工程材料与热成形实验指导书汇总Word文档格式.docx
- 文档编号:14201506
- 上传时间:2022-10-20
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:1.49MB
工程材料与热成形实验指导书汇总Word文档格式.docx
《工程材料与热成形实验指导书汇总Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程材料与热成形实验指导书汇总Word文档格式.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
机械工程系
不要删除行尾的分节符,此行不会被打印
千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。
在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。
打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行
材料成形和工程材料学课程实验
实验内容
1、金相显微镜的使用与金相样品的制备
2、碳钢热处理工艺基本训练及硬度测试
金相显微镜的使用及金相样品的制备
实验目的
1、初步学习金相样品制备的基本方法及操作过程;
2、熟悉金相显微镜的基本结构、工作原理、工作过程及操作要领;
3、初步了解金相显微镜下组织形貌的特征显示。
1、初步了解金相试样的制备过程、化学腐蚀剂的作用、操作的注意事项等,分析
样品制备过程中易产生的缺陷及防治措施;
2、熟悉金相显微镜的工作原理、基本结构及操作规程,为进行显微分析掌握实验
手段;
3、将制备好的样品在显微镜下观察,初步认识显微镜下的材料组织特征。
实验用设备仪器及材料
1、准备工作:
金相显微镜、抛光机、预磨机、腐蚀剂容器、吹风器、样品、不同号数砂纸、玻璃板、抛光粉悬浮液、4%的硝酸酒精溶液、酒精、棉花等。
2、金相显微镜的工作原理(以XJP—3C型金相显微镜为例)
由灯泡发出一束光线,经过聚光镜组
(1)及反光镜,被会聚在孔径光栏上,然后经过聚光镜组
(2),将光线会聚在物镜后焦面上。
最后光线通过物镜,用平行光照明样品,使其表面得到充分均匀的照明。
从物体表面散射出来的成象光线,复经物镜、辅助物镜片
(1)、半透反光镜、辅助物镜片
(2)、棱镜与双目棱镜组,造成一个物体的放大实象。
目镜将此象再次放大,显微镜里观察到的就是通过物镜和目镜两次放大所得图象。
其光学系统原理图如图1-3所示。
图1-3XJP—3c型金相显微镜光学系统图
实验方法及步骤
1、金相显微试样的制作
图1-4金相显微试样制备的基本操作流程
表1-1金相样品制备的基本流程及要领
序号
步骤
方法
注意事项
1
取样
在要检测的材料或零件上截取样品,取样部位和磨面根据分析要求而定,截取方法视材料硬度选择,有车、刨、砂轮切割机,线切割机及锤击法等,尺寸以适宜手握为宜。
无论用哪种方法取样,都要尽量避免和减少因塑性变形和受热所引起的组织变化现象。
截取时可加水等冷却。
2
镶嵌
若由于零件尺寸及形状的限制,使取样后的尺寸太小、不规则,或需要检验边缘的样品,应将分析面整平后进行镶嵌。
有热镶嵌和冷镶嵌及机械夹持法。
应根据材料的性能选择。
热镶嵌要在专用设备上进行,只适应于加热对组织不影响的材料。
若有影响,要选择冷镶嵌或机械夹持。
3
粗磨
用砂轮机或挫刀等磨平检验面,若不需要观察边缘时可将边缘倒角。
粗磨的同时去掉了切割时产生的变形层。
若有渗层等表面处理时,不要倒角,且要磨掉约1.5mm,如渗碳。
防止再一次产生过热问题
4
细磨
按金相砂纸号顺序:
120、280、01、03、05或120、280、02、04、06将砂纸平铺在玻璃板上,一手拿样品,一手按住砂纸磨制,更换砂纸时,磨痕方向应与上道磨痕方向垂直,磨到前道磨痕消失为止,砂纸磨制完毕,将手和样品冲洗干净。
每道砂纸磨制时,用力要均匀,一定要磨平检验面,转动样品表面,观察表面的反光变化确定,更换砂纸时,勿将砂粒带入下道工序。
5
粗抛光
用绿粉(Cr203)水溶液作为抛光液在帆布上进行抛光,将抛光液少量多次地加入到抛光盘上进行抛光。
注意安全,以免样品飞出伤人。
要将手和整个样品清洗干净,初次制样时,适宜在抛光盘约半径一半处抛光,用力要均匀,感到阻力大时,就该加抛光液了。
6
细抛光
用红粉(Fe2O3)水溶液作为抛光液在绒布上抛光,将抛光液少量多次地加入到抛光盘上进行抛光。
同上
7
腐蚀
抛光好的金相样品表面光亮无痕,若表面干净干燥,可直接腐蚀,若有水分可用酒精冲洗吹干后腐蚀。
将抛光面浸入选定的腐蚀剂中(钢铁材料最常用的腐蚀剂是3—5%的硝酸酒精),或将腐蚀剂滴入抛光面,当颜色变成浅灰色时,再过2—3秒,用水冲洗,再用酒精冲洗,并充分干燥。
这步动作之间的衔接一定要迅速,以防氧化污染,腐蚀完毕,必须将手与样品彻底吹干,一定要完全充分干燥,方可在显微镜下观察分析。
否则显微镜镜头损坏。
2、金相显微镜的基本构造
金相显微镜的种类和型式很多,最常见的有台式、立式和卧式三大类。
金相显微镜的构造通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附带有多种功能及摄影装置。
目前,已把显微镜与计算机及相关的分析系统相连,能更方便、更快捷地进行金相分析研究工作(金相实验互动系统)。
以XJP—3c型金相显微镜为例进行说明,其结构见图1-5:
金相显微镜各系统的功能如下:
(1)照明系统:
在底座内装有一低压卤钨灯泡,通过一系列透镜作用及配合组成了照明系统。
目的是样品表面能得到充分均匀的照明,使部分光线被反射而进入物镜成象。
并经物镜及目镜的放大而形成最终观察的图象。
(2)调焦装置:
在显微镜两侧有粗调焦和微调焦手轮,转动粗调手轮,可使载物弯臂上下运动,其中一侧有制动装置,而微动手轮使弯臂很缓慢的移动,右微动手轮上刻有分度,每小格值为0.002毫米,在右粗动手轮左侧,装有松紧调节手轮,在左粗动手轮右侧,装有粗动调焦单向限位手柄,当顺时针转动锁紧后,载物台不再下降,但反向转动粗动调焦手轮,载物台仍可迅速上升,当图象调好后,更换物镜时,聚焦很方便。
(3)物镜转换器:
位于载物台下方,可更换不同倍数的物镜,与目镜配合,可获得所需的放大倍数。
(4)载物台:
位于显微镜的最上部,用于放置金相样品,纵向手轮和横向手轮可使载物台在水平面上作一定范围内的十字定向移动。
1—载物台;
2—双目镜;
3—调节螺钉;
4—视场光栏圈;
5—孔径光栏圈;
6—底座;
7—物镜;
8—纵动手轮;
9—横动手轮;
10—粗调焦手轮;
11—微调焦手轮;
12—偏心螺钉
2—
图1-5XJP—3c型金相显微镜的结构
物镜与目镜的种类及标志
(1)物镜的种类
物镜是成象的重要部分,而物镜的优劣取决于其本身象差的校正程度,所以物镜通常是按照象差的校正程度来分类,一般分为消色差及平面消色差物镜、复消色差及平面复消色差物镜、半复消色差物镜、消象散物镜等。
还有按物体与物镜间介质分类的,有介质为空气的干系物镜和介质为油的油系物镜。
按放大倍数分类的低、中、高倍物镜和特殊用途的专用显微镜上的物镜如高温反射物镜、紫外线物镜等。
(2)物镜的标志
1)物镜类别
国产物镜,用物镜类别的汉语拼音字头标注,如平面消色差物镜标以“PC”。
西欧各国产物镜多标有物镜类别的英文名称或字头,如平面消色差物镜标以“Planarchromatic或Pl”,消色差物镜标以“Achromatic”,复消色差物镜标以“Apochromatic”。
