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工程材料及热处理实验指导教材 成都大学 工业制造学院 目录 实验一 铁碳合金平衡组织观察 3 一、实验目的 3 二、实验设备和工具 3 三、实验原理 3 四、实验步骤 4 五、思考题 4 实验二 碳钢的热处理及硬度实验 5 一、实验目的 5 二、实验设备和工具 5 三、实验原理 5 四、实验步骤 6 五、思考题 6 实验三 铁碳合金非平衡组织观察 7 一、实验目的 7 二、实验设备和工具 7 三、实验原理 7 四、实验步骤 8 五、思考题 8 实验四、常用金属材料的金相组织观察 9 一、实验目的 9 二、实验设备和工具 9 三、实验原理 9 四、实验步骤 10 五、思考题 10 实验一 铁碳合金平衡组织观察 一、实验目的 1.了解铁碳合金中的相和组织组成物的形态及分布特征 观察和分析不同成分的铁碳合金在平衡状态下的显微组织 掌握铁碳合金成分与组织变化的关系和规律，能够根据显微组织的特征估算亚共析钢中碳的质量分数 熟悉金相显微镜的结构与使用了解金相试样的制备’B1’。由于正常人眼观察物体时最适宜的距离是250mm（称为明视距离），因此在显微镜设计上，应让虚像A1’B1’正好落在距人眼250mm处，以使观察到的物体影像最清晰。 图1-1 金相显微镜的光学放大原理示意图 四、实验步骤 1.根据观察要求选配物镜和目镜，并安装到相应位置将显微镜照明系统的电源插入低压变压器插孔中，接通电源将金相试样放在载物台中心，如需要固定应当用载物台上的固定装置进行固定进行调焦调焦过程是首先通过粗动调焦机构使试样与物镜之间达到一定成像的距离(物镜与试样不能接触)，然后通过微动调焦机构进一步精确调焦，使成像达到最佳根据观察试样的要求，适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最好的物像效果 将要观察的试样20,45,T8,T12,共晶,亚共晶,过共晶等逐一观察,并画出要求的试样的显微组织碳钢的热处理及硬度实验熟悉碳钢热处理的基本方法了解不同热处理方法对碳钢组织与性能的影响掌握硬度测量的基本原理和应用范围了解布氏、洛氏硬度计的主要结构并掌握其操作方法介绍电炉、硬度的使用方法及安全注意事项取一组45或T10钢试样(共7块，其中一块退火试样已提前备好)将试样放入箱式或坩锅电炉中加热至一定温度(45钢为860 ℃ ；T10为780℃)，保温时间为10分钟2人一组，分别进行水冷(4块)、油冷(1块)、空冷(1块)操作将水冷试样取出3块分别放入200 ℃ 、400 ℃、600 ℃的炉火中回火，保温时间为30分钟热处理后的试样依次用砂轮机、预磨机磨去两端氧化皮,然后测量硬度:炉冷、空冷试样测布氏硬度(各测2点);其它试样测洛氏硬度(各测3～4点)并填入表中。铁碳合金平衡组织观察和研究石墨的大小、数量、及分布状态对铸铁的组织及性能的影响掌握各种铸铁的显微组织及性能特征? 二、实验设备和工具 1.金相显微镜； 2.金相试样。 三、实验原理 金相显微镜是依靠光学系统实现放大作用的，其基本原理如图1-2所示。光学系统主要包括物镜、目镜及一些辅助光学零件。对着被观察物体AB的一组透镜叫物镜O1；对着眼睛的一组透镜叫目镜O2。 光学显微镜的放大倍数可达1600-2000倍。当被观察物体AB置于物镜前焦点略远处时，物体的反射光线穿过物镜经折射后，得到一个放大的倒立实现A1B1（称为中间象）。若A1B1处于目镜焦距之内，则通过目镜观察到的物象是经目镜再次放大了的虚像A1’B1’。由于正常人眼观察物体时最适宜的距离是250mm（称为明视距离），因此在显微镜设计上，应让虚像A1’B1’正好落在距人眼250mm处，以使观察到的物体影像最清晰。 图1-2 金相显微镜的光学放大原理示意图 四、实验步骤 1.根据观察要求选配物镜和目镜，并安装到相应位置将显微镜照明系统的电源插入低压变压器插孔中，接通电源将金相试样放在载物台中心，如需要固定应当用载物台上的固定装置进行固定进行调焦调焦过程是首先通过粗动调焦机构使试样与物镜之间达到一定成像的距离(物镜与试样不能接触)，然后通过微动调焦机构进一步精确调焦，使成像达到最佳根据观察试样的要求，适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最好的物像效果 将要观察的试样灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等逐一观察,并画出要求的试样的显微组织 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁金属材料的金相组织观察观察了解碳钢几种典型的热处理后的显微组织特点了解合金钢、有色合金的金相组织及特征分析上述材料的金相组织与性能的关系’B1’。由于正常人眼观察物体时最适宜的距离是250mm（称为明视距离），因此在显微镜设计上，应让虚像A1’B1’正好落在距人眼250mm处，以使观察到的物体影像最清晰。 图1-3 金相显微镜的光学放大原理示意图 四、实验步骤 1.根据观察要求选配物镜和目镜