金屬綜合實驗（Word）

1、金屬綜合實驗討論淬火溫度、合金元素對中碳鋼淬透性和組織的影響 班級： 料123班 學號：129024229 姓名： 駱 軍指導老師：張義偉1 / 40目錄1、 實驗目的····································

2、···················· 12、 實驗材料的器材····························

3、······················ 13、 實驗原理··························

4、83;·····························13.1 Fe-相圖···················

5、;····························13.2 鋼的淬火····················&#

6、183;····························· 53.3 鋼的淬透性··················

7、83;····························· 83.4 合金元素對鋼的組織和性能影響·················&

8、#183;··········· 103.5 洛氏硬度計····································&

9、#183;·········· 114、 實驗步驟與內(nèi)容·····································

10、············ 124.1 制定研究內(nèi)容····································

11、;········· 124.2 標記·································· ·····&

12、#183;·············134.3 淬火···································

13、;···················134.4 金相試樣制備與觀察····························&#

14、183;·········· 144.5 硬度測定·····································

15、83;··········· 194.6 數(shù)據(jù)處理····································

16、3;·············205、 實驗結(jié)果與分析··································

17、3;·············· 215.1 實驗結(jié)果··································

18、;················215.2 實驗結(jié)果分析································

19、;··············246、 實驗結(jié)論··································&#

20、183;····················7、 參考文獻····························&

21、#183;··························8、實驗心得······················&

22、#183;································1、 實驗目的1、淬火溫度對中碳鋼的微觀組織的影2、合金元素對中碳鋼的微觀組織的影響3、淬火溫度對中碳鋼的淬透性的影響4、合金元素對中碳鋼的淬透性的影響2、 實驗設(shè)備及材料 1、 主要設(shè)備：箱式電阻爐、淬火

23、水槽、熱處理鉗、砂輪機、拋光機、電吹風、金相顯微鏡、數(shù)碼金相顯微鏡、計算機、HR150型洛氏硬度試驗機、讀數(shù)顯微鏡、2、 材料：試樣（45鋼，40Cr）、金相砂紙、研磨膏（金剛石研磨膏）、拋光呢、4%硝酸酒精、酒精、脫脂棉、3、 實驗原理（1） Fe-相圖碳鋼和鑄鐵是最為廣泛使用的金屬材料鐵碳相圖是研究鋼鐵材料的組織、性能及其熱加工和熱處理工藝的重要工具。碳在鋼鐵中可以有四種形式存在：碳原子溶于形成的固溶體，稱為鐵素體（體心立方結(jié)構(gòu)）；或溶于形成的奧氏體（面心立方結(jié)構(gòu)）；或與鐵原子形成復雜結(jié)構(gòu)的化合物（正交點陣），稱為滲碳體；碳也可能以游離態(tài)石墨（六方結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定相存在。在通常情況下，鐵碳合金是

24、按Fe-系進行轉(zhuǎn)變的，其中是亞穩(wěn)相，在一定條件下可以分解為鐵和石墨。因此，鐵碳相圖可以有兩種形式：Fe-相圖和Fe-C相圖，為了便于使用，通常將兩者花在一起，稱為鐵碳雙重相圖，如圖1（材科p288）在Fe-相圖中，存在3個三相恒溫轉(zhuǎn)變，及在1495發(fā)生的包晶轉(zhuǎn)變：+轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是奧氏體；在1148發(fā)生的共晶轉(zhuǎn)變：+，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是奧氏體和滲碳體的機械混合物，稱為萊氏體；在727發(fā)生的共析轉(zhuǎn)變：+，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的機械混合物，稱為珠光體。共析轉(zhuǎn)變溫度常標為A1溫度。此外，在Fe-相圖中還有3條重要的固態(tài)轉(zhuǎn)變線。GS線奧氏體中開始析出鐵素體（降溫時）或鐵素體全部溶入奧氏體（升溫時）的轉(zhuǎn)變線，常稱

