金相实验报告(成分组织观察分析)
金相分析实训实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的基本原理和构造。
2. 掌握金相试样的制备过程。
3. 学习金相显微组织的观察方法。
4. 通过实验,提高对金属材料显微组织的认识,为后续材料科学研究和工程应用打下基础。
二、实验原理金相分析是一种利用光学显微镜观察金属材料显微组织的方法。
通过观察金属材料的显微组织,可以了解其成分、结构、性能等方面的信息。
金相显微镜的基本原理是利用光学透镜将物体放大,使其细节清晰可见。
三、实验仪器与材料1. 仪器:金相显微镜、抛光机、砂轮机、显微镜载物台、显微镜切片机、显微镜镜头、显微镜光源等。
2. 材料:金属试样、金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等。
四、实验步骤1. 金属试样制备(1)将金属试样切割成合适尺寸,并进行粗磨、精磨、抛光等处理。
(2)将磨光后的试样放入显微镜切片机,进行切片处理。
(3)将切片放入脱脂棉中,用3~5硝酸酒精溶液清洗,去除油污。
2. 金相试样制备(1)将清洗干净的切片放入显微镜载物台上,调整切片位置。
(2)用显微镜镜头观察切片,选择合适的部位进行磨光。
(3)用金相砂纸对切片进行粗磨、精磨,直至切片表面平滑。
(4)将磨光后的切片放入抛光机中,用抛光布进行抛光处理。
3. 金相显微组织观察(1)将抛光后的切片放入金相显微镜中,调整光源和焦距。
(2)观察切片的显微组织,记录其形态、分布、尺寸等信息。
(3)分析切片的显微组织,了解其成分、结构、性能等方面的信息。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察,发现金属试样具有以下显微组织:(1)晶粒组织:金属试样晶粒大小不一,分布不均。
(2)析出相:金属试样中存在析出相,形态各异。
(3)夹杂:金属试样中存在夹杂,分布不均。
2. 实验分析根据实验结果,对金属试样的显微组织进行分析:(1)晶粒组织:晶粒大小和分布对金属材料的力学性能有重要影响。
晶粒细化可以提高材料的强度和韧性。
(2)析出相:析出相的形态、分布和数量对金属材料的性能有显著影响。
金相组织观察实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除金相组织观察实验报告篇一: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。
黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行,具体操作方法是将试样牢牢地捏住,用砂轮的侧面磨制。
在试样与砂轮接触的一瞬间,尽量使磨面与砂轮面平行,用力不可过大。
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。
3.碳素钢材料的分析最后对碳素钢材料进行了金相显微镜观察,得到如下的观察图像:素体和珠光体相互交错组成。
其中,珠光体是由奥氏体向铁素体转化而形成的一种晶格结构,因此含有高硬度。
通过光学显微镜观察可以看出,碳素钢材料的组织结构颗粒较小,但含有较多的结晶。
金相观察实验报告整理版
金相观察一、实验目的1. 观察铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。
2. 掌握铁碳合金成分,组织性能之间的变化规律。
二、实验器材1、金相显微镜2、金相标准试样三、实验原理铁碳合金室温下基本相和组织组成物的基本特征1.铁素体(F ) 是碳溶入α-Fe 中的间隙固溶体,晶体结构为体心立方晶格,具有良好的塑韧性,但强度硬度低,经4%硝酸酒精浸蚀呈白色多边形晶粒,在不同成分的碳钢中其形态为块状和断续网状。
2.渗碳体(Fe 3C ) 是铁与碳形成的化合物,含碳量为6.69%。
晶格为复杂的八面体结构,硬度高,脆性大,用4%的硝酸酒精浸蚀后呈白色,用碱性苦味酸钠热蚀后呈黑色,用此法可以区分铁碳合金中的渗碳体和铁素体。
由铁碳相图知,随着碳的质量分数的不同,渗碳体有不同的形态,一次渗碳体是由液态直接析出的渗碳体,呈白色长条状;二次渗碳体是从奥氏体中析出的渗碳体,呈网状分布,三次渗碳体是从铁素体中析出的渗碳体,沿晶界呈小片状,共晶渗碳体在莱氏体中为连续基体,共析渗碳体是同铁素体交替形成呈交替片状。
3.珠光体(P ) 是铁素体与渗碳体的机械混合物,在平衡状态下,铁素体和渗碳体是片层相间的层状组织。
在高倍下观察时铁素体和渗碳体都呈白色,渗碳体周围有圈黑线包围着,在低倍下当物镜的鉴别能力小于渗碳体厚度的时候,渗碳体就成为一条黑线。
见图3-1a (15000×)b (400×)图3-1 不同放大倍数下珠光体的显微组织四、实验内容及步骤观察以下铁碳合金组织在铁碳状态图上,根据碳的质量分数的不同,铁碳合金分为工业纯铁,碳钢及白口铸铁。
1.工业纯铁 碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。
室温下的组织为单相的铁素体晶粒。
用4%的硝酸酒精浸蚀后,铁素体呈白色。
当碳的质量分数偏高时,在少数铁素体晶界上析出微量的三次渗碳体小薄片,见图 3-2。
2.碳钢 碳的质量分数在0.0218~2.11%范围内的铁碳合金称为碳钢,根据钢中含碳量的不同,其组织也不同,钢又分为亚共析钢,共析钢,过共析钢三种。
金相的制备与观察实验报告
金相的制备与观察实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过熔融法制备银金相,并观察其结构及形貌特征。
二、实验原理
银金相是一种金属复合材料,由银和金两种金属组成。
它们之间存在着熔点差异,当银融化时,金以固态存在,而当金融化时,银以固态存在,从而形成金属复合材料。
三、实验材料
