若试样细小，不便操作，可采用镶嵌法或机丝片械夹持法，如图3一3所示凸不平的部分，以得HHOQO到一个较为平整的表面。磨制时注意随时用水冷中却。>试样低熔点合金材新2.2.3后制广意粉磨制分为粗磨、细磨、精磨。(b)粗磨是在砂轮机上进行的，目的是磨去热处理的脱碳层或切割试样时留下的凹细磨是在预a）机械夹持法（b）镶嵌法磨机上进行的。预磨机的磨盘上装右240号～图3一3全相试样的夹持和使出法340号水砂纸，磨盘转速450／550r/min。预磨的目的是消除粗磨时在试样表面造成的粗糙的磨痕，以缩短在金相砂纸上的操作时间。操作时打开水管阀门，让水流保持在磨盘中心。手持试样，凭感觉把试样放平并施加10～20N的压力。预磨时间一般不超过1min。精磨是在金相砂纸上进行的，目的是消除预磨机上的变形层和较粗的起孩，使试样的磨痕更细。常用的金相砂纸为NO.1：W28（400号）、NO.2。W20（500号）、NO·3。W14（600号）、N。4：W0（800号）。磨时先把细磨好的试样用水洗净，擦于，然后由粗到细依次在各号砂纸上把磨面磨光。操作要领是“轻压平推，单程单向”。把砂纸平铺于厚玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样，将磨面朝下并与砂纸接触，在3～7N／cm的压力下向前推进磨削。用力务求均匀平稳，勿使试样磨偏。试样退回时不与砂纸接触。这样反复进行，直到试样上旧的磨痕被去掉，新的磨痕均匀、方向一致时为止。在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动90，即与上一道磨痕方向垂直。精磨时间一般不超过Smin。图3一4所示为金相砂纸磨削过程示意图。2.2.4抛光No4No3NolNo2111OC图3一4全相砂纸磨削过程示意图抛光的目的是除去精磨时磨面上留下来的细微磨痕，以获得光滑的镜面。常用的抛光方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光三种，其中以机械抛光最为简便。机械式抛光机的磨盘上装有抛光织物（呢、绒、毡等），磨盘转速1350r/min。操作时，10
10 若试样细小，不便操作，可采用镶嵌法或机 械夹持法，如图 3－3 所示凸不平的部分，以得 到一个较为平整的表面。磨制时注意随时用水冷 却。 2.2.3 后制 磨制分为粗磨、细磨、精磨。 粗磨是在砂轮机上进行的，目的是磨去热处 理的脱碳层或切割试样时留下的凹细磨是在预 磨机上进行的。预磨机的磨盘上装右 240 号～ 340 号水砂纸，磨盘转速 450／550r／min。预 磨的目的是消除粗磨时在试样表面造成的粗糙的磨痕，以缩短在金相砂纸上的操作时间。 操作时打开水管阀门，让水流保持在磨盘中心。手持试样，凭感觉把试样放平并施加 10～ 20N 的压力。预磨时间一般不超过 lmin。 精磨是在金相砂纸上进行的，目的是消除预磨机上的变形层和较粗的起孩，使试样的 磨痕更细。常用的金相砂纸为 NO．l：W28（400 号）、NO．2。W20（500 号）、NO·3。W14 （600 号）、N。4：W O（800 号）。磨时先把细磨好的试样用水洗净，擦干，然后由粗到细 依次在各号砂纸上把磨面磨光。操作要领是“轻压平推，单程单向”。把砂纸平铺于厚玻璃 板上，左手按住砂纸，右手握住试样，将磨面朝下并与砂纸接触，在 3～7N／cm 的压力下 向前推进磨削。用力务求均匀平稳，勿使试样磨偏。试样退回时不与砂纸接触。这样反复 进行，直到试样上旧的磨痕被去掉，新的磨痕均匀、方向一致时为止。 在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动 90,即与上 一道磨痕方向垂直。精磨时间一般不超过 smin。图 3－4 所示为金相砂纸磨削过程示意图。 2.2.4 抛光 图 3－4 全相砂纸磨削过程示意图 抛光的目的是除去精磨时磨面上留下来的细微磨痕，以获得光滑的镜 面。常用的抛光方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光三种，其中以机械抛光最为简便。 机械式抛光机的磨盘上装有抛光织物（呢、绒、毡等），磨盘转速 1350r／min。操作时， a）机械夹持法（b）镶嵌法 图 3－3 全相试样的夹持和使出法