25、此溫度為A3溫度。ES線碳在奧氏體中的溶解曲線。此溫度常稱為溫度。低于此溫度時，奧氏體中將析出滲碳體，稱為二次滲碳體，用表示，以區(qū)別于從液體中經(jīng)CD線結(jié)晶出的。PQ線碳在鐵素體中的溶解度曲線。在727時，碳在鐵素體中的最大w(C)為0.0218%，因此，鐵素體從727冷卻時也會析出少量的滲碳體，以三次滲碳體稱之，以區(qū)別上述兩種情況產(chǎn)生的滲碳體。圖中770的水平線表示鐵素體的磁性轉(zhuǎn)變溫度，常稱為A2溫度。230水平線表示滲碳體的磁性轉(zhuǎn)變溫度。（2） 鋼的淬火熱處理是一種重要的金屬熱加工工藝，也是充分發(fā)揮金屬材料性能潛力的主要手段。熱處理的主要目的是改變鋼的性能，其中包括使用性能和工藝性能。鋼的熱

26、處理工藝特點是將鋼加熱到一點的溫度，經(jīng)一定時間的保溫，然后以某種速度冷卻，通過此種方式能使鋼的性能發(fā)生變化。1 淬火淬火是指將鋼件加熱到保溫并隨之以大于臨界冷卻速度（）冷卻，以得到介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。一般亞共析鋼加熱至。如圖2（金屬材料學實驗 p40 圖4-2）a. 保溫時間為了使工件內(nèi)外各部分均在指定溫度，并完成組織轉(zhuǎn)變使碳化物溶解和奧氏體成分均勻化必須在加熱溫度下保持一定的時間，通常將工件升溫和保溫所需的時間統(tǒng)稱為加熱時間。b. 冷卻方式和方法熱處理時的冷卻方式要適當才能獲得要求的組織及組織性能。淬火的冷卻速度非常重要，一方面冷卻速度要大于臨界冷卻速度以保證得到馬氏

27、體組織；另一方面在點以下盡可能緩慢冷卻，以減小內(nèi)應力，以防止工件變形和開裂。為了解決上述矛盾，可以采用不同的冷卻介質(zhì)和方法，是淬火工件在奧氏體最不穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)（550650）快速（大于）冷卻，而在點以下的溫度時緩慢冷卻，理想的冷卻速度如圖3所示（金屬材料學實驗 p41）2 淬火后組織鋼經(jīng)過淬火可獲得馬氏體組織。馬氏體是過冷奧氏體在以下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，是碳在中的過飽和固溶體，淬火鋼中的馬氏體有兩種形態(tài)。a. 板條馬氏體 板條馬氏體是低碳鋼、中碳鋼馬氏體時效鋼和不銹鋼等合金中形成的一種典型的馬氏體組織，主要出現(xiàn)在低碳鋼的淬火組織中，又稱低碳馬氏體。在光學顯微鏡下，板條馬氏體為一束束相互平行的細長條

28、狀，在一個奧氏體晶粒內(nèi)可有幾個板條馬氏體群。板條馬氏體的顯微組織構(gòu)成示意圖如圖4（金屬固態(tài)相變 p93）所示，板條馬氏體由板條群所組成（圖中A）板條群的尺寸約為2035um,由若干個尺寸大致相同的板條在空間位相大致平行排列所組成，一個原始晶粒內(nèi)可有幾個板條馬氏體群（常為35個）。一個板條群又可以分為幾個平行的區(qū)域（圖中B），稱為同位向束，同位向束之間呈大角晶界。一個板條群也可以只由一種同位向束所組成（圖中C）。每個同位向束由若干個平行板條所組成（圖中D），每一個板條為一個馬氏體單晶體。b. 片狀馬氏體片狀馬氏體是鐵基合金中的另一種典型的馬氏體組織，主要出現(xiàn)在高碳鋼的淬火組織中，又稱高碳馬氏體，

