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机械工程材料实验 主讲：陈锐鸿 机械工程材料是汽车专业的专业基础课，为加深学生对课本上理论和概念的理解，培养学生独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和综合素质，根据《机械工程材料》的教学要求，我们设置了机械工程材料实验课，让学生在教学大纲的要求下，独立完成实验，锻炼学生的动手能力和思考能力。 实验目的 掌握金相试样的制备方法； 了解显微镜的使用及金相观察； 掌握硬度的测量方法； 熟悉常用钢种的热处理工艺及金相组织成分。 实验要求 ①　每人必须完成标准试样的金相组织观 察并将 组织图像画在实验报告一上； ②　每组选择根据工艺对一种钢材进行热处　　　　　　　　 理，并记录热处理前后的硬度，对工件 制样，观察其组织成分。 ③　 完成所有实验以后，实验报告需有老师的签名，否则将不记成绩！ 实验分组 每位同学必须单独完成实验报告一的内容，即画一个标准试样的组织图像； 以小组为单位完成实验报告二和实验报告三的内容，每组一个试样。每小组二人。 实验课时安排 一共分为四次课，每次课2学时计算。 第一次由老师系统地讲述实验内容。 其余三次实验由于同学们自己完成实验报告中的三个实验。 实验一 金相显微镜的构造及使用 掌握金相显微镜的基本原理、构造，熟悉显微镜的正确使用。 利用金相显微镜观察金相试样。 实验要求 学生每人利用显微镜观察一个标准试样，并将图像画在实验报告上。 注意：请记录材料的处理工艺，并标出组织名称。 金相显微镜的基本原理、构造及使用 显微镜的基本原理如图1—3所示的光学系统包括物镜、目镜及一些辅助光学零件。 物镜和目镜分别由两组透镜组成。对着物体AB的一组透镜组成物镜Ol，对着眼睛的一组透镜组成目镜O2。物镜、目镜都各由复杂的透镜系统组成。 2、金相显微镜的构造 金相显微镜可分为台式、立式和卧式三种类型，各种类型又有许多不同的型号，虽然它们的型式极多，但基本构造大致相同。 实验二 金相试样的制备 实验目的：掌握金相显微试样的制备过程和基本方法。 取样 取样是指从零件上取一部分材料进行试验。 本次实验给定的材料已经取好，无需再进行取样，但应掌握取样的方法。 镶样 一般试样不需要镶样。但试样尺寸过于细小，形状特殊如丝材、薄片、细管等制备样品时非常困难，必须把它镶嵌起来。 镶嵌的方法有低熔点合金镶嵌法、热压镶嵌法的机械镶嵌法等。热压镶嵌法有专门的镶样机，将试样放于电木粉或塑料粒中加热到180℃左右进行热压。 磨制 磨制可分为粗磨和细磨两步 粗磨：对于软材料可用锉刀锉平，一般材料都用砂轮机磨平。磨砂轮时应利用砂轮侧面，以保证试样磨平，试样要不断用水冷却，以防温度升高造成内部组织发生变化。 最后倒角，以防细磨时划破砂纸。但对需要观察脱碳、渗碳等表面情况的试样不能倒角，有时还要采用电镀敷盖来防止这些试样边缘倒角。 细磨：细磨的方法有手工磨光和机械磨光。 手工磨光是用手拿持试样直接在金相砂纸上进行。金相砂纸按粗细分为180号、360号、500号、600号等几种，细磨时依次从180号磨到900号，一般钢铁试样磨到800号砂纸，软材料如铝、镁等合金可磨到900号砂纸。 磨制时必须注意： A 使磨面与砂纸完全接触，以保证试样磨面平整不产生弧度； B 每更换一道砂纸，应将试样转90°再磨，使磨制方向与上一道磨痕方向垂直，以便观察前一道磨痕是否被消除。 C 更换砂纸时，应把试样、工作台和手洗擦干净，以免把粗砂粒带到下一道细砂纸上去。 D 磨制软材料时，可在砂纸上涂上一层润滑剂，如机油、汽油、肥皂水等，以免砂粒嵌入软金属内。 抛光 抛光的目的是去除试样磨面上经细磨后的细致磨痕，使磨面呈光亮无磨痕的镜面。 抛光方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光等。 金相组织的显示 除观察试样中某些非金属夹杂物及铸铁中的石墨等外，金相试样磨面经抛光后，一般还要用化学、物理等方法进行组织显示才能观察。 实验三、碳钢的热处理操作及其组织观察 实验目的 ： 1、了解碳钢热处理操作。 2、研究淬火加热温度、淬火冷却速度、回火温度对工件性能（硬度）的影响。 3、观察热处理后钢的组织。 4、学会洛氏硬度计的使用。 实验要求： 根据工艺卡对试样进行热处理加工。最后完成试样的制备，观察其组织成分。