工程材料实验指导书(新编)

《工程材料实验指导书(新编)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《工程材料》实验项目一、金相显微镜及金相显微试样的制备过程37二、钢铁的平衡组织观察42三、碳钢的热处理工艺与组织、性能的关系和不平衡组织观察46四、铸铁显微组织的观察51五、合金钢及有色金属的显微组织观察52热处理实验室守则1、按规定时间进入实验室，不能如期做实验时应预先向指导教师请假。2、实验前必须预习实验指导书。明确每次实验目的、内容和实验方法。实验未预习实验指导书或经教师抽问未通过者待预习后才能参加该次实验。3、在实验外地对所使用的仪器设备、试样和图片必须加以爱护，如有不懂者，应请指导教师讲解和指导，不得擅自运用。4、

2、与本次实验无关的仪器设备切勿擅自启动。5、实验过程中，若发现仪器损坏时，应自觉地向指导教师报告，不得擅自拆卸检修。6、实验室内不得大声交谈影响他人，实验室内禁止抽烟，保持室内清洁。7、对待实验必须严肃认真，实验所得的结果及数据应交给指导教师审查后才能离开实验室。27实验一金相显微镜及金相试样的制备过程一、实验目的：1、了解金相显微镜的原理及构造；熟悉显微镜的操作过程。2、了解金相试样的制备过程。金相显微分析是研究金属及合金的一种最常用、重要的方法。利用金相显微镜将专门制备的金属试样表面放大到50-2000倍。从而观察金属或合金

3、的内部组织缺陷。利用显微分析方法可以确定金属或合金的晶粒大小、形状、分布及数量；各种状态下的组织特征以及内部夹杂物或缺陷的分布。在本课程的实验中都要使用金相显微镜。因此要求同学学好使用显微镜和试样制备的基本技能。二、原理概述1、金相显微镜的原理简单来说，金相显微镜就是将两个放大镜组合在一起构成。第一个放大镜（物镜）将金属内部的组成放大若干倍。第二个放大镜（目镜）再将第一个放大镜所放大的图象放大若干倍，通过二级放大就可以将组织放大到几百倍到几千倍。由于所观察的对象是不透光的金属试样，所以需要有一套特殊的照明装置。1.1显微镜的光

4、学系统光学系统决定着显微镜的放大能力（能放大多少倍）和图象的放大质量（图象的清晰程度）。显微镜的放大图象的原理如图一所示。图中a,b为试样上的两点，04物镜，03为目镜。若把物体a,b两点位置调节到离物镜焦点外很近的距离。即在物镜的后焦面外会有一放大了的倒立的实像a1b1,若实像位置在目镜的焦点内附近，那么会形成再经目镜放大的虚象a2b2。由图可知物镜的放大倍数为：a1b1/ab=镜筒长度//物镜焦距F1目镜的放大倍数为：a2b2/a1b1=人眼的明视距离250/目镜焦距F2由图又得知，显微镜的总放大倍数为：a2b2/ab=(

5、a2b2/a1b1)×(a1b1/ab)=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数27X总=X目·X物物镜和目镜的放大倍数一般都刻在镜头上。图1前面说及，光学系统不仅决定显微镜的放大能力，还决定图像的放大质量。就是说其中物镜还能起分析作用，它能将试样上彼此相近的两个点产生清晰的图象。这种对物体上相邻两个点ab（其距离为d）各自单独造成清晰物象的能力称为物镜的鉴别率。其数学表达式为：式中：d：鉴别率；λ：观察时所用光波长；A：数字孔径，A=nsinφφ：物镜的孔径半角（图2）；n：物镜与试样介质的折射率。图227可见，若数字孔径越大，采用

6、光线的波长愈短，则物镜的鉴别率越高。常用的显微镜物镜在观察时，介质为空气。其折射率n=1.0，物镜孔径半角φ=72°。所以，数字孔径最大为nsinφ=sin72°=0.95,为了提高物镜的鉴别率，可以采用一种特殊设计的高倍浸油物镜，以折射率n=1.51的柏树油为介质，数字孔径可达A=1.51×0.95=1.43,最短的可见光波长为0.0004mm,故金相显微镜的鉴别率为：通常人眼的鉴别率为0.3mm,因此金相显微镜的有效放大倍率为：可见，人们通过显微镜所能观察到的质点的最小尺寸并非决定于它的总放大率，而是取决于有效放大率。应用

7、1200倍或更高倍的金相显微镜也不能达到比0.00028mm更小的质点。显微镜的总放大倍数可按物镜的数字孔径的500-1000倍来选择。显微镜的物镜和目镜采用单透镜造象时，由于存在几何光学缺陷，如色差和球面差，图象不很理想，为了尽可能的消除这缺陷可采用单色光、光圈、复合透镜，并改善透镜本身的材料等。1.2照明系统在金相镜上所观察的金属试样本身是不透光的，所以必须将光线从试样表面反射进入物镜造象。图3为常用的照明系统。从光源来的光线经过聚光透镜、孔径光图、浅光玻璃到反射镜。通过物镜直射直射到试样表面，光线在试样表面反射再通过物镜

8、、目镜到人眼。反向镜有两种形式。即平面玻璃和棱镜。从图3可以看到，照明光线投射平面玻璃上，有部分光线穿过平面玻璃而损失了。只有一部分光线才被反射到试样表面，所以光亮度较差，但成象比较均匀，一般都采用这种照明系统。利用棱镜照明，可以获得较强的光线，使映象的亮度高。但棱镜本身占去