金相实验报告
金相试样实验报告
篇一：金相试样制备试验报告
金相试样的制备
一、实验目的
（1）了解金相显微试样制备原理，熟悉金相显微试样的制备过程。
（2）初步掌握金相显微试样的制备方法。
二、实验原理
金相试样制备
金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。
1.取样
从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为取样。取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。截取方法有多种，对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法，对于硬而脆的材料可以用锤击的方法。无论用哪种方法都应注意，尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象。试样的尺寸并无统一规定，从便于握持和磨制角度考虑，一般直径或边长为15~20mm，高为12~18mm比较适宜。对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样，可以采取镶嵌或机械夹持的办法。
金相试样的镶嵌，是利用热塑性塑料(如聚氯乙烯)，热凝性塑料(如胶木粉)以及冷凝性塑料(如环氧树脂+固化剂)作为填料进行的。前两种属于热镶填料，热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行。第三种属于冷镶填料，冷镶方法不需要专用设备，只将适宜尺寸(约φl5~20mm)的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，试样置于管内待磨面朝下倒入填料，放置一段时间凝固硬化即可。
2.粗磨
粗磨的目的主要有以下三点：
1)修整有些试样，例如用锤击法敲下来的试样，形状很不规则，必须经过粗磨，修整为规则形状的试样；
2)磨平无论用什么方法取样，切口往往不十分平滑，为了将观察面磨平，同时去掉切割时产生的变形层，必须进行粗磨；3)倒角在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。
金相实验报告
金相实验报告
金相实验是一种常用的金属材料分析方法，主要通过对样品进
行预处理、金相显微观察和分析来得出该材料的性质和组成。本
次实验使用了金相显微镜和光学显微镜对不同材料进行观察和分析，得出了精确的分析结果。
实验目的
本次实验的目的是研究金属材料的物理性质和化学组成。通过
金相显微镜观察和光学显微镜观察，了解不同材料的组织结构、
成分、相对密度等参数。
实验原理及步骤
本次实验使用金相显微镜和光学显微镜来分析不同材料的组织
结构，其中分为以下几个步骤：
1.预处理：首先将不同材料制成小块，将其用磨片机进行打磨，直至样品表面光滑均匀。
2.金相显微镜观察：将处理好的样品放入金相显微镜中，通过金相显微镜获得样品的显微组织结构图像。
3.光学显微镜观察：将处理好的样品放入光学显微镜中，通过光学显微镜获得样品的显微组织结构图像。
4.分析结果：根据观察到的图像和结构，分析出样品的组成、成分、相对密度等参数。
实验结果
本次实验分别对不同材料进行了金相显微镜观察和光学显微镜观察，并根据观察结果得出了分析结果。
1.不锈钢材料的分析
首先对不锈钢材料进行了金相显微镜观察，可以得到如下的观察图像：
和镍组成的奥氏体和铁素体相互交叉分布形成。此外，还存在一些铁素体晶粒在奥氏体中。通过光学显微镜观察可以看出，不锈钢材料的组织结构精细，但硬度较低。
2.铝合金材料的分析
接下来对铝合金材料进行了金相显微镜观察，得到如下的观察图像：
从上述图像中可以看出，铝合金材料的显微组织结构主要由铝在晶格中承载分布的硬质相和软质相组成。此外，还存在一些硅和镁分布在铝晶粒边缘。通过光学显微镜观察可以看出，铝合金材料的组织结构颗粒较大，但含有许多晶粒。
金相实验报告实验报告范本
铁素体（F） 铁素体是碳溶解于α-Fe 中的间隙固溶体。工业纯铁用 4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明 亮的等轴晶粒；亚共析钢中铁素体呈块状分布；当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周 围。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
word
..
.
.
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 抛光
• 目的：
去除细磨时遗留下的细微磨 痕，
以获得光亮而无磨痕的镜面。 • 方法：
机械抛光 电解抛光 化学抛光
• 本实验采用机械抛光方 法。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
• 目的：
使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。 光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂 物、石墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其 形态特征。
.
珠光体
9# 共晶白口铸铁的显微组织 变态莱氏体
过共晶白口铸铁的显微组织
一次渗碳体 6# 过共晶白口铸铁的显微组织
铁素体
word
渗碳体 珠光体
渗碳体
莱氏体
..
.