29、其光學顯微組織形態(tài)如圖5（金屬固態(tài)相變 p94）。在光學顯微鏡下片狀馬氏體的空間形態(tài)呈雙凸透鏡片狀，也稱為透鏡片狀馬氏體。因其與試樣磨面相截在顯微鏡下呈針狀或竹葉狀，固又稱為針狀或竹葉狀馬氏體。片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)主要為孿晶，所以又稱為孿晶馬氏體。片狀馬氏體的顯微微觀組織特征為馬氏體片之間不相互平行。在一個成分均勻的奧氏體晶粒內(nèi)，冷卻至稍低與點時，先形成的第一個馬氏體將貫穿整個奧氏體晶粒而將其分割為兩半，使隨后形成的馬氏體的大小收到限制如圖5所示。因此片狀馬氏體的大小不一，越是后形成的，馬氏體片就越小。片狀馬氏體中?？梢姷接忻黠@的中脊。相變孿晶的存在是片狀馬氏體組織的重要特征。c. 殘余奧氏體淬

30、火組織中總會有一定數(shù)量的殘余奧氏體，并且隨鋼中的碳含量的增加，淬火溫度的提高，殘余奧氏體的相對量也會增加。殘余奧氏體不易受硝酸酒精腐蝕，在光學顯微鏡下呈光亮色，無固定狀態(tài)，難與馬氏體區(qū)分，因此常常需回火后才可分辨出馬氏體之間的殘余奧氏體。d. 其他淬火組織加熱溫度不足或冷卻速度不夠時，即為不完全淬火，晶界上會析出屈氏體組織。（3） 鋼的淬透性鋼的淬透性是指在規(guī)定的條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性，也就是鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，是鋼身的一個固有屬性。通常用標準尺寸的試樣在規(guī)定的實驗條件下，淬火后測得的淬硬層深度來表示淬透性的大小，淬硬層深度是指鋼件淬火后，從表面全部馬氏體組織到半馬氏

31、體組織（50%馬氏體和50%非馬氏體組成）的距離，因此可以認為淬火后馬氏體組織大于50%的部分被淬透，淬火后得到的硬化層越深，則表示鋼的淬透性越大。鋼的淬透性大小主要取決于化學成分、奧氏體化條件等因素，與工件大小、冷卻速度等外部因素無關(guān)。應該注意鋼的淬透性與可硬性的不同。淬透性是指淬火時獲得馬氏體難易程度，主要和鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性有關(guān)，或者說與鋼材的臨界淬火冷卻速度有關(guān)?？捎残允侵复愠神R氏體可能得到的硬度，因此它主要和鋼種碳含量有關(guān)。淬透性的影響因素如下：1 鋼的化學成分圖6(金屬熱處理工藝學 p41)為鋼種碳含量對碳鋼臨界淬火冷卻速度的影響。由圖可見，對過共析鋼當加熱溫度低于點時，在鋼的

32、質(zhì)量分數(shù)低于1%以下時，隨著碳含量的增加，臨界冷卻速度下降，淬透性提高；碳的質(zhì)量分數(shù)超過1%時則相反，如圖6中曲線a。當加熱溫度高于或時，則隨著碳含量的增加，臨界冷卻速度單調(diào)下降如圖6中曲線b。合金元素對臨界冷卻速度的影響如如圖7所示（金屬熱處理工藝學 p41）。由圖可見，除Ti、Zr和Co外，所有合金元素都提高鋼的淬透性。應該指出，多種合金元素同時加入鋼中，其影響不是單個元素作用點疊加。例如單獨加入釩，常導致鋼淬透性降低，但與錳同時加入時錳的存在將促使釩碳化物溶解，而使淬透性顯著提高。鋼中加入微量硼（=0.001%0.003%）能顯著提高鋼的淬透性；但如果含量過高（超過0.0035%）鋼中將

33、出現(xiàn)硼相，使脆性增加。硼對鋼淬透性的良好作用是由于硼元素在奧氏體晶界富集，降低了奧氏體晶界的表面自由能，減少了鐵素體在奧氏體晶界上的形核率，因此推遲了奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變。2 奧氏體晶粒度奧氏體晶粒尺寸增大，淬透性提高，奧氏體晶粒尺寸對珠光體轉(zhuǎn)變的延遲作用比對貝氏體的大。3 奧氏體化溫度提高奧氏體化溫度，不僅能促進奧氏體晶粒長大，而且促使碳化物及其他非金屬夾雜物溶入，并使奧氏體成分均勻化。這均將提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而提高淬透性。4 第二相的存在及分布奧氏體中未溶的非金屬夾雜物和碳化物的存在以及其大小和分布，影響過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而影響淬透性。此外，鋼的原始組織、應變和外場力等對鋼的淬