银粉、金粉、玻璃杯、烧杯、棉絮、烧瓶、搅拌棒、火焰及安全装备。
四、实验步骤
1. 将银粉和金粉放入玻璃杯中,按比例混合;
2. 将玻璃杯放入烧杯中,用棉絮固定;
3. 将烧杯放入烧瓶中,用棉絮固定;
4. 用火焰将混合物加热,搅拌均匀;
5. 加热时间达到最高温度,熔融物中出现金属晶体,停止加热;
6. 用搅拌棒将混合物搅拌均匀,使金属晶体形成银金相;
7. 将银金相取出,观察其结构及形貌特征。
五、实验结果
实验结果表明,银金相的结构呈现出金和银的晶体状,形貌特征表现出金和银的金属光泽。
六、安全措施
1. 加热时应注意安全,避免烫伤;
2. 加热时应注意通风,避免毒气污染;
3. 加热时应注意火焰,避免火灾。
金相实验报告(成分组织观察分析)
金相综合实验报告实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程班级: 材料11(1)指导老师:席生岐高圆小组组长: 仇程希小组成员:齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐二〇一四年四月三日一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作;2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值;3.利用数码显微镜获取金相组织图像,掌握热处理后钢的金相组织分析方法;4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能(硬度)的影响;5.巩固课堂教学所学相关专业知识,体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。
二、实验内容1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理,工艺规范参考相关资料;2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度;3.制备所给表中样品的金相试样,观察并获取其显微组织图像;4.对照金相图谱,分析探讨本次实验可能得到的典型组织:片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。
三、实验原理热处理是一种很重要的金属加工工艺方法。
热处理的主要目的是改变钢的性能,热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度,经一定时间保温,然后以某种速度冷却下来,从而达到改变钢的性能的目的。
研究非平衡热处理组织,主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。
热处理之所以能使钢的性能发生显著变化,主要是由于钢的内部组织结构发生了的一系列的变化。
采用不同的热处理工艺,将会使钢得到不同的组织结构,从而获得所需要的性能。
钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。
(一)碳钢热处理工艺1.加热温度亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃,过共析钢加热温度一般为Ac 1+30-50℃(淬火)或Acm+50-100℃(正火)。
淬火后回火温度有三种,即:低温回火(150-250℃)、中温回火(350-500℃)、高温回火(500-650℃)。
金相组织观察实验报告
金相组织观察实验报告金相组织观察实验报告引言:金相组织观察实验是一种常见的金属材料研究方法,通过对金属材料的显微组织进行观察和分析,可以了解材料的晶体结构、晶界分布、相组成等信息。
本报告将对金相组织观察实验进行详细介绍,并结合实验结果进行分析和讨论。
实验目的:本次实验的主要目的是通过金相组织观察,了解金属材料的晶粒尺寸、晶界分布、相组成等信息,从而对材料的性能和加工工艺进行评估和优化。
实验原理:金相组织观察实验主要基于光学显微镜的原理,通过对金属材料进行切割、研磨和腐蚀等处理,使其表面显露出内部的组织结构。
然后使用显微镜观察和拍摄材料的显微组织,进而进行分析和评估。
实验步骤:1. 样品制备:首先,将待观察的金属材料切割成适当大小的样品,然后进行研磨和抛光处理,使其表面光洁度达到要求。
2. 腐蚀处理:将样品放入适当的腐蚀液中进行腐蚀处理,以去除表面氧化层和其他污染物,使组织结构更加清晰可见。
3. 清洗和干燥:将腐蚀后的样品进行清洗,去除腐蚀液残留物,并使用酒精或其他适当的方法进行干燥处理。
4. 显微观察:将样品放置在显微镜台上,调节显微镜的放大倍数和焦距,观察样品的显微组织,并通过摄影或录像等方式记录下来。
实验结果与分析:通过金相组织观察实验,我们得到了以下结果:1. 显微组织结构:观察到材料的晶粒尺寸、晶界分布和相组成等结构信息。
不同材料的晶粒尺寸和晶界分布情况可能存在差异,这直接影响材料的力学性能和加工性能。
2. 相变现象:在观察过程中,我们还可以观察到材料的相变现象,如固溶体相变、相分离等。
这些相变现象对材料的性能和加工工艺也有重要影响。
基于以上结果,我们可以得出以下结论和分析:1. 材料的晶粒尺寸和晶界分布对材料的力学性能和加工性能有重要影响。
晶粒尺寸越小,晶界分布越均匀,材料的强度和韧性往往更高。
2. 相变现象的发生与材料的成分和处理工艺密切相关。
通过观察和分析相变现象,可以优化材料的热处理工艺,提高材料的性能和加工效果。
金相组织观察实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的基本原理和构造;2. 掌握金相试样的制备方法;3. 认识并分析金属材料的金相组织;4. 建立金相组织与材料性能之间的关系。
二、实验原理金相组织是指金属材料在显微镜下观察到的组织结构。
