沙学院《工程材料基础》实验指导书--2007

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1、《工程材料基础》实验指导书长沙学院机电工程系2007.04实验规则一、实验前必须做好预习,认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的，了解实验内容、步骤及注意事项等。并按规定做好预习报告。实验指导教师在实验课前检查学生的预习报告，了解对本次实验预习的程度，如发现不做预习及报告、对实验了解不够者,则不准参加实验(待了解清楚后另行补做)。二、实验课不迟到，不早退，不旷课。病假、事假需有医生或班主任证明。无故迟到或早退两次者实验成绩记为不及格。无故旷课者不允许补做实验，该次实验成绩记为零分。三、实验时必须听从教师的指

2、导，严格遵守仪器设备操作规程，切实注意人身安全及仪器设备安全，不得随意动用与本次实验无关的仪器设备等实验室用品。必须遵守学生实验守则。不准打闹、喧哗，严肃课堂纪律。四、凡实验中规定的独自操作内容，必须由学生本人独立完成。不得他人替代，违者将扣减本人及相关人的实验成绩。五、实验中如遇到仪器设备异常，应及时向指导教师报告，不得擅自处理。如有学生损坏仪器、设备等实验物品，则根据情节轻重按照学校相关规定进行全部或部分赔偿。六、学生在实验中必须节省水、电、药品及各种消耗品。对一切浪费现象给予批评。七、实验完毕后，将仪

3、器、设备、试样等实验物品整理好，放回原处，交给指导教师检查验收；将实验原始数据做记录整理，交给指导教师签字。经教师允许后，方可离开实验室。八、按要求认真做好实验报告，并按时上交。如报告未交者，不准参加下一次实验。九、保持好实验室的清洁卫生。进入实验室时，应清除身上尘土和鞋底的泥土，实验完毕后，应清理干净实验台面及场地，并摆放好凳子。实验目录29实验一：金相显微镜的使用与金相样品的制备实验二：铁碳的平衡组织和非平衡组织的观察与分析实验三：碳钢热处理与硬度测定实验四：合金钢、铸铁及有色金属的显微组织观察与分析实

4、验一金相显微镜的使用与金相样品的制备一、实验目的1.了解金相显微镜的构造、原理及使用规则2.掌握制备金相显微试样制备的基本操作方法二、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之一，特别是在金属材料研究领域中占有很重要的地位。金相显微镜是进行显微分析的主要工具，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，称为金相显微分析法。金相显微分析可以观察、研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物（如氧化物、硫化物等）在组织中数量和分布情况等问题，即可以研究材料的组织结构与其化学成分（组成）

5、之间的关系，确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织，可以判别材料质量的优劣等。29在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。由于光学的原因，金相显微镜的放大倍数为几十倍到两千倍，鉴别能力为250μm左右，若观察工程材料的更精细结构（如嵌镶块等），则要用近代技术中放大倍数可达几十万倍的透射、扫描电子显微镜及X光射线技术等。以下仅对常用的光学金相显微镜做一介绍。1.金相显微镜的原理、构造及使用（1）金相显微镜的基本原理金相显微镜的光学原理如图1-1所示。光学系统包括物镜、目镜及一些

6、辅助光学零件。物镜和目镜分别由两组透镜组成。对着物体AB的一组透镜组成物镜O1；对着人眼的一组透镜组成目镜O2。现代显微镜的物镜、目镜都由复杂的透镜系统组成。图1-1金相显微镜的光学原理示意图物镜使物体AB形成放大的倒立实像A，B，（称中间像),目镜再将A,B,放大成仍倒立的虚像A,,B,,，其位置正好在人眼的明视距离处(即距人眼250mm处),人眼在目镜中看到的就是这个虚像A,,B,,。金相显微镜的主要性能如下：1)放大倍数显微镜的放大倍数下面公式来确定：式中——显微镜的放大倍数；——物镜的放大倍数；——

7、目镜的放大倍数；——物镜的焦距；——目镜的焦距；——显微镜的光学镜筒长度；——明视距离（250mm）。、越短或越长，则显微镜的放大倍数越大。在使用时，显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数的乘积。每个物镜和目镜上均刻有其放大倍数，如：10×、20×、45×等，分别表示其放大10倍、20倍、45倍等。2)金相显微镜的鉴别率图1-2物镜的孔径角显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辨试样上两点间最小距离d的能力。值越小，鉴别率就越高。鉴别率是显微镜的一个最重要的性能。它取决于物镜的数值孔径和所用入射光线的波长(即29

8、)，与目镜无关，光线的波长可通过滤色片来选择。当光线的波长一定时，可以改变物镜的数值孔径来调节显微镜的鉴别率。1)物镜的数值孔径物镜的数值孔径A表示物镜的聚光能力，如图1-2所示。式中——物镜与试样之间介质的折射率；——物镜孔径角的一半。越大或φ越大，则越大。由于φ总是小于90º，当介质为空气时（=1）,一定小于1；当介质为松柏油时（=1.5），值最高达到1.4。每个物镜上都有一个设计额定的值，它标刻在物镜上，如