34、透性也有影響。（四）合金元素對鋼的組織和性能影響合金鋼的種類很多，每類鋼又可劃分為許多鋼種，不同的鋼種經(jīng)熱處理后可得到不同的組織。鋼中加入合金元素后，形成合金奧氏體，合金鐵素體、合金貝氏體、合金馬氏體，其組織、形態(tài)與碳鋼完全相同，不同的是各相組成物內(nèi)固溶了合金元素，碳鋼中的碳化物是滲碳體()而合金鋼中的碳化物可以是合金滲碳體,也可以是特殊碳化物。合金元素在鋼中的存在狀態(tài)主要有以下幾種形式：1 溶于固溶體（奧氏體，鐵素體）有間隙固溶體和置換固溶體兩類；2 形成各種碳化物或氮化物；3 存在于金屬化合物中，常在高合金鋼中出現(xiàn)；4 各類夾雜物（如氧化物、硫化物等）；5 自由態(tài)，極少數(shù)元素。鋼材淬火后溶

35、入奧氏體的合金元素，淬火后存在于馬氏體，貝氏體或殘余奧氏體中，未溶的任在碳化物中。合金鋼加熱時的轉(zhuǎn)變包括奧氏體相的形成，碳化物的溶解，鐵素體的轉(zhuǎn)變奧氏體相中合金元素的均勻化，溶質(zhì)元素的晶界平衡偏聚，奧氏體晶粒長大。（5） 洛氏硬度計按GB/T230.12009實驗方法。洛氏硬度也屬壓入硬度法，但他不是測定壓痕面積，而是根據(jù)壓痕深度來確定硬度值其實驗原理圖如圖7所示（金屬材料學實驗 p184）洛氏硬度實驗所用的壓頭有兩種：一種是頂角為120°的金剛石圓錐，另一種是直徑為1/16或1/8的淬火鋼球。根據(jù)金屬材料軟硬程度不同，可選用不同的壓頭和載荷配合使用，最常用的是HRA、HRB和HRC

36、。這三種洛氏硬度的壓頭、載荷及使用范圍列于表1。表一 洛氏硬度的規(guī)范（GB/T230.12009）金屬材料學實驗 p184符號壓頭負荷（N）測量范圍使用范圍HRAHRBHRC洛氏硬度測定時，需要先后兩次施加載荷（預載荷和主載荷），預加載荷的目的是使壓頭與試樣表面接觸良好，以保證測量結(jié)果準確。圖7中的0-0位置為未加載荷時的壓頭位置，1-1為加上10kgf預加載荷后的位置。此時，壓入深度為h2。h2包括由加載所引起的彈性變形和塑形變形。卸載主載荷后，由于彈性變形恢復而稍提高到3-3位置，此時壓頭的實際壓入深度為h3.洛氏硬度就是主載荷所引起的殘余壓入深度（h=h3-h1）來表示。但這樣直接以壓入

37、深度的大小表示硬度將會出現(xiàn)硬的金屬硬度值小，而軟的金屬硬度值大的現(xiàn)象，這與布氏硬度所標志的硬度值大小的概念相矛盾。為了與習慣上數(shù)值越大硬度越高的概念相一致，采用一常數(shù)K減去（h3-h1）的差值表示硬度值，為簡便起見又規(guī)定每0.002mm壓入深度作為一個硬度單位（即刻度盤上的一小格）。洛氏硬度值的計算公式如下： 式中：h1預加載荷壓入試樣的深度（mm） h3卸除載荷后壓入試樣的深度（mm） K常數(shù)，采用金剛石圓錐時K=0.2（用于HRA、HRC），采用鋼球時K=0.26（用于HRB）。4、 實驗內(nèi)容與步驟 （1） 制定研究內(nèi)容小組成員進行實驗內(nèi)容的制定，確定討論不同淬火溫度以及合金元素對中碳鋼淬

