工程材料与材料成型基础 验指导6 沙洲工学院 机电工程系 2005年10月
工程材料与材料成型基础 实 验 指 导 书 沙 洲 工 学 院 机 电 工 程 系 2005 年 10 月
实验守则 制定本守则,旨在使学生注意爱护实验设备、掌握正确的实验方法和认 真进行实验操作,保证实验质量 1、实验前按实验指导书有关内容进行预习,了解本轮各个实验的目的 步骤及注意事项。 2、按时上实验课,无故缺课的学生其实验成绩以零分计算 3、进入实验室,衣着整齐。除与本轮实验有关的书籍和文具外,其他物 品不得携入室内。实验室内保持整洁、安静,严禁吸烟,不准乱扔纸屑,不 准随地吐痰。 4、实验中要严肃认真,操作仔细,安全用电。 5、要爱护实验设备,节约使用消耗性用品。若设备发生故障,应立即报 告教师进行处理,不得自行拆修 实验完毕,要切断设备的电源,清理实验场地,将所用的实验设备整 理好,放回原处,认真书写实验报告。经教师同意后,方可离开实验室 7、凡不遵守实验守则经指出而不改正者,教师有权停止其实验。若情节 严重,对实验设备造成损坏者,应负赔偿责任,并给处分
1 实 验 守 则 制定本守则，旨在使学生注意爱护实验设备、掌握正确的实验方法和认 真进行实验操作，保证实验质量。 1、实验前按实验指导书有关内容进行预习，了解本轮各个实验的目的、 步骤及注意事项。 2、按时上实验课，无故缺课的学生其实验成绩以零分计算。 3、进入实验室，衣着整齐。除与本轮实验有关的书籍和文具外，其他物 品不得携入室内。实验室内保持整洁、安静，严禁吸烟，不准乱扔纸屑，不 准随地吐痰。 4、实验中要严肃认真，操作仔细，安全用电。 5、要爱护实验设备，节约使用消耗性用品。若设备发生故障，应立即报 告教师进行处理，不得自行拆修。 6、实验完毕，要切断设备的电源，清理实验场地，将所用的实验设备整 理好，放回原处，认真书写实验报告。经教师同意后，方可离开实验室。 7、凡不遵守实验守则经指出而不改正者，教师有权停止其实验。若情节 严重，对实验设备造成损坏者，应负赔偿责任，并给处分
实验报告的内容和要求 实验报告是学生对实验的总结,是考核学生学习成绩和评估教学质量的重要依据 学生对所做的实验应做到原理清楚,操作方法、步骤正确,实验结果比较可靠。 实验报告应由每个学生独立完成,书写工整,内容层次分明,文字简明通顺,图表清 晰 实验报告一般包括下列八项内容: 1.实验名称; 2.实验目的 3.实验设备 4.实验原理 5.实验步骤 实验记录 7.数据处理及相关结论 8.回答思考题 按时递交实验报告
2 实验报告的内容和要求 实验报告是学生对实验的总结，是考核学生学习成绩和评估教学质量的重要依据。 学生对所做的实验应做到原理清楚，操作方法、步骤正确，实验结果比较可靠。 实验报告应由每个学生独立完成，书写工整，内容层次分明，文字简明通顺，图表清 晰。 实验报告一般包括下列八项内容： 1．实验名称； 2．实验目的； 3．实验设备； 4．实验原理； 5．实验步骤； 6．实验记录； 7．数据处理及相关结论； 8．回答思考题。 按时递交实验报告