金相显微镜是一种利用光学原理对金属材料进行观察和分析的仪器。
通过观察金相组织,可以了解材料的微观结构,从而推断出材料的性能和加工工艺。
三、实验仪器与材料1. 仪器:金相显微镜、抛光机、砂轮机、金相试样制备设备(如砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等);2. 材料:金属材料试样(如钢铁、铝合金、铜合金等)。
四、实验步骤1. 试样制备(1)将金属材料试样切割成合适的尺寸,并进行打磨处理,去除表面的氧化层和杂质;(2)用不同型号的砂纸对试样进行粗磨、细磨和精磨,直至表面光滑;(3)将磨好的试样放入抛光机中进行抛光处理,直至表面呈现镜面效果;(4)将抛光后的试样进行腐蚀处理,以显示金相组织。
2. 金相显微镜观察(1)打开金相显微镜,调整光源和物镜,使视野明亮;(2)将腐蚀后的试样放置在显微镜载物台上,调整焦距,使金相组织清晰可见;(3)观察并记录金相组织的形态、分布和大小;(4)根据观察结果,分析金相组织与材料性能之间的关系。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察,发现金属材料的金相组织主要包括晶粒、析出相、相变组织等。
2. 结果分析(1)晶粒:晶粒是金属材料的基本结构单元,其大小和形态对材料的性能有重要影响。
一般来说,晶粒越小,材料的强度、硬度、韧性等性能越好;(2)析出相:析出相是指在金属材料中形成的第二相,如碳化物、氮化物等。
析出相的形态、大小和分布对材料的性能有显著影响;(3)相变组织:相变组织是指在金属材料中发生的相变过程形成的组织,如珠光体、贝氏体等。
相变组织的形态和分布对材料的性能有重要影响。
六、实验总结本次实验通过金相显微镜观察金属材料的金相组织,了解了金相显微镜的基本原理和构造,掌握了金相试样的制备方法,认识并分析了金属材料的金相组织。
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。
六、实验总结:通过金相分析实验,了解了金属组织结构和晶体尺寸的观察方法和分析步骤,掌握了金相显微镜的使用技巧。
实验结果对于分析和评价金属材料的性能具有重要意义,可为材料加工和应用提供科学依据。
同时,实验中注意事项的遵守和仪器设备的正确操作,保证了实验的安全性和数据的准确性。
金相_实验报告
一、实验名称金相试样的制备与观察二、实验目的1. 掌握金相试样制备的基本操作方法。
2. 熟悉金相显微镜的使用方法。
3. 认识金属材料的金相组织,并分析其与材料性能之间的关系。
4. 培养实验操作能力和科学分析能力。
三、实验原理金相实验是研究金属材料微观组织结构的重要手段。
通过制备金相试样,利用金相显微镜观察其微观组织,可以了解金属材料的成分、组织结构和性能之间的关系。
四、实验仪器与材料1. 仪器:金相显微镜、抛光机、砂轮机、切割机、腐蚀剂、显微镜载物台等。
2. 材料:金属试样(如钢、铝、铜等)、砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等。
五、实验步骤1. 试样切割:将金属试样切割成所需尺寸的薄片。
2. 试样磨光:将切割好的试样在砂轮机上磨光,直至表面平整光滑。
3. 试样腐蚀:将磨光后的试样浸入腐蚀液中,观察试样表面颜色变化,直至达到所需腐蚀程度。
4. 试样抛光:将腐蚀后的试样在抛光机上抛光,直至表面光亮。
5. 试样观察:将抛光后的试样放置在显微镜载物台上,调整显微镜,观察其微观组织。
六、实验结果与分析1. 观察到的金属试样微观组织:- 钢试样:观察到了珠光体、渗碳体和铁素体等组织。
- 铝试样:观察到了α相和β相等组织。
- 铜试样:观察到了单相固溶体和析出相等组织。
2. 分析:- 钢试样:珠光体是钢中的主要强化相,渗碳体和铁素体对其性能也有一定影响。
- 铝试样:α相是铝的主要固溶强化相,β相对其性能也有影响。
- 铜试样:单相固溶体是铜的主要固溶强化相,析出相对其性能也有影响。
七、实验结论1. 通过金相实验,掌握了金相试样制备的基本操作方法。
2. 熟悉了金相显微镜的使用方法,能够观察金属材料的微观组织。
3. 认识了金属材料的金相组织,并分析了其与材料性能之间的关系。
八、实验体会1. 金相实验是研究金属材料微观组织结构的重要手段,对于了解材料性能具有重要意义。
2. 在实验过程中,要注意操作规范,确保实验结果的准确性。
金相组织的观察实验报告
金相组织的观察实验报告金相组织的观察实验报告引言:金相组织是材料科学领域中一项重要的研究内容,通过观察材料的金相组织可以了解其内部结构、晶体形态以及相对应的性能。
本实验旨在通过金相显微镜观察和分析不同材料的金相组织,以探索其微观结构与性能之间的关系。
材料与方法:在本实验中,我们选择了三种不同的材料进行观察,分别是钢材、铝材和铜材。
首先,我们将这些材料进行切割和打磨,以获得平整的试样。
然后,我们使用金相显微镜对试样进行观察,并通过图像处理软件对显微照片进行分析。
实验结果与分析:1. 钢材的金相组织:钢材是一种常见的金属材料,其内部结构由铁素体、珠光体和渗碳体组成。
通过金相显微镜观察,我们可以清晰地看到钢材中这三种组织的分布情况。
铁素体呈现出深色,珠光体呈现出亮色,而渗碳体则呈现出深色的颗粒状结构。
这些组织的分布情况对钢材的力学性能和耐腐蚀性能有着重要影响。
2. 铝材的金相组织:与钢材不同,铝材的金相组织主要由铝晶粒和亚晶组成。
通过金相显微镜观察,我们可以看到铝材中晶粒的形态和大小。
晶粒的大小与材料的冷加工程度有关,通常情况下,冷加工程度越高,晶粒越细小。
此外,亚晶是铝材中的一种细小结构,其存在对铝材的塑性变形和强化效果具有重要意义。
3. 铜材的金相组织:铜材是一种具有良好导电性和导热性的金属材料,其金相组织主要由铜晶粒和孪晶组成。