38、透性和組織的影響。并制定實驗操作步驟。（2） 標記取6個實驗所需試樣，分別為3個45鋼、3個40Cr，分別對其標上鋼號1、2、3、S、F、8（3） 淬火本次實驗是討論不同溫度及合金元素對中碳鋼的淬透性及組織的影響，需要把45鋼、40Cr分為一組加熱溫度分別為800、850、900，作為3組對照實驗。（由于40鋼與45鋼的性能相差不是太大和實驗條件的限制固做一定程度的對照）。淬火需要箱式電阻加熱爐、以及淬火介質(zhì)。實驗開始：首先給加熱爐通電后設(shè)定加熱爐的工作溫度等待其到溫，將分好類的試樣分別依次放入800、850、900的爐子中，分別加熱15分鐘，待時間到達后打開爐門用熱處理鉗夾取出試樣并迅速放入

39、熱處理水槽中冷卻。為了得到馬氏體以測出試樣的淬透性，冷卻速度必須要大于臨界冷卻速度（），所以要采用適當?shù)拇慊鸾橘|(zhì)且試樣的拿取要迅速?？紤]到實驗的具體情況，固用水作為淬火介質(zhì)。完成后注意式樣的妥善保管。（4） 金相試樣制備與觀察金相分析是獲得金屬材料內(nèi)部信息 的重要手段之一，進行金相分析，必須要制備試樣。未經(jīng)制備的試樣，觀察面很粗糙，當平行光照在試樣上時會形成漫反射，在顯微鏡下看不到顯微組織；如果試樣觀察面是很光滑的的鏡面，當平行光照在試樣上時，會形成按入射方向的反射，在顯微鏡下只能觀察到白亮一片，也看不到顯微組織特征。只有試樣的觀察面出現(xiàn)顯微范圍內(nèi)的凹凸不平時，經(jīng)平行光照射后，才能產(chǎn)生強弱不同

40、的反射，在顯微鏡下觀察到顯微組織特征。因此進行金相分析的試樣必須精心制備，否則會導致分析錯誤。由于本次實驗試樣較大且形狀規(guī)整不需鑲嵌。1 取樣使用砂輪機將試樣一面的氧化皮打掉，并在這一面倒角以便于后期試樣的磨制。具體操作步驟如下：用切割機切下小塊試樣，并在切割過程中不斷冷卻以防止試樣組織發(fā)生變化。注意，操作時嚴禁佩戴手套。（此步驟老師完成）2 磨光磨光的目的是為了獲得平整光滑的觀察面，消除或減小切割時在觀察面上生生的變形。試樣的磨光分為粗磨和細磨。a. 粗磨將形狀不規(guī)則的試樣修整為規(guī)則形狀的試樣；磨平觀察面，同時切掉切割時產(chǎn)生的變形層；在不影響觀察目的的前提下，磨掉試樣上的棱角，以免劃破砂紙和

41、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的捏住，用砂輪機的側(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，故需人為的進行調(diào)整，盡量加大試樣下半部分的壓力，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運動，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，工作者不應該站在砂輪的正方向，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。b. 細磨粗磨后的試樣

42、，磨面上仍有較粗的較深的磨痕，為了消除這些磨痕必須進行細磨。細磨分為手工細磨和機械細磨，本實驗采用手工細磨。將金相砂紙鋪放在玻璃板上，一手按住砂紙，一手將試樣觀察面壓在砂紙上，使整個面受壓均勻地在砂紙上作單向推磨。磨制過程中，必須注意一下幾點：1) 金相砂紙應從粗粒度到細粒度依次更換。一般鋼鐵材料用砂輪機粗磨后的試樣可從磨料粒度為400號的砂紙開始磨至1200號。對于金相攝影用的試樣需粗磨至磨粒粒度為1600號的砂紙才行。金相砂紙的粒度號見表2。表2常用金相砂紙的規(guī)格金相砂紙編號010203040506粒度400(M28)500(20)600(14)800(10)1000(M7)1200(M5

