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1、实验一 金相样品的制备,一、实验目的,1.掌握金相样品制备的一般方法（机械抛光和化学浸蚀）。 2.了解金相样品制备的其他方法。,1. 金相显微镜 2. 碳钢试样 3. 金相砂纸、玻璃板 4. 抛光机及抛光液 5. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等,二、实验设备及材料,三、实验步骤,1.金相样品的截取及镶嵌 样品不能太大太重，以便于操作 特小、特薄或特细的样品，以及检查表层组织的样品. 需要嵌镶或相应的夹具夹持 2.粗磨 截割好的试样，需要用砂轮或锉刀进一步磨平，以得到平坦的磨面.,3.磨光:消除粗磨留下的较粗磨痕 1) 磨光方法 手工磨光，机械磨光. 用金相砂纸在玻璃板上从1#磨
2、至4# 注意: 换砂纸时，应将玻璃板擦干净，同时将磨光方向转换90,三、实验步骤,4. 抛光:表面达到光亮如镜的光洁度 机械抛光 :金相样品抛光机,抛光机转盘 抛光用织物 + 抛光用磨料水悬浮液,三、实验步骤,5. 显微组织的显示:用适当的方法显露组织 化学浸蚀法: 样品表面的不同组织（不同成分或结构的晶粒、晶界、相界等）在浸蚀液中形成微电池作用，导致溶解速度和程度不同。 碳钢:4硝酸酒精,当光亮镜面呈浅灰白色，立即用水冲洗，并用 酒精擦洗后吹干。,三、实验步骤,6.显微组织的观察与记录 金相显微镜在100400倍不同放大倍数下观察组织，绘制组织特征图： 直径为40毫米的圆形，图下标注材料名称
3、、热处理规程、放大倍数、浸蚀剂、样品组织等项。,三、实验步骤,四、实验内容,用机械抛光和化学浸蚀法制备金相样品一块。 观察试样的显微组织，并绘制组织图。,五、实验报告要求,写出实验目的和所用的设备。 简述金相试样的制备过程。 分析试样制备过程出现假相的原因，讨论如何制备出高质量的金相试样。,实验二 显微摄影与暗房技术,一、实验目的,一般了解显微照相的原理及照相显微镜的构造，掌握显微照相及暗室技术,二、实验原理,三、照相试样的要求,要求较高，要使磨面上的磨痕以及其它缺陷减小到最小程度。注意浸蚀适当，低倍照相时，可以浸蚀得深一些，高倍照则应浅一些。,四、照相底片选择,金相显微照相是要求底片具有细的
4、银粒及清晰的分辨能力。 感光速度DIN17/10 底片曝光时间的确定：根据照明的亮度、放大倍数、选用的滤色片及试样组织的特征来选择时间。 底片的操作：装卸底片应在全黑的暗室中进行。乳胶面向上（即照相时向着光的投射方向），不要用手摸乳胶面。,五、底片冲洗,显影：显影是为了使已感光的银盐还原成金属银。 显影液可分硬性、中性、软性及微粒显影四种。一般金相摄影常用的为中性显影液（如D-72）。 显影时间：根据显影液配方中所规定的时间，底片乳胶面向上。 定影：把在显影时还未被还原的AgBr溶解掉。 水洗：在流水中清洗。 凉干：在空气中自然凉干。,六、印相,暗室安全红灯下操作。 相纸的乳剂面和负片的乳剂面
5、相迭放在印相箱上的毛玻璃上进行照光 。 显影 定影 烘干、上光,七、实验报告要求,简要阐述显微照相及冲洗过程，并对负片质量进行分析。 简要说明印相及放大的操作过程，并对照片进行质量分析。将负片和照片附在实验报告中。,实验三 结晶过程观察与铸锭组织分析,一、实验目的,熟悉盐类和金属的结晶过程。 了解铸造条件对纯金属铸锭组织的影响。,二、实验原理,结晶 :形核、长大。多数是一般都是非均匀形核 。 不能用显微镜直接观察液态金属的结晶过程。 用显微镜可以直接观察盐溶液的结晶过程。,玻璃片上摘上一滴接近饱和的氯化铵水溶液。 放结晶过程首先从边线开始，然后逐渐向里扩展。,二、实验原理,金属铸锭表面，特别是
6、缩孔处，由于缺少液态金属的补充往往可以看到枝晶组织。,二、实验原理,典型的铸锭组织可分为三个区域：靠近模壁的细晶区（激冷等轴晶区）、由细晶区向铸锭中心生长的柱晶区以及铸锭中心的等轴晶区。,二、实验原理,三、实验用设备和材料,显微镜，氯化铵，小烧杯，玻璃片，玻璃棒及摄子等。 实体显微镜（或放大镜），表面或缩孔处有枝晶组织的金属铸锭。 不同铸造条件下工业纯铝铸锭的粗视组织样品一套。,四、实验内容与步骤,用生物显微镜观察氯化铵饱和溶液的结晶过程。 用实体显微镜（或放大镜）观察金属铸锭表面收缩处的枝晶组织。 观察纯铝铸锭的粗视组织，分析铸造条件对铸锭组织的影响。,五、实验报告要求,画出实验中观察到的氯
