實驗一 金相樣品的制備

實驗一金相樣品的制備

2021/5/91一、實驗目的1.掌握金相樣品制備的一般方法（機械拋光和化學浸蝕）。2.了解金相樣品制備的其他方法。2021/5/921.金相顯微鏡2.碳鋼試樣3.金相砂紙、玻璃板4.拋光機及拋光液5.浸蝕劑、酒精、玻璃器皿、竹夾子、脫脂棉、濾紙等二、實驗設備及材料2021/5/93三、實驗步驟

1.金相樣品的截取及鑲嵌

樣品不能太大太重，以便于操作特小、特薄或特細的樣品，以及檢查表層組織的樣品.

需要嵌鑲或相應的夾具夾持

2.粗磨

截割好的試樣，需要用砂輪或銼刀進一步磨平，以得到平坦的磨面.2021/5/943.磨光:消除粗磨留下的較粗磨痕

1)磨光方法

手工磨光，機械磨光.

用金相砂紙在玻璃板上從1#磨至4#

注意:換砂紙時，應將玻璃板擦干凈，同時將磨光方向轉換90°三、實驗步驟

2021/5/954.拋光:表面達到光亮如鏡的光潔度

機械拋光:金相樣品拋光機

拋光機轉盤→拋光用織物

+拋光用磨料水懸浮液三、實驗步驟

2021/5/965.顯微組織的顯示:用適當?shù)姆椒@露組織

化學浸蝕法:樣品表面的不同組織（不同成分或結構的晶粒、晶界、相界等）在浸蝕液中形成微電池作用，導致溶解速度和程度不同。

碳鋼:4％硝酸酒精,當光亮鏡面呈淺灰白色，立即用水沖洗，并用酒精擦洗后吹干。三、實驗步驟

2021/5/976.顯微組織的觀察與記錄

金相顯微鏡在100～400倍不同放大倍數(shù)下觀察組織，繪制組織特征圖：

直徑為40毫米的圓形，圖下標注材料名稱、熱處理規(guī)程、放大倍數(shù)、浸蝕劑、樣品組織等項。

三、實驗步驟

2021/5/98四、實驗內容

用機械拋光和化學浸蝕法制備金相樣品一塊。觀察試樣的顯微組織，并繪制組織圖。2021/5/99五、實驗報告要求寫出實驗目的和所用的設備。簡述金相試樣的制備過程。分析試樣制備過程出現(xiàn)假相的原因，討論如何制備出高質量的金相試樣。2021/5/910實驗二顯微攝影與暗房技術2021/5/911一、實驗目的一般了解顯微照相的原理及照相顯微鏡的構造，掌握顯微照相及暗室技術2021/5/912二、實驗原理2021/5/913三、照相試樣的要求要求較高，要使磨面上的磨痕以及其它缺陷減小到最小程度。注意浸蝕適當，低倍照相時，可以浸蝕得深一些，高倍照則應淺一些。2021/5/914四、照相底片選擇金相顯微照相是要求底片具有細的銀粒及清晰的分辨能力。感光速度DIN17/10底片曝光時間的確定：根據(jù)照明的亮度、放大倍數(shù)、選用的濾色片及試樣組織的特征來選擇時間。

