【精品课件】工程材料实验指导
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最新工程材料及热加工基础实验指导书精品版
2020年工程材料及热加工基础实验指导书精品版工程材料及热加工基础实验指导学生实验守则1.实验前认真做好预习，明确本次实验的目的，了解实验内容、步骤及注意事项。
2.实验不迟到，无故迟到三次者实验成绩记为不及格。
病假、事假需有医生或班主任证明，无故旷课者，该次成绩记以零3.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。
4.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5.实验完毕，整理好仪器、设备，清理桌面及场6.认真做好实验报告，按时上交。
实验一碳钢及铸铁平织一、实验的目的1.观察识别碳钢及白口平衡状态下的显微组织。
2.了解含碳量对钢组织的影响。
3.了解金相显微镜的构造及使用方法。
二、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。
五、实验步骤1.插上金相显微镜电源；2.对金相显微镜的光学系统进行调试；3.将金相试样放到显微镜的载物台上；4.对金相显微镜进行粗调；5.对金相显微镜进行细调；6.记录试样的成分，观察试样的金相组织，并绘制示意图。
六、实验报告要求1.简述实验目的和内容。
2.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。
工程材料试验ppt课件完整版
P
'
V0 'V0 V0 '
100%
1
0 ' 0
100%
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填 充的致密程度。
空隙
课堂练习：
1、有一卵石试样，洗净烘干后质量为1000g，将其
浸水饱和，用布擦干表面称重为1005g，再装入盛满
水后重为1840g的广口瓶内，然后称重为2475g，试
求试样的表观密度。
cm3，质量吸水率为10％，试求该砖的孔隙率和体
积吸水率。
解：
已知条件：ρ0＝1900Kg/m3；ρ＝2.5g/cm3；Ww ＝10％；求：P、Wv
P
V0 V V0
100%
1
0
100%
1
1.9 2.5
100%
24%
（V0为自然状态下体积，V为实际体积）
Wv= Ww×ρ0=10%×1.9=19%
第2章 水泥
2.1 细度
细度是指水泥颗粒的粗细程度，是影响水泥性能的 重要指标。
颗粒越细，与水接触面积越大，水化反应越快，凝 结硬化快。但是也不宜过细，过细一方面硬化时收缩大、 易产生裂缝；另一方面也会大大增加粉磨的能耗，成本 提高。
硅酸盐水泥的细度用比表 面积法表示：单位质量的水泥 粉末缩具有的总表面积，单位 是m2/kg。现行国标规定，硅酸 盐水泥比表面积应不小于 300m2/kg。
I类宜用于高强混凝土（>C60）
II类宜用于C30～C60的混凝土和抗冻、抗渗及 其它要求的混凝土。
III类宜用于＜C30的混凝土和建筑砂浆。
1 、砂的筛分
(1)砂的粗细程度
是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细 程度，常用细度模数（Mx）表示。细度模数越大， 表示砂越粗，细度模数越小，表示砂越细。
【精品课件】工程材料课程实验
1、碳钢的普通热处理工艺方法 1）钢的退火 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以 上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥 氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态 的组织。一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了 残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180～220）有 利于下一步进行切削加工。
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•表2-1碳钢普通热处理的加热温度
方法 退火
正火
淬火
低温回火 中温回火 高温回火
加 热 温 度 (℃) Ac3+(20~60) Ac1+(20~40) Ac3+(50~100) Accm+(30~50) Ac3+(30~70) Ac1+(30~70) 150~250 350~500 500~650
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1、碳钢的基本组织 （1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素
体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度 较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微 镜下呈现明亮色的多边形晶粒。 物（，2含）碳渗量碳为体6（.6F9e％3C。）用是3％铁～与4碳％形硝成酸的酒一精种溶化液合 侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵 蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
Ac3
735
855
724
780
730
——
730
——
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2）加热时间 热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的
成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设 备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。因此， 要确切计算加热时间是比较复杂的。在实验室中，热 处理加热时间（包括加热、保温时间）通常按工件有 效厚度，用下列经验公式计算加热时间：
