金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、青島黃海學(xué)院金屬材料及熱處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目錄實(shí)驗(yàn)須知 .1 實(shí)驗(yàn)一 金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn) .3 實(shí)驗(yàn)二 鐵碳合金平衡組織觀察試驗(yàn).5 實(shí) 驗(yàn) 須 知為了培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真和一絲不茍的工作作風(fēng)，保證教學(xué)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和目的，每個(gè)學(xué)生應(yīng)做到如下幾點(diǎn)：一、做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作1認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，并復(fù)習(xí)教材中的有關(guān)內(nèi)容，明確本次實(shí)驗(yàn)的目的、方法和步驟。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)所要求的內(nèi)容結(jié)合所學(xué)有關(guān)理論知識(shí)，弄清楚與本次實(shí)驗(yàn)有關(guān)的基本原理。3對(duì)實(shí)驗(yàn)中所用到的儀器、設(shè)備和工具有一定的了解，規(guī)定學(xué)生自備的物品一定要準(zhǔn)備齊。4除了解實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案外，亦可多設(shè)想其它方案。二、遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度1

2、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真，保持安靜和整潔，不準(zhǔn)亂拋紙屑，不準(zhǔn)隨地吐痰，嚴(yán)禁吸煙。2愛護(hù)儀器和設(shè)備，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)報(bào)告。3凡與本次實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器與設(shè)備切勿任意動(dòng)用。4實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將設(shè)備及儀器擦拭干凈，并恢復(fù)到原來正常狀態(tài)。三、認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)1認(rèn)真聽好指導(dǎo)老師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的講解，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)有嚴(yán)格科學(xué)作風(fēng)，認(rèn)真細(xì)致地按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中所要求的實(shí)驗(yàn)方法和步驟進(jìn)行。2對(duì)于帶電或貴重的儀器及設(shè)備，在接電或布置后，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)老師檢查，檢查通過后，才能開始實(shí)驗(yàn)。3在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)密切注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄下全部所需測(cè)量數(shù)據(jù)，隨時(shí)進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)總結(jié)。4實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作技能的重要環(huán)節(jié)，

3、因此每個(gè)學(xué)生都必須自己動(dòng)手，完成所有的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。5實(shí)驗(yàn)所測(cè)的數(shù)據(jù)和圖表，應(yīng)以實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，當(dāng)場(chǎng)記錄清楚，不要拼湊和抄襲，所得結(jié)果交指導(dǎo)老師審閱認(rèn)可后可才能離開實(shí)驗(yàn)室，若不符合實(shí)驗(yàn)要求應(yīng)重做。6學(xué)生在完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，如果希望觀察一些與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的其它現(xiàn)象，或用另外方案來進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)老師同意可以進(jìn)行。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一般內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，通過書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以提高學(xué)生的分析能力，因此每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并要求學(xué)生對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該做到原理清楚，方法正確，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可靠，會(huì)簡(jiǎn)單處理和分析測(cè)試數(shù)據(jù)。要有自己的觀點(diǎn)和見解，并加以討論，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求書寫工整。一般實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有下列

4、基本內(nèi)容：1實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)日期、實(shí)驗(yàn)者及同組人員。2實(shí)驗(yàn)所用的儀器和設(shè)備的名稱、型號(hào)（及編號(hào)），精度及量程等。3實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法及步驟簡(jiǎn)述。4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括全部的測(cè)量原始數(shù)據(jù)，并注明測(cè)量單位，最好以表格形式，列出數(shù)據(jù)的運(yùn)算過程，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤并分析。5討論及實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，結(jié)合基本原理進(jìn)地分析討論。如實(shí)驗(yàn)對(duì)象有理論解，則希望能與理論結(jié)果進(jìn)行比較，最后寫出心得體會(huì)。6提出建議和期望：通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)自己的收獲，客觀地進(jìn)行評(píng)價(jià)，或提出建議和期望。五、實(shí)驗(yàn)成績(jī)1根據(jù)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和表現(xiàn)，在老師審閱報(bào)告的基礎(chǔ)上，按優(yōu)秀、良好、

5、中等、及格、不及格五級(jí)評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。2未完成所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)成績(jī)不及格者，應(yīng)補(bǔ)做或重做實(shí)驗(yàn)，否則不準(zhǔn)參加本課程的期終考試。3本課程的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，按比例計(jì)入本課程的總評(píng)成績(jī)。2實(shí)驗(yàn)一 金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解布氏硬度測(cè)定的基本原理及應(yīng)用范圍，布氏硬度計(jì)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法。2.初步掌握金屬硬度的測(cè)量方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理布氏硬度實(shí)驗(yàn)是施加一定大小的載荷P，將直徑為D的鋼球壓入被測(cè)金屬表面保持一定時(shí)間，然后卸除載荷，根據(jù)鋼球在金屬表面上所壓出的凹痕面積F凹 求出平均應(yīng)力值，以此作為硬度值的計(jì)量指標(biāo)，并用符號(hào)HB表示。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 取45鋼(或Q235)試樣一個(gè)，用布氏硬度計(jì)打出壓