2#
莱氏体
二次渗碳体
珠光体
金相观察实验报告
金相观察实验报告
金相观察实验报告
引言：
金相观察实验是金属材料学中的一项重要实验，通过对金属材料进行金相观察，可以了解其组织结构和性能特点。本次实验旨在通过对不同金属材料的金相观察，探究其晶体结构和相互作用，进一步了解金属材料的性能和应用。
实验目的：
1. 了解金相观察的基本原理和方法；
2. 掌握金相观察中的样品制备技术；
3. 分析不同金属材料的晶体结构和相互作用。
实验步骤：
1. 样品制备：选择不同金属材料，如铁、铜、铝等，进行样品的制备。首先，
将样品切割成适当大小，并进行打磨和抛光处理，以获得平滑的表面。然后，
使用酸洗等方法去除表面的氧化物和杂质，使样品表面清洁。
2. 腐蚀剂处理：将样品置于适当的腐蚀剂中，如酸性溶液或碱性溶液中，进行
一定时间的腐蚀处理。腐蚀剂的选择和处理时间应根据不同金属材料的特性进
行合理确定。
3. 金相显微镜观察：将经过腐蚀处理的样品放置在金相显微镜下进行观察。通
过调节显微镜的放大倍数和焦距，可以清晰地观察到样品的组织结构和相互作用。
实验结果：
通过金相观察，我们可以看到不同金属材料的晶体结构和相互作用。以铁为例，
观察到其晶体结构呈现出典型的立方晶系，晶粒间有明显的晶界。晶粒内部呈
现出不同的晶体取向，形成晶体面和晶体轴。此外，还可以观察到不同晶粒的
形状和尺寸差异，以及晶界处的位错和滑移带。
对于铜和铝等金属材料，其晶体结构也呈现出不同的特点。铜的晶体结构为面
心立方结构，晶粒内部呈现出紧密堆积的排列方式。铝的晶体结构为体心立方
结构，晶粒内部呈现出较为松散的排列方式。通过观察晶粒的形状和晶界的特点，可以进一步了解铜和铝等金属材料的性能和应用。
金相分析实验报告
金相分析实验报告
实验名称：金相分析实验报告
一、实验目的：
通过金相分析实验，了解金属相组成、组织结构和晶体尺寸，以及金属的力学性能分析方法，掌握金相分析的基本操作步骤和仪器设备的使用方法。
二、实验原理：
金相分析是通过对金属样品进行切割、研磨、腐蚀、脱蜡、上色等处理，然后使用金相显微镜观察样品表面的金属组织结构和晶体尺寸。通过观察不同金相结构的样品，可以了解材料的组分、相态、显微硬度、晶体尺寸和晶界等信息，并对金属材料的性能做出分析和评价。
三、实验步骤：
1. 根据需要选择合适的样品切割方式，并进行样品切割。
2. 将切割好的样品用不同颗粒大小的砂纸进行研磨，逐渐减小颗粒大小，并按一定顺序进行粗研、精研。
3. 使用震荡器将样品蓬松脱蜡。
4. 利用金相显微镜对样品进行观察和分析，调节放大倍数和对焦距离，观察样品的显微组织结构和晶体尺寸。
5. 观察完毕后，根据观察结果进行分析和总结，得出相应结论。
四、实验注意事项：
1. 操作时需戴上防护眼镜和实验手套，避免伤害。
2. 对于腐蚀试剂和显色剂的使用，需按照规定的比例和时间进行操作，避免溢出和损坏样品。
3. 在调节金相显微镜时，要小心调节焦距和放大倍数，避免对样品造成损坏。
4. 在观察和分析样品时，要按照规定的方法和过程进行操作，避免误判和错误结果。
5. 实验结束后，要清洗实验设备和工具，保持实验环境整洁。
五、实验结果与讨论：
根据金相显微镜观察到的样品组织结构和晶体尺寸，结合实验操作和分析步骤，对样品进行分析和评价，并得出相应结论。比如通过观察到的晶体尺寸和晶界分布情况，可以对材料的晶体生长机制和力学性能进行分析和评价。
金相实验报告
金相实验报告
摘要：
本实验主要通过金相技术对金属材料进行了微观组织分析，从而探究不同材料的性能差异。通过制备、打磨、腐蚀和显微观察等步骤，我们成功地获取了金属样品的显微组织图像，并对其组织结构进行了分析和评价。实验结果表明，金相技术是一种有效的材料分析方法，能够提供有关材料性能的重要信息。
引言：
金相技术是一种通过显微观察和组织分析来研究金属材料的方法。在工程实践中，金相技术广泛应用于金属材料的质量控制、疲劳寿命预测、失效分析等领域。通过金相实验可以观察到材料的晶粒大小、晶界、相分布等微观结构，从而深入了解材料性能差异的原因。本实验选取了几种常见金属材料进行分析，旨在探究不同材料的显微组织差异，为材料选择和工程设计提供依据。
实验方法：
1. 材料制备：选取不同类型的金属材料，如铜、铁、铝等，并制备成试样。
2. 打磨处理：对试样进行打磨，以获得光滑的表面。
3. 腐蚀处理：将试样放入适当的腐蚀液中，根据不同材料的特性和目的选择合适的腐蚀液和腐蚀时间。
4. 清洗和烘干：将腐蚀后的试样进行清洗和烘干，以去除腐蚀液和表面沉积物。
5. 显微观察：将试样放入金相显微镜中，利用光学放大技术观察试样的显微组织。
实验结果与讨论：
通过金相显微镜观察，我们成功地获取了不同金属材料的显微组织图像。根据观察结果，我们对每种材料的组织结构进行了详细分析和评价。
1. 铜材料：铜材料的显微组织呈现出均匀的晶粒分布，晶界清晰且细小。这说明铜具有良好的热导性和电导性能，并且具有较高的塑性和延展性。
2. 铁材料：铁材料的显微组织呈现出聚集的莱昂纳德结构和奥
金相试验实验报告.
