《材料科学根底》试验指导书〔试用〕院系： 班级： 姓名： 学号：大 连 理 工 大 学年 月 日试验名目试验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法〔2 学时〕试验二金属材料的硬度〔2 学时〕试验三Sn-Pb 二元平衡相图测试〔2 学时〕试验四金相定量分析方法〔2 学时〕试验五Fe-C 合金平衡组织观看〔2 学时〕试验六材料弹性及塑性变形测定〔2 学时〕试验七碳钢试样的制备及测试综合性试验〔4 学时〕试验八金属塑性变形及回复再结晶设计性试验〔6 学时〕试验九金属凝固组织及缺陷的观看〔2 学时〕试验一 金相显微镜的使用及金相试样制备方法一、 试验目的1） 了解光学显微镜的原理及构造，生疏其零件的作用2） 学会正确操作和使用金相显微镜3） 把握金相试样的制备过程和根本方法二、试验设备与材料试验设备：x-1 型台式光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机试验材料：碳钢标准样品三、试验内容1. 通过本次试验使学生了解光学显微镜并生疏光学显微镜的构造和使用方法；2. 要求每个学生会实际操作光学显微镜，观看金相样品并测定其放大倍数3. 演示并初步生疏金相试样的制备过程及方法四、试验报告撰写撰写试验报告格式要求： 一、试验名称二、试验目的三、试验内容包括：1. 光学显微镜的构造及其零部件的作用2. 使用光学显微镜观看标准样品的收获3. 概述金相试样制备过程及方法四、个人体会与建议试验二 金属材料的硬度一．试验目的1. 了解布氏、洛氏、维氏硬度的测试原理。
2. 初步把握各种硬度计的操作方法和使用留意事项二．试验设备和样品1. 布氏、洛氏、维氏硬度计2. 铁碳合金试样三．试验内容和步骤1. 通过教师讲解，生疏布氏和洛氏硬度计的原理、构造及正确的操作方法2. 演示测定维氏硬度值，演示测定布氏和洛氏硬度值，注：每个样品测量压痕数，由指导教师依据学生人数确定，保证每位学生可以操作硬度计 1-2 次由于试验条件限制，所以不需要严格依据屡次测量取平均值的要求进展试验四．试验报告内容1. 简述试验目的和步骤2. 简要表达布氏、洛氏、维氏硬度计的测量原理和特点3. 写出测量步骤，附上试验结果4. 总结各种硬度计的使用留意事项和使用体会试验三 Sn-Pb 二元平衡相图测试一、 试验目的1) 学会用热分析方法测绘 Sn-Pb 二元平衡相图；2) 把握纯金属与合金冷却过程的异同，学习相变点温度确实定方法二、 试验设备与材料试验设备：微机差热仪 DTA-2C试验材料：不同重量百分比(wt. %)成分的 Sn-Pb 合金，如表 1 所示表 1 Sn-Pb 二元合金成分(wt. %)合金编号12共晶34合金成分100%Sn80%Sn+20%Pb61.9%Sn+38.1%Pb18.3%Sn+81.7%Pb10%Sn+90%Pb三、 试验内容1. 将一个大组人员分成 3-4 人一小组，共 4 个小组，每个小组负责测试一个成分合金的冷却曲线。
将预先配置好的金属和合金分别放在陶瓷坩埚中，然后放入微机差热仪中加热，待合金熔化后，开头冷却为防止金属氧化，应在熔化的金属液面上掩盖一层木炭粉或石墨粉2. Sn-Pb 金属及合金在冷却过程中，设备会自动记录合金的温度-时间的冷却曲线，要求从冷却曲线上找出临界点每组都会测出一种合金的冷却曲线3. 将 4 个小组测得的冷却曲线上的临界点汇总，依据这些试验构造进展分析和总结，最终作出 Sn-Pb 二元相图四、 试验报告撰写撰写试验报告格式要求：一、试验名称二、试验目的三、试验内容包括：1. 给出测试的成分合金的冷却曲线2. 结合其他小组测得的试验结果，做出 Sn-Pb 二元相图个人体会与建议试验四 金相定量分析方法一．试验目的1. 了解定量分析的根本符号和根本方程的意义2. 把握在显微镜下进展相含量定量分析的根本方法3. 完成试样中 Sn-Pb 合金不同组织体积分数测定二．试验设备和样品1. 光学显微镜2. Sn-Pb 合金定量分析试样三．试验内容和步骤1. 由指导教师简要讲解截线法测 Sn-Pb 合金组织体积含量的方法2. 测量 Sn-Pb 合金组织中先共晶组织和共晶组织的体积百分含量要求每个试样至少测量 10 个以上珠光体晶粒的截线长度。
四．试验报告内容1. 简述试验目的和步骤2. 写出测量步骤，付上试验结果3. 向同组同学交换数据，每个样品至少获得 5 个体积含量测量结果，计算标准误差，并分析误差产生缘由4. 总结定量分析中留意事项和体会试验五 Fe-C 合金平衡组织观看一、试验目的1. 生疏铁碳合金〔碳钢和白口铸铁〕在平衡状态下显微组织2. 分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系二、 试验方法指导1. 试验设备及材料金相显微镜；表 1 中的各种铁碳合金的显微样品2. 试验内容及步骤（1） 验前学生应复习讲课中的有关内容和阅读试验指导书，为试验做好理论方面的预备；（2） 在显微镜下观看和分析表 1 所列铁碳合金标准试样的平衡组织，识别钢和铸铁组织形态的特征，依据 Fe-Fe3C 相图分析各合金的形成过程；建立成分、组织之间相互关系的概念3） 绘出所观看的显微组织示意图，画时抓住组织形态的典型特征，并在图中表示出来4） 依据显微组织近似确定亚共析钢的含碳量：C%= (P×0.77)/ 100 + (F×0.0218)/100,式中：P 和 F 分别为珠光体和铁素体所占面积〔%〕三、试验报告要求1. 试验目的2. 画出所观看显微组织示意图，并注明材料名称、含碳量、侵蚀剂和放大倍数， 显微组织画在直径为 30-50mm 的圆内，并将组成物名称以箭头引出标明。