通过金相显微镜观察,我们可以看到铜材中晶粒的形态和大小,以及孪晶的存在。
晶粒的大小与材料的冷加工程度有关,孪晶则是由于晶格错位引起的。
这些组织的存在对铜材的导电性和塑性变形性能有着重要影响。
结论:通过金相显微镜的观察和分析,我们可以了解不同材料的金相组织特征,并进一步探索其与性能之间的关系。
钢材中的铁素体、珠光体和渗碳体对其力学性能和耐腐蚀性能具有重要影响;铝材中的晶粒和亚晶则对其塑性变形和强化效果具有重要意义;铜材中的晶粒和孪晶则对其导电性和塑性变形性能有着重要影响。
金相组织的观察实验为我们深入了解材料的微观结构与性能之间的关系提供了有力的工具和方法。
金相分析实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则;2. 掌握金相显微试样制备的基本操作方法;3. 通过观察金属材料的金相组织,分析其成分与组织之间的关系;4. 培养实验操作能力和分析问题能力。
二、实验原理金相分析是利用金相显微镜对金属材料进行微观组织观察和分析的一种方法。
通过观察金属材料的金相组织,可以了解其内部结构、成分分布、相变过程等,从而为金属材料的性能评价、生产工艺改进、质量控制等提供依据。
金相显微镜主要由光源、物镜、目镜、载物台、调焦装置等组成。
实验中,通过调节物镜和目镜的放大倍数,以及调整载物台的高度,实现对金属材料的微观组织进行观察。
三、实验仪器与材料1. 仪器:金相显微镜、抛光机、砂轮机、金相试样、金相砂纸、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等;2. 材料:不锈钢、碳钢、铝合金等金属材料。
四、实验步骤1. 金相试样制备(1)取样:从待分析的金属材料上截取适量的试样,确保试样表面平整、无划痕;(2)粗磨:将试样放入砂轮机中,用粗砂纸进行粗磨,直至试样表面基本平整;(3)细磨:用细砂纸对试样进行细磨,直至试样表面无明显划痕;(4)抛光:将试样放入抛光机中,用抛光布和脱脂棉进行抛光,直至试样表面光滑;(5)浸蚀:将试样放入3~5硝酸酒精溶液中,根据试样材料选择合适的浸蚀时间。
2. 金相显微镜观察(1)将制备好的试样放置在金相显微镜的载物台上;(2)调节物镜和目镜的放大倍数,找到合适的观察倍数;(3)观察试样的金相组织,记录观察结果。
五、实验结果与分析1. 不锈钢试样通过观察不锈钢试样的金相组织,可以发现其主要由铁素体和奥氏体组成。
铁素体呈针状分布,奥氏体呈块状分布。
这表明不锈钢具有良好的耐腐蚀性能。
2. 碳钢试样观察碳钢试样的金相组织,可以发现其主要由珠光体和铁素体组成。
珠光体呈层状分布,铁素体呈针状分布。
这表明碳钢具有良好的强度和硬度。
3. 铝合金试样观察铝合金试样的金相组织,可以发现其主要由α相和β相组成。
金相组织实验报告
金相组织实验报告金相组织实验报告一、引言金相组织实验是材料科学领域中常用的一种实验方法,通过对金属材料进行金相组织观察和分析,可以了解材料的晶体结构、晶粒尺寸、相组成等信息,从而为材料的性能和应用提供重要的参考依据。
本实验旨在通过对某种金属材料的金相组织观察,探究其微观结构与宏观性能之间的关系。
二、实验方法1. 实验材料选择本实验选取了一种常见的金属材料——铝合金作为实验样品。
铝合金具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,在航空航天、汽车制造等领域有广泛应用。
2. 样品制备首先,将铝合金样品切割成适当大小的试样。
然后,通过机械抛光的方法,将试样的表面磨平,去除试样表面的氧化层和其他杂质。
3. 腐蚀处理将抛光后的试样浸泡在一定浓度的腐蚀液中,以去除试样表面的氧化物。
腐蚀液的浓度和腐蚀时间需要根据具体情况进行调整,以保证试样表面的清晰度和腐蚀效果。
4. 金相显微镜观察将腐蚀处理后的试样放置在金相显微镜下进行观察。
可以调整金相显微镜的放大倍数和对焦距离,以获得清晰的金相组织图像。
三、实验结果与讨论通过金相显微镜观察,我们可以清晰地看到铝合金试样的金相组织。
铝合金的金相组织主要由铝基体和不同形状、尺寸的晶粒组成。
晶粒的尺寸和分布情况对材料的性能有重要影响。
在观察的过程中,我们发现铝合金试样中晶粒的尺寸较小且均匀分布。
这种细小的晶粒结构可以提高材料的强度和硬度,使其具有更好的耐磨性和抗拉伸性能。
与此同时,细小的晶粒结构还可以提高材料的塑性变形能力,使其更适合进行冷加工和成形加工。
另外,我们还观察到铝合金试样中存在少量的晶界。
晶界是晶体之间的界面,它们是晶体生长过程中不同晶粒之间的交界处。
晶界对材料的性能也有重要影响,它们可以影响材料的强度、塑性和导电性等方面。
通过本实验的观察与分析,我们可以初步了解铝合金的金相组织特征,并且对其性能与组织结构之间的关系有了更深入的理解。
这对于进一步优化材料的制备工艺、改善材料的性能以及开发新型材料具有重要的指导意义。
金相制备及组织观察实验
1、试样制备
• 4)浸蚀
• 为了显示试样的显微组织,必须对试样表面 进行腐蚀。金相试样浸蚀的方法有化学浸蚀 法、电解浸蚀法和热染法等。常用的是化学 浸蚀法,钢铁材料常用的浸蚀剂为3%-4%的 硝酸酒精溶液,或4%的苦味酸酒精溶液。
• 浸蚀主要是依靠浸蚀剂对金属的溶解或电化 学腐蚀过程,使金属试样表面的晶粒与晶界 及各组成相之间呈现轻微的凸凹不平,在显 微镜下就可以清楚地观察到试样表面的显微 组织及形貌。
1、试样制备
• 1)取样
• 在需要金相分析的金属或零件上截取有代表性 的金属块。取样方法因金属性能不同而不一样 对硬度低的材料可用手锯切割;对硬而脆的材 料可锤击,或用砂轮切割机切割。不论采用哪 种方法取样,取样过程均不得使试样温度升高 以免引起金属组织变化。
• 金相试样大小及形状一般不作具体规定,取直 径为10mm-20mm高度小于15mm最合适。小试 样则需用塑料粉或树脂镶嵌后使用。
1、试样制备
