材料综合实验

金属材料综合实验实验指导书

上海理工大学

机械工程学院

一、实验目的

综合实验是提高性试验。运用已学过的材料热处理知识，根据不同专业，对不同的材料的牌号、性能以及使用要求，查阅有关资料，设计并制定出相应的热处理工艺。并将自己的设计方案通过实际操作及检验，找出规律，总结写出较具体的实验报告,重点在于加深对理论知识的巩固、实验方案的设计能力和动手能力及团队精神的培养。

二、实验设备及必备技能

1、设备及材料: 布氏硬度机、洛氏硬度机，抛光机, 抛光磨料，金

相显微镜，。箱式电炉，显微硬度机、砂轮机，电脑，金相镶嵌机，金相砂纸，酒精，腐蚀剂，淬火冷却介质等。

2、必备技能: 要求熟练掌握布氏、洛氏硬度及显微硬度法的操

作、金相试样的制备、显微镜的使用。

3、多媒体系统的应用

三、实验内容与要求

1、内容:模具专业: 模具材料(Gr12,CrWMn,18-4-1等)

机制专业: 轴,齿轮,弹簧等材料(45,40Cr,60Si2Mn等)

汽车专业: 汽车用钢(汽车发动机,底盘等)

对于不同的专业,选择不同的材料,全日制开放实验室,让学生分组进行热处理工艺的设计、制定及专业方案的实际操作，并进行不同材料的分析比较所得的数据及结果。

2、要求：每个小组同学事先必须进行对实验方案进行初步制定。

四、实验进程安排

1：布置任务，给出材料，说明目的要求，学生可根据不同的材料及用途，查阅有关参考资料，完善所制定实验方案

2：根据所设计的方案，实施具体操作，其中，若硬度测定，磨片不会或不熟练者需补上这一环节

3：根据分析处理，若与理论不符，需找出原因重新设计热处理方案及操作。若正常，则进行金相组织分析（磨法），画出示意图，并在图中指出不同的组织，分析数据误差原因。

4：将制备好的试样放入显微镜观察，若符合要求，输入电脑，利用图象分析软件进行分析储存。并根据所有数据、金相组织分析，写出实验报告。

五、实验注意事项

1、实验前须认真写出实验预习报告。

2、同学之间团结互助，实验中遇到各种问题可以互相讨论、研

究但不能代别人做。

爱护实验设备，按规定正确使用仪器设备，有问题及时报告

3、试样丢失或试样交换，本实验记零分。

4、实验过程中应该测量的数据及实验条件，全部如实记录，如

冷却剂的种类成分、温度、热处理中间工序等。

5、带好预习报告及报告纸、笔、尺及计算机和必要的参考书等。

六、实验报告要求

1、对你组制定的热处理工艺、方案、操作过程和试验结果进

行分析总结。

（1）实验结果是否达到设计要求，有何异常现象。

（2）若实验结果与设计要求不符，你们是如何解决的？

2 、将有关数据填入相应的表格中。并根据自己的需要，添加其他有关的说明（备注）。

七、实验参考资料

1、机械工业出版社《模具材料与使用寿命》

2、机械工程材料实验指导及实验报告

3、中国劳动社会出版社《模具制造工》（中、高级）

4、化学工业出版社《锻造模具简明设计手册》

5、机械工业出版社《模具材料应用手册》

6、《塑料模具设计参考资料》

7、《塑料模具典型结构图册》清华大学

8、机械工业出版社《机械工程材料》

9、《金属材料成型与模具》

10、《钢铁材料手册》

11、国家机械工业委员会统编，《失效分析》，机械工业出版社，

12 《钢铁材料金相图谱》，上海科学技术出版社，

13、《热处理手册》，机械工业出版社，

14、《金相分析》，国防工业出版社，

15、史美堂主编，金属材料及热处理，上海科学技术出版社，

16、柴惠芬，《工程材料的性能、设计与选材》，机械工业出版社，

17、郑明新，《工程材料》（第二、三版），清华大学出版社，

18、王运炎，《工程材料及热处理》，机械工业出版社

19、其他（课本及网上有关资料）

综合实验（一）

金属材料的选用及其热处理

前后的组织分析

实验目的

1、了解热处理设备及温度控制方式；

2、掌握热处理操作过程及钢的热处理工艺；

3、加深对不同的热处理工艺将获得不同的金相组织及硬度的

理解；

4、观察不同热处理后的组织形态，并说明各种金相组织对应

的热处理工艺。

5、国内外常用模具材料的牌号及其表示方法，

6、常规热处理方法的选择及应用范围,制定热处理工艺并实施,

7、对照处理前后的显微组织及晶粒度.

实验步骤

1、根据实验要求，写出预习报告，合格后方可进行实验。

2、参观热处理设备及温度控制方式、冷却介质。

3、选定材料的热处理工艺，并进行热处理工艺操作（加热、

保温—冷却——硬度测定——回火——硬度测定）。

4、测定钢淬火后及回火后的硬度。（HRC、HBS、HV的选择）

5、图像分析。

6、数据整理交实验老师签名。

实验报告内容

1、查阅有关资料，详细写出各材料的化学成分（元素）、热处

理工艺及工艺图、硬度（淬火、回火、退火、正火）、锻造工艺、用途、类别（冷模、热模、塑料模等）和使用性能及使用要求。

2、简述你所用到的设备名称及用途；

3、制订所在小组材料的热处理工艺及淬火（前后）和回火后

硬度（HB、HRC、HV）；（已知材料）

４、通过磨片试验和多媒体分析软件，对材料（未知材料）的金相组织进行分析，并指出该材料的处理工艺和对应组织、用途、性能、化学成分、应达到的强度、韧度、塑性、硬度等技术指标。

５、实验结果分析:

表一未知材料分析：