工程材料及熱處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

PAGEPAGE10工程材料及熱處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材成都大學(xué)工業(yè)制造學(xué)院目錄實(shí)驗(yàn)一鐵碳合金平衡組織觀察 3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具 3三、實(shí)驗(yàn)原理 3四、實(shí)驗(yàn)步驟 4五、思考題 4實(shí)驗(yàn)二碳鋼的熱處理及硬度實(shí)驗(yàn) 5一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具 5三、實(shí)驗(yàn)原理 5四、實(shí)驗(yàn)步驟 6五、思考題 6實(shí)驗(yàn)三鐵碳合金非平衡組織觀察 7一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?7二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具 7三、實(shí)驗(yàn)原理 7四、實(shí)驗(yàn)步驟 8五、思考題 8實(shí)驗(yàn)四、常用金屬材料的金相組織觀察 9一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具 9三、實(shí)驗(yàn)原理 9四、實(shí)驗(yàn)步驟 10五、思考題 10實(shí)驗(yàn)一鐵碳合金平衡組織觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解鐵碳合金中的相和組織組成物的形態(tài)及分布特征；2.觀察和分析不同成分的鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織；3.掌握鐵碳合金成分與組織變化的關(guān)系和規(guī)律，能夠根據(jù)顯微組織的特征估算亞共析鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；4.熟悉金相顯微鏡的結(jié)構(gòu)與使用；5.了解金相試樣的制備。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1.金相顯微鏡；2.金相試樣。三、實(shí)驗(yàn)原理金相顯微鏡是依靠光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)放大作用的，其基本原理如圖1-1所示。光學(xué)系統(tǒng)主要包括物鏡、目鏡及一些輔助光學(xué)零件。對(duì)著被觀察物體AB的一組透鏡叫物鏡O1；對(duì)著眼睛的一組透鏡叫目鏡O2。光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)可達(dá)1600-2000倍。當(dāng)被觀察物體AB置于物鏡前焦點(diǎn)略遠(yuǎn)處時(shí)，物體的反射光線穿過物鏡經(jīng)折射后，得到一個(gè)放大的倒立實(shí)現(xiàn)A1B1（稱為中間象）。若A1B1處于目鏡焦距之內(nèi)，則通過目鏡觀察到的物象是經(jīng)目鏡再次放大了的虛像A1’B1’。由于正常人眼觀察物體時(shí)最適宜的距離是250mm（稱為明視距離），因此在顯微鏡設(shè)計(jì)上，應(yīng)讓虛像A1’B1’正好落在距人眼250mm處，以使觀察到的物體影像最清晰。圖1-1金相顯微鏡的光學(xué)放大原理示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)觀察要求選配物鏡和目鏡，并安裝到相應(yīng)位置；2.將顯微鏡照明系統(tǒng)的電源插入低壓變壓器插孔中，接通電源；3.將金相試樣放在載物臺(tái)中心，如需要固定應(yīng)當(dāng)用載物臺(tái)上的固定裝置進(jìn)行固定；4.進(jìn)行調(diào)焦：調(diào)焦過程是首先通過粗動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)使試樣與物鏡之間達(dá)到一定成像的距離(物鏡與試樣不能接觸)，然后通過微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)進(jìn)一步精確調(diào)焦，使成像達(dá)到最佳；5.根據(jù)觀察試樣的要求，適當(dāng)調(diào)節(jié)孔徑光欄和視場(chǎng)光欄，以獲得最好的物像效果；6.將要觀察的試樣20,45,T8,T12,共晶,亞共晶,過共晶等逐一觀察,并畫出要求的試樣的顯微組織。五、思考題1.什么是平衡組織，有絕對(duì)的平衡組織嗎？2.20、45都屬于亞共析成分，其區(qū)別在哪里，顯微組織上有反映嗎？實(shí)驗(yàn)二碳鋼的熱處理及硬度實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉碳鋼熱處理的基本方法；2.了解不同熱處理方法對(duì)碳鋼組織與性能的影響；3.掌握硬度測(cè)量的基本原理和應(yīng)用范圍；4.了解布氏、洛氏硬度計(jì)的主要結(jié)構(gòu)并掌握其操作方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1.加熱爐；2.硬度機(jī)；3.熱處理試樣。三、實(shí)驗(yàn)原理鐵碳合金熱處理過程中加熱、保溫、冷卻的方式，時(shí)間對(duì)材料組織有著巨大的影響，不同的處理方式可以得到不同組織，其力學(xué)性能尤其是硬度也就不同。故可以嘗試不同的加熱溫度，冷卻方式，回火溫度得到不同的組織，并測(cè)試其硬度加以驗(yàn)證。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.介紹電爐、硬度機(jī)的使用方法及安全注意事項(xiàng)；2.