材料科學(xué)基礎(chǔ)(金屬)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

材料科學(xué)基礎(chǔ)(金屬)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)材料科學(xué)基礎(chǔ)(金屬)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解金屬組織在金相顯微鏡下的形貌特征。2.熟悉金屬的脫碳淬火工藝。3.測(cè)定金屬的機(jī)械性能。二、實(shí)驗(yàn)原理1.金相顯微鏡金相顯微鏡是一種用于觀察金屬和其他材料組織的光學(xué)顯微鏡。它可以顯示材料的顯微結(jié)構(gòu)，如組織、晶體結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)等。金相顯微鏡能夠顯示各種金屬的相以及其對(duì)應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)，因此，可以對(duì)金屬的組織進(jìn)行觀察和分析。2.脫碳淬火工藝脫碳淬火也稱潔凈度高溫淬火，是在高溫下進(jìn)行的淬火工藝，目的是通過(guò)提高溫度來(lái)提高鋼材的潔凈度。在脫碳淬火過(guò)程中，首先將鋼材加熱到高溫，然后將其冷卻到室溫。這個(gè)過(guò)程可以增加鋼材的硬度和強(qiáng)度，但也會(huì)使其更加脆化，因此脫碳淬火常常與調(diào)質(zhì)工藝組合使用。3.機(jī)械性能材料的機(jī)械性能包括：拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度等。用試驗(yàn)儀器進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲等拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度測(cè)試，用沖擊試驗(yàn)儀進(jìn)行沖擊試驗(yàn)以獲得樣品的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備金相顯微鏡、脫碳淬火爐、恒溫箱、淬火槽、打樣機(jī)、UNI-WD-10型卡氏硬度計(jì)、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.制備金屬試樣將棒材切割成長(zhǎng)度30mm，直徑12mm左右的試樣，然后在打樣機(jī)上打磨成30mm×2mm×2mm的塊狀樣品；2.脫碳淬火將制備好的金屬試樣放入脫碳淬火爐中加熱至950℃，保溫30min，然后冷卻到室溫后，樣品顏色變?yōu)樯罴t色；3.磨光、腐蝕用研磨紙將金屬樣品磨光，然后用氫氧化鈉溶液進(jìn)行腐蝕處理，腐蝕5~10s，然后清洗干凈；4.顯微觀察將樣品放入金相顯微鏡中觀察，觀察時(shí)應(yīng)選擇透射光源，并調(diào)整顯微鏡的放大倍數(shù)，觀察組織形貌、晶粒大小和形狀、相種類和分布等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。5.硬度測(cè)試用UNI-WD-10型卡氏硬度計(jì)對(duì)樣品進(jìn)行硬度測(cè)試，一塊樣品測(cè)試三次，每次測(cè)試量程分別為HRA、HRB、HRC，記錄三次測(cè)試結(jié)果的平均值。6.拉伸、屈服強(qiáng)度測(cè)試用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行拉伸、屈服強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)量拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度，為了得到更可靠的數(shù)據(jù)，應(yīng)測(cè)量3個(gè)樣品每個(gè)樣品測(cè)試3次。7.沖擊試驗(yàn)用沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，記錄樣品的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.顯微觀察觀察樣品的形貌、晶粒大小和形狀、相種類和分布等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并將觀察結(jié)果記錄下來(lái)。2.硬度測(cè)試對(duì)三次硬度測(cè)試結(jié)果求平均值，并記錄下來(lái)。3.拉伸、屈服強(qiáng)度測(cè)試對(duì)測(cè)量出的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度結(jié)果求平均值，并記錄下來(lái)。4.沖擊試驗(yàn)記錄樣品的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.脫碳淬火時(shí)，應(yīng)保證試樣加熱到950℃，保溫時(shí)間應(yīng)不少于30min。2.取出淬火后的樣品時(shí)，應(yīng)注意安全，避免燙傷。3.在磨光和腐蝕過(guò)程中，應(yīng)避免使用過(guò)多的力量和過(guò)高的速度，以免在制備過(guò)程中對(duì)試樣造成影響。4.在顯微鏡下觀察樣品時(shí)，應(yīng)從小倍數(shù)開(kāi)始觀察，并逐漸增加倍數(shù)，以避免對(duì)樣品造成損傷。5.測(cè)量硬度、拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)遵循儀器操作規(guī)范，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.樣品組織形貌、晶粒大小和形狀、相種類和分布等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.測(cè)量結(jié)果的平均值。3.樣品的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度。八、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.通過(guò)金相顯微鏡觀察金屬試樣，可以得到其組織形貌、晶粒大小和形狀、相種類和分布等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.脫碳淬火可以提高鋼材的硬度和強(qiáng)度，但也會(huì)使其更加脆化。