金属材料及热处理实验指导书

1、青岛黄海学院金属材料及热处理实验指导书目录实验须知 .1 实验一 金属材料的硬度实验 .3 实验二 铁碳合金平衡组织观察试验.5 实 验 须 知为了培养学生严肃认真和一丝不苟的工作作风，保证教学实验顺利进行，达到实验教学的要求和目的，每个学生应做到如下几点：一、做好实验前的准备工作1认真预习实验指导书，并复习教材中的有关内容，明确本次实验的目的、方法和步骤。2根据实验所要求的内容结合所学有关理论知识，弄清楚与本次实验有关的基本原理。3对实验中所用到的仪器、设备和工具有一定的了解，规定学生自备的物品一定要准备齐。4除了解实验指导书中规定的实验方案外，亦可多设想其它方案。二、遵守实验室的规章制度1

2、实验时应严肃认真，保持安静和整洁，不准乱抛纸屑，不准随地吐痰，严禁吸烟。2爱护仪器和设备，严格遵守操作规程，如发现故障应及时报告。3凡与本次实验无关的仪器与设备切勿任意动用。4实验完毕，应将设备及仪器擦拭干净，并恢复到原来正常状态。三、认真做好实验1认真听好指导老师对本次实验的讲解，实验时，应有严格科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法和步骤进行。2对于带电或贵重的仪器及设备，在接电或布置后，应请指导老师检查，检查通过后，才能开始实验。3在实验过程中，应密切注意观察实验现象，记录下全部所需测量数据，随时进行分析，若发现异常现象，应及时总结。4实验是培养学生动手操作技能的重要环节，

3、因此每个学生都必须自己动手，完成所有的实验环节。5实验所测的数据和图表，应以实事求是的科学态度，当场记录清楚，不要拼凑和抄袭，所得结果交指导老师审阅认可后可才能离开实验室，若不符合实验要求应重做。6学生在完成规定实验项目后，如果希望观察一些与本实验有关的其它现象，或用另外方案来进行测试，经老师同意可以进行。四、实验报告的一般内容与要求实验报告是实验的总结，通过书写实验报告，可以提高学生的分析能力，因此每个学生必须独立完成实验报告，并要求学生对每个实验应该做到原理清楚，方法正确，数据准备可靠，会简单处理和分析测试数据。要有自己的观点和见解，并加以讨论，实验报告要求书写工整。一般实验报告应具有下列

4、基本内容：1实验名称、实验日期、实验者及同组人员。2实验所用的仪器和设备的名称、型号（及编号），精度及量程等。3实验目的、原理、方法及步骤简述。4实验数据及其处理：实验数据应包括全部的测量原始数据，并注明测量单位，最好以表格形式，列出数据的运算过程，进行数据处理和误并分析。5讨论及实验心得体会：根据实验所得到的结果及实验中观察到的现象，结合基本原理进地分析讨论。如实验对象有理论解，则希望能与理论结果进行比较，最后写出心得体会。6提出建议和期望：通过实验课教学实践，根据自己的收获，客观地进行评价，或提出建议和期望。五、实验成绩1根据学生参加实验的态度和表现，在老师审阅报告的基础上，按优秀、良好、

5、中等、及格、不及格五级评定实验成绩。2未完成所规定的实验或实验成绩不及格者，应补做或重做实验，否则不准参加本课程的期终考试。3本课程的实验成绩，按比例计入本课程的总评成绩。2实验一 金属材料的硬度实验一、 实验目的 1.了解布氏硬度测定的基本原理及应用范围，布氏硬度计的主要结构及操作方法。2.初步掌握金属硬度的测量方法。二、 实验原理布氏硬度实验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹 求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。三、 实验内容 取45钢(或Q235)试样一个，用布氏硬度计打出压

6、痕，并用20倍读数显微放大镜从相互垂直的两个方向上测量压痕直径，取其平均值，查附表求得HBS值，将数据填入表1-1中。四、 实验仪器设备 1.HB-3000型布氏硬度试验机 2.20倍读数显微放大镜五、 实验步骤1.将试样放在工作台上，顺时针方向旋转手轮，工作台上升，使压头压向试样表面直到手轮与下面螺母产生相对滑动为止。2.按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。此时因压紧螺钉已拧松，圆盘并不转动，当保荷指示灯闪亮的同时，迅速拧紧压紧螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动自动停止。从保荷指示灯闪亮到熄灭为试验力保持时间。3.逆时针方向旋转手轮，使工作台降下。取下试样用20倍读数显微镜测

