工程材料及材料成型實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

工程材料及材料成型試驗(yàn)指導(dǎo)書青島大學(xué)機(jī)械根底試驗(yàn)教學(xué)中心一、試驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步把握不同成分鐵碳合金在平穩(wěn)狀態(tài)下的顯微組織。2Fe-Fe

C相圖在鐵碳合金組織分析中的作用33、把握鐵碳合金成分與組織變化的關(guān)系和規(guī)律，能夠依照顯微組織的特點(diǎn)估算亞共析鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4、生疏金相顯微鏡的構(gòu)造與使用。二、試驗(yàn)原理鐵碳合金的平穩(wěn)組織是指鐵碳合金在極其緩慢的冷卻條件下所得到的組織，F(xiàn)e-FeC3實(shí)際生產(chǎn)中，要想得到一種完全的平穩(wěn)組織是不行能的，退火條件下得到的平穩(wěn)組織。依照Fe-FeC3過共析鋼、亞共晶白口鐵、共晶白口鐵、過共晶白口鐵1工業(yè)純鐵是ωc<0.0218%的鐵碳合金，在室溫下的組織為鐵素體組織，鐵素體。2亞共析碳鋼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%<ωc<0.77%，室溫下的組織由鐵素體和步削減，珠光體量逐步增加，鐵素體的外形逐步由塊狀變?yōu)樗閴K狀或網(wǎng)狀。3共析鋼是ωc＝0.77%珠光體晶粒的位向不同，其截割截面不全都導(dǎo)致的結(jié)果。4過共析鋼質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.77%<ωc<2.11%，室溫組織由珠光體和二次滲碳體5亞共晶白口鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.11%<ωc<4.3%一起。6共晶白口鐵是ωc＝4.3％的鐵碳合金，室溫組織為單一的萊氏體組織。萊氏基體為滲碳體，珠光體呈黑色粒狀或棒狀7過共晶白口鐵是質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.3%<ωc<6.69％的碳鋼，室溫組織由萊氏體和一萊氏體基體上。三、試驗(yàn)儀器設(shè)備及材料四、畫出45、T8、T12鋼顯微組織，并標(biāo)出各物相浸蝕劑浸蝕劑浸蝕劑五、依照所觀看的組織,說明含碳量對鐵碳合金組織和性能的阻礙。五、依照杠桿定律估算未知樣品的含碳量和硬度。一、試驗(yàn)?zāi)康?、了解碳鋼熱處理的差不多方法。2、了解不同熱處理方法對碳鋼組織與性能的阻礙。3、了解硬度測量的差不多原理和應(yīng)用范疇。二、試驗(yàn)儀器及設(shè)備三、試驗(yàn)操作過程知。45T10鋼試樣(6塊，一塊退火試樣已提早備好)。10分鐘。4、2人一組，分別進(jìn)展水冷(4塊)、油冷(1塊)、空冷(1塊)操作。200℃、400℃、600℃的爐中回火，保溫時(shí)刻30分鐘。6、處理后的試樣依次用砂輪機(jī)、預(yù)磨機(jī)磨去兩端氧化皮,然后測量硬度:爐冷、(2點(diǎn));其它試樣測洛氏硬度(3～4點(diǎn))。四、填寫表中全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)鋼號熱處理工藝鋼號熱處理工藝HRCHRB換算為45加熱溫冷卻回火溫 1 2 3 平均 HRC方法爐冷空冷油冷860水冷水冷200水冷400750水冷水冷600鋼號熱處理工藝鋼號熱處理工藝HRCHRB換算為T12加熱溫冷卻回火溫 1 2 3 平均 HB方法爐冷空冷油冷780水冷水冷200水冷400860水冷水冷600五、分析冷卻速度、回火溫度對碳鋼硬度及性能的阻礙的阻礙45750860℃的組織與性能的阻礙200780℃、200℃回火的組織與性能的差異。試驗(yàn)三 金屬材料的金相組織觀看一、試驗(yàn)?zāi)康?、觀看了解碳鋼幾種典型的熱處理后的顯微組織特點(diǎn)。2、觀看了解碳鋼、合金鋼幾種典型的熱處理后的顯微組織特點(diǎn)。3、分析上述材料金相組織與性能的關(guān)系二、試驗(yàn)原理合金元素的參加轉(zhuǎn)變了鋼的組織與構(gòu)造，其相變溫度也有特地大變化。1、常用碳鋼 本試驗(yàn)要緊觀看20鋼、45鋼和T12的淬火組織。2、合金工具鋼W18Cr4V的金相組織。1〕高速鋼的鑄態(tài)組織0.7%~0.8%，共晶萊氏體(白色骨骼狀碳化物)+馬氏體(白色)+剩余奧氏體(白色)+托氏體(黑色)。2〕高速鋼的退火組織鑄態(tài)組織中由于存在大塊狀的碳化物，因而使高速鋼的性能變得硬而脆，平均分布。退火組織為：索氏體+碳化物。3〕高速鋼的淬火組織為了獲得高的熱硬性，高速鋼淬火時(shí)必需淬火加熱到特地高溫度(1280℃)，以保證合金元素充分溶解到奧氏體中。4〕高速鋼的回火組織560回火組織：回火馬氏體(黑色)+少量殘留奧氏體+碳化物顆粒。三、試驗(yàn)儀器設(shè)備及材料四、畫出以下試樣的顯微組織，并標(biāo)出各物相20淬火T10球化退火W18Cr4V淬火W18Cr4V淬火回火浸蝕劑浸蝕劑處理狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)浸蝕劑浸蝕劑五、依照所觀看的金相組織，選一材料分析說明金相組織對性能的阻礙試驗(yàn)四鑄鐵、有色合金的顯微組織觀看一、試驗(yàn)?zāi)康模?、觀看和爭論石墨的大小、數(shù)量、外形及分布對鑄鐵的組織及性能的阻礙。2、嫻熟把握各種鑄鐵的顯微組織及性能特點(diǎn)。二、試驗(yàn)原理，可鍛鑄鐵〔石墨呈團(tuán)絮狀〕和球墨鑄鐵。1、灰鑄鐵依照石墨化程度及基體組織的不同，灰鑄鐵可分為：鐵素體灰鑄鐵，鐵素色〕灰鑄鐵。、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵形成團(tuán)絮狀石墨。示為鐵素體可鍛鑄鐵。3、球墨鑄鐵球墨鑄鐵，珠光體球墨鑄鐵。圖示為鐵素體球墨鑄鐵。有色金屬1、鋁合金鑄造鋁合金中常用的是鋁-硅系合金(Si10%~13%),常稱〝鋁硅明〞。由Al-Si合金相圖可知改成分在共晶點(diǎn)鄰近，因此鑄造性能優(yōu)良，產(chǎn)生鑄造裂紋的α固溶體和粗大針狀的硅晶體組成的共晶體及少量呈多面體狀α固溶體和細(xì)密共晶體組成的亞共晶組織，因而使鋁合金的強(qiáng)度和塑性顯著提高。2、銅合金(黃銅)(錫青銅)(鋁青銅)、銅鈹合金(鈹青銅)、銅鎳合金(白銅)等。45%以下。由Cu-Zn合金相圖可知，鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于39％的黃銅組織為單相α固溶體，稱為α黃銅或單相黃銅，鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)在39%~45%的黃銅呈α+β兩相組織，稱兩相黃銅，黃銅H62的顯微組織。3、軸承合金軸承合金ωCu6%。合金組織要緊是以Sb中的α固溶體為軟基體和以Sn-Sb為基體的有序固溶體βββ相上浮，因而使合金獲得較平均的組織。ZSnSb11Cu6合金的金相組織：暗黑色基體為軟的α相，白色方塊為硬的Cu6Sn5，它也起硬質(zhì)點(diǎn)的作用。這種軟基體硬質(zhì)點(diǎn)混合組織能保證軸承合金具有必要的強(qiáng)度、塑性和韌性，以及良好的減磨性。三、設(shè)備及材料四、畫出以下材料的金相組織，并標(biāo)出各物相。浸蝕劑浸蝕劑浸蝕劑浸蝕劑浸蝕劑3、依照金相組織觀看，分析說明石墨的大小、數(shù)量、外形及分布狀態(tài)對鑄鐵的組織及性能的阻礙。一、試驗(yàn)?zāi)康?、了解液態(tài)成型工藝過程2、把握液態(tài)成型的加工方法 ℃3604、了解阻礙合金流淌性及充型力量的因素二、試驗(yàn)原理 50 C E液態(tài)成型工藝有鑄造、液態(tài)模鍛等多種方法。金屬澆注到鑄型內(nèi)凝固成型的工藝方法。 石蠟 15% 75%鑄造的特點(diǎn)：