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•表2-1碳钢普通热处理的加热温度
方法 退火
正火
淬火
低温回火 中温回火 高温回火
加 热 温 度 (℃) Ac3+(20~60) Ac1+(20~40) Ac3+(50~100) Accm+(30~50) Ac3+(30~70) Ac1+(30~70) 150~250 350~500 500~650
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1、碳钢的基本组织 （1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素
体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度 较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微 镜下呈现明亮色的多边形晶粒。 物（，2含）碳渗量碳为体6（.6F9e％3C。）用是3％铁～与4碳％形硝成酸的酒一精种溶化液合 侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵 蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
Ac3
735
855
724
780
730
——
730
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2）加热时间 热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的
成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设 备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。因此， 要确切计算加热时间是比较复杂的。在实验室中，热 处理加热时间（包括加热、保温时间）通常按工件有 效厚度，用下列经验公式计算加热时间：
哈尔滨工程大学工程材料实验课件
亚共晶白口铸铁
3.白口铸铁 （1）过共晶白口铸铁
过共晶白口铸铁含碳量为4.3%~6.69%； 过共晶白口铸铁的组织由粗大片状的一次 渗碳体加变态莱氏体组成。
亚共晶白口铸铁
实验所用材料
表中列出了观察所用的金相试样，共5套
类别
合金 牌号
工业 纯铁 45
浸蚀剂 3~5%硝酸酒 精溶液 3~5%硝酸酒 精溶液 3~5%硝酸酒 精溶液 3~5%硝酸酒 精溶液
2.碳钢
（1）共析钢
含碳量为0.77%，在727℃以上的组织为奥氏体，冷至727℃时发生共析反 应： A F Fe C
0.77%C
0.0218%C
3
将铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光 体（P）。室温下珠光体中渗碳体的质量分 数约为12%； 慢冷所得到的珠光体呈层片状； 采用电子显微镜高倍放大能看出Fe3C薄层 的厚度， Fe3C窄条与基体F两者有明显的分 界线。普通光学显微镜下观察时，只能看到 Fe3C成细黑线条分布在铁素体上； 位向相同的一组铁素体加渗碳体片层，称 为一个共析领域； 当放大倍数低，珠光体组织细密或浸蚀过 深时，珠光体中的片层难以分辨，呈一片暗 色区域。
T12钢过热淬火组织
3.钢淬火后的回火组织
钢经淬火后所得到的马氏体和残余奥氏体均为不稳定组织，它们具有向稳定 的铁素体和渗碳体的两相混合物组织转变的倾向。通过回火将钢加热，提高原 子活动能力，可促进这个转变过程的进行。 淬火钢经不同温度回火后所得到的组织不同，通常按组织特征分为以下三种： （1）回火马氏体 淬火钢经低温回火（150~250℃），马氏体内的过饱和碳原子脱溶沉淀，析 出与母相保持着共格联系的碳化物，这种组织称为回火马氏体。 回火马氏体仍保持针片状特征，但容易受浸蚀，故颜色要比淬火马氏体深些， 是暗黑色的针状组织。
【精品课件】工程材料课程实验
•
2）钢的正火 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线 以上，保温一段时间，然后进行空冷。由于冷却速 度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对 较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶 粒，改善了组织，消除了残余应力。对低碳钢来说 ，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表 面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体 ，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。 3）钢的淬火 钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线 以上，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介 质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐 磨性的马氏体组织。
地珠光体组成。 ②亚共析钢：含钢量在0.0218％～0.77％范围内
的碳钢合金其组织由共析铁素体和珠光体所组成，随 着含碳量的增加，铁素体的数量逐渐减少，而珠光体 的数量则相应地增多。
③过共析钢：含碳量在0.77％与2.11％之间。其 组织由珠光体和先共析渗碳体（即二次渗碳体）组成 。钢中含碳量越多，二次渗碳体数量就越多。组织中 存在片状珠光体和网络状二次渗碳体，经侵蚀后珠光 体成暗黑色，而二次渗碳体则呈白色网络状。
•
•二、主要设备与仪器
• •1、主要设备 •（1）XQT透反射显微镜（如图1.1所示）
•图1.1 XQT透反射显微镜
•主要技术 10x平场目镜、 12.5x广角平场目镜、 10x分划目镜 •物镜：10x、40x、 100x平场消色差物镜
•