实验报告
班级
姓名
学号
中北大学材料科学及工程学院实验中心
一实验名称:
实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备
二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)
1.了解光学显微镜的原理及构造；
2.掌握显微镜的使用方法；
3.学习金相试样的制备过程；
4.了解金相显微组织的显示方法。
三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):
光学显微镜的基本原理:
光学显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为物镜。借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。其光学原理如图所示。
1)显微镜的放大倍数由下式来确定：
M=M
物·M
目
=L/f
物
·D/f
目
式中：M—显微镜的放大倍数；
M
物——
物镜的放大倍数；
M
目——
目镜的放大倍数；
f
物——
物镜焦距；
f
目——
目镜焦距；
L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）;
D—明视距离（250mm）。
2)显微镜的鉴别率:
光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。d值越小，鉴别率就越高。鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：
d=λ/(2N·A)
式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。
数值孔径越大时,d值也就越小。数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的
物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。数值孔径可用下式求得：
N⋅A=n⋅Sinφ⑶
式中：n—物镜与物体间介质的折射率；
φ—物镜孔径角的一半。
金相制备的实验报告
金相制备的实验报告
《金相制备实验报告》
在金属材料分析中，金相制备是一项非常重要的实验方法。通过金相制备实验，可以对金属材料的微观结构和组织进行观察和分析，为材料性能的研究提供重
要的数据支持。
首先，我们需要准备实验所需的样品，通常是将金属材料切割成特定大小的样
品片。然后，我们将样品片进行打磨和抛光处理，以确保样品表面的平整度和
光洁度。接下来，将样品片进行腐蚀处理，以去除表面氧化层，使样品表面更
加清晰。
在金相制备实验中，我们使用的主要设备是金相显微镜。通过金相显微镜，我
们可以观察到样品的微观结构和组织，包括晶粒大小、晶界分布、相含量等信息。通过对这些微观结构和组织的观察和分析，可以了解材料的性能和性质。
在实验过程中，我们需要注意一些关键的实验参数，如腐蚀液的浓度和温度、
抛光时间和压力等。这些参数的选择将直接影响到实验结果的准确性和可靠性。通过金相制备实验，我们可以获得关于金属材料微观结构和组织的重要信息，
为材料性能的研究提供有力的支持。同时，金相制备实验也是金属材料分析中
的重要手段，对于材料工程和科学研究具有重要的意义。
总之，金相制备实验是一项非常重要的实验方法，通过这一实验可以为金属材
料的研究和分析提供重要的数据支持，对于材料工程和科学研究具有重要的意义。希望通过我们的努力，可以为金属材料分析领域的发展做出贡献。
金相制样实习报告
一、实习目的
本次金相制样实习旨在通过实际操作，使学生掌握金相试样的制备方法，熟悉金相显微镜的使用，了解金相组织与材料性能之间的关系，提高学生的实验技能和实际操作能力。
二、实习时间
2021年10月15日-2021年10月19日
三、实习地点
XXX大学材料科学与工程学院实验室
四、实习内容
1. 金相显微镜的构造及使用
（1）金相显微镜的构造：金相显微镜主要由光学系统、机械系统、照明系统、调焦系统、测量系统等组成。
（2）金相显微镜的使用：掌握金相显微镜的调整方法，包括物镜、目镜、光圈、焦距等，以达到最佳观察效果。
2. 金相试样的制备
