到一個個晶粒被晶界(黑色網(wǎng)絡(luò))隔開。如圖1-19b所示。如浸蝕較深，還可以發(fā)現(xiàn)各個晶粒明暗程度不同的現(xiàn)象，如圖1-19d所示。這是因為每個晶粒原子排列的位向不同，浸蝕后，以最密排面為主的外露面與原拋光面之間傾斜程度不同的緣故。兩相合金的浸蝕與單相合金不同，它主要是一個電化學(xué)浸沒過程，在相同的浸蝕條件下，具有較高負電位的相(微電池陽極)被迅速溶解凹陷下去；具有較高

10、正電位的相(微電池陰極)在正常電化學(xué)作用下不被浸蝕，保持原有的光滑平面。結(jié)果產(chǎn)生了兩相之間的高度差。以共析碳鋼層狀珠光體浸蝕為例，層狀珠光體是鐵素體與滲碳體相間隔的層狀組織浸蝕過程中，因鐵素體具有較高的負電位而被溶解，滲碳體因具有較高的正電位而被保護，另外在兩相交界處鐵素體一側(cè)因被嚴重浸蝕形成凹溝。這樣在顯微鏡下可以看到滲碳體周圍有一黑圈，顯示出兩相的存在。多相合金的浸蝕，同樣也是一個電化學(xué)溶解過程，原理與兩相合金相同。但多相合金的組成相比較復(fù)雜，用一種浸蝕劑來顯示多種相是難以作到的，只有采用選擇浸蝕法及薄膜浸蝕法等專門方法才行。化學(xué)浸蝕的方法雖然很簡單，但是只有認真對待才能制備出高質(zhì)量的試樣

11、。將拋光后的試樣用水沖洗同時用脫脂棉擦凈磨面，然后用濾紙吸去磨面上過多的水，吹干后用顯微鏡檢查磨面上是否有道痕、水跡等。同時證明未經(jīng)過浸蝕的試樣是無法分析組織的。經(jīng)檢查后合格的試樣可以放在浸蝕劑中，拋光面朝上，不斷觀察表面顏色的變化。這是浸蝕法。也可以用沾有浸蝕劑的棉花輕輕擦拭拋光面，觀察表面顏色的變化。此為擦蝕法。待試樣表面被浸蝕得略顯灰暗時即刻取出，用流動水沖洗后在浸蝕面上滴些酒精，再用濾紙吸去過多的水和酒精，迅速用吹風(fēng)機吹干，完成整個制備試樣的過程。三、實驗內(nèi)容1)按粗磨細磨機械拋光浸蝕的步驟制備金相試樣；2)對比觀察浸蝕前，浸蝕后試樣的金相形貌。四、實驗材料及設(shè)備待磨試樣、砂輪機、金相

12、砂紙及玻璃板、拋光機、拋光液、吹風(fēng)機、浸蝕劑、酒精、夾子、脫脂棉、吸水紙。五、實驗步驟1）磨樣領(lǐng)取待磨試梓，用砂輪機粗磨，用金相砂紙細磨，進行機械拋光；2)浸蝕前觀察對拋光后洗凈，吹干的試樣進行浸蝕前的檢查；3)浸蝕將拋光合格的試樣置于浸蝕劑中浸蝕；4)觀察金相組織對浸蝕后的試樣進行觀察，聯(lián)系化學(xué)浸蝕原理對組織形態(tài)進行分析。如浸蝕程度過淺，可重新浸蝕；若過深，待重新拋光后才能浸蝕；若變形層嚴重，反復(fù)拋光一浸蝕12次后再觀察組織清晰度的變化。六、實驗結(jié)果1.將45鋼的金相試樣至于顯微鏡下，描繪出45鋼的平衡組織？2.簡述金相制備的步驟及過程？篇二：鋼的熱處理后的組織觀察與分析實驗報告鋼的熱處理后

13、的組織觀察與分析實驗報告一、實驗?zāi)康?、觀察熱處理后鋼的組織及其變化；2、研究加熱溫度、冷卻速度、回火溫度對碳鋼性能的影響二、實驗原理（一）鋼的熱處理工藝鋼的熱處理就是通過加熱、保溫和冷卻三個步驟來改變其內(nèi)部組織，而獲得所需性能的一種加工工藝。淬火、回火是鋼件的重要熱處理工藝。所謂淬火就是將鋼件加熱到Ac或Ac1以上，保溫后放入放入各種不同的冷卻介質(zhì)中快速冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理操作。（1）淬火加熱溫度：根據(jù)FeFe3c相圖確定，如圖1所示。對亞共析鋼，其加熱溫度為Ac3十3050，淬火后的組織為均勻細小的馬氏體。如果加熱溫度不足(如低于Ac3)，則淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體，造成淬火后硬度

