材料工程基础实验

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1、中国石油大学胜利学院材料工程基础实验报告题目：金相组织实验学生姓名:系别:专业年级:指导教师:王敏珍200908013223苏旭200908013206石瑞鑫200908013215机械与电气工程系09级材料成型及控制工程本科二班张老师2012年6月13日目录一、实验目的3二、实验设备少材料3三、实验内容概述3四、实验步骤设计及数据记录与金相显微纽织图样处理5五、实验结果处理5六、总结出碳钢成分一组织一性能一应用Z间的关系8七、感想9一、实验目的1、别和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系；3、了解碳

2、钢的热处理操作；4、研究加热温度、冷却速度、冋火温度对碳钢性能的影响；5、观察热处理后钢的组织及其变化；6、了解常用碾度计的原理，初步掌握硬度计的使用。7、提高综合分析问题的能力。二、实验设备及材料1、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20#、中碳钢45#、高碳钢T10）«2、热处理炉、预懒机、抛光机、砂轮机、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；3、金相显微镜、图像采集系统、破度计等；三、实验内容概述1.钢的热处理热处理是将钢加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后以一定速度冷却下來的操作,通过这样的工艺过程钢的组织和性能将发生改变。通常加热、保温的目的是为了得到成分均匀的

3、细小的奥氏体晶粒，亚共析碳钢的完全退火、正火、淬火的加热温度范围是AC3+30〜50°C,过共析钢的球化退火及淬火加热温度是ACl+30~50°C,过共析钢的正火温度是ACcm+3（T50°C,保温时间根据钢种，工件尺寸大小，炉了加热类型等由经验公式决定。碳钢的过冷奥氏体在Acl、550°C范围内发生珠光体转变，形成片状铁素体和渗碳体的机械混合物。依据片层厚薄的不同有粗片状珠光体（P）,细片状珠光体——索氏体（S）和极细片状珠光体——屈氏体（T）之分。硬度随片距的减小（转变温度的降低）而升髙。碳钢的过冷奥氏体在550~350°CZ间发生贝氏体转变，生成由平行铁素体条和条间短杆状

4、渗碳体构成的上贝氏体（B上）。在光学显微镜下呈黑色羽毛状特征。过冷奥氏体在350°C~Ms之间等温得到黑色针状的下贝氏体（B下），它是由针状铁素体和其上规则分布的细小片状碳化物组成。过冷奥氏体以超过临界速度的快冷至Ms以下温度，将发纶马氏体转变，纶成碳在a-Fo中的过饱和固溶体——马氏体。常见的有板条马氏体（碳〈0.2%）、针（片）状（碳＞1.0%）马氏体以及由它们构成的混合组织（碳为0.2%〜1.0%）。随转变温度的降低钢的硬度升高。普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。钢加热到一•定温度保温后缓慢冷却（通常随炉冷却）至50CTC以下空冷叫退火，得到接近平衡态的组织。奥氏体化

5、的钢在空气中冷却叫正火，得到先共析钢铁素体（或渗碳体）加伪珠光体。过冷奥氏体快冷（大于临界冷速）叫淬火，得到马氏体组织。淬火钢再加热到A1以下会发生回火转变，随回火温度的升高分别得到回火马氏体，叵L火屈氏体和M火索氏体。随冷却速度增加，钢的硬度升高。硕度是指材料对另一更硕物体（钢球或金刚石压头）压入其表而所表现的抵抗力。硕度的大小对于工件的使用性能及寿命具冇决定性总义。由于测量的方法不同常用的破度指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）和显微硬度（HV）。布氏硕度适用于硕度较低的金属，如退火、正火的金属、铸铁及有色金属的哽度测定。洛氏硬度乂有HRA、HRB、H

6、RC三种，其中HRC适合于测定映度较屈的金属如淬火钢的硬度。维氏硕度测定的硬度值比布氏、洛氏精确，町以测定从极软到极硬的各种材料的硬度，但测定过程比较麻烦。显微硬度川于测定显微组织中各种微小区域的硬度，实质就是小负荷（W9.8N）的维氏硬度试验，也用HV表示。1.试样制备要在金相显微镜下对金属的组织进行观察和摄影，必须制备平整、光亮、清洁、无划痕、并用适当的方法显示!H真实组织的试样（1）手工磨样试样在金相砂纸上由粗到细磨制。磨样时用力均匀，待磨面上【口磨痕消失，新磨痕均匀一致时就更换细一号的砂纸，并且试样转90o再磨。一般磨制到4号（粒度800）砂纸即可。（2）抛光本实验采用

7、化学抛光与机械抛光相结合的方法。PG-2金相制样抛光机化学抛光：靠化学药剂对试样表面不均匀溶解而得到光亮的抛光面，凸起部分溶解速度快，而凹下部分溶解速度慢。具体操作是用竹筷夹住浸启抛光剂的棉球均匀的擦试磨面，待磨痕基本去掉后，立即用水冲洗。机械抛光：在专用的抛光机上进行，抛光织物（如呢料、金丝绒等）固定在抛光盘上,洒以抛光粉悬浮液，试样轻压于旋转的抛光盘上。靠恢于抛光织物中的抛光粉的屛削作用和滚压作用，得到平整、光亮无划痕的磨面。（3）化学浸蚀试样在浸蚀剂作用下，组织中电位低的部分为阳极，电