手持试样以2～4N/。Ⅲ的压力压在高速旋转的抛光盘上，并沿抛光盘半径方向往返移动同时试样自身略加转动。抛光后的试样磨面应光亮无痕，且石墨或夹杂物等不应丢失或有电尾现象。抛光时间一般为13min，不宜过长。抛光后的试样马上用水冲洗干净，然后用酒精冲去残留的水迹，再用风机吹干。2.2.5侵蚀抛光后未经浸蚀的试样，在金相显微镜上可以观察到铸铁的石墨形状，金属中某些非金属夹杂物、孔、洞、裂纹等。浸蚀后的试样可显示出金属的基体组织。浸蚀的作用是，由于金属材料中各相的化学成分和结构不同，故具有不同的电极电位，在浸蚀中就形成了许多微电池。电极电位低的相为阳极电位而被溶解，电极电位高的相为阴极电位而保持不变，所以浸蚀后就形成了凹凸不平的表面。纯金属与单相合金浸蚀时，由于晶界原子排列较乱，缺陷与杂质较多，易被浸蚀成沟。观察时，由于光线在晶界处被散射不能进人物镜，因此显示出一条条黑色晶界，如图3一5所示。服G(b)图3-5纯铁晶界显示示意图a）纯铁晶界上的光线散射示意图，b）纯铁显微组织的晶界（400X化学浸蚀剂的种类很多，应按材料种类、热处理状态及观察目的选择适当的浸蚀剂。碳素钢与铸铁一般用州的硝酸酒精溶液。浸蚀方法可用棉花沾取浸蚀剂擦拭磨面，或把浸蚀剂放在玻璃血中，将试样磨面朝下浸人浸蚀剂中。试样的化学成分及热处理状态不同，浸蚀的时间也不同。一般情况下，淬火钢约为1～ZS，工业纯钦则需十几秒。待试样磨面失去光泽略发暗为度，立即用清水冲洗残余浸蚀剂，然后用酒精冲洗，最后用风机吹干。一次浸蚀不足可再浸蚀，但若浸蚀过度，则需重新抛光。总之，浸蚀深度以能在显微镜下清晰地显示出组织的细节为准。3实验内容与方法指导3.1实验内容与方法（1）实验课前应认真预习实验指导书，了解金相显微镜及有关设备的构造、原理、操作方法和注意事项。（2）每人按要求制备一块金相试样并观察其显微组织。11
11 手持试样以 2～4N／。m 的压力压在高速旋转的抛光盘上，并沿抛光盘半径方向往返移动， 同时试样自身略加转动。抛光后的试样磨面应光亮无痕，且石墨或夹杂物等不应丢失或有 曳尾现象。抛光时间一般为 1～3min，不宜过长。 抛光后的试样马上用水冲洗干净，然后用酒精冲去残留的水迹，再用风机吹干。 2.2.5 侵蚀 抛光后未经浸蚀的试样，在金相显微镜上可以观察到铸铁的石墨形状，金属中某些非 金属夹杂物、孔、洞、裂纹等。浸蚀后的试样可显示出金属的基体组织。 浸蚀的作用是，由于金属材料中各相的化学成分和结构不同，故具有不同的电极电位， 在浸蚀中就形成了许多微电池。电极电位低的相为阳极电位而被溶解，电极电位高的相为 阴极电位而保持不变，所以浸蚀后就形成了凹凸不平的表面。纯金属与单相合金浸蚀时， 由于晶界原子排列较乱，缺陷与杂质较多，易被浸蚀成沟壑。观察时，由于光线在晶界处 被散射不能进人物镜，因此显示出一条条黑色晶界，如图 3－5 所示。 图 3-5 纯铁晶界显示示意图 a)纯铁晶界上的光线散射示意图，b)纯铁显微组织的晶界（400X） 化学浸蚀剂的种类很多，应按材料种类、热处理状态及观察目的选择适当的浸蚀剂。 碳素钢与铸铁一般用州的硝酸酒精溶液。 浸蚀方法可用棉花沾取浸蚀剂擦拭磨面，或把浸蚀剂放在玻璃皿中，将试样磨面朝下 浸人浸蚀剂中。试样的化学成分及热处理状态不同，浸蚀的时间也不同。一般情况下，淬 火钢约为 1～ZS，工业纯钦则需十几秒。待试样磨面失去光泽略发暗为度，立即用清水冲 洗残余浸蚀剂，然后用酒精冲洗，最后用风机吹干。一次浸蚀不足可再浸蚀，但若浸蚀过 度，则需重新抛光。总之，浸蚀深度以能在显微镜下清晰地显示出组织的细节为准。 3 实验内容与方法指导 3.1 实验内容与方法 （1）实验课前应认真预习实验指导书，了解金相显微镜及有关设备的构造、原理、操 作方法和注意事项。 （2）每人按要求制备一块金相试样并观察其显微组织