底片的操作：裝卸底片應在全黑的暗室中進行。乳膠面向上（即照相時向著光的投射方向），不要用手摸乳膠面。2021/5/915五、底片沖洗顯影：顯影是為了使已感光的銀鹽還原成金屬銀。顯影液可分硬性、中性、軟性及微粒顯影四種。一般金相攝影常用的為中性顯影液（如D-72）。顯影時間：根據(jù)顯影液配方中所規(guī)定的時間，底片乳膠面向上。定影：把在顯影時還未被還原的AgBr溶解掉。水洗：在流水中清洗。涼干：在空氣中自然涼干。2021/5/916六、印相暗室安全紅燈下操作。相紙的乳劑面和負片的乳劑面相迭放在印相箱上的毛玻璃上進行照光。顯影定影烘干、上光2021/5/917七、實驗報告要求簡要闡述顯微照相及沖洗過程，并對負片質量進行分析。簡要說明印相及放大的操作過程，并對照片進行質量分析。將負片和照片附在實驗報告中。2021/5/918實驗三結晶過程觀察與鑄錠組織分析2021/5/919一、實驗目的熟悉鹽類和金屬的結晶過程。了解鑄造條件對純金屬鑄錠組織的影響。2021/5/920二、實驗原理結晶:形核、長大。多數(shù)是一般都是非均勻形核。不能用顯微鏡直接觀察液態(tài)金屬的結晶過程。用顯微鏡可以直接觀察鹽溶液的結晶過程。2021/5/921玻璃片上摘上一滴接近飽和的氯化銨水溶液。放結晶過程首先從邊線開始，然后逐漸向里擴展。二、實驗原理2021/5/922金屬鑄錠表面，特別是縮孔處，由于缺少液態(tài)金屬的補充往往可以看到枝晶組織。二、實驗原理2021/5/923典型的鑄錠組織可分為三個區(qū)域：靠近模壁的細晶區(qū)（激冷等軸晶區(qū)）、由細晶區(qū)向鑄錠中心生長的柱晶區(qū)以及鑄錠中心的等軸晶區(qū)。二、實驗原理2021/5/924三、實驗用設備和材料顯微鏡，氯化銨，小燒杯，玻璃片，玻璃棒及攝子等。實體顯微鏡（或放大鏡），表面或縮孔處有枝晶組織的金屬鑄錠。不同鑄造條件下工業(yè)純鋁鑄錠的粗視組織樣品一套。2021/5/925四、實驗內容與步驟用生物顯微鏡觀察氯化銨飽和溶液的結晶過程。用實體顯微鏡（或放大鏡）觀察金屬鑄錠表面收縮處的枝晶組織。觀察純鋁鑄錠的粗視組織，分析鑄造條件對鑄錠組織的影響。2021/5/926五、實驗報告要求畫出實驗中觀察到的氯化銨的結晶組織和銀晶體的沉積組織，并作簡要分析。畫出不同鑄造條件下工業(yè)純鋁鑄錠的粗視組織，注明鑄造條件，并進行分析與對比。2021/5/927實驗四鐵碳合金平衡組織的觀察2021/5/928一、實驗目的熟悉碳鋼和白口鑄鐵在平衡狀態(tài)下的顯微組織。2021/5/929二、實驗原理Fe－Fe3C相圖

2021/5/930碳鋼:合碳量小于2.11%的合金，白口鑄鐵:含碳量大于2.11%的合金二、實驗原理2021/5/931工業(yè)純鐵的顯微組織珠光體組織

二、實驗原理2021/5/932含碳0.4%的亞共析鋼的顯微組織T12鋼的顯微組織4%硝酸酒精溶液腐蝕

T12鋼的顯微組織堿性苦味酸鈉溶液腐蝕二、實驗原理2021/5/933共晶白口鑄鐵的顯微組織

亞共晶白口鑄鐵的顯微組織

過共晶白口鑄鐵的顯微組織二、實驗原理2021/5/934試樣編號材料顯微組織腐蝕劑1工業(yè)純鐵鐵素體(F)4%硝酸酒精溶液2亞共析鋼(0.45%C)鐵素體(F)+珠光體(P)4%硝酸酒精溶液3亞析鋼(0.77%C)珠光體(P)4%硝酸酒精溶液4過共析鋼(1.2%C)珠光體(P)+二次滲碳體(CmII)4%硝酸酒精溶液5過共析鋼(1.2%C)珠光體(P)+二次滲碳體(CmII)堿性苦味酸鈉溶液6亞共晶白口鑄鐵萊氏體(Le’)+珠光體(P)+二次滲碳體(CmII)4%硝酸酒精溶液7共晶白口鑄鐵萊氏體(Le’)4%硝酸酒精溶液8過共晶白口鑄鐵萊氏體(Le’)+一次滲碳體(CmI)4%硝酸酒精溶液觀察下表中所列試樣的顯微組織，畫下所觀察組織的示意圖。三、實驗內容2021/5/935四、實驗報告要求寫出實驗目的。畫出所觀察樣品的顯微組織示意圖，注明合金成分、狀態(tài)、放大倍數(shù)及各組織組成物的名稱，說明其特征，并分析其形成過程。2021/5/936實驗五材料的塑性變形與再結晶