3. 依据所观看的显微组织近似确定一种亚共析钢的含碳量4. 分析和争辩：含碳量对铁碳合金的组织和性能的影响5. 试验后的感想与体会试验六 材料弹性及塑性变形测定一．试验目的1. 了解拉伸试验机的工作原理和操作方法2. 测量碳钢应力应变曲线，分析碳含量对弹性和塑性变形性质的影响二．试验设备和样品1．拉伸试验机2．铁碳合金拉伸试样，含碳量 0.2%、0.45%、1.2%三．试验内容和步骤2．对铁碳合金试样，含碳量 0.2%、0.45%、1.2%三个样品进展拉伸试验在试验中，留意观看拉伸过程中四个特征阶段的各种现象，并记录各特征数值注：将学生分为三组，每组学生测量一个样品然后三组学生交换试验数据，完成试验报告1．通过教师讲解，了解材料拉伸试验机构造和根本原理四．试验报告内容1. 简述试验目的和步骤2. 附上试验测量得到曲线，给出不同样品的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等特征数值 3．比较并分析碳含量对样品的弹性和塑性性质的影响4．总结试验过程中留意事项和体会试验七 碳钢试样的制备及测试综合性试验一、试验目的1. 学会实际制备铁碳合金样品；2. 综合运用已学试验技术观看金相组织，定量分析组织相对含量，测试硬度， 综合分析并加深理解材料成分、显微组织和性能之间的相互关系。
二．试验设备和样品1. 铁碳合金试样2. 光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机、硬度计等三．试验内容1. 领悟试验指导书中试验一、试验二、试验四的局部，为动手试验做好的预备；2. 把领取到的碳钢试样依据粗磨→细磨→机械抛光→浸蚀的步骤制备金相样品；3. 利用光学显微镜观看试样金相形貌，得到显微组织图4. 测量铁碳合金试样中珠光体的体积百分含量要求每个试样至少测量 10 个以上珠光体晶粒的截线长度5. 依据杠杆定律计算合金中组织组成物的含量，另外依据显微组织近似计算钢中含碳量6. 测定试样的硬度值，7. 结合前面的试验结果，综合分析碳钢的组织与性能的根本测试方法及试验结果相互之间的关系四．试验报告内容1. 试验名称2. 试验目的3. 试验内容这是验证性综合试验，学生依据所学试验技术，实际操作，学会试验的根本技术，并对试验结果进展综合分析4. 个人体会与建议试验八 金属塑性变形及回复再结晶设计性试验一．试验目的1. 生疏塑性变形对金属组织和性能的影响2. 生疏冷变形金属在回复再结晶后组织性能的变化二．试验设备和样品1. 金相显微镜2. 硬度计3. 冷轧机或拉伸机4. 箱式加热炉5. 纯 Cu、纯 Al、纯 Zn6. 切割机、镶嵌用品三．试验内容和步骤（1） 建议的试验内容1. 生疏和分析金属在不同塑性变形量后形变组织特征以及性能〔硬度〕 的变化；2. 生疏和分析冷变形金属在加热后的回复再结晶过程中组织及性能的变化；3. 生疏和分析不同晶体构造的金属在塑性变形过程中组织和性能变化特点。
4.（2） 试验说明本试验为设计性试验，一般 5 人为 1 组，选组长 1 人小组依据建议试验内容或自设试验内容制定方案，分别开展试验最终将小组各位同学的试验汇总， 形成试验报告3） 例如试验方案：1、取纯Al 试样五个〔每人1 个试样〕，在轧机上进展塑性变形，相对变形量分别为 0%、10%、20%、30%、40%2、将上述试样用砂轮切割机从中部切开，其中一个用于制备金相试样〔假照试验尺寸较小，需要镶嵌试样〕，磨样观看试样的组织并测试心部区域硬度，记录试验数据3、将切割的另一半试样放入箱式加热炉中，加热到 300℃，保温 0.5 小时， 取出试样后重制样磨样观看组织并测试硬度，将数据记录下来，并与热处理前的数据进展比照4、汇总小组其他成员的试验结果，综合分析，形成最终试验报告四．试验报告内容1. 简述试验目的、设计的试验方案和根本步骤2. 附上试验测量得到的金相组织及性能数据和曲线3. 依据设计的试验方案及目的表达试验结果并分析缘由4. 总结试验过程中留意事项和体会五、思考题1. 将冷变形试样的试验数据绘成变形量-硬度关系图，分析冷加工后材料性能的变化规律及机理2. 冷变形试样加热后硬度变化规律如何？组织变化规律如何？为什么？3. 什么是临界变形度，你小组的试验中是否觉察这一现象？试验九 金属凝固组织及缺陷的观看一．试验目的1. 生疏金属凝固的典型组织2. 生疏铸造过程中常见组织缺陷二．试验设备和样品 1．光学显微镜2. Sn-Pb 合金：5%Sn 端部固溶体、32%Sn 亚共晶、61%Sn 共晶3. 铸锭的典型组织4. 多个铸造缺陷典型组织如树枝生长〔枝晶偏析〕、分散缩孔等三．试验内容和步骤 1．由指导教师讲解本次。