• 浸蚀方法是将试样磨面浸入浸蚀剂中,或用 棉花沾上浸蚀剂擦拭试样表面,浸蚀时间要 适当,一般试样磨面发暗时就可以停止。
• 如果浸蚀时间短则浸蚀不足,不能把组织完 全显露出来,可重复浸蚀。如浸蚀时间过长 会使组织变得模糊不清,需要重新抛光后再 浸蚀。
• 经浸蚀后的试样用清水冲洗,然后用酒精擦 净,再用吹风机吹干,即可在金相显微镜下 观察和分析研究。
金相制备及组织观察实验
• 一、实验目的 • 二、实验设备及材料 • 三、实验原理 • 四、实验内容及步骤 • 五、实验报告内容及要求 • 六、实验成绩评定
一、实验目的
• 1、初步掌握金相试样制备的基本方法。 • 2、了解金相显微镜的基本结构,熟悉金相
显微镜的使用方法。
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。
进入物镜的光线所张开的角度称为物镜的孔径角,其半角为φ,如图1-2所示。
图1-2 孔径角当n与φ值越大时,则数值孔径值就越大,物镜的鉴别能力也就越高。
3)透镜成像的质量单片透镜在成像过程中,由于几何光学条件的限制,以及其它因素的影响,常使映像变的模糊不清或发生变形迹象,这种缺陷称为相差。
金相式样观察实验报告
一、实验目的1. 熟悉金相试样的制备过程,了解显微镜和其他金相试样加工设备的使用。
2. 观察金属材料的金相组织,了解其微观结构,掌握金属材料的性能与组织之间的关系。
3. 培养实验操作技能,提高分析问题的能力。
二、实验原理金相实验是通过观察金属材料的金相组织,了解其微观结构,从而分析其性能与组织之间的关系。
金相组织是指金属在显微镜下观察到的各种组织形态,如晶粒、相、析出相等。
金属材料的性能与其组织密切相关,通过观察金相组织,可以了解材料的性能。
三、实验材料及设备1. 实验材料:不锈钢、纯铁、铜、铝合金等。
2. 实验设备:金相显微镜、抛光机、砂轮机、砂纸、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等。
四、实验步骤1. 试样制备(1)取样:从金属材料或零件上截取试样,尺寸约为10mm×10mm×5mm。
(2)粗磨:使用砂轮机对试样进行粗磨,去除表面氧化层和缺陷。
(3)细磨:使用不同型号的砂纸对试样进行细磨,直至表面光滑。
(4)抛光:使用抛光机对试样进行抛光,使表面达到镜面效果。
(5)浸蚀:将试样放入3~5硝酸酒精溶液中,进行浸蚀,观察组织形态。
2. 金相观察(1)将制备好的试样放入金相显微镜的载物台上,调整焦距,观察金相组织。
(2)记录观察到的金相组织,分析其形态、大小、分布等特征。
(3)分析金属材料的性能与组织之间的关系。
五、实验结果与分析1. 不锈钢金相组织观察结果:不锈钢的金相组织主要由奥氏体、马氏体和铁素体组成。
奥氏体组织具有较好的韧性和塑性,马氏体组织具有较高的强度和硬度,铁素体组织具有良好的耐腐蚀性。
2. 纯铁金相组织观察结果:纯铁的金相组织主要由铁素体和珠光体组成。
铁素体组织具有良好的耐腐蚀性,珠光体组织具有较高的强度和硬度。
3. 铜金相组织观察结果:铜的金相组织主要由单相固溶体和析出相组成。
单相固溶体具有良好的耐腐蚀性和导电性,析出相可以提高铜的强度和硬度。
4. 铝合金金相组织观察结果:铝合金的金相组织主要由固溶体和析出相组成。
金相组织观察实验报告范文
金相组织观察实验报告范文实验一金属材料显微分析的基本方法一、实验目的:了解金相显微镜的构造、原理及使用规则;掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
通过观察,熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织;了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征;分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。
二、实验概述:金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法:材料的组织和缺陷的方法。
利用金相显微镜在专门制备的试样上观察1.金相显微镜的构造、原理及使用;2.金相显微试样的制备方法。
为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织,需要精心地制备金相显微试样。
金相试样的制备过程主要步骤有:取样磨制抛光浸蚀镶嵌本实验金相试样制备过程的步骤如下:砂纸磨抛光剂抛光机浸蚀剂吹吹风显微镜磨制抛光浸蚀吹干观察水清洗水清洗酒精清洗3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织分析各种相组分和组织组成物的特征碳钢:亚共析钢、共析钢、过共析钢白口铸铁:亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁相或组织:铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体区分:铁素体与渗碳体、各种渗碳体实验概述:金相显微试样的制备方法磨制方法砂纸平铺在玻璃板上,一手按住砂纸,另一手握住试样,使试样磨面朝下并与砂纸接触,在轻微压力作用下向前推行磨制。
磨制以“单程单向”方式重复进行。
在调换下一号更细的砂纸时,应将试样上的磨屑和砂粒清除干净,并使试样的磨制方向调转90°实验概述:金相显微试样的制备方法实验概述: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: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。
金相组织观察实验报告doc