•（2）XJP-3A 金相显微镜（如图1.2所示）
•
1、碳钢的基本组织 （1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素
体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度 较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微 镜下呈现明亮色的多边形晶粒。 物（，2含）碳渗量碳为体6（.6F9e％3C。）用是3％铁～与4碳％形硝成酸的酒一精种溶化液合 侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵 蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
2）钢的正火 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线 以上，保温一段时间，然后进行空冷。由于冷却速 度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对 较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶 粒，改善了组织，消除了残余应力。对低碳钢来说 ，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表 面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体 ，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。 3）钢的淬火 钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线 以上，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介 质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐 磨性的马氏体组织。
地珠光体组成。 ②亚共析钢：含钢量在0.0218％～0.77％范围内
的碳钢合金其组织由共析铁素体和珠光体所组成，随 着含碳量的增加，铁素体的数量逐渐减少，而珠光体 的数量则相应地增多。
③过共析钢：含碳量在0.77％与2.11％之间。其 组织由珠光体和先共析渗碳体（即二次渗碳体）组成 。钢中含碳量越多，二次渗碳体数量就越多。组织中 存在片状珠光体和网络状二次渗碳体，经侵蚀后珠光 体成暗黑色，而二次渗碳体则呈白色网络状。
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•二、主要设备与仪器
• •1、主要设备 •（1）XQT透反射显微镜（如图1.1所示）
•图1.1 XQT透反射显微镜
•主要技术 10x平场目镜、 12.5x广角平场目镜、 10x分划目镜 •物镜：10x、40x、 100x平场消色差物镜
•
•（2）XJP-3A 金相显微镜（如图1.2所示）
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1、碳钢的基本组织 （1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素
体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度 较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微 镜下呈现明亮色的多边形晶粒。 物（，2含）碳渗量碳为体6（.6F9e％3C。）用是3％铁～与4碳％形硝成酸的酒一精种溶化液合 侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵 蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
《工程材料》课件
2 材料工程
将工程材料应用于设计、制造和维护。
工程材料的教育及培训机制
大学教育
为学生提供工程材料相关专业的本科和研究生课程。
行业培训
为从业人员提供继续教育和专业培训机会。
工程材料的国际标准和贸易机制
1
贸易机制
2
国际贸易和合作促进工程材料的交流和共享。
国际标准
制定用于评估和比较材料性能的标准。
工程材料企业的管理模式和实践
管理模式
采用现代管理理念和技术，提高企业效率和竞争力。
实践
推行精益生产、质量管理和创新实践等方法。
工程材料相关学科和研究领域
1 材料科学
研究工程材料的性能、制备和改性等方面。
描述材料抵抗断裂的能力， 具有很高的韧性的材料能承 受冲击。
工程材料的加工与制造过程
1
材料选择根据特定需求选择合来自的工程材料。2加工方法
采用锻造、模压或注塑等技术将材料塑造成所需形状。
3
制造过程
通过组装、焊接或粘接等方式将部件制造成成品。
工程材料的表面处理和涂装
表面处理
如喷涂、镀铬等方法，用于增加表面硬度和耐腐蚀性。
高分子材料
具有轻质、柔韧和耐磨损等特点，广泛应用于塑料 和橡胶制品。
陶瓷材料
具有耐高温、耐腐蚀等特性，常用于航空航天和化 工领域。
复合材料
由两种或更多类型的材料组合而成，具有多种优点， 例如高强度和轻质。
工程材料的性质
1 强度
2 硬度
3 韧性
衡量材料抵抗变形和断裂的 能力。
表征材料耐划伤和穿刺的能 力。
制造业
工程材料用于制造机械零件、工具和设备。
软件在工程材料中的应用
将工程材料应用于设计、制造和维护。
工程材料的教育及培训机制
大学教育
为学生提供工程材料相关专业的本科和研究生课程。
行业培训
为从业人员提供继续教育和专业培训机会。
工程材料的国际标准和贸易机制
1
贸易机制
2
国际贸易和合作促进工程材料的交流和共享。
国际标准
制定用于评估和比较材料性能的标准。
工程材料企业的管理模式和实践
管理模式
采用现代管理理念和技术，提高企业效率和竞争力。
实践
推行精益生产、质量管理和创新实践等方法。
工程材料相关学科和研究领域
1 材料科学
研究工程材料的性能、制备和改性等方面。
描述材料抵抗断裂的能力， 具有很高的韧性的材料能承 受冲击。