取一組45或T10鋼試樣(共7塊，其中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860℃；T10為780℃)，保溫時(shí)間為10分鐘；4.2人一組，分別進(jìn)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200℃、400℃、600℃的爐火中回火，保溫時(shí)間為30分鐘；6.熱處理后的試樣依次用砂輪機(jī)、預(yù)磨機(jī)磨去兩端氧化皮,然后測(cè)量硬度:爐冷、空冷試樣測(cè)布氏硬度(各測(cè)2點(diǎn));其它試樣測(cè)洛氏硬度(各測(cè)3～4點(diǎn))并填入表中。五、思考題1.淬火加熱溫度有什么要求？2.為什么水冷后要進(jìn)行回火處理？實(shí)驗(yàn)三鐵碳合金非平衡組織觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察和研究石墨的大小、數(shù)量、及分布狀態(tài)對(duì)鑄鐵的組織及性能的影響；2.掌握各種鑄鐵的顯微組織及性能特征。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1.金相顯微鏡；2.金相試樣。三、實(shí)驗(yàn)原理金相顯微鏡是依靠光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)放大作用的，其基本原理如圖1-2所示。光學(xué)系統(tǒng)主要包括物鏡、目鏡及一些輔助光學(xué)零件。對(duì)著被觀察物體AB的一組透鏡叫物鏡O1；對(duì)著眼睛的一組透鏡叫目鏡O2。光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)可達(dá)1600-2000倍。當(dāng)被觀察物體AB置于物鏡前焦點(diǎn)略遠(yuǎn)處時(shí)，物體的反射光線穿過物鏡經(jīng)折射后，得到一個(gè)放大的倒立實(shí)現(xiàn)A1B1（稱為中間象）。若A1B1處于目鏡焦距之內(nèi)，則通過目鏡觀察到的物象是經(jīng)目鏡再次放大了的虛像A1’B1’。由于正常人眼觀察物體時(shí)最適宜的距離是250mm（稱為明視距離），因此在顯微鏡設(shè)計(jì)上，應(yīng)讓虛像A1’B1’正好落在距人眼250mm處，以使觀察到的物體影像最清晰。圖1-2金相顯微鏡的光學(xué)放大原理示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)觀察要求選配物鏡和目鏡，并安裝到相應(yīng)位置；2.將顯微鏡照明系統(tǒng)的電源插入低壓變壓器插孔中，接通電源；3.將金相試樣放在載物臺(tái)中心，如需要固定應(yīng)當(dāng)用載物臺(tái)上的固定裝置進(jìn)行固定；4.進(jìn)行調(diào)焦：調(diào)焦過程是首先通過粗動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)使試樣與物鏡之間達(dá)到一定成像的距離(物鏡與試樣不能接觸)，然后通過微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)進(jìn)一步精確調(diào)焦，使成像達(dá)到最佳；5.根據(jù)觀察試樣的要求，適當(dāng)調(diào)節(jié)孔徑光欄和視場(chǎng)光欄，以獲得最好的物像效果；6.將要觀察的試樣灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等逐一觀察,并畫出要求的試樣的顯微組織。五、思考題1.灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的力學(xué)性能孰高孰低？2.灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的石墨各是什么形態(tài)？實(shí)驗(yàn)四、常用金屬材料的金相組織觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察了解碳鋼幾種典型的熱處理后的顯微組織特點(diǎn)；2.了解合金鋼、有色合金的金相組織及特征；3.分析上述材料的金相組織與性能的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1.金相顯微鏡；2.金相試樣。三、實(shí)驗(yàn)原理金相顯微鏡是依靠光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)放大作用的，其基本原理如圖1-3所示。光學(xué)系統(tǒng)主要包括物鏡、目鏡及一些輔助光學(xué)零件。對(duì)著被觀察物體AB的一組透鏡叫物鏡O1；對(duì)著眼睛的一組透鏡叫目鏡O2。光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)可達(dá)1600-2000倍。當(dāng)被觀察物體AB置于物鏡前焦點(diǎn)略遠(yuǎn)處時(shí)，物體的反射光線穿過物鏡經(jīng)折射后，得到一個(gè)放大的倒立實(shí)現(xiàn)A1B1（稱為中間象）。若A1B1處于目鏡焦距之內(nèi)，則通過目鏡觀察到的物象是經(jīng)目鏡再次放大了的虛像A1’B1’。由于正常人眼觀察物體時(shí)最適宜的距離是250mm（稱為明視距離），因此在顯微鏡設(shè)計(jì)上，應(yīng)讓虛像A1’B1’正好落在距人眼250mm處，以使觀察到的物體影像最清晰。圖1-3金相顯微鏡的光學(xué)放大原理示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)觀察要求選配物鏡和目鏡，并安裝到相應(yīng)位置；2.將顯微鏡照明系統(tǒng)的電源插入低壓變壓器插孔中，接通電源；3.將金相試樣放在載物臺(tái)中心，如需要固定應(yīng)當(dāng)用載物臺(tái)上的固定裝置進(jìn)行固定；4.進(jìn)行調(diào)焦：調(diào)焦過程是首先通過粗動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)使試樣與物鏡之間達(dá)到一定成像的距離(物鏡與試樣不能接觸