金相组织观察实验报告篇一:金相实验报告南京信息工程大学材料物理专业实验训练报告实验名称金相试验实验日期 XX 年12 月 17 日得分:地点:年级班姓名学号指导教师同组人姓名目录实验目的……………………………………………............... .......................................实验仪器………………………………………………………………………………..实验原理………………………………………………………………………………..实验步骤………………………………………………………………………………..实验数据表格及数据处理……………………………………………………………..实验结果及讨论………………………………………………………………………..附:实验原始数据处理………………………………………………………………..注意事项1、禁止随意动设备、仪器、药品及实践场所物品,实践活动在指导教师指导下完成。
2、安全操作,严格注意电、火、水、试剂等具有伤害性带来的危险,不得违章进行任何活动。
金相试验报告一、实验名称金相试样的制备与观察二、实验项目简介通过制备试样,并在显微镜下观察铝合金的金相组织,使学生掌握金相试样制备的方法,认识铝合金的金相组织和形态特征,建立成分与组织之间相互关系的概念。
三、实验目的1. 掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法;2. 掌握金相显微镜的使用方法;3. 认识铝合金的金相组织;4. 结合理论,理解铝合金成分与组织之间的相互关系四、实验要求1对实验原理与方法的要求:要求学生掌握相关教材的基本知识,通过查阅手册和文献了解铝合金常规的金相组织,对有关名词、概念有清楚地认识,了解观察显微组织的原理、方法和作用。
2对操作技能与仪器设备的要求:要求学生有较强的动手能力,了解砂纸的型号和使用,熟悉抛光机和显微镜的使用,会判断试样制备的好坏。
仪器设备:砂轮机、砂纸、抛光机、金相显微镜等。
金相分析实验报告
金相分析实验报告金相分析实验报告概述:金相分析是一种常用的金属材料分析方法,通过对金属材料进行金相显微镜观察和显微结构分析,可以获得有关金属材料的组织结构、晶粒大小、相组成等信息。
本实验旨在通过金相分析,对一种未知金属样品进行分析,并通过实验结果来推断该金属的组织结构和成分。
实验步骤:1. 样品制备:将未知金属样品切割成适当大小的试样,并进行打磨和抛光处理,以获得平滑的试样表面。
2. 腐蚀处理:将试样放入适当的腐蚀液中,在一定的时间内进行腐蚀处理。
腐蚀液的选择应根据试样的金属成分和组织结构来确定。
3. 清洗和干燥:将腐蚀后的试样进行清洗,去除腐蚀液残留,并使用酒精和空气枪进行干燥处理。
4. 金相显微镜观察:将试样放置在金相显微镜台上,通过调节显微镜的放大倍数和焦距,观察试样的显微结构。
5. 结果分析:根据观察到的显微结构,对试样的组织结构和成分进行分析和推断。
实验结果与分析:经过金相分析,观察到未知金属样品的显微结构如下:在低倍镜下,可以看到试样呈现出均匀的晶粒分布,晶粒大小均匀。
在高倍镜下,可以观察到晶粒的细节结构,发现晶粒内部存在一些细小的颗粒状物质,推测为夹杂物或相分离现象。
此外,还观察到试样表面存在一些凹凸不平的区域,可能是由于试样制备过程中的不均匀性导致的。
根据观察到的显微结构,可以推断该未知金属样品的组织结构为均匀细晶粒结构。
由于晶粒内部存在夹杂物或相分离现象,可推测该金属样品的成分可能不是单一的金属元素,而是含有一定的杂质或合金元素。
结论:通过金相分析实验,我们成功地对一种未知金属样品进行了分析,并推断出其组织结构为均匀细晶粒结构,含有夹杂物或相分离现象。
这些结果为进一步研究该金属样品的性能和应用提供了基础数据。
金相分析作为一种重要的金属材料分析方法,广泛应用于材料科学、冶金工程、机械制造等领域。
通过对金属材料的显微结构分析,可以了解材料的性能、加工性能以及可能存在的缺陷和问题,为材料的改进和优化提供科学依据。
金属试样成分分析及金相分析实验报告
金属试样成分分析及金相分析实验报告1.实验目的•电火花直读光谱仪,分析材料各组成元素及含量含量;•激光共聚焦显微镜观察材料金相组织,分析相组成;•超景深显微镜观察断口形貌,分析断裂类型。
2,实验设备•QSN-750型电火花直读光谱仪;•VK-9710型激光共聚焦显微镜;•VHX-1000超景深显微镜3.实验步骤•电火花直读光谱仪成分分析对需要检测成分的金属试样(最小尺寸需大于15mm,本实验实验为7A04ZrSc)进行表面处理,将表面的氧化层打磨干净,用150#的砂纸粗磨即可;然后对试样进行成分分析。
•激光共聚焦显微镜金相分析a.镶样:为方便样品的打磨和观察,将7A04ZrSc试样镶嵌在环氧树脂镶样件上;b.打磨:分布使用400#、600#、800#金相砂纸逐级打磨,然后再抛光机上利用金刚石抛光剂抛光直至表面呈镜面无划痕;c.腐蚀:采用混合酸腐蚀试样至无大量气泡产生,再用蒸馏水、无水乙醇清洗干净后吹干。
d.观样:使用激光共聚焦显微镜观察7A04ZrSc试样金相组织。
4,实验结果及分析•成分分析QSN-750型电火花直读光谱仪成分分析得出的数据,经整理如表1所示。
表1 7A04ZrSc试样组成各元素含量(质量分数,%)合金Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Zr Sc 7A04ZrSc 0.199 0.863571 1.559 0.232 1.977 0.179143 6.351 0 0.146914 0.27A04ZrSc属Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金,亦称超硬铝,是超硬铝中相当成熟使用较久和较广的一个合金。
强度高,热处理强化效果好,退火和新淬火状态下塑性中等;与硬铝不同,人工时效状态下的耐蚀性比自然时效状态的耐蚀性好,且自然时效进程慢,需经过3个月后才能达到时效硬化峰值,故7A04在淬火人工时效状态下使用。