43、)砂粒尺寸/um2820201414101077553.5注：表中為多數(shù)廠家所用編號，目前沒有統(tǒng)一規(guī)格。2) 每更換細一號的砂紙時，試樣和手應清理干凈，以防止上一道粗磨粒落在細砂紙上。同時將試樣磨制方向旋轉(zhuǎn)90°，使新磨痕和舊磨痕垂直，直到舊磨痕完全消失為止。3) 磨制時用力要均勻，而且不可過大。否則一方面會因磨痕過深增加下一道磨制的困難，另一方面會造成表面變形嚴重影響組織真實性。4) 砂紙的砂粒鈍后磨削作用明顯下降時，不宜繼續(xù)使用，否則砂粒在金屬表面產(chǎn)生的滾壓作用會增加表面變形。3 拋光拋光的目的是為了消除細磨時留下的磨痕，使觀察面成為光滑無痕的鏡面。拋光的方法有機械拋光、電解拋光

44、、化學拋光和三者的綜合應用。其中最常用的是機械拋光。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。機械拋光在拋光機上進行，將拋光織物用水浸蝕、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（拋光粉和水的懸浮液）滴灑在盤上即可拋光。拋光織物粗拋時常用帆布、毛呢，細拋時常用細毛呢或金絲絨。最常用的拋光粉是氧化鋁（）粉、氧化鉻（）粉，其顆粒尺寸粗拋時為5um，細拋時為2um。目前金剛石研磨膏代替拋光液，正得到日益廣泛的運用。此次實驗采用W2.5的金剛石研磨膏。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。為了獲得良好的拋光面，拋光時

45、應注意以下幾點：1) 拋光前試樣一定要清洗干凈，絕不可將錯磨粒帶入拋光盤中。2) 將試樣從靠經(jīng)轉(zhuǎn)盤的中心部放下并于拋光織物相接觸。手對整個拋光面施加的壓力應適當、均勻。施力過大，試樣觀察面會發(fā)熱而變得灰暗，施力過小，難以拋掉磨痕，延長拋光時間，應盡量縮短拋光時間。3) 拋光時，試樣應沿圓盤的中心至邊緣不斷往復移動，同時還應注意試樣自身的旋轉(zhuǎn)。拋光過程中要不斷向拋光織物上滴灑拋光液，拋光盤上的濕度以拋光面上的水膜在23秒內(nèi)蒸發(fā)干為宜。4 組織顯示拋光后的試樣，直接在顯微鏡下觀察，只能觀察到非金屬夾雜物、石墨及裂紋等。若要觀察組織，必須經(jīng)過適當?shù)慕g方法把組織顯示出來。顯示組織最常用的方法是化學浸

46、蝕法和電解拋光。此次實驗使用化學拋光法。化學浸蝕就是將拋光后的試樣浸入化學試劑中或用化學試劑擦抹試樣的觀察面，使觀察面上產(chǎn)生化學溶解和電化學溶解。單相合金（包括純金屬）的浸蝕基本上是化學溶解過程。因為單相合金的組織是由不同晶粒組成的，各個晶粒的位相不同。存在著晶粒間界，一般晶界處的電極電位和晶粒內(nèi)的不同，而且具有較大的化學不穩(wěn)定性，因此在和化學試劑作用時溶解的比較快。不同位相的晶粒，溶解程度也不同。浸蝕結(jié)果如圖8所示（金屬材料學實驗 p19），再晶界處凹下去光線被反射向斜方向而不進入目鏡，呈現(xiàn)黑色，晶粒內(nèi)也會因表面傾斜程度不同而呈明暗程度不同的現(xiàn)象。二相合金的浸蝕主要是一個電化學過程。由于其化

