金属学与热处理实验指导书10版

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1、《金属学与热处理》实验教学指导书适用专业：材料成型与控制工程本科材料成型与控制工程专升本49目录实验一 金相显微镜的构造与使用1实验二金相试样的制备5实验三铁碳合金平衡组织观察10实验四钢的热处理操作及硬度测定15实验五铁碳合金非平衡组织观察29实验六合金钢、铸铁、有色金属及合金显微组织观察34实验七金相显微摄影与暗室技术4149实验一 金相显微镜的构造与使用一、实验目的1．了解普通金相显微镜的成像原理。2．熟悉普通金相显微镜的构造和主要部件的作用。3．掌握金相显微镜的使用方法。二、实验仪器设备1．金相显微镜。2．金相试样。三

2、、实验原理研究金相显微组织的光学显微镜称为金相显微镜。金相显微镜不同于生物显微镜。生物显微镜是利用透视光来观察透明的物体；金相显微镜则利用反射光将不透明物体放大后进行观察或摄影。金相显微镜可分为台式、立式和卧式三大类，构造由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。有的显微镜还附有摄影装置。现以4X型台式金相显微镜为例加以说明。（一）光学系统4X型金相显微镜的光学系统如图1-1所示。由灯泡1发出的光线经聚光透镜组2及反光镜8聚集到孔径栏9，再经过聚光镜3聚集到物镜的后焦面，最后通过物镜平行照射到试样7的表面。从试样反射回来的光

3、线复经物镜组6和辅助透镜5，由半反射镜4转向，经过辅助透镜以及棱镜造成一个被观察物体的倒立的放大实像。该像再经过目镜15的放大，就成为在目镜视物中能看到的放大映像。49图1-14X型金相显微镜的光学系统（二）照明系统在金相显微镜的底座内装有一低压（6~8V、15W）灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6~8V）来改变灯光的亮度。聚光镜，孔径光栏及反光镜等装置均安装在圆形底座上，视场光栏及另一聚光镜则安在支架上。它们组成显微镜的照明系统，使试样表面得到充分、均匀的照明。（三）机械系统显微镜调焦装置：在显微镜体的两侧有

4、粗动和微动调焦手轮，两者在同一部位。随粗调手轮的转动，支承载物台的弯臂作上下运动。在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。微调手轮使显微镜本体沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每一格表示物镜座上下微动0.002mm。49图1-2金相显微镜外观图载物台（样品台）：用于放置金相试样，载物台和下面托盘之间有导架，转动调节螺母，可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动，以改变试样的观察位置。孔径光栏和视物光栏：孔径光栏装在照明反射镜座上面，调整孔径光栏能够控制入射光束的粗细，以保证物像达到清晰的程度。视

5、物光栏设在物镜支架下面，其作用是控制视场范围，使目镜中视物明亮而无阴影，在刻有直纹的套圈上还有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。物镜转换器：转换器呈球面状，上有三个螺孔，可安装不同放大倍数的物镜，旋动转换器可使各物镜镜头进入光路，与不同的目镜搭配使用，可获得各种放大倍数。目镜筒：目镜筒呈45°倾斜安装在有棱镜的半球形座上，还可将目镜转向90°，呈水平状态以配合照相装置进行摄影。四、实验内容与步骤1．听取实验指导教师讲解金相显微镜的结构、使用方法等，熟悉显微镜的构造及使用教程。2．打开显微镜电源开关，检查光路是否正常。3．将试样放

6、置在载物台上，从目镜上观察，用双手旋转粗调手轮，当视场亮度增强或看到组织后，再调节微调手轮直到图像清晰为止。五、实验注意事项49金相显微镜是一种精密的光学仪器，使用时要求细心谨慎。在使用显微镜工作之前首先应熟悉其构造特点及各主要部件的相互位置和作用，然后按照显微镜的使用规程进行操作。1．将试样置放在载物台上，从目镜上观察，用双手旋转粗细调手轮，当视场亮度增强或看到组织后，再调节微调手轮直到图像清晰为止。2．当微调手轮转不动时，不可强力旋转，而应向反方向旋转几圈后再重新调焦。3．需要变换观察部位时，通过调节载物台移动手轮，可使载

7、物台在水平面上横向和纵向的移动，禁止将试样在载物台上来回拉动。六、实验报告要求1．简述金相显微镜的成像原理。2．写出在实验中所发现的问题和体会。七、思考题1．金相显微镜使用时应注意什么问题吗？49实验二金相试样的制备一、实验目的1．了解制备金相试样常用的设备、工具。2．初步掌握金相试样的制备过程和方法。二、实验仪器设备1．不同粗细的金相砂纸一套，玻璃板、抛光液、酒精浸蚀剂（4%的硝酸酒精溶液）。2．抛光机、抛光绒布、帆布。3．待制备的金相试样等。三、实验原理利用金相显微镜来研究金属及其合金组织的方法叫做金相显微分析法。金相显微

8、分析是研究金属内部组织最重要的方法之一。用光学显微镜观察和研究金属内部组织的步骤，首先是制备所用试样的表面，然后选用合适的浸蚀剂浸蚀试样的表面，并用金相显微镜观察和研究试样表面组织。试样表面比较粗糙时，由于对入射光产生漫反射，无法用显微镜观察其内部组织。因此要对试样表面进行加