7、量压痕直径d值，并查附表1确定硬度HB数值。注意事项：（1）安装砝码时，一定将吊杆的本身重量187.5公斤加进去。（2）压痕直径d应在以下范围内，否则无效。0.24D<d<0.6D（3）试样表面必须平整光洁无氧化皮，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕直径d。六、 实验数据整理与结果分析表11 布氏硬度实验结果实验材料（钢号、尺寸、状态） 实验规范实验结果压头试验力P(Kgf或N)试验力保持时间(s)压痕直径d(mm)硬度值类型直径（mm）d1d2d(平均)45七、 实验报告1. 写出实验目的2. 简述布氏硬度的实验原理、应用范围。3. 简述本次试验所用布氏硬度机的型号、操作规程和注

8、意事项。4. 将实验结果，填入表1-1中。 实验二 铁碳合金平衡组织观察试验一、实验目的 1.了解金相显微镜的使用方法及金相试样的制备过程 2.认识不同成分铁碳合金在平衡状态下的组织形态 3.加深理解铁碳合金化学成分、组织、性能之间的关系二、实验原理从铁碳相图上看，铁碳合金的平衡组织是由铁素体和渗碳体两个基本相组成，由于碳的质量分数不同，铁素体和渗碳体的相对量及分布情况不同，因而呈现出不同的组织形态。根据铁碳合金状态图，铁碳合金随着含碳量及加热温度的变化，可出现十几种不同的固态组织，其中，奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体和莱氏体是最常遇到的基本组织，它们对确定碳钢和白口铁平衡状态（退火）和近平衡

9、状态（正火）的组织和性能具有实际意义。本实验用质量分数为4%的硝酸酒精溶液作侵蚀剂时，在金相显微镜下观察铁碳合金，可看到铁素体、渗碳体、珠光体和低温莱氏体。三、实验内容 1.对表中列举的一系列样品进行细致的观察，研究每一个样品的组织特征，并联系铁碳相图了解其组织形成的过程。注意含碳量与金相组织之间的关系。2.待认识了各种组织之后，抓住特征，描绘每个样品显微组织的示意图。 （1）铁素体（F）：碳溶解在Fe中的间隙固溶体。它的溶碳量随着温度的改变而变化，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后呈白色的多边形晶粒，黑色网是晶粒边界。重浸蚀后晶粒呈现明暗不同的颜色，这是由于各晶粒的位向不同，显示出各晶粒具有不同的耐腐

10、蚀性。 （2）渗碳体（Fe3C）：是铁和碳的一种化合物，含碳量为6.67%，在铁碳合金中，当碳含量超过其溶解度时，多余的碳就以Fe3C出现。渗碳体的抗腐蚀能力较强，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后呈白亮色。 （3）珠光体（P）：它是铁素体和渗碳体两相的机械混合组织。经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在低的倍数下观察，其中铁素体与渗碳体无法分辨，呈现黑色乌云状，在中等倍数下观察，片状珠光体中铁素体呈白亮色，而渗碳体呈黑色条纹状，这是因为在片状珠光体中铁素体片宽。当倍数很高时，铁素体和渗碳体片状形态都能真实地反映出来。 （4）莱氏体（Ld）：它是一个两相共晶组织，在723以上是奥氏体和渗碳体共晶的机械混合物。经35%硝酸酒精溶液浸蚀后，Ld的组织特征是在白亮色Fe3C基体上分布着许多黑色点状或条状的P。 莱氏体和珠光体不同在于前者是在渗碳体的基体上分布着珠光体，后者是在铁素体基体上分布着渗碳体。 四、实验仪器设备 XJB-4X型金相显微镜五、实验步骤 （1）实验前复习讲课中的有关内容和阅读实验指导书，为实验做好理论方面的准备。 （2）在显微镜下观察和分析铁碳合金的平衡组织，识别钢和铸铁组织形态的特征。 （3）绘出所观察的显微组织示意图。 （4