6、痕，并用20倍讀數(shù)顯微放大鏡從相互垂直的兩個(gè)方向上測(cè)量壓痕直徑，取其平均值，查附表求得HBS值，將數(shù)據(jù)填入表1-1中。四、 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 1.HB-3000型布氏硬度試驗(yàn)機(jī) 2.20倍讀數(shù)顯微放大鏡五、 實(shí)驗(yàn)步驟1.將試樣放在工作臺(tái)上，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)手輪，工作臺(tái)上升，使壓頭壓向試樣表面直到手輪與下面螺母產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)為止。2.按動(dòng)加載按鈕，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，即開始加載荷。此時(shí)因壓緊螺釘已擰松，圓盤并不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)保荷指示燈閃亮的同時(shí)，迅速擰緊壓緊螺釘，使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。達(dá)到所要求的持續(xù)時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)停止。從保荷指示燈閃亮到熄滅為試驗(yàn)力保持時(shí)間。3.逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)手輪，使工作臺(tái)降下。取下試樣用20倍讀數(shù)顯微鏡測(cè)

7、量壓痕直徑d值，并查附表1確定硬度HB數(shù)值。注意事項(xiàng)：（1）安裝砝碼時(shí)，一定將吊桿的本身重量187.5公斤加進(jìn)去。（2）壓痕直徑d應(yīng)在以下范圍內(nèi)，否則無效。0.24D<d<0.6D（3）試樣表面必須平整光潔無氧化皮，以使壓痕邊緣清晰，保證精確測(cè)量壓痕直徑d。六、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與結(jié)果分析表11 布氏硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)材料（鋼號(hào)、尺寸、狀態(tài)） 實(shí)驗(yàn)規(guī)范實(shí)驗(yàn)結(jié)果壓頭試驗(yàn)力P(Kgf或N)試驗(yàn)力保持時(shí)間(s)壓痕直徑d(mm)硬度值類型直徑（mm）d1d2d(平均)45七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 簡(jiǎn)述布氏硬度的實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用范圍。3. 簡(jiǎn)述本次試驗(yàn)所用布氏硬度機(jī)的型號(hào)、操作規(guī)程和注

8、意事項(xiàng)。4. 將實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填入表1-1中。 實(shí)驗(yàn)二 鐵碳合金平衡組織觀察試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解金相顯微鏡的使用方法及金相試樣的制備過程 2.認(rèn)識(shí)不同成分鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的組織形態(tài) 3.加深理解鐵碳合金化學(xué)成分、組織、性能之間的關(guān)系二、實(shí)驗(yàn)原理從鐵碳相圖上看，鐵碳合金的平衡組織是由鐵素體和滲碳體兩個(gè)基本相組成，由于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，鐵素體和滲碳體的相對(duì)量及分布情況不同，因而呈現(xiàn)出不同的組織形態(tài)。根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，鐵碳合金隨著含碳量及加熱溫度的變化，可出現(xiàn)十幾種不同的固態(tài)組織，其中，奧氏體、鐵素體、滲碳體、珠光體和萊氏體是最常遇到的基本組織，它們對(duì)確定碳鋼和白口鐵平衡狀態(tài)（退火）和近平衡

9、狀態(tài)（正火）的組織和性能具有實(shí)際意義。本實(shí)驗(yàn)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液作侵蝕劑時(shí)，在金相顯微鏡下觀察鐵碳合金，可看到鐵素體、滲碳體、珠光體和低溫萊氏體。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.對(duì)表中列舉的一系列樣品進(jìn)行細(xì)致的觀察，研究每一個(gè)樣品的組織特征，并聯(lián)系鐵碳相圖了解其組織形成的過程。注意含碳量與金相組織之間的關(guān)系。2.待認(rèn)識(shí)了各種組織之后，抓住特征，描繪每個(gè)樣品顯微組織的示意圖。 （1）鐵素體（F）：碳溶解在Fe中的間隙固溶體。它的溶碳量隨著溫度的改變而變化，經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕后呈白色的多邊形晶粒，黑色網(wǎng)是晶粒邊界。重浸蝕后晶粒呈現(xiàn)明暗不同的顏色，這是由于各晶粒的位向不同，顯示出各晶粒具有不同的耐腐

10、蝕性。 （2）滲碳體（Fe3C）：是鐵和碳的一種化合物，含碳量為6.67%，在鐵碳合金中，當(dāng)碳含量超過其溶解度時(shí)，多余的碳就以Fe3C出現(xiàn)。滲碳體的抗腐蝕能力較強(qiáng)，經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕后呈白亮色。 （3）珠光體（P）：它是鐵素體和滲碳體兩相的機(jī)械混合組織。經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕后，在低的倍數(shù)下觀察，其中鐵素體與滲碳體無法分辨，呈現(xiàn)黑色烏云狀，在中等倍數(shù)下觀察，片狀珠光體中鐵素體呈白亮色，而滲碳體呈黑色條紋狀，這是因?yàn)樵谄瑺钪楣怏w中鐵素體片寬。當(dāng)倍數(shù)很高時(shí)，鐵素體和滲碳體片狀形態(tài)都能真實(shí)地反映出來。 （4）萊氏體（Ld）：它是一個(gè)兩相共晶組織，在723以上是奧氏體和滲碳體共晶的機(jī)械混合物。經(jīng)35%硝酸酒精溶液浸蝕后，Ld的組織特征是在白亮色Fe3C基體上分布著許多黑色點(diǎn)狀或條狀的P。 萊氏體和珠光體不同在于前者是在滲碳體的基體上分布著珠光體，后者是在鐵素體基體上分布著滲碳體。 四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 XJB-4X型金相顯微鏡五、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）實(shí)驗(yàn)前復(fù)習(xí)講課中的有關(guān)內(nèi)容和閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，為實(shí)驗(yàn)做好理論方面的準(zhǔn)備。 （2）在顯微鏡下觀察和分析鐵碳合金的平衡組織，識(shí)別鋼和鑄鐵組織形態(tài)的特征。 （3）繪出所觀察的顯微組織示意圖。 （4