7、化铵的结晶组织和银晶体的沉积组织，并作简要分析。 画出不同铸造条件下工业纯铝铸锭的粗视组织，注明铸造条件，并进行分析与对比。,实验四 铁碳合金平衡组织的观察,一、实验目的,熟悉碳钢和白口铸铁在平衡状态下的显微组织。,二、实验原理,FeFe3C相图,碳钢:合碳量小于2.11%的合金， 白口铸铁:含碳量大于2.11%的合金,二、实验原理,工业纯铁的显微组织,珠光体组织,二、实验原理,含碳0.4%的亚共析钢的显微组织,T12钢的显微组织 4%硝酸酒精溶液腐蚀,T12钢的显微组织 碱性苦味酸钠溶液腐蚀,二、实验原理,共晶白口铸铁的显微组织,亚共晶白口铸铁的显微组织,过共晶白口铸铁的显微组织,二、实验原
8、理,观察下表中所列试样的显微组织，画下所观察组织的示意图。,三、实验内容,四、实验报告要求,写出实验目的。 画出所观察样品的显微组织示意图，注明合金成分、状态、放大倍数及各组织组成物的名称，说明其特征，并分析其形成过程。,实验五 材料的塑性变形与再结晶,一、实验目的,了解金属经冷变形后，变形度对硬度和显微组织的影响。 了解退火温度对金属再结晶后组织和性能的影响。 了解变形对金属再结晶后晶粒大小的影响。,二、实验原理,金属经受塑性变形后，晶粒内部也发生明显的变化。随变形度增大，晶粒逐渐沿受力方向伸长，并且晶粒内产生很多亚晶块。,工业纯铁经不同程度冷轧变形后的变形组织,冷变形后的金属在加热时会发生
9、回复、再结晶和晶粒长大等过程,二、实验原理,经50%冷轧后的工业纯铁在不同温度加热时显微组织的变化,二、实验原理,变形度对工业纯铝再结晶退 火后晶粒大小的影响,二、实验原理,三、实验用设备和材料,（一）实验用设备 箱式电炉，热电偶及控温仪表； 洛氏硬度计。 卡尺。 拉伸机。 金相显微镜。,（二）实验用材料 各种变形度的工业纯铁（或低碳钢等）。 同一变形度（70%）的工业纯铁（或低碳钢等）试样。 退火状态的具有均匀细小等轴晶粒的工业纯铝片56套，每套4片。试样尺寸：厚0.4mm，宽10mm，长150mm。 塑性变形与再结晶的工业纯铁（或低碳钢等）金相试样。,三、实验用设备和材料,四、实验内容与步
10、骤,测定工业纯铁（或低碳钢等）的硬度与变形度的关系,表1,测定塑性变形后的工业纯铁经加热后的硬度变化,表2,四、实验内容与步骤,研究变形度对工业纯铝片再结晶后晶粒大小的影响，并观察组织,表3,四、实验内容与步骤,观察与研究塑性变形及再结晶后工业纯铁（或低碳钢等）显微组织的变化,表4,四、实验内容与步骤,五、实验报告要求,根据表1绘制并讨论硬度与变形度的关系曲线。 根据表2绘出预先变形度为70%的工业纯铁（或低碳钢等）硬度与加热温度的关系曲线，说明金属在相同变形度及相同退火时间条件下，经不同温度的再结晶退火后组织性能的变化。并从绘出的曲线上找出该种材料的再结晶温度。 根据表3绘制出晶粒大小与预先
11、变形度的关系曲线，并说明金属在同一退火温度及同一保温时间条件下，不同的预先变形度对再结晶后组织与性能的影响。试从绘制出的曲线上找出该种材料的临界变形度。 将观察到的塑性变形与再结晶后试样的显微组织特征填入表4中。,实验六 冷却速度对纯质材料铸态组织的影响,一、实验目的,熟悉冷却曲线的测定方法 熟悉金相显微组织的观察分析方法 综合运用凝固理论分析实际问题 掌握冷却速度对凝固温度、组织和力学性能的影响,二、实验内容,分组选择不同的片金属，一般为低熔点金属 设计实验方案与步骤 与教师讨论实验方案 分组进行实验，测出合金的凝固速度，冷却及制备试样、观察组织、拍摄照片,三、实验报告要求,按一般学术论文的规范要求，写出一篇论文，论文内容包括实验目的，实验方法，实验结果与讨论、结论和参考文献。综合应用所学的凝固理论分析实验结果。,实验七 双相材料的塑性变形与再结晶,一、实验目的,应用所学的基本知识，进一步分析双相材料的塑性变形与再结晶 熟悉塑性变形与再结晶实验方法,二、实验内容,选择双相材料，设计实验方案，与教师讨论 根据实验方案，进行实验，记录实验结果 注意双相材料塑性变形，再结晶的特点,三、实验报告要求,一般学术论文要求，写出一篇小论文，内容包括实验目的，实验方法，实验结果与讨论，结论和参考文献，应用所学的知识分析双相材料塑性变形与再结晶的特点。,