其缺点是组织稳定性不高,低频疲劳强度低,有应力腐蚀破裂倾向。
合金点焊焊接性良好,气焊不良,热处理后可切削性良好,但退火后的可切削性不佳。
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金相综合实验报告实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程班级: 材料11(1)指导老师:席生岐高圆小组组长: 仇程希小组成员:齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐二〇一四年四月三日一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作;2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值;3.利用数码显微镜获取金相组织图像,掌握热处理后钢的金相组织分析方法;4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能(硬度)的影响;5.巩固课堂教学所学相关专业知识,体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。
二、实验内容1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理,工艺规范参考相关资料;2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度;3.制备所给表中样品的金相试样,观察并获取其显微组织图像;4.对照金相图谱,分析探讨本次实验可能得到的典型组织:片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。
三、实验原理热处理是一种很重要的金属加工工艺方法。
热处理的主要目的是改变钢的性能,热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度,经一定时间保温,然后以某种速度冷却下来,从而达到改变钢的性能的目的。
研究非平衡热处理组织,主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。
热处理之所以能使钢的性能发生显著变化,主要是由于钢的内部组织结构发生了的一系列的变化。
采用不同的热处理工艺,将会使钢得到不同的组织结构,从而获得所需要的性能。
钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。
(一)碳钢热处理工艺1.加热温度亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃,过共析钢加热温度一般为Ac 1+30-50℃(淬火)或Acm+50-100℃(正火)。
淬火后回火温度有三种,即:低温回火(150-250℃)、中温回火(350-500℃)、高温回火(500-650℃)。
实际生产中可根据钢种及要求作适当调整。
2. 保温时间在实验室中,通常按工件有效厚度,用下列经验公式计算加热时间:t=a•D式中 t----加热时间(min)a----加热系数(min/mm)D---工件有效厚度(mm)淬火后回火保温时间,要保证工件热透,使组织充分转变,一般为1~3小时,实验时,可酌情减少。
3.冷却方式钢退火采用随炉冷却到600-550℃以下再出炉空冷。
正火采用空中冷却。
淬火时常用水或盐水冷却,合金钢常用油冷却。
(二)碳钢热处理后的组织1.珠光体型组织过冷奥氏体在高温区(Ar1至C曲线鼻尖)转变的产物。
随着奥氏体在冷却时过冷度的增加,依次得到珠光体、索氏体、屈氏体。
他们都是铁素体与渗碳体的细密机械混合物,但铁素体与渗碳体的片层间距依次减小,组织的强度、硬度递增。
2.贝氏体型组织过冷奥氏体在中温区(C曲线鼻尖与马氏体转变点Ms)进行等温淬火转变的产物。
贝氏体也是铁素体和渗碳体的机械混合物。
(1)上贝氏体:是在珠光体转变区稍下温度等温形成的。
在光学显微镜下可观察到成束的铁素体向奥氏体晶内伸展,呈羽毛状。
(2)下贝氏体:是在马氏体转变点(Ms)稍上的温度形成的。
在光学显微镜下呈灰黑色针状或竹叶状。
与上贝氏体相比,下贝氏体不仅具有较高的硬度、强度、耐磨性,且有较高的韧性及塑性。
3.马氏体组织过冷奥氏体在低温区(Ms以下)转变的产物。
马氏体是碳在铁素体中的过饱和固溶体。
马氏体组织形态主要有两种:(1)片状马氏体:高碳马氏体,主要在高碳钢淬火组织中形成。
在光学显微镜下观察呈针状或竹叶状。
马氏体针的粗细程度取决于淬火加热温度。
例如T10 钢在淬火加热温度较低时(如760℃)由于奥氏体中的碳浓度不均匀,在光学显微镜下分辨不出它的形态,称之为隐针马氏体;淬火温度稍高时(820℃)可见到短针状马氏体;若淬火温度提高到1000℃,由于奥氏体晶粒粗大,从而获得粗大的马氏体。
片状马氏体性能较硬且脆。
(2)板条马氏体:又称低碳马氏体。
主要在低碳钢淬火组织中形成。
在光学显微镜下观察呈一束束相互平行的细长条状。
一个奥氏体晶粒内可由几束不同取向的马氏体群,且束与束之间有较大的位相差。
它不仅具有较高的强度与硬度,还具有良好的韧性与塑性。
淬火组织中总会有一定数量的残余奥氏体,并且随着钢中含碳量的增加,淬火温度的提高,残余奥氏体的相对量也会增加,残余奥氏体不易受硝酸酒精的侵蚀,在光学显微镜下呈白亮色,无固定形态,难以与马氏体区分,因此常常需回火后才可分辨出马氏体间的残余奥氏体。
4.回火组织:钢淬火后一般都需要经回火才能满足性能要求。
根据回火温度的高低,回火组织可分为以下几类:(1)回火马氏体:在150-250℃回火时形成的组织为回火马氏体。
它是由极细小的弥散的ε-碳化物和а-Fe 组成。