（1）样品的制备：首先，对样品进行切割、磨光、抛光等预处理，以确保样品表面平整、无划痕。然后，对预处理后的样品进行腐蚀，以观察金相组织。
（2）金相试样的制备步骤：
①切割：使用切割机将样品切割成所需厚度，一般为0.03-0.1mm。
②磨光：将切割好的样品放置在磨光机上，使用不同型号的砂纸进行磨光，直至样品表面光滑。
③抛光：在磨光的基础上，使用抛光布和抛光粉进行抛光，以获得更光滑的表面。
④腐蚀：将抛光后的样品放入腐蚀液中，根据材料种类和观察目的选择合适的腐蚀液，腐蚀一定时间后取出。
⑤清洗：将腐蚀后的样品放入清洗液中，去除表面残留的腐蚀液。
⑥干燥：将清洗后的样品放入干燥器中，待样品干燥。
3. 金相组织的观察与分析
（1）观察：使用金相显微镜观察样品的金相组织，包括晶粒大小、形态、分布等。
（2）分析：根据观察到的金相组织，分析材料的性能，如硬度、韧性、耐磨性等。
五、实习心得
1. 通过本次金相制样实习，我掌握了金相显微镜的使用方法，熟悉了金相试样的
金相正火实验报告
金相正火实验报告
金相正火实验报告
引言：
金相正火实验是一种常用的金相试验方法，通过对金属材料进行正火处理，观察和分析材料的组织结构和性能变化，以评估其适用性和质量。本实验旨在研究不同金属材料在正火处理后的显微组织变化及其对材料性能的影响。
一、实验目的
本实验的主要目的是：
1. 了解金属材料正火处理的原理和方法；
2. 观察不同金属材料在正火处理后的显微组织变化；
3. 分析不同显微组织对材料性能的影响。
二、实验材料和设备
1. 实验材料：本实验选取了铁、铝和铜三种常见金属材料作为实验样品；
2. 实验设备：金相显微镜、金相试样切割机、砂纸、砂轮机、磨光机等。
三、实验步骤
1. 样品制备：首先，将铁、铝和铜材料切割成适当大小的试样。然后，使用砂纸和砂轮机对试样进行粗磨和精磨，使其表面光洁度达到要求。
2. 正火处理：将试样置于电炉中，根据不同材料的要求，设定适当的加热温度和保温时间。待试样完全冷却后取出。
3. 金相显微镜观察：将正火处理后的试样进行金相显微镜观察，记录显微组织的形貌和结构变化。
4. 性能测试：对正火处理后的试样进行硬度测试、拉伸测试等，以评估其力学
性能的变化。
四、实验结果与分析
1. 铁材料：经过正火处理后，铁材料的显微组织发生了明显的变化。在低温下，铁材料的组织结构由珠光体转变为马氏体，硬度明显提高。随着温度的升高，
马氏体逐渐转变为奥氏体，硬度逐渐降低。这说明铁材料的硬度和强度与其显
微组织的相变有关。
2. 铝材料：正火处理对铝材料的显微组织变化影响较小。铝材料的晶粒尺寸在
正火处理后略有增加，但硬度和强度的变化不明显。这表明铝材料的性能主要
金相检测报告
金相检测报告
报告编号：2021JM005
委托单位：XXX有限公司
被检测样品：不锈钢材料
检测目的：确认材料组织结构是否符合规定要求
检测结果：
经过多次检测分析，本次测试结果如下：
1. 样品材料为不锈钢材料，其中铁元素含量为70%左右，其余杂质元素含量均未超过标准限制要求。
2. 样品内部结构均匀，无气孔、裂缝、夹杂等缺陷，材料微观结构呈现出致密晶粒结构，晶界清晰度高，无明显异常情况。
3. 根据本次检测结果，样品组织结构符合相关标准规定要求，能够满足使用要求。
检测结论：
本次金相检测报告显示，该不锈钢材料组织结构合格，能够满足相关要求，可以正常使用。
本检测报告仅对样品进行了检测，并结合实验数据，给出了检测结果，并不能涵盖样品本身以外的因素，仅供委托单位参考，不得作为其他目的使用。
检测人员：
XXX
XXX
XXX
检测日期：2021年5月12日
观察金相图实验报告
观察金相图实验报告
金相图实验报告观察与分析
1. 引言
金相图实验是通过对金属材料进行金相观察和分析，以揭示材料的微观组织结构与性能之间的关系。本实验通过对不同处理状态的金属试样进行金相观察，探讨了材料在不同条件下的晶粒大小、晶粒形态、晶界和相组成的差异，从而了解材料性能的变化规律。
2. 实验装置和方法
本实验所用的装置主要有金相显微镜、显微镜照相系统和金相试样制备设备等。实验方法包括制备金相试样、粗磨、细磨、腐蚀和显微观察等步骤。
3. 实验结果分析
3.1 材料处理状态对金相组织的影响