47、學成分不同、結(jié)構(gòu)不同，因而電化學性質(zhì)不同。在相同的浸蝕條件下，具有較高負電位的相成為陽極，溶解的快，逐漸凹下去；具有較高正電位的相則成為陰極，一般不易溶解，基本保持原有平面。作為陽極的相如果表面凹下，本身又不平滑，則在顯微鏡下呈暗黑色，保持原有平面的陰極相則成光亮色圖9為片狀珠光體的浸蝕及組織觀察示意圖(金屬材料學實驗p20)化學浸蝕的具體操作方法：把已拋好的試樣用水沖洗，同時用脫脂棉擦凈磨面，然后用酒精沖去或用濾紙吸去磨面上過多的水，吹干后放入浸蝕劑中。也可以用沾有浸蝕劑的棉花輕輕擦拭拋光物面，試樣經(jīng)一定時間浸蝕后，立即用流動水沖洗觀察面，然后在浸蝕面上滴上酒精，再用濾紙吸去拋光面上過多的水

48、和酒精，迅速用吹風機吹干，完成整個制備式樣的浸蝕的時間應根據(jù)組織特點和觀察時的放大倍數(shù)來確定。在一般情況下以拋光面微微變暗失去金屬光澤為宜。對于單相組織、高倍觀察或者需要拍攝的試樣浸蝕時間可稍長一些。一塊高質(zhì)量的金相實樣，必須組織真實、清晰、無磨痕、夾雜物不脫落。制備不當?shù)脑嚇映３霈F(xiàn)麻點、yi尾、水跡、劃痕及侵蝕不當?shù)热毕荨? 試樣觀察及拍照在金相顯微鏡下管觀察組織，聯(lián)系浸蝕原理對觀察結(jié)果進行分析討論。若浸蝕過淺，可重新浸蝕，若浸蝕過深，則需要重新拋光后再浸蝕；若變形層嚴重，反復拋光浸蝕12次，注意觀察組織清晰度的變化。用數(shù)碼金相顯微鏡觀察、采集圖像到計算機，并拍照、保存、打印。（五）硬度測定

49、硬度的實驗方法有很多，在機械工業(yè)中廣泛采用壓入法來測定硬度。壓入法又可分為：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等，采用壓入法測量時，由于壓痕殘余變形量很大，所以除了與材料的小量塑形變形抗力有關(guān)外，還與材料的大量塑形變形抗力及加工硬化能力有關(guān)。此外還與所選擇的測定方法和實驗條件有關(guān)，所以，不同方法、不同實驗條件所得的硬值是不同的。此次實驗采用洛氏硬度法測硬度。操作步驟如下：1 根據(jù)試樣預期硬度，按表1-2確定壓頭和載荷。2 將符合要求的試樣放置在試驗臺上，順時針轉(zhuǎn)動手柄，使試樣與壓頭緩慢接觸，當加上預加載荷10kgf后，即調(diào)整好讀數(shù)表盤的零點，然后再平穩(wěn)的施加主載荷。 3 總載荷（主載荷+初載荷）加好

50、后，待表盤指針停穩(wěn)，即卸載主載荷，此時試樣將仍受初載荷繼續(xù)作用，讀出刻度表盤上指針所示硬度值，記錄下來。4 逆時針轉(zhuǎn)動手輪，使工作臺緩慢下降，取下試樣，測試完畢。（六）數(shù)據(jù)處理小組討論并對上述所得的實驗數(shù)據(jù)進行處理分析。5、 實驗結(jié)果與分析（1） 實驗結(jié)果表3鋼材的熱處理工藝及顯微組織圖號材料熱處理工藝顯微組織浸蝕劑倍數(shù)145#800+水淬4%硝酸酒精100240Cr800+水淬4%硝酸酒精100345#850+水淬4%硝酸酒精100440Cr850+水淬4%硝酸酒精100545#900+水淬4%硝酸酒精100640Cr900+水淬4%硝酸酒精100745#800+水淬4%硝酸酒精400840Cr800+水淬4%硝酸酒精400945#850+水淬4%硝酸酒精4001040Cr850+水淬4%硝酸酒精4001145#900+水淬4%硝酸酒精4001240Cr900+水淬4%硝酸酒精400圖10試樣的微觀組織 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) ( 11 ) ( 12 )表4 鋼材的熱處理工藝及洛氏硬度值記錄圖號材料熱處理工藝洛氏硬度平均值145#800+水淬240Cr800+水淬345#850+水淬440Cr850+水淬545#900+水淬640Cr900+水淬注：表中平均值為去掉一個最大