工程材料实验

1. 工程材料实验 机电工程实验中心 主讲：翟海洲

2. 金属的显微分析法 实验目的： • 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则； • 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。 实验概述： • 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法。 1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.金相显微试样的制备方法。

3. 实验概述：金相分析实验使用的主要仪器设备 金相显微镜（4XB型 ） 金相显微镜（4XC-TV型）

4. 实验概述：金相分析实验使用的主要仪器设备 切割机 镶嵌机

5. 实验概述：金相分析实验使用的主要仪器设备 抛光机（单列型） 抛光机（双列型）

6. 实验概述：1.金相显微镜的原理、构造及使用 • 金相显微镜的光学原理

7. 实验概述：1.金相显微镜的原理、构造及使用 • 金相显微镜的构造及功能 • 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜

8. 实验概述：1.金相显微镜的原理、构造及使用 • 金相显微镜的构造及功能 (1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场光栏 (14)-目镜

9. 实验概述：1.金相显微镜的原理、构造及使用 • 金相显微镜的使用及注意事项 • 显微镜的操作规程 • 显微镜使用注意事项 听老师讲解，按老师要求去做

10. 取样 磨制 抛光 浸蚀 镶嵌 实验概述： 2.金相显微试样的制备方法 为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到 金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。 • 金相试样的制备过程主要步骤有：

11. 抛光剂 抛光机 砂纸磨 浸蚀剂 吹风机 显微镜 磨制 抛光 浸蚀 吹干 观察 水清洗 水清洗 酒精清洗 实验概述： 2.金相显微试样的制备方法 • 本实验金相试样制备过程的步骤如下:

12. 实验概述：2.金相显微试样的制备方法 • 取样 • 下图为常规取样 • 左图为试样镶嵌

13. 实验概述：2.金相显微试样的制备方法 • 磨制 • 方式： 手工磨和机械磨 • 工序： 粗磨和细磨 右图---试样磨面上磨痕 变化情况示意图

14. 实验概述：2.金相显微试样的制备方法 • 磨制方法 • 砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。 • 磨制以“单程单向”方式重复进行。 • 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，并使试样的磨制方向调转90°。

15. 实验概述： 2.金相显微试样的制备方法

16. 实验概述： 2.金相显微试样的制备方法 • 抛光 • 目的： 去除细磨时遗留下的细微磨痕， 以获得光亮而无磨痕的镜面。 • 方法： 机械抛光 电解抛光 化学抛光 • 本实验采用机械抛光方法。

17. 实验概述： 2.金相显微试样的制备方法 • 操作： 1. 将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大， 并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。 2.抛光时间不宜过长，磨面上磨痕全部消除而呈光亮的镜面后，即 可停止抛光。 3.抛光后的试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。

18. 实验概述： 2.金相显微试样的制备方法 • 浸蚀 • 目的： 使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。 光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂物、石墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。 • 方法： 化学浸蚀法 • 操作： 1.将抛光好的试样磨面用化学浸蚀剂进行一定时间浸蚀； 2.浸蚀后用酒精清洗浸蚀面，再用吹风机吹干浸蚀面及试样整 体，随后观察。

19. 实验概述：2.金相显微试样的制备方法 • 浸蚀 浸蚀后试样磨面 就形成了凸凹不平的 表面，在显微镜下通 过光线在磨面上各处 的反射情况不同，显 现出各种不同的组织 结构特征及形态。 即能够观察到金属的 显微组织。 右图为 单相组织和双 相组织的显微组织图

20. 金属的显微分析法 • 实验设备及材料 • 设备仪器有： 光学金相显微镜。 • 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品。

21. 金属的显微分析法 • 实验内容及步骤 • 实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容； • 听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操作规程； • 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征，并用铅笔描绘出画。

22. 实验 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织 一、实验目的 • 通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织； • 了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征； • 分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。

23. 实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织 二、实验概述 • 观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 • 分析各种相组分和组织组成物的特征 • 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 • 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、 过共晶白口铸铁 • 相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体 • 区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体 • 估算：亚共析钢中碳的质量分数

24. 实验 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织 三、实验仪器及材料 • 主要仪器有： 光学金相显微镜 • 所用材料有： 20钢、45钢、T8钢、T12钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的显微组织样品 各种碳钢和白口铸铁的金相图片。

25. 四、显微组织 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 工业纯铁显微组织 亚共析钢钢的显微组织

26. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 共析钢的显微组织 过共析钢钢的显微组织

27. 二、实验概述 • 放大倍数对组织形态的应影响 中倍下的珠光体 高倍下的珠光体

28. 二、实验概述 • 铁素体和渗碳体显微镜下的区别 过共析钢中的二次渗碳体 亚共析钢中的铁素体

29. 二、实验概述 • 不同化学浸蚀剂对组织的影响 T12钢的显微组织 4%硝酸酒精溶液浸蚀的组织 碱性苦味酸钠溶液浸蚀的组织

30. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 亚共晶白口铸铁显微组织 共晶白口铸铁显微组织

31. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 过共晶白口铸铁显微组织

32. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 工业纯铁

33. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 45钢的显微组织

34. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 T8钢的的显微组织

35. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 T12钢的的显微组织

36. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 亚共晶白口铸铁的显微组织

37. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 共晶白口铸铁的显微组织

38. 二、实验概述 • 各种碳钢和白口铸铁的显微组织 过共晶白口铸铁的显微组织