工程材料的加工与制造过程
1
材料选择根据特定需求选择合来自的工程材料。2加工方法
采用锻造、模压或注塑等技术将材料塑造成所需形状。
3
制造过程
通过组装、焊接或粘接等方式将部件制造成成品。
工程材料的表面处理和涂装
表面处理
如喷涂、镀铬等方法，用于增加表面硬度和耐腐蚀性。
高分子材料
具有轻质、柔韧和耐磨损等特点，广泛应用于塑料 和橡胶制品。
陶瓷材料
具有耐高温、耐腐蚀等特性，常用于航空航天和化 工领域。
复合材料
由两种或更多类型的材料组合而成，具有多种优点， 例如高强度和轻质。
工程材料的性质
1 强度
2 硬度
3 韧性
衡量材料抵抗变形和断裂的 能力。
表征材料耐划伤和穿刺的能 力。
制造业
工程材料用于制造机械零件、工具和设备。
软件在工程材料中的应用
工程材料实验指导ppt课件
右图为 单相组织和双 相组织的显微组织图
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共 晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛 光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精， 脱脂棉等。
实验一 金属的显微分析法
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
切割机
镶嵌机
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
抛光机（PG-2型）
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
实验概述：
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
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。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
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、
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。 ✓ 写出实验目的； ✓ 扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学 系统示意图； ✓ 说明金相试样制备的过程及其注意事项； ✓ 在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显 微组织图，并注明试样的材料、组织类别、浸蚀剂及放大 倍数。 ✓ 报告上交日期：实验后下一周同一时间。
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共 晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛 光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精， 脱脂棉等。
实验一 金属的显微分析法
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
切割机
镶嵌机
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
抛光机（PG-2型）
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
实验概述：
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
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。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
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、
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。 ✓ 写出实验目的； ✓ 扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学 系统示意图； ✓ 说明金相试样制备的过程及其注意事项； ✓ 在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显 微组织图，并注明试样的材料、组织类别、浸蚀剂及放大 倍数。 ✓ 报告上交日期：实验后下一周同一时间。
第13章建筑材料试验PPT
13.1.1 密度试验 验目的：测定材料的密度，了解密度的测定方法；进一步加深对密度概念的理解。 2. 仪器设备 密度瓶（如图13.1，又名李氏瓶）、量筒、烘箱、干燥器、天平（500g,感量0.01g）、
温度计、漏斗和小勺等。
图13.1 李氏瓶（单位㎜）
13.3 混凝土用骨料试验
13.6砌墙砖试验
【教学要求】
知识要点
能力要求
相关知识
1）材料的基本性能 试验；
2）水泥试验； 3）混凝土试验； 4）砂浆试验； 5）烧结砖试验； 6）钢材试验； 7）防水材料试验
1）能正确说出本教材列出的试验所需要的各种仪器 设备名称和规格型号；
2）能在实验指导教师指导下，正确取样，并能按试 验操作程序独自进行试验操作；
3）能在教师指导下，正确读取并记录相关试验数据 ，撰写各试验报告，并结合所学的理论知识，对 试验获取的数据进行分析、归纳和总结，做到以 理论指导实践，以实践巩固理论。
1）各仪器设备安全使 用注意事项；
2）与试验相关的国家 、行业颁发的规范 标准；
3）数据分析、归纳必 需的物理和数学知 识。
13.1 建筑材料的基本性质试验
第13章 建筑材料试验
【教学目标】 建筑材料性能检测试验是评定建筑材料等级、了解材料性能的重要手 段，也是建筑材料课的重要教学环节。通过本章的学习使学生了解检测 材料性能所依据的标准规范、原理、试验步骤、试验结果的处理方法， 培养学生实事求是、严谨的科学态度。