通过对不同处理状态的金属试样进行金相观察，我们发现材料的处理状态对金相组织有明显影响。例如，经过固溶处理后的试样，晶粒尺寸较大，晶粒形状较规则；而经过退火处理后的试样，晶粒尺寸较小，晶粒形状较不规则。这是因为固溶处理能够使金属内部溶质均匀分布，并形成大晶粒；而退火处理可以通过晶界迁移和晶粒再结晶等机制，使晶粒尺寸变小。
3.2 金相组织与材料性能的关系
通过对金相试样的观察，我们可以了解材料的晶粒大小和晶粒界面的情
况。晶粒大小对材料的力学性能、热学性能和耐腐蚀性能等有重要影响。晶粒尺寸越小，材料的强度和硬度越高，韧性越好。晶界的存在也会对材料的性能产生影响，晶界能够阻碍位错的移动，从而提高材料的强度和耐疲劳性能。
3.3 金相组织的分析方法
金相图的观察主要通过金相显微镜来完成，可以获得试样的显微组织信息。组织特征的分析可以结合图像分析软件来进行，例如计算晶粒大小、测量相体积分数等。此外，还可以通过显微硬度测试、拉伸试验和冲击试验等来进一步评估材料的性能。
金相实验报告
金相实验报告
一、引言
金相实验是一种常用的金属材料分析方法，通过对金属样品进行显微镜观察和金相试验，可以获取有关金属的组织结构、成分和性能等信息。本次实验旨在对一种金属样品进行金相分析，以深入了解该金属的特点。本报告将详细描述实验操作、结果分析以及结论。
二、实验材料与方法
2.1 实验材料
本实验选取的金属样品为铝合金，样品尺寸为
10mm×10mm×5mm。
2.2 实验仪器与试剂
实验所需要的仪器有显微镜、砂纸、砂轮、抛光液、显微摄像头等。试剂有酸性溶液、酒精、醋酸等。
2.3 实验方法
（1）样品制备：将样品进行切割和加工，确保表面光洁度。
（2）粗砂纸打磨：用砂纸磨擦样品表面，直至平滑。
（3）精细打磨：使用砂轮进行打磨，直到得到所需的表面光洁度。
（4）抛光：借助抛光液进行抛光处理。
（5）腐蚀处理：将样品浸泡在酸性溶液中，进行腐蚀处理。
（6）显微观察：将样品放置在显微镜下，通过显微摄像头拍摄图像并进行观察。
（7）图像分析：对得到的显微图像进行分析和测量。
三、实验结果与分析
根据实验方法进行了样品制备和处理后，对样品进行了显微观察，并得到了一系列显微图像。通过对这些图像进行分析，得出以下结论：
3.1 样品的组织结构
通过对显微图像的观察，可以清晰地看到铝合金样品的晶粒结构。晶粒大小均匀，呈现出网状分布。晶粒结构的特点对于金属材料的强度、韧性以及导电性能等方面有重要影响。
3.2 样品的化学成分
通过显微图像以及进一步的成分分析，发现该铝合金样品中含有主要的铝元素，并经过合理的合金化处理，添加了少量的其他金属元素。这些添加元素可以提高铝合金的强度和耐腐蚀性能。
金相分析实习报告
金相分析实习报告
一、实习目的与要求
本次金相分析实习旨在让我们了解和掌握金属材料的微观结构，熟悉金相分析的基本方法，提高我们的动手能力和实验技能。实习要求我们独立完成金相试样的制备、观察以及金相显微镜的使用等操作。
二、实习内容与过程
1. 金相试样的制备
首先，我们需要从工件上截取一小块试样，然后用砂轮机将试样表面磨平。接着，用不同粒度的砂纸对试样进行磨光，从粗到细逐级打磨，直至磨面光滑、无明显磨痕。
2. 金相显微镜的使用
将制备好的金相试样放在金相显微镜上，调整显微镜的放大倍数和焦距，观察试样表面的金相组织。通过观察，我们可以看到金属材料的晶粒大小、形状以及分布情况等。
3. 金相组织的分析
根据观察到的金相组织，结合理论知识，对金属材料的微观结构进行分析。例如，我们可以通过晶粒大小、形状和分布情况来判断材料的塑性、硬度等性能。
4. 实验数据的记录与处理
将实验过程中观察到的金相组织、晶粒大小等数据进行记录，并对数据进行处理，得出实验结果。
三、实习心得与体会
通过本次金相分析实习，我对金属材料的微观结构有了更深入的了解，掌握了金相分析的基本方法，提高了自己的动手能力和实验技能。同时，我也认识到理论知识在实际操作中的重要性，只有理论联系实际，才能更好地进行金相分析。
此外，本次实习还让我明白了金相分析在材料科学研究中的重要性。金相分析不仅可以揭示金属材料的微观结构，还可以通过分析金相组织与性能之间的关系，为材料制备和加工提供科学依据。
四、实习成果与展望
通过本次实习，我们成功完成了金相试样的制备和观察，对金属材料的微观结构有了更深入的认识。在今后的学习和工作中，我们将不断积累经验，提高自己的实验技能，为材料科学研究和工程应用打下坚实基础。
金相试验实验报告.