硬脂酸不受零件大小、外形、材料的限制。原材料來源廣，生產(chǎn)本錢低。

1-1蠟料相圖缺乏或冷隔等缺陷阻礙合金流淌性的要緊因素化學(xué)成分：共晶合金流淌性好，恒溫下逐層凝固使結(jié)晶界面光滑，合金的TC°低，過熱度高。溶T

↑，合金粘度↓，過熱度↑，合金保持液態(tài)的澆時(shí)刻↑，充型力量提高。但T過高，鑄件易晶粒顯現(xiàn)縮孔、氣孔、粘砂之類的澆780C°。3．澆注壓力：增大澆注壓力明顯可改善合金的充型力量。缺乏導(dǎo)熱力量較弱，充型力量較強(qiáng)。200C°〕二、試驗(yàn)材料15%75%的硬脂酸〕60℃75%15%三、試驗(yàn)儀器與設(shè)備低溫、中溫加熱爐各一臺；液態(tài)成形試驗(yàn)裝置一臺4．合金流淌性測試儀四、試驗(yàn)內(nèi)容1〕試驗(yàn)過程選擇平板模，在重力充型的條件下，分別將共晶蠟料和亞共晶蠟料加熱到20℃時(shí)，從模中取出蠟樣，觀看外觀1-1：1-1液體性質(zhì)對成形性的阻礙蠟料蠟料收縮大小與特點(diǎn)外觀質(zhì)量平均流淌長度2.答復(fù)以下問題1)材料的收縮性試驗(yàn)；1〕試驗(yàn)過程一號模型 b)二號模型 三號模型10℃。分別在重力、壓力、過熱60℃、80℃1-2。表1-2 環(huán)境條件對液態(tài)成形性的阻礙工程工程共晶蠟料加熱到60℃澆注共晶蠟料重力充型重力充型 壓力充型 過