（3）请指导教师评定试样制作质量。（4）交口试样，整理实验设备及用品。3.2实验设备及用品①砂轮机；②预磨机：③抛光机：④金相显微镜：③水砂纸、金相砂纸（400号、500号、600号、800号）、磨料（氧化铝粉）、浸蚀剂（4%硝酸酒精溶液、酒精、脱脂棉）。3.3注意事项（1）金相试样在放上载物台之前必须吹干，并注意操作者的手保持清洁、干燥。（2）光学零件必须保持清洁，显微镜头严禁用手触摸，若发现镜头上有赃物或灰尘应及时用耳球吹去灰尘，或用镜头纸及二甲苯轻轻擦拭清除，不得用酒精，以防透镜胶被溶解。（3）在更换物镜或调焦时，要防止物镜受到磨、碰而损坏。4）不要用手触摸模试样揽光面，在显微镜上观察时，若要改变观察部位，应用手移动载物盘，而不应移动试样，以免磨坏抛光面。（5）在预磨机、抛光机上操作时，应确定磨盘为逆时针旋转，手持试样放在磨盘的右侧，身体直立，凭感觉把试样放平，切勿低头用眼晴观察试样是否放平。注意力集中，避免试样飞出发生事故。3.4实验报告要求(1)简述实验目的。(2)简述金相试样制备过程及操作要领。实验三碳素钢热处理（综合性实验）12
12 （3）请指导教师评定试样制作质量。 （4）交口试样，整理实验设备及用品。 3．2 实验设备及用品 ①砂轮机； ②预磨机； ③抛光机； ④金相显微镜； ⑤水砂纸、金相砂纸（400 号、500 号、600 号、800 号）、磨料（氧化铝粉）、浸蚀剂 （4％硝酸酒精溶液、酒精、脱脂棉）。 3.3 注意事项 （1）金相试样在放上载物台之前必须吹干，并注意操作者的手保持清洁、干燥。 （2）光学零件必须保持清洁，显微镜头严禁用手触摸，若发现镜头上有赃物或灰尘， 应及时用耳球吹去灰尘，或用镜头纸及二甲苯轻轻擦拭清除，不得用酒精，以防透镜胶被 溶解。 （3）在更换物镜或调焦时，要防止物镜受到磨、碰而损坏。 （4）不要用手触摸试样抛光面，在显微镜上观察时，若要改变观察部位，应用手移动 载物盘，而不应移动试样，以免磨坏抛光面。 （5）在预磨机、抛光机上操作时，应确定磨盘为逆时针旋转，手持试样放在磨盘的右 侧，身体直立，凭感觉把试样放平，切勿低头用眼睛观察试样是否放平。注意力集中，避 免试样飞出发生事故。 3.4 实验报告要求 (1)简述实验目的。 (2)简述金相试样制备过程及操作要领。 实验三 碳素钢热处理（综合性实验）
1实验目的（1）学会综合运用火花鉴别、显微组织观察、硬度测试等方法鉴别碳钢的化学成分、热处理状态。（2）初步掌握热处理工艺的设计方法及热处理操作方法。（3）深刻了解材料化学成分一显微组织一机械性能之间的变化规律，初步掌握运用热处理工艺改变材料性能（工艺性能，使用性能）的基本方法。2基本知识2.1热处理工艺热处理主要是通过对钢材在固态范围内施以不同的加热、保温和冷却的过程，来改变其内部组织，从而获得所需性能的工艺方法。热处理可以是工件加工过程中的一个中间工序，也可以是使工件性能达到要求的最终工序。普通热处理基本工艺包括退120火、正火、淬火和回火等。1002.1.1钢的退火/品粒粗化退火钢的退人是将钢件加热XXXX到适当温度，保温一定时间，然后900A缓慢冷却的热处理工艺。800F退XXXXXXXX根据工件的成分及退火目的70球化退火不同和工件在退火时的加热温度S/r再结晶巡火的不同，退xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx火工艺一般可分为：1）低温低温退火500退火：2）再结晶退火：3）不完全400退火：4）完全退火：5）等温退火：3006）扩散退火等。各种退火工艺的加热温度与铁碳平衡图的关系见200图5-1。1002.1.2钢的正火i0.40.60.8钢的正火是将钢加热到AC。wcP%或ACcm以上30~～50℃，保温后在空气中冷却的一种热处理工艺。图5-1碳钢退火加热温度与铁碳平衡图的关系碳素钢退火、正火温度如表5-1所示。13