2)物镜的放大倍数和数值孔径
标在镜筒中央位置,并以斜线分开,如10X/0.30,45X/0.63,斜线前如10X,45X为放大倍数,其后为物镜的数值孔径如0.30,0.63。
3)适用的机械镜筒长度如170,190,∞/0,表示机械镜筒长度(即物镜座面到目
镜筒顶面的距离)为170,190,无限长。
0表示无盖玻片。
4)油浸物镜标有特别标注,刻以HI,oil,国产物镜标有油或Y。
物镜的标志如图1-6所示。
(a)国产物镜(b)Zeiss公司物镜
PC—平场;
Achromatic—消色差;
10X—放大倍数;
40X—放大倍数;
0.30—数值孔径;
0.65—数值孔径;
∞—机械镜筒长度;
170—机械镜筒长度;
0—无盖玻片
图1-6物镜的性能标志
(3)目镜的类型
目镜的类型目镜的作用是将物镜放大的象再次放大,在观察时于明视距离处形成一个放大的虚象,而在显微摄影时,通过投影目镜在承影屏上形成一个放大的实象。
目镜按象差校正及适用范围分类如下:
1)负型目镜(如福根目镜)
由两片单一的平凸透镜在中间夹一光栏组成,接近眼睛的透镜称目透镜起放大作用,另一个称场透镜,使图象亮度均匀,未对象差加以校正,只适用于与低中倍消色差物镜配合使用。
2)正型目镜(如雷斯登目镜)
与上述不同的是光栏在场透镜外面,它有良好的象域弯曲校正,球面象差也较小,但色差比较严重,同倍数下比负型目镜观察视场小。
3)补偿型目镜
是一种特制目镜,结构较复杂,用以补偿校正残余色差,宜与复消色差物镜配合使用,以获得清晰的图象。
4)摄影目镜
专用于金相摄影,不能用于观察,球面象差及象域弯曲均有良好的校正。
5)测微目镜
用于组织的测量,内装有目镜测微器,与不同放大倍数的物镜配合使用时,测微器的格值不同。
(4)目镜的标志
通常一般目镜上只标有放大倍数,如7X,10X,12.5X等,补偿型目镜上还有一个K字,广视域目镜上还标有视场大小。
3、XJP—3c型金相显微镜操作规程
(1)将显微镜的电源接通,并打开开关。
(2)根据放大倍数选择适当的物镜和目镜,用物镜转换器将其转到固定位置,然后调整两目镜的中心距,使之与观察者的瞳孔距相适应,同时转动目镜调节圈,是其示值与瞳孔距一致。
(3)把样品放在载物台上,使观察面向下。
转动粗调手轮,使载物台下降,在看到物体的象时,再转动微调焦手轮,直到图象清晰为止。
(4)纵向手轮和横向手轮可是使载物台在水平面上作一定范围内的十字定向移动。
用于选择视域。
但移动范围较小,要一边观察,一边转动。
(5)转动孔径光栏至合适位置,得到亮而均匀的照明。
(6)转动视场光栏使图象与目镜视场大小相等,以获得最佳质量的图象。
4、注意事项
(1)在用显微镜进行观察前必须将手洗净擦干,并保持室内环境的清洁,操作时必须特别仔细,严禁任何剧烈的动作。
(2)显微镜的玻璃部分及样品观察面严禁手指直接接触。
(3)在转动粗调手轮时,动作一定要慢,若遇到阻碍时,应立即停止操作,报告指导教师,千万不能用力强行转动,否则仪器损坏。
(4)要观察用的金相样品必须完全干燥。
(5)选择视域时,要缓慢转动手轮,边观察边进行。
勿超出范围。
实验结果分析
1、简述金相样品的制备过程及注意事项
2、简述金相显微镜的基本原理、主要结构及操作步骤
碳钢热处理工艺基本训练及硬度测试
1、了解碳钢的热处理操作过程,能够制定热处理工艺;
2、分析碳钢在热处理时,不同的冷却速度对钢的组织与性能的影响;
3、了解金属材料的硬度测试方法
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程 材料 成形 实验 指导书 汇总
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)