工程材料及加工基础实验指导书.doc

工程材料及热加工基础实验指导 学生实 实验前认真做好预习，明确本次实验的目的，了解实验内容、步骤及注意事 实验不迟到，无故迟到三次者实验成绩记为不及格。病假事假需有医生或 实验时必须听从辅导教师及实验工作人员的指导，严格遵守设备操作，注意 人身安全及设备安全，不得随意动用与本次实验无关的设备仪器，不准打闹。 损坏设备、仪器根据情节轻重按学校规定须进行全部或部分赔 实验完毕，整理好仪器、设备，清理桌面及场 认真做好实验报告，按时上交。 实验一 碳钢及铸铁织 实验的目的 观察识别碳钢及白口平衡状态下的显微组织。 了解含碳量对钢组织的影响。 了解金相显微镜的构造及使用方法。 实验基本原理 从铁碳合金状态图可知，含碳量小于0.01%的铁碳合金称为工业纯铁，含碳量小于2.11%（大于0.01%）的铁碳合金称为钢；含碳量大于2.11%（小于6.69%）的铁碳合金称为铸铁。 碳钢的显微镜组织因其成份，热处理工艺不同而有很大的差别。本次实验只研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织，即在极缓慢冷却条件下（按铁碳相图变化）得到的组织，不同的组织对酸的耐蚀性不同,将热处理后的各试样制成金相试样,再将金相用4%的硝酸酒精进行腐蚀,使不同相得到不同腐蚀深度,并用金相显微镜对试样表面进行观察,判定各试样的组织。 三、主要仪器设备及耗材 金相显微镜、各种金相试样。 四、实验内容 同学分为三人一组，每组使用一台显微镜，仔细观察下列碳钢及铸铁组织，显微镜的放大倍数为450。 序号 *A1 A2 *A3 A4 *A5 B1 B2 B3 牌号 工业纯铁 20 45 T8 T12 白口铁 白口铁 白口铁 含碳量% 0.01 0.20 0.45 0.8 1.2 3.5 4.0 5.0 状态 退火 退火 退火 退火 退火 铸态 铸态 铸态 五、实验步骤 插上金相显微镜电源； 对金相显微镜的光学系统进行调试； 将金相试样放到显微镜的载物台上； 对金相显微镜进行粗调； 对金相显微镜进行细调； 记录试样的成分，观察试样的金相组织，并绘制示意图。 实验报告要求 简述实验目的和内容。 绘出带*号的试样的显微组织示意图，并用箭头和符号指示图中的各种组织，图下指明牌号、处理方法、腐蚀剂、放大倍数及组织名称。 分析含碳量对碳钢组织的影响。 实验二 碳钢的表面淬火操作 实验目的 熟悉感应加热表面淬火的过程及工艺； 了解感应加热淬火对材料表面及芯部性能的影响； 实验基本原理 表面淬火：是通过对钢材表面淬火，从而使表面获得马氏体，而芯部仍保持处理前的组织，使零件的表面硬度增加、耐磨性提高，芯部保持原有的性能，表面淬火的加热方法很多，本实验采用表面感应加热淬火，其原理是利用电磁感应效应在钢材表面产生感应电流，对零件的表面进行加热，达到淬火所需的加热温度，完成对零件表面的淬火。 主要仪器设备及耗材 感应加热炉、淬火介质、淬火工具、硬度计、45#圆钢、砂纸。 实验内容 对45钢试样进行高频感应加热表面淬火实验。 测定表面淬火后试样端面上靠近圆心处及圆周上的硬度值。 实验步骤 选择表面淬火的试样； 对表面淬火试样进行装夹； 对试样表面进行感应加热及淬火； 将水擦干并用砂纸将试样两底面磨平及圆周面磨光； 在硬度计上对端面上靠近圆心处及圆周上各测三个硬度值并将硬度的平均值记录到分组表中。 对数据进行分析（方差分析及硬度值的分布分析） 六、实验报告要求 简述实验的目的、方法、步骤。 将测得的硬度值记录到分组表中。 绘制硬度的分布曲线。 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 平均值 均方差 表面硬度 心部硬度 硬度的分布曲线（其中纵坐标为频率，横坐标为硬度值） 实验三 碳钢的热处理操作 实验目的： 熟悉45号钢的热处理操作过程。 熟悉硬度计的使用方法及硬度的测试原理。 了解加热温度及冷却速度对热处理后的性能影响。 了解回火温度对淬火组织性能的影响。 实验基本原理 基本原理主要有两点： 1、奥氏体化后的钢件，经不同冷却速度冷却后将获得不同的组织，在宏观上将表现出不同机械性能，通过对宏观性能的测定，判断其内部组织的不同。 2、淬火后的钢件，经不同温度回火后将获得不同的组织，在宏观上将表现出不同机械性能，通过对宏观性能的测定，判断其内部组织的不同。 主要仪器设备及耗材 箱式电阻炉、淬火介质、淬火工具、硬度计、45#圆钢、砂纸。 实验内容 将45号钢加热到840℃分别在水中、油中、空气中冷却后测定硬度，以此可以了解钢奥氏体化后用不同冷却介质对45号硬度影响。 将45号钢加热到840℃后并在水中冷却后分别经过200℃、400℃及600℃的回火后测定硬度，以此可