13 l 实验目的 （1）学会综合运用火花鉴别、显微组织观察、硬度测试等方法鉴别碳钢的化学 成分、热处理状态。 （2）初步掌握热处理工艺的设计方法及热处理操作方法。 （3）深刻了解材料化学成分一显微组织一机械性能之间的变化规律，初步掌握 运用热处理工艺改变材料性能（工艺性能，使用性能）的基本方法。 2 基本知识 2.1 热处理工艺 热处理主要是通过对钢材在固态范围内施以不同的加热、保温和冷却的过程，来改变 其内部组织，从而获得所需性能的工艺方法。 热处理可以是工件加工过程中的一个中间工序，也可以是使工件性能达到要求的最 终工序。 普通热处理基本工艺包括退 火、正火、淬火和回火等。 2.1.1 钢的退火 钢的退人是将钢件加热 到适当温度，保温一定时间，然后 缓慢冷却的热处理工艺。 根据工件的成分及退火目的 不同和工件在退火时的加热温度 的不同，退 火工艺一般可分为：1）低温 退火；2）再结晶退火；3）不完全 退火；4）完全退火；5）等温退火； 6）扩散退火等。各种退火工艺的 加热温度与铁碳平衡图的关系见 图 5－1。 2.1.2 钢的正火 钢的正火是将钢加热到 AC。 或 ACcm 以上 30～50℃，保温后在 空气中冷却的一种热处理工艺。 碳素钢退火、正火温度 如表 5-1 所示
碳素钢退火、正火温度表 5-1加热温度/C加热混度/CAcsAcs钢号钢号/cIc正火退火退火正火08890920~87045780820~840820~8701050880910~960770800~820800~8501586555765900~950800~820800~8502085060760880~930790~810790~84025840870~92065750790~810790~84030825T8Ac1730850~870850~900740~760760~78035810840~860840~890T10Ac;730750~770800~85040800T12830~850830~880Ac730750~770850~870表5-2常用火剂的冷却能力在下列温度范圈内的冷却速度/·“-1在下列温度范遇内的冷却速度·s-1萍火荆痒火剂600~550℃300~200℃600~550℃300~200℃60027020035水(18℃)菜油（50C）50027020水(26)机油（18℃)100270水(50℃)100机油（50℃）150303020025水(74℃)变压器油（50℃）12010%NaCI水溶液水鼓璃苷性300110031070(18℃)钠水溶液0.5%聚乙烯醇250200蒸馏水180水溶液30200肥皂水油水乳液702002.1.3钢的率火钢的率火是将钢加热到AC。或AC：以上30～50C，保温后在不同的冷介质中快速冷却，从而获得马氏体和（或）贝氏体组织的一种热处理工艺。表5-3常用淬火碱浴、盐浴剂的成分摔火剂成（质量）分熔点/℃使用温度/℃80%KOH+20%NaOH,3%KNO+3%NaNO2+6%H,O120140~180碱浴85%KOH+15%NaNO2，3~6%H0130150~18053%KNOs+40%NaNO,+7%NaNO+3%H,O100120~20055%KNO+45%NaNO，+3~5%H20130150~200硝盐浴55%KNO+45%NaNOz137155~55050%KNOs+50%NaNO2145160~50050%BaCl2+30%CaClz+20%NaCl435480~780低温浴50%BaClz+30%KCI+20%NaCI480500~65014
14 2.1.3 钢的淬火 钢的淬火是将钢加热到 AC。或 AC；以上 30～50C，保温后在不同的冷却介质中快速 冷却，从而获得马氏体和（或）贝氏体组织的一种热处理工艺