2021/5/937一、實驗目的了解金屬經(jīng)冷變形后，變形度對硬度和顯微組織的影響。了解退火溫度對金屬再結晶后組織和性能的影響。了解變形對金屬再結晶后晶粒大小的影響。2021/5/938二、實驗原理金屬經(jīng)受塑性變形后，晶粒內部也發(fā)生明顯的變化。隨變形度增大，晶粒逐漸沿受力方向伸長，并且晶粒內產(chǎn)生很多亞晶塊。工業(yè)純鐵經(jīng)不同程度冷軋變形后的變形組織

2021/5/939冷變形后的金屬在加熱時會發(fā)生回復、再結晶和晶粒長大等過程二、實驗原理2021/5/940經(jīng)50%冷軋后的工業(yè)純鐵在不同溫度加熱時顯微組織的變化二、實驗原理2021/5/941

變形度對工業(yè)純鋁再結晶退火后晶粒大小的影響

二、實驗原理2021/5/942三、實驗用設備和材料（一）實驗用設備箱式電爐，熱電偶及控溫儀表；洛氏硬度計?？ǔ摺＠鞕C。金相顯微鏡。2021/5/943（二）實驗用材料各種變形度的工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）。同一變形度（70%）的工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）試樣。退火狀態(tài)的具有均勻細小等軸晶粒的工業(yè)純鋁片5~6套，每套4片。試樣尺寸：厚0.4mm，寬10mm，長150mm。塑性變形與再結晶的工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）金相試樣。三、實驗用設備和材料2021/5/944四、實驗內容與步驟測定工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）的硬度與變形度的關系試樣號試樣厚度(mm)變形度(%)硬度(HRB)備注表12021/5/945測定塑性變形后的工業(yè)純鐵經(jīng)加熱后的硬度變化試樣編號加熱溫度(℃)保溫時間(min)硬度(HRB)備注表2四、實驗內容與步驟2021/5/946研究變形度對工業(yè)純鋁片再結晶后晶粒大小的影響，并觀察組織變形度(%)36912晶粒數(shù)目(N)晶粒大小(1/N)表3四、實驗內容與步驟2021/5/947觀察與研究塑性變形及再結晶后工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）顯微組織的變化試樣編號試樣狀態(tài)顯微組織特征1未變形2變形度15%3變形度50%4變形度70%5變形度50%,500℃保溫30min6變形度50%,650℃保溫30min7變形度50%,800℃保溫30min表4四、實驗內容與步驟2021/5/948五、實驗報告要求根據(jù)表1繪制并討論硬度與變形度的關系曲線。根據(jù)表2繪出預先變形度為70%的工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）硬度與加熱溫度的關系曲線，說明金屬在相同變形度及相同退火時間條件下，經(jīng)不同溫度的再結晶退火后組織性能的變化。并從繪出的曲線上找出該種材料的再結晶溫度。根據(jù)表3繪制出晶粒大小與預先變形度的關系曲線，并說明金屬在同一退火溫度及同一保溫時間條件下，不同的預先變形度對再結晶后組織與性能的影響。試從繪制出的曲線上找出該種材料的臨界變形度。將觀察到的塑性變形與再結晶后試樣的顯微組織特征填入表4中。2021/5/949實驗六冷卻速度對純質材料鑄態(tài)組織的影響2021/5/950一、實驗目的熟悉冷卻曲線的測定方法熟悉金相顯微組織的觀察分析方法綜合運用凝固理論分析實際問題掌握冷卻速度對凝固溫度、組織和力學性能的影響2021/5/951二、實驗內容分組選擇不同的片金屬，一般為低熔點金屬設計實驗方案與步驟與教師討論實驗方案分組進行實驗，測出合金的凝固速度，冷卻及制備試樣、觀察組織、拍攝照片2021/5/952三、實驗報告要求按一般學術論文的規(guī)范要求，寫出一篇論文，論文內容包括實驗目的，實驗方法，實驗結果與討論、結論和參考文獻。綜合應用所學的凝固理論分析實驗結果。2021/5/953實驗七