工程材料实验

实验一金相试样的制备与组织观察

1、实验目的

（1）学习金相试样的制备方法；

（2）学习金相显微镜的使用方法；

（3）了解不同金相组织在金相显微镜下的形貌特征。

2、实验原理

不同金相组织被腐蚀液浸蚀后，会呈现出不同的形貌特征，可用金相显微镜进行观察。

3、试剂和仪器设备

（1）碳钢试块；

（2）预磨机、抛光机、电吹风、金相显微镜；

（3）抛光液、腐蚀液、金相砂纸。

4、实验步骤

（1）试样的制备

（2）安装好金相显微镜，接通电源；

（3）金相显微组织观察。

5、实验数据及其处理

（1）记录所观察试样显微组织的名称及形貌特征；

（2）绘制所观察试样的显微组织图。

6、问题讨论

（1）制备金相组织试样时应注意哪些问题？

（2）观察金相显微组织时应注意哪些问题？

实验二铁碳合金平衡组织观察

1、实验目的

（1）了解金相显微镜的工作原理及使用方法；

（2）熟悉铁碳合金典型金相组织结构特征。

2、实验原理

不同成分的铁碳合金在室温的平衡组织不同，可通过观察合金金相组织的结构特征来确定其组织成分。

3、试剂和仪器设备

（1）试样，包括含碳量0.2%的亚共析钢、含碳量0.45%的亚共析钢、含碳量0.65%的

亚共析钢、含碳量0.77%的共析钢、含碳量1.2%的过共析钢、亚共晶铸铁（含碳量<4.3%）、共晶铸铁（含碳量4.3%）、过共晶铸铁（含碳量>4.3%）；

（2）金相显微镜。

4、实验步骤

（1）安装好金相显微镜，接通电源；

（2）分别对不同成分的铁碳合金平衡组织进行金相观察和分析。

5、实验数据及其处理

（1）记录所观察试样显微组织的名称及形貌特征；

（2）绘制所观察试样的显微组织图，注明组织代号；

（3）估算所观察试样的含碳量。

6、问题讨论

（1）分析铁素体、奥氏体、渗碳体、光体、菜氏体五种金相组织的性能和特点。

（2）如何根据铁碳合金的显微组织图估算其含碳量？

实验三碳钢的热处理及硬度测试

1、实验目的

（1）了解碳钢的退火、正火、淬火和回火等普通热处理工艺过程，掌握其工艺特点；

（2）熟悉碳钢普通热处理的操作方法；

（3）熟悉硬度试验方法和硬度计的操作；

（4）熟悉碳钢在不同热处理条件下的组织结构与性能差异。

2、实验原理

同一钢种在不同的热处理工艺条件下，将获得不同的组织结构和性能。

3、试剂和仪器设备

（1）箱式电阻炉、布洛维硬度计；

（2）45钢试件；

（3）清水、机油。

4、实验步骤

（1）按要求的温度加热试件；

（2）按要求的冷却规范进行冷却，包括炉冷、空冷、油冷和水冷等；

（3）测量试样硬度并记录数据。

5、实验数据及其处理

实验数据记录于表1中。

表1 45钢在不同热处理工艺条件下的组织和性能

6、问题讨论

（1）根据实验结果简要说明不同的热处理工艺条件对材料组织和性能的影响。

（2）常用的硬度试验法有哪几种？各适用于什么场合？

实验四液态合金的充型能力及典型铸件缺陷分析

1、实验目的

（1）了解液态合金流动性的测定方法；

（2）了解浇注温度对液态合金充型能力的影响；

（3）了解液态合金流动性对铸件质量的影响；

（4）分析典型铸件的缺陷。

2、实验原理

液态合金流动性的测定方法是先用标准螺旋线流动性试样模板制作好铸型，然后将合金熔液浇注到螺旋线形的铸型型腔中，所得到的螺旋线试样的长度就代表该液态合金流动性的大小。

找出典型铸件的缺陷，分析产生的原因，提出改进意见。

3、试剂和仪器设备

（1）标准螺旋线流动性试样模板，钢卷尺；

（2）手工砂型铸造用造型工具，浇注工具，型砂，铝硅合金原料；

（3）红外测温仪。

4、实验步骤

（1）用标准螺旋线流动性试样模板制备砂型，每组须制备10个砂型；

（2）用电阻熔铝炉熔化铝硅合金原料；

（3）在C 680、C 710、C 740三种不同温度下进行浇注，每种温度浇注两件，注意做好标记；

（4）落砂、冷却后测量螺旋线试样的长度，并做好记录。 5、实验数据及其处理 各项实验数据记录于下表中：

6、问题讨论

（1）浇注温度对液态合金的充型能力有何影响？

（2）实验时为什么要求各铸型直浇道的高度应相等？如何实现？ （3）分析液态合金流动性对铸件质量的影响。

（4）分析典型铸件的缺陷，找出产生的原因，提出改进的办法。