材料学基础实验1指导书讲解

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1、材料学基础实验Ⅰ实验指导书张学萍沈阳理工大学　二O一二年三月-34-前言本书是应金属材料工程专业教学改革，实验独立设课而编写的，实验内容旨在提高实验教学质量、加强实验教学环节及提高学生的动手能力。在内容上基本符合实验教学大纲的要求。本实验指导书内容侧重于金相实验技术基本操作方法和金相显微组织的观察，使学生在金相实验基本技能方面得到初步训练并有利于巩固和深化课堂学到的知识，而其中开设的综合实验不仅能使学生建立起完整的知识体系，还能有效地提高学生的整体思维能力和总结概括能力，同时提高分析问题和解决问题的能力。本实验指导书使用于：金属材料

2、工程专业-34-目录实验一金相显微镜的构造与使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４实验二金相试样制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８实验三金相试样制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７实验四金相试样制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８实验五金相试样制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３实验六二元合金金相组织观察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、．．．．２４实验七铁碳合金平衡组织观察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３０-34-实验一金相显微镜的构造与使用一、实验目的熟悉金相显微镜的光学原理、构造及主要部件的作用。掌握金相显微的使用方法二、实验仪器及材料金相显微镜（至少配备2个物镜和2目镜）若干台供观察的金相试样三、实验内容观察倒立式金相显微镜的构造与光路操作金相显微镜，比较熟练地掌握聚焦方法熟悉物镜、目镜上的标志，合理选配物镜和目镜。四、实验原理1．金相显微镜的构造及其成像原理单目与双目光学金相显微镜-34-金相显微镜是用来观察金属材料显微组织的基本仪

4、器，金相显微镜和生物显微镜的外观形貌有些相似。其不同点在于生物显微镜是利用透射光来观察透明物体。而金相显微镜则是利用反射光将不透明物体放大后进行观察的，不同类型的金相显微镜(卧式、立式、台式等)在构造上是不一样的。现主要介绍一下本实验所用的台式金相显微镜的构造基本原理。在光学系统里，金相显微镜主要包括物镜、目镜及一些辅助光学元件，其成像原理如图2—1所示。物镜和目镜分别由两组透镜所组成，对着物体的一组透镜组成物镜，对着眼睛的一组透镜组成目镜。物镜、目镜都各由复杂的透镜系统组成。物镜使物体AB形成放大的倒立的实像A’B’，目镜再把A’

5、B’放大成仍然倒立的虚像A"B"，其位置正好在人眼的明视距离处，即距人眼睛250mm处。我们在显微镜中看到的就是这个虚像A"B"。图2-1显微镜中得到放大物像的光学简图物镜的作用是把物体放大，它是显微镜中最主要的部件。物镜质量的高低是决定显微镜成像时清晰与否的主要因素。目镜的作用是将物体己放大的实像再进一步放大，物镜和目镜都是由特制的光学玻璃制成的。在金相显微镜下观察到的金属金相显微组织是金属表面组织,是通过物镜和目镜两次放大都的像,故金相显微镜总的放大倍数应是物镜的单独放大倍数乘以目镜的单独放大倍数.即其中：M——显微镜的放大倍数

6、；M物——物镜的放大倍数；M目——目镜的砍大倍数；D——明视距离250mm处；f目——目镜的焦距；f物——物镜的焦距；L——显敬镜的光学镜筒长度。-34-附表2-1为台式金相显微镜的放大倍数物镜目镜10(8)40(45)100550(40)200(225)50010100(80)400(450)100015150(120)600(675)1500台式金相显微镜的光学路线如图2-2所示。在显微镜的底座后安装一个6V、15W的白炽灯泡作为反射光源。光线通过聚光镜组先变成一束平行光，由反光镜反上来，经过放有滤光片(绿色、黄色、兰色的特制玻

7、璃)的孔径光栏，使光线变成单色光以减少透镜的色差。根据需要光的强弱不同，孔径光栏可放大也可缩小，它可以限制边缘光线，再进一步消除透镜的球面差，减少镜头的色差和球面差，有助于提图2－2台式金相显微镜的光学线路图高成像的质量和清晰度。可得到一小束平行单1-灯泡；2-聚光镜组(一)；3-聚光镜组(二)；4-半反射镜；色光穿过视场光栏，射到与镜体轴线成45。角5-补助透镜；6-物镜组;7-反光镜;8－孔径光栏;9-视场光栏;的半反射镜上，半反射镜把一部分光线反射上10-补助透镜；11-棱镜；12-棱镜；13-场镜；14-接目镜；来，穿过物镜

8、的孔径照到金相显微样品的表面上，使显微组织得到均匀的照明。光线自试样表面反射后再进入物镜，透过半反射镜到达棱镜，经过折射后到达目镜。机械系统是金相显微镜的另一个组成部分，不同类型的金相显微镜的机械系统差别很大。台式金相显微镜的机械系统