實(shí)驗(yàn)一 金相樣品的制備

實(shí)驗(yàn)一金相樣品的制備

2021/5/91一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握金相樣品制備的一般方法（機(jī)械拋光和化學(xué)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(jī)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(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料2021/5/93三、實(shí)驗(yàn)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(xì)的樣品，以及檢查表層組織的樣品.

需要嵌鑲或相應(yīng)的夾具夾持

2.粗磨

截割好的試樣，需要用砂輪或銼刀進(jìn)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(jī)械磨光.

用金相砂紙?jiān)诓ＡО迳蠌?#磨至4#

注意:換砂紙時(shí)，應(yīng)將玻璃板擦干凈，同時(shí)將磨光方向轉(zhuǎn)換90°三、實(shí)驗(yàn)步驟

2021/5/954.拋光:表面達(dá)到光亮如鏡的光潔度

機(jī)械拋光:金相樣品拋光機(jī)

拋光機(jī)轉(zhuǎn)盤→拋光用織物

+拋光用磨料水懸浮液三、實(shí)驗(yàn)步驟

2021/5/965.顯微組織的顯示:用適當(dāng)?shù)姆椒@露組織

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

碳鋼:4％硝酸酒精,當(dāng)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(shí)驗(yàn)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(biāo)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(xiàng)。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

2021/5/98四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

用機(jī)械拋光和化學(xué)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退玫脑O(shè)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(zhì)量的金相試樣。2021/5/910實(shí)驗(yàn)二顯微攝影與暗房技術(shù)2021/5/911一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话懔私怙@微照相的原理及照相顯微鏡的構(gòu)造，掌握顯微照相及暗室技術(shù)2021/5/912二、實(shí)驗(yàn)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(dāng)，低倍照相時(shí)，可以浸蝕得深一些，高倍照則應(yīng)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(xì)的銀粒及清晰的分辨能力。感光速度DIN17/10底片曝光時(shí)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(shí)間。

底片的操作：裝卸底片應(yīng)在全黑的暗室中進(jìn)行。乳膠面向上（即照相時(shí)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(shí)間：根據(jù)顯影液配方中所規(guī)定的時(shí)間，底片乳膠面向上。定影：把在顯影時(shí)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(fù)片的乳劑面相迭放在印相箱上的毛玻璃上進(jìn)行照光。顯影定影烘干、上光2021/5/917七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求簡要闡述顯微照相及沖洗過程，并對負(fù)片質(zhì)量進(jìn)行分析。簡要說明印相及放大的操作過程，并對照片進(jìn)行質(zhì)量分析。將負(fù)片和照片附在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。2021/5/918實(shí)驗(yàn)三結(jié)晶過程觀察與鑄錠組織分析2021/5/919一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜}類和金屬的結(jié)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(shí)驗(yàn)原理結(jié)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(jié)晶過程。用顯微鏡可以直接觀察鹽溶液的結(jié)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(jié)晶過程首先從邊線開始，然后逐漸向里擴(kuò)展。二、實(shí)驗(yàn)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(bǔ)充往往可以看到枝晶組織。二、實(shí)驗(yàn)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(xì)晶區(qū)（激冷等軸晶區(qū)）、由細(xì)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(shí)驗(yàn)原理2021/5/924三、實(shí)驗(yàn)用設(shè)備和材料顯微鏡，氯化銨，小燒杯，玻璃片，玻璃棒及攝子等。實(shí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟用生物顯微鏡觀察氯化銨飽和溶液的結(jié)晶過程。用實(shí)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求畫出實(shí)驗(yàn)中觀察到的氯化銨的結(jié)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(jìn)行分析與對比。2021/5/927實(shí)驗(yàn)四鐵碳合金平衡組織的觀察2021/5/928一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ぬ间摵桶卓阼T鐵在平衡狀態(tài)下的顯微組織。2021/5/929二、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理2021/5/931工業(yè)純鐵的顯微組織珠光體組織

二、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/5/935四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。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(shí)驗(yàn)五材料的塑性變形與再結(jié)晶

2021/5/937一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饨饘俳?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(jié)晶后組織和性能的影響。了解變形對金屬再結(jié)晶后晶粒大小的影響。2021/5/938二、實(shí)驗(yàn)原理金屬經(jīng)受塑性變形后，晶粒內(nèi)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(nèi)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(shí)會發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大等過程二、實(shí)驗(yàn)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(shí)顯微組織的變化二、實(shí)驗(yàn)原理2021/5/941

變形度對工業(yè)純鋁再結(jié)晶退火后晶粒大小的影響

二、實(shí)驗(yàn)原理2021/5/942三、實(shí)驗(yàn)用設(shè)備和材料（一）實(shí)驗(yàn)用設(shè)備箱式電爐，熱電偶及控溫儀表；洛氏硬度計(jì)?？ǔ?。拉伸機(jī)。金相顯微鏡。2021/5/943（二）實(shí)驗(yàn)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(xì)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(jié)晶的工業(yè)純鐵（或低碳鋼等）金相試樣。三、實(shí)驗(yàn)用設(shè)備和材料2021/5/944四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(guān)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(shí)間(min)硬度(HRB)備注表2四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟2021/5/946研究變形度對工業(yè)純鋁片再結(jié)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟2021/5/947觀察與研究塑性變形及再結(jié)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟2021/5/948五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)表1繪制并討論硬度與變形度的關(guān)系曲線。根據(jù)表2繪出預(yù)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(guān)系曲線，說明金屬在相同變形度及相同退火時(shí)間條件下，經(jīng)不同溫度的再結(jié)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(jié)晶溫度。根據(jù)表3繪制出晶粒大小與預(yù)先變形度的關(guān)系曲線，并說明金屬在同一退火溫度及同一保溫時(shí)間條件下，不同的預(yù)先變形度對再結(jié)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(jié)晶后試樣的顯微組織特征填入表4中。2021/5/949實(shí)驗(yàn)六冷卻速度對純質(zhì)材料鑄態(tài)組織的影響2021/5/950一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜だ鋮s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(yùn)用凝固理論分析實(shí)際問題掌握冷卻速度對凝固溫度、組織和力學(xué)性能的影響2021/5/951二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分組選擇不同的片金屬，一般為低熔點(diǎn)金屬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與步驟與教師討論實(shí)驗(yàn)方案分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求按一般學(xué)術(shù)論文的規(guī)范要求，寫出一篇論文，論文內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論、結(jié)論和參考文獻(xiàn)。綜合應(yīng)用所學(xué)的凝固理論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2021/5/953實(shí)驗(yàn)七