实验一基本技能性实验 实验目的 1.了解金相显微镜的工作原理、结构及使用方法,掌握金相试样的制备方法, 2.了解布氏硬度计、洛氏硬度计的基本构造、测试原理及特点,能测定不同含碳量及 热处理条件下碳钢试样的布氏硬度值、洛氏硬度值。 3.了解热处理电阻炉的结构、原理,掌握热处理操作方法及规则 金相显微镜及金相试样制备 1.金相显微镜的结构及使用 金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。现以XJB-1型台式 金相显微镜为例加以说明。 XJB-1型金相显微镜的光学系统如图1所示,由灯泡发出的光线经聚光透镜组及反光 镜聚集到孔径光栏,再经聚光镜聚集到物镜的后焦面,最后通过物镜平行照射到试样的表 面。从试样表面反射回来的光线经物镜组和辅助透镜,由半反射镜转向,经过辅助透镜及 棱镜形成一个倒立的放大实像,该像再经过目镜放大,就成为在目镜视场中能看到的放大 映像 XJB-1型金相显微镜的外形如图2所示,现分别介绍其各部件的功能及使用。 照明系统:在底座内装有一低压灯泡作为光源,聚光镜、孔径光栏及反光镜等均安置 在圆形底座上,视场光栏及另一聚光镜则安在支架上,它们组成显微镜的照明系统,使试 样表面获得充分均匀的照明。 载物台-一 目镜 物镜组 接目镜 目镜筒 轴助透镜 场镜转换器 半反射健 面定螺钉 聚光镜 镜棱镜 传动椭 微动调 聚光镜中 集手轮 孔径光栏 焦手轮 灯泡 孔积光栏 聚光镜组 光源
3 实验一 基本技能性实验 一、 实验目的 1．了解金相显微镜的工作原理、结构及使用方法，掌握金相试样的制备方法。 2．了解布氏硬度计、洛氏硬度计的基本构造、测试原理及特点，能测定不同含碳量及 热处理条件下碳钢试样的布氏硬度值、洛氏硬度值。 3．了解热处理电阻炉的结构、原理，掌握热处理操作方法及规则。 二、 金相显微镜及金相试样制备 1． 金相显微镜的结构及使用 金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。现以 XJB-1 型台式 金相显微镜为例加以说明。 XJB-1 型金相显微镜的光学系统如图 1 所示，由灯泡发出的光线经聚光透镜组及反光 镜聚集到孔径光栏，再经聚光镜聚集到物镜的后焦面，最后通过物镜平行照射到试样的表 面。从试样表面反射回来的光线经物镜组和辅助透镜，由半反射镜转向，经过辅助透镜及 棱镜形成一个倒立的放大实像，该像再经过目镜放大，就成为在目镜视场中能看到的放大 映像。 XJB-1 型金相显微镜的外形如图 2 所示，现分别介绍其各部件的功能及使用。 照明系统：在底座内装有一低压灯泡作为光源，聚光镜、孔径光栏及反光镜等均安置 在圆形底座上，视场光栏及另一聚光镜则安在支架上，它们组成显微镜的照明系统，使试 样表面获得充分均匀的照明
图1XJB1型金相显微镜的光学系统 图2XJB1型金相显微镜外形结构 显微镜调焦装置:在显微镜的两侧有粗调焦和微调焦手轮,粗调手轮的转动可使载物 台的弯臂作上下移动,微调手轮使显微镜沿滑轮缓慢移动,在右侧手轮上刻有分度格,每 格表示物镜座上下微动0.002mm 载物台(样品台):用于放置金相样品,观察面需向下。载物台和下面托盘之间有导 架,用手推动,可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动,以改变试样的观察部 孔径光栏和视场光栏:孔径光栏装在照明反射镜座上面,调整孔径光栏能够控制入射 光束的粗细,以保证物像达到清晰的程度。视场光栏设在物镜支架下面,其作用是控制视 场范围,使目镜中视场明亮而无阴影。 物镜转换器:转换器呈球面状,上有三个螺孔,可安装不同放大倍数的物镜,旋动转 换器可使各物镜镜头进入光路,与不同的目镜搭配使用,以获得各种放大倍数。 目镜筒:目镜筒呈45°倾斜安裝在附有棱镜的半球座上,还可将目镜转向45°呈水平状 态以配合照相装置进行金相摄影 2.金相试样的制备 金相试样的制备包括取样、镶嵌、磨制、抛光、侵蚀等工序。 