回火马氏体易于腐蚀,一般呈黑色,且保留原淬火针状马氏体或淬火板条马氏体的形态,在光学显微镜下难以辨出其中的碳化物相。
具有较高的强度及硬度,且脆性较低。
(2)回火屈氏体:在350-450℃回火时形成的组织为回火屈氏体。
它是由细片状或细粒状渗碳体和铁素体组成。
在光学显微镜下,碳化物颗粒仍不易分辨,但可观察到保持马氏体形态的灰黑色组织,且马氏体形态的边界不十分清晰。
它具有较高的屈服强度、弹性极限和韧性。
(3)回火索氏体:在550-650℃回火时形成的组织为回火索氏体。
它是由粒状渗碳体和铁素体组成。
在较高倍数的光学显微镜下可以观察到渗碳体的颗粒,此时马氏体形态已消失, 600℃以上回火时,组织中的铁素体为等轴晶粒。
工业上称之为调质处理。
回火索氏体具有优良的综合性能。
(三)洛氏硬度的测量所谓硬度,是材料在一定条件下抵抗另一较硬材料压入的能力。
它不是金属材料独立的力学性能,而是人为规定的在某一特定实验条件下的一种性能指标。
大量的试验结果表明,硬度实验所获得的硬度值与材料的其他性能指标有大致的对应关系,可以用材料的硬度值来大致估计抗拉强度等性能指标。
由于硬度实验在测量过程中简单易行,所以它可以作为评定工艺性能的重要参考。
洛氏硬度实验方法是1919年美国人(Rock-well)提出的,是采用测量压痕深度的方法来显示材料的硬度。
洛氏硬度实验操作比较简单迅速,工作效率高,适用于成批生产中的硬度检测。
由于使用的试验力较小,因此压痕较浅,对工作表面损伤很小,这样可以用于测定半成品或成品工作的硬度,试验中使用金刚石锥和钢球压头,配合不同试验力,可以测量较硬或较软材料的硬度,适用范围较广。
但它由于采用测深原理指示硬度值加之试验力较小,压入深度浅,因此对实验结果影响因素较多,准确性较差,不适用于测定组织粗大的不均匀的金属。
为了保护压头也不适用于测定表面有微气孔、浅表面有缺陷的材料。
测定硬度的操作步骤:1)试验前根据所选定的标尺确定所需的载荷,由试样的材质确定硬度计的保载时间;2)试样应平整、稳固的放在载物面上,使加力方向垂直于试样面,如果试样是曲面应确保压头作用力方向与试样部位最高点作的水平线垂直,并正确对中;3)初载(10kg)时,将长针对BC线上,短针对至红点。
4)加主载(150kg),待保载时间结束后,读取C标尺所规定的读数,小数点留一位为估读;5)逆时针方向旋转使载物台下降,方可取走试样,每次至少打三点读取平均值,若在5度以内有效,若偏差超范围,需继续打硬度,直至数据稳定。
四、实验材料及设备45、T12钢试样,尺寸分别为ø 10×20mm、ø 9×25mm。
砂纸、玻璃板、抛光机等金相制备设备一套,马福电炉,洛氏硬度计(型号为HR-150A),淬火水槽、油槽各一只,铁丝、钳子。
金相显微镜及数码金相显微镜。
五、实验步骤1.实验前应仔细阅读实验指导书(包括洛氏硬度计的原理、构造及其操作),明确实验目的、内容、任务。
2.实验以组为单位进行,每组9-15人,每人完成表3-1列内容之一。
3.实验流程:①按组每人领取已编好号码的试样一块,绑好细铁丝环;②全组人员由老师讲解洛氏硬度计的使用,观看硬度测试示范,并按顺序各人测定试样处理前硬度。
③按表3-1中规定条件对试样进行相应热处理。
试样经过处理后,必须用纱布抹去氧化皮,擦净,然后在洛氏硬度计上测硬度值。
进行回火操作的同学,先对淬火的试样测定淬火后的硬度值,再按表3-1所指定的温度回火,保温一小时,回火后再测硬度值。
每位同学把自己测出的硬度数据填入原始记录表格中,几下本次实验的全部数据。
④制备金相分析试样,分析组织特征。
各人制备并观察所处理样品的金相显微组织,在原始记录表中画下组织特征示意图。
组织观察在普通显微镜上进行,并和附录中相应图谱对照分析,在具有数据采集功能的数码显微镜上采集图像,保存成电子文档并打印输出在相片打印纸上。
⑤小组讨论。
根据实验结果,结合课堂所学知识,围绕材料的成分-工艺-组织-性能关系,进行分析讨论。
这项任务在同学准备好后,可以在专门安排的讨论课上进行。
六、实验注意事项1、试样淬火时,一定要用夹钳夹紧,动作要迅速,并在冷却介质中不断搅动;2、测硬度前,必须用砂轮或砂纸将试样表面的氧化皮除去并磨光。
每个试样应在不同的部位测定三次硬度,取其平均值。
退火、正火试样测HB值,其余测HRC 值。
3、热处理时应注意:(1)取放试样时,应切断电路电源;(2)炉门开关要快,以免炉温下降和损坏炉膛的耐火材料与电阻丝的寿命;(3)取放试样时,夹钳应擦干,不能沾有水或油;同时,操作者应带上手套,以免灼伤。
七、实验数据以上试样所用腐蚀剂均为4%硝酸酒精。
八、实验结果及分析1.45号钢(45钢含碳量为0.45%,属于亚共析钢)在不同热处理工艺下的组织特征及性能:1)金相显微组织(加热到850℃,保温10分钟,空冷,400×)组织图像分析:图中浅色基体是铁素体,深色的组织是珠光体,珠光体覆盖区域较退火态明显增多,珠光体组织层间距减小,呈细层片状。
正火与完全退火相比,二者加热温度与保温时间相同的情况下,正火冷却速度较快,转变温度较低,发生伪共析转变,因此获得的珠光体较退火态多(退火后组织:45%铁素体+55%珠光体;正火后组织:30%铁素体+70%珠光体)。
此外,正火可以细化晶粒,图中下部区域细化效果比较明显,由于处理时保温时间较短,以上部分晶粒还是比较粗大。
性能:正火的细化晶粒作用可以提高材料的强度和塑韧性,所以45钢在正火后力学性能有所改善。
其次,经退火和正火后45钢组织虽都是铁素体与渗碳体的混合物,但是正火组织弥散度大,故硬度,强度较高。
经硬度测试后发现硬度却有提升,HRC从0增加到15左右,相对于切削时退火态45钢“粘刀”现象,正火后大大改善它的加工性能。
2)金相显微组织(加热到850℃,保温10分钟,油冷,400×)组织图像分析:理论上,将45钢加热到850℃保温会使碳钢奥氏体化,在油中冷却,冷却速度较快,将得到非平衡组织马氏体,并且有托氏体沿晶界析出或观察到贝氏体和托氏体沿晶界析出。