14、不足。對于共析鋼、過共析鋼其加熱溫度為Ac13050，淬火后的組織為隱晶馬氏體與粒狀二次滲碳體。未溶的粒狀二次滲碳體可以提高鋼的硬度和耐磨性。過高的加熱溫度(如高于Acm)，會因得到粗大的馬氏體，過多的殘余A而導(dǎo)致硬度和耐磨性的下降，脆性增。（2）回火溫度：回火溫度決定于要求的組織及性能。按加熱溫度不同，回火可分為三類：低溫回火：在150250(:金相組織觀察實驗報告)回火，所得組織為回火馬氏體。硬度約為hRc5760，其目的是降低淬火應(yīng)力，減少鋼的脆性并保持鋼的高硬度。一般用于切削工具、量具、滾動軸承以及滲碳和氰化件。中溫回火：在3505000c回火，所得組織為回火屈氏體，硬度約為hRc40

15、48，其目的是獲得高的彈性極限，同時有高的韌性。因此它主要用于各種彈簧及熱鍛模。高溫回火：在500650；回火，所得組織為回火索氏體，硬度約為hRc2535。其目的是獲得既有一定強度、硬度，又有良好的沖擊韌性的綜合機械性能，常把淬火后經(jīng)高溫回火的處理稱力調(diào)質(zhì)處理，因此一般用于各種重要零件，如柴油機連扦螺栓，汽車半軸以及機床主軸等。2、保溫時間的確定為了使鋼件內(nèi)外各部分溫度均勻一致，并完成組織轉(zhuǎn)變，使碳化物溶解和奧氏體成分均勻化，就必須在淬火加熱溫度下保溫一定時間。通常將鋼件升溫和保溫所需的時間計算在一起，稱為加熱時間。3、冷卻速度的影響冷卻是淬火的關(guān)鍵工序，一方面冷卻速度耍大于臨界冷卻速度，以

16、保證得到馬氏體，另一方面又希望冷卻速度不要太大，以減小內(nèi)應(yīng)力，避免變形和開裂，為此，根據(jù)c曲線考慮，淬火工件必須在過冷奧氏體最不穩(wěn)定溫度范圍(650550)進行快冷，以超過臨界冷卻速度，而在ms(300200)點以下，盡可能慢冷以減少內(nèi)應(yīng)力。為保證淬火質(zhì)量，應(yīng)適當(dāng)選用淬火介質(zhì)和淬火方法。三、實驗設(shè)備和材料（1）數(shù)碼顯微鏡、圖像采集系統(tǒng)、預(yù)磨機、拋光機、熱處理爐、硬度計、砂輪機等；（2）金相砂紙、水砂紙、拋光布、研磨膏等；（3）熱處理試樣一套。三、實驗內(nèi)容各樣品鋼經(jīng)過不同的熱處理工藝后，在硝酸酒精溶液的腐蝕后，在顯微鏡下觀察其組織。1、45鋼860爐冷x400倍2、45鋼860空冷x2003、4

17、5鋼860油冷x4004、45鋼860水冷+600回火x2005、45鋼860水冷x4007、T12水冷+低溫回火x4006、45鋼750水冷x4009、T水冷x40011、20#910空冷x40013、20crmo空冷x40010、T油冷x40012、20#910鹽水冷x40014、65mn等溫淬火x40015、65mn等溫淬火x400四、思考題1、45鋼淬火后硬度不足，如何用金相分析來斷定是淬火加熱溫度不足還是冷卻速度不夠？答：根據(jù)馬氏體組織級別來判斷，等級高說明溫度不足，等級低說明速度不夠。2、45鋼調(diào)制處理得到組織和T12球化得到的組織在本質(zhì)、形態(tài)、性能和用途上有何差異？答：45#鋼調(diào)質(zhì)得到的組織為回火索氏體既鐵素體基體上分布著顆粒狀碳化物?；鼗鹚魇象w綜合機械性能最好，強度，塑性，韌性和硬度都較好，適合做機械構(gòu)件。T12球化退火