取样是制备试样的第一道工序,应考虑在被测试金属材料的最合适部位取样;对取的 尺寸过小或形状不规则的样品,常通过镶嵌制成一定的尺寸及外形;磨指是指在制取的样 品上磨出一个平整的磨面;抛光是指利用抛光机消除磨面上的磨痕,将磨面加工成平整光 亮的镜面的过程。在金相显微镜下观察试样的镜面只能看到裂纹、气孔、非金属夹杂物等, 不能看到显微组织。因此必须对试样的磨面进行浸蚀。 浸蚀是指将抛光好的试样磨面浸入一定的化学试剂中(或用化学试剂擦拭),在化学 溶解或电化学腐蚀的作用下晶界被腐蚀呈“组织浮雕”。在显微镜光线的照射下,凹陷的 晶界处光线散射不能进入物镜,呈现黑色网状;晶粒平面的光线进入物镜,呈现明亮的区 域 3.观察试样的组织 金相试样制备好后, (1)根据观察试样所需的放大倍数,选择物镜和目镜 (2)然后将试样放在载物台中心,使载物台中心与物镜中心对正,试样被观察面向 下; (3)转动粗调焦距手轮降低载物台,使试样表面接近物镜:再慢慢反向转动手轮至 目镜中出现模糊的影像;最后轻轻转动微调焦距手轮,直至看到清晰的组织。 (4)使载物台前后左右移动,观察试样的不同部位,找出具有代表性的显微组织, 并画出试样的显微组织示意图。 4.金相观察注意事项
4 图 1 XJB-1 型金相显微镜的光学系统 图 2 XJB-1 型金相显微镜外形结构 显微镜调焦装置：在显微镜的两侧有粗调焦和微调焦手轮，粗调手轮的转动可使载物 台的弯臂作上下移动，微调手轮使显微镜沿滑轮缓慢移动，在右侧手轮上刻有分度格，每 一格表示物镜座上下微动 0.002mm。 载物台（样品台）：用于放置金相样品，观察面需向下。载物台和下面托盘之间有导 架，用手推动，可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动，以改变试样的观察部 位。 孔径光栏和视场光栏：孔径光栏装在照明反射镜座上面，调整孔径光栏能够控制入射 光束的粗细，以保证物像达到清晰的程度。视场光栏设在物镜支架下面，其作用是控制视 场范围，使目镜中视场明亮而无阴影。 物镜转换器：转换器呈球面状，上有三个螺孔，可安装不同放大倍数的物镜，旋动转 换器可使各物镜镜头进入光路，与不同的目镜搭配使用，以获得各种放大倍数。 目镜筒：目镜筒呈 45°倾斜安装在附有棱镜的半球座上，还可将目镜转向 45°呈水平状 态以配合照相装置进行金相摄影。 2． 金相试样的制备 金相试样的制备包括取样、镶嵌、磨制、抛光、侵蚀等工序。 取样是制备试样的第一道工序，应考虑在被测试金属材料的最合适部位取样；对取的 尺寸过小或形状不规则的样品，常通过镶嵌制成一定的尺寸及外形；磨指是指在制取的样 品上磨出一个平整的磨面；抛光是指利用抛光机消除磨面上的磨痕，将磨面加工成平整光 亮的镜面的过程。在金相显微镜下观察试样的镜面只能看到裂纹、气孔、非金属夹杂物等， 不能看到显微组织。因此必须对试样的磨面进行浸蚀。 浸蚀是指将抛光好的试样磨面浸入一定的化学试剂中（或用化学试剂擦拭），在化学 溶解或电化学腐蚀的作用下晶界被腐蚀呈“组织浮雕”。在显微镜光线的照射下，凹陷的 晶界处光线散射不能进入物镜，呈现黑色网状；晶粒平面的光线进入物镜，呈现明亮的区 域。 3． 观察试样的组织 金相试样制备好后， （1）根据观察试样所需的放大倍数，选择物镜和目镜； （2）然后将试样放在载物台中心，使载物台中心与物镜中心对正，试样被观察面向 下； （3）转动粗调焦距手轮降低载物台，使试样表面接近物镜；再慢慢反向转动手轮至 目镜中出现模糊的影像；最后轻轻转动微调焦距手轮，直至看到清晰的组织。 （4）使载物台前后左右移动，观察试样的不同部位，找出具有代表性的显微组织， 并画出试样的显微组织示意图。 4． 金相观察注意事项