金相分析及热处理综合实验

金相分析及热处理综合实验

一、实验目的及要求

本实验为综合性实验，要求学生在老师指导下独立完成，包括：原材料检测（金相组织、硬度）→热处理（淬火）→终检（金相组织、硬度）的全过程并得出相关实验结果。

1、熟悉金相分析基本方法（金相试样的制备、观察、金相显微镜的使用）

2、熟悉钢的热处理工艺及操作（淬火工艺、热处理炉的使用）

3、熟练掌握洛氏硬度计的操作，了解工业生产中常用硬度检测方法

二、实验设备及材料

1、设备：

金相显微镜热处理炉及控温仪表洛氏硬度计砂轮机预磨机抛光机吹风机

2、试样材料：20 45 T10(任选一种)

3、消耗材料：Cr203抛光液 4％硝酸酒精溶液棉花水砂纸金相砂纸抛光布水

三、实验步骤及方法

每人一个试样，做完该试样实验的全过程。

第1步：粗磨

用砂轮机或锉刀将试样待观察面制成平面，再用粗砂纸磨制，得到平整磨面为止。

第2步：冲洗清水洗净并擦干

第3步：细磨

消除粗磨后的磨痕，得到平整而光滑的磨面。依次在由粗到细的三种不同粒度的砂纸上把磨面磨光。

方法：将砂纸放在玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样，并使磨面朝下，均匀用力沿直线向前推行，返回时试样要离开砂纸，如此反复，直至磨面上的磨痕被去掉，新的磨痕均匀一致时为止。每换一种砂纸，试样的磨制方向转动90°，即与上一道磨痕方向垂直。第4步：冲洗清水洗净

第5步：抛光

去除细磨时留下来的细微磨痕和变形层，是靠极细的抛光粉末与磨面间产生相对磨削和滚压作用来消除磨痕，使其成为光滑的镜面。抛光时应在抛光盘上不断滴注抛光液，抛光液采用Cr2O3细粉末在水中的悬浮液。

第6步：冲洗清水洗净

第7步：浸蚀浸蚀剂为3-5％硝酸酒精溶液

方法：将试样磨面浸入浸蚀剂中，或用棉花沾上浸蚀剂擦拭表面。时间要适当，一般磨面发暗时就可停止，如浸蚀不足可重复浸蚀；如浸蚀过度，则需重新抛光后，再来一次。第8步：冲洗先用清水冲洗，再用酒精冲洗。

第9步：吹干用吹风机吹干试样或用棉球擦干后即可进行观察。

第10步：显微观察（XJP-200金相显微镜）

要求画出观察到的组织示意图，标明材料牌号、放大倍率、浸蚀剂及所观察到的组织组成物的名称。

第11步：硬度测试（HR-150A洛氏硬度计或HRD-150电动洛氏硬度计或TH320全洛氏硬度计）

要求记录测试的数据，每个试样(在不同部位)测三个点，取其平均值。

第12步：热处理（SX系列或SG系列或RJM系列热处理炉）

同种牌号试样放同一热处理炉进行热处理，并依据铁碳相图上的临界温度确定好热处理温度及保温时间。淬火时，试样用钳子夹好，出炉、入水迅速，并不断在水中搅动，以保证热处理质量。取放试样时炉子要断电。

第13步：热处理后的试样用砂纸磨去两端氧化皮。

第14步：重复第1步至第11步进行操作。

四、实验结果记录

材料的牌号：

热处理工艺：加热温度保温时间冷却方式

五、实验报告要求

1、写出实验目的；

2、写出实验过程；

3、实验结果记录，示意图上应标明组织组成物名称；

3、根据热处理原理，分析热处理前后的组织变化情况，对比热处理前后的硬度值，分析硬度值变化的原因；

4、本次实验的体会。

六、注意事项

1、本实验加热所用的设备都为电炉，由于炉内电阻丝距离炉膛较近，容易漏电，所以电炉一定要接地。在取、放试样时必须先切断电源。

2、往炉中放、取试样必须使用夹钳，夹钳必须擦干，不得沾有油和水。开关要迅速，炉门打开时间不宜过长。

3、试样在淬火液中应不断搅动，以免因冷却不均而出现软点。

4、在观察显微组织时，可先用低倍全面地观察，找出典型组织，再用高倍放大，局部详细观察。移动金相试样时，不得用手指触摸试样表面，以免影响观察。

5、硬度测试时，试样两端要平行，表面应平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨；如测试圆柱形试样的侧面，应放在带有“V”型槽的工作台上操作，以防试样滚动。

6、加载应细心操作，以免损坏压头，若加载阻力太大，应停止加载，立即报告。

7、测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。

8、金刚石压头系贵重物件，质硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。

附：普通热处理工艺