实验报告
班级
姓名
学号
中北大学材料科学及工程学院实验中心
一实验名称:
实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备
二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)
1.了解光学显微镜的原理及构造；
2.掌握显微镜的使用方法；
3.学习金相试样的制备过程；
4.了解金相显微组织的显示方法。
三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):
光学显微镜的基本原理:
光学显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为物镜。借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。其光学原理如图所示。
1)显微镜的放大倍数由下式来确定：
M=M
物·M
目
=L/f
物
·D/f
目
式中：M—显微镜的放大倍数；
M
物——
物镜的放大倍数；
M
目——
目镜的放大倍数；
f
物——
物镜焦距；
f
目——
目镜焦距；
L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）;
D—明视距离（250mm）。
2)显微镜的鉴别率:
光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。d值越小，鉴别率就越高。鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：
d=λ/(2N·A)
式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。
数值孔径越大时,d值也就越小。数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的
物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。数值孔径可用下式求得：
N⋅A=n⋅Sinφ⑶
式中：n—物镜与物体间介质的折射率；
φ—物镜孔径角的一半。
金相试验实验报告
实验报告
班级
姓名
学号
中北大学材料科学及工程学院实验中心
一实验名称:
实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备
二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)
1.了解光学显微镜的原理及构造；
2.掌握显微镜的使用方法；
3.学习金相试样的制备过程；
4.了解金相显微组织的显示方法。
三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):
光学显微镜的基本原理:
光学显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为物镜。借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。其光学原理如图所示。
1)显微镜的放大倍数由下式来确定：
M=M
物·M
目
=L/f
物
·D/f
目
式中：M—显微镜的放大倍数；
M
物——
物镜的放大倍数；
M
目——
目镜的放大倍数；
f
物——
物镜焦距；
f
目——
目镜焦距；
L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）;
D—明视距离（250mm）。
2)显微镜的鉴别率:
光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。d值越小，鉴别率就越高。鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：
d=λ/(2N·A)
式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。
数值孔径越大时,d值也就越小。数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的
物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。数值孔径可用下式求得：
N⋅A=n⋅Sinφ⑶
式中：n—物镜与物体间介质的折射率；
φ—物镜孔径角的一半。
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铁素体+球状碳化物 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
以上的分析中大部分组织有不同程度的变形
加工硬化
在螺钉经过冷加工处理后，由于不断发生塑性 变形，使其产生加工硬化的现象。此现象的出 现，使得螺钉在塑性变形的过程中，强度性能 不断提高，而塑性性能不断降低。
与已学知识的连接
d
e
b
P
b
f
a c
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四、金相分析
螺帽十字处的金相图片 （纵剖面）
由图可以明显看出在十字槽周 围各晶粒存在着不同的变形量。 从右到左变形量逐渐减小。同 时图中箭头处晶粒显示出两个 不同的走向。
受力方向
主要为铁素体 放大倍数为50x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
螺帽十字处的金相图片 （纵剖面）
2014-2-21
三、定量金相
注意事项： 三、视场选择：
一方面考虑合金组织本身的微观不均匀性，即使 是在同一个金样试样上，选取的视场不同，合金的显 微组织也存在一定的差异。代表位置：试样边缘、中 心或其他指定位置。 另一方面，从数理统计的观点，测量视场应具有 随机性和统计性。视场的数目也应足够多，减少数据 的偶然误差。 注意：要选择最佳放大倍数，提高放大倍数，视 场的面积将缩小。
2014-2-21
四、金相分析
螺帽十字处的金相图片 （横剖面）
图中，十字槽周围各晶粒已成 纤维状条纹的纤维组织。而纤 维组织的分布方向即是金属流 变伸长的方向。而其中比较硬 的碳化物颗粒随铁素体的变形 而连成串状。
主要为铁素体 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
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2014-2-21
螺钉内部的金相图片
由图可以看出，碳化 物均匀分布在铁素体 中，并且呈现颗粒状， 说明在冷加工前经过 了退火过程，使碳化 物球化，降低硬度， 增加塑性和韧性，更 易于冷加工，保证了 冷镦加工过程中冲制 十字头时钢材不易发 生断裂或开裂事故。
铁素体+球状碳化物 放大倍数为500x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
（使用XQ-2型金相试样 镶嵌机镶嵌）
二、实验过程
磨光大致操作流程
磨制5道砂纸（150、400、600、800， 1000），粗砂纸向细砂纸依次打磨，每换 一号砂纸，应将试样转90度再磨制，使磨 削方向与之前的磨痕方向垂直，以便观察 前一道磨痕是否完全消除。用1000的砂纸 是为了减小抛光难度,减小由于电木螺钉硬 度不一引起的使螺钉边缘突起。
2014-2-21
三、定量金相（晶粒度）
小头截面：100X （截线法）
标尺测量3.3cm 线长（14.8cm,14.8cm,14.8cm） 线实际长度 LT=14.8/3.3X200μm=879μm 平均截线长度（晶粒的平均长度） L1=LT/ N1=897/85=10.55μm L2=LT/ N2=897/89=10.08μm L3=LT/ N3=897/92=9.75μm ∴ L =10.13μm 此时晶粒度： G=-10－6.64lg（10.13X10-4） =9.88
由图可以明显看出在十字槽周 围各晶粒已严重塑性变形，难 以辨别开来，形成纤维状条纹 的纤维组织。纤维组织受力方 向（如图箭头所示）垂直于晶 粒走向，可以得出十字是经过 冲压成型的，并且形变量越大， 晶体伸长的程度越显著。
受力方向
主要为铁素体 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
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d
s
o
g
f h
以上的分析中大部分组织有不 同程度的变形
由于强度性能不断提高，而塑性性能不断 降低，使螺钉过于硬脆，对使用性能造成 影响。故在冷加工后还要经历一步热处理， 小幅度提高韧性，消除残余应力，获得良 好的机械性能。
五、失误总结
对螺钉镶嵌前我们没有考虑到由于电木 和螺钉的硬度差异，镶成了大头朝上和小头 朝上的两块，对样品磨抛腐蚀后在显微镜下 观察时发现螺钉边缘的图像模糊，我们才意 识到由于电木硬度比螺钉小，抛光过程中电 木更容易被抛掉而使螺钉形成凸面，影响之 后对边缘的观察。
5.導入及攻入部
2014-2-21
一、相关知识 二、关于螺钉
一般的螺钉的加工步骤
退火→酸洗→拉丝→冷镦→钻尾→搓丝→热处理→表面处理
2014-2-21
一、相关知识
紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
（参照中华人民共和国国家标准GB／T 3098．1—2010）
不同性能等级对应 不同的材料硬度
一、相关知识
四、金相分析
螺帽边缘的金相图片
由图可以看出，螺 帽边缘球状碳化物 减少，大部分为铁 素体，出现脱碳层， 说明在冷加工后经 过了一定的热处理， 表面脱碳，晶粒有 所长大。
铁素体+球状碳化物 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
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2014-2-21
四、金相分析
螺纹处
沟槽处晶粒变 形大 齿处边缘晶粒呈长条状，右 上角沟槽边缘变形较大，说 明加工时受到了较大的外压 力。左侧齿内部未受力处晶 粒分布较均匀。
大量硬度结果均处于220HV以内的 范围，螺钉对应性能等级应小于8.8级
一、相关知识
螺钉性能等级不高，代表螺钉强 度、硬度低，而韧性和塑性较高， 具有良好的拉延、弯曲和镦粗等 冷加工性能。
我们猜测螺钉的材料是低碳钢冷加工所得
二、实验过程
分析显微组织的作用
组织是性能的根据，性能是组织的反映
合金的成分和生产工艺条件是影响组织变化的条件。
注：国际体视学学会推荐的标准符号
2014-2-21
三、定量金相
注意事项： 一、取样
金属材料对于可见光是不透明的，合金组织在 微观上总是不均匀的，定量金相参数的测量和计算是 在任意截面的金相磨面上进行的，所以这些过程必须 具有随机性和统计性。为了使定量金相测量的合金组 织特征参数能真是的反映客观真值，必须是选取的试 样具有真正的代表性。合金的成分，材料的加工过程， 零件的形状和尺寸等，都是需要考虑的因素。因此， 除了很均匀的组织选取一个试样外，最好选3-5个试 样，最好还是在具有代表性的部位，如端头、中心或 1/2处等。
金相实验报告
一、相关知识
我 们 接 到 了 分 析 这 俩 螺 钉 的 任 务
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2014-2-21
context
一、相关知识
二、实验过程
三、定量金相
四、金相分析
五、失误总结
一、相关知识
1.針部(驅動系統) 2.頭部 3.承面
4.牙部(結合部)
从螺钉的形貌,我们知道螺钉 是十字沉头螺钉,起着两个 或者多个物体的连接作用， 是在日常生活中或者工业制 造中不可或缺的必需品。
GB/T6394--2002
2014-2-21
—
三、定量金相（晶粒度）
纵截面：200X
标尺测量2.6cm 圆周长23.56cm 线实际长度 LT=7.5x3.14/2.6x100μm =906.2μm 平均截线长度（晶粒的平均长 度） L1=LT/N1=906.2/77=11.77μm L2=LT/N2 =906.2/74=12.25μm — L3=LT/N3 =906.2/78=11.62μm L ∴L =11.88μm 此时晶粒度： G=-10－6.64lg（11.88X10-4） =9.42
大头截面 500X
(网格点计数) Pv=Pa/PT =a相中的点/总点数 =27/(16x16)x100 % =10.5% 含碳量 C2≈10.5%X0.77% ≈0.08%
GB/T6394--2002
2014-2-21
Biblioteka Baidu
三、定量金相（含碳量）
螺纹部分 500X
(网格点计数) Pv=Pa/PT =a相中的点/总点数 =34/(16x16)x100% =13.3% 含碳量 C3≈13.3%X0.77% ≈0.1%
2014-2-21
三、定量金相
注意事项： 二、试样制备：
对于显示的合金组织必须准确可靠，特别是组织 的轮廓线必须清晰均匀，组织的衬度分明，平整、洁 净，否则将使测量数据产生大的误差。抛光和浸蚀必 须能显示显微组织的真实情况，没有变形、污染、擦 伤等缺陷，使抛光质量具有再现性。 此外，显微镜的分辨能力和选取的放大倍数抛光 对合金组织特征参数的测量值也有很大影响。
GB/T6394--2002
2014-2-21
四、金相分析
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2014-2-21
四、金相分析
螺钉内部的金相图片
由图可以看出，晶粒 有一定的变形，呈条 状，这是抽丝时引起 的形变。同时我们还 能看到整体晶粒比较 细小。
铁素体+球状碳化物 放大倍数为200x 4%硝酸酒精腐蚀
四、金相分析
关于磨光
二、关于螺钉
抛光大致操作流程
抛光前需要清洗试样，避免抛光时 把砂纸上的沙粒附着试样表面，抛 光膏每次微量、多次、抹匀在打磨 过的螺钉面上，抛光绒布的湿度控 制在抛光后抛光面润湿即可。
关于抛光
二、关于螺钉
腐蚀大致操作流程
我们使用4％的硝酸酒精进行腐蚀， 用蘸有腐蚀液的棉球均匀涂抹的抛 光后的螺钉表面，当抛光面由光亮 的镜面变成暗灰色不能成像时即停 止腐蚀，并迅速用清水冲洗干净并 吹干。
—
GB/T6394--2002
2014-2-21
三、定量金相（含碳量）
小头截面 500X
（网格点计数） Pv=Pa/PT =a相中的点/总点数 =17/(16x16)x100% =6.64% 含碳量 C1≈6.64%X0.77% ≈0.05%
GB/T6394--2002
2014-2-21
三、定量金相（含碳量）
2014-2-21
二、实验过程 二、关于螺钉
为了进一步了解螺钉的相关情况， 我们将通过小螺钉的金相组织来探索 其性能，成分，加工工艺，用途。
我们开始了螺钉的镶嵌、磨光、 抛光、腐蚀、观察、照相......
2014-2-21
二、实验过程
关于镶嵌
镶嵌大致操作流程
打开电源当镶嵌机温度上升到 设定温度（130~140℃）后调整手 轮将螺钉与电木粉填入腔体，合上 盖板后加压，记时3~5分钟，之后 开始取样。
关于腐蚀
二、实验过程
所给螺钉
从金相图谱 中发现的形 貌类似的 材料的金相
片状珠光体 T8 正火
2014-2-21
工业纯铁
铁素体＋颗粒状渗 碳体 35钢 球化退火
二、实验过程
于是我们进行了大胆的猜测,认 为螺钉的材料为低碳钢,主要组 织是铁素体
2014-2-21
三、定量金相
金相分析是金属材料试验研究的重 要手段之一，定量金相学是利用体视学 原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金 相显微组织的测量和计算来确定合金组 织的三维空间形貌，从而建立合金成分、 组织和性能间的定量关系。
7、徐州, 赵连成. 《金属固态相变原理》 北京：高等教育出版社，2009 8、徐恒钧. 《材料科学基础》 北京：北京工业大学出版社，2009 9、胡赓祥,蔡珣. 《材料科学基础》第3版. 上海：上海交通大学出版社， 2011 10、夏丽芳 《金属热处理工艺学》第5版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2007
标准中维氏硬度要求测量载荷大于98N。
晶界与晶界、晶界与晶内、晶内与晶内各不同点硬度相差很大，在小载荷条件下, 压痕就很可能会局限在某一晶粒内部或晶界上,则所测硬度值为局部的硬度值。
各组在小载荷下测量的硬度都处于基本相同的数值范围，我们猜测，老师所给 的试验力测出的硬度值并没有因受晶粒间不同点硬度不同的而产生明显差别， 测量值能一定程度上代表材料的硬度。
五、参考文献
1、GB／T 3098．1—2010，紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 2、GB/T 6394-2002，金属平均晶粒度测定方法 3、GB/T 15749-1995，定量金相手工测定方法
4、YB/T 5148-1993，金属平均晶粒度测定方法
5、GB/T 15749-2008，定量金相测定方法 6、李炯辉, 林德成. 《金属材料金相图谱》上册 2007 北京：机械工业出版社，
2014-2-21
三、定量金相（体视学术语）
基本符号： P=点 S=表面 L=线 A=面积 V=体积 基本测量：
— PP=处在被研究的相中的测试点数除以测试点总数 L PL=测试线与特征交截点数除以测试线长度 NL=被测试截取的特征的数量除以测试线的长度 PA=点特征的数量除以测试面积 NA=特征的数量除以测试面积
GB/T6394--2002
2014-2-21
三、定量金相
由上面定量金相的分析可以知道晶粒度在9到 10之间，晶粒比较细小。小头截面，大头截 面，螺纹截面的含碳量大约在0.05%到0.1% 之间，属低碳钢。并且三个部分的含碳量因 变形量不同而不同，从小头，大头到螺纹逐 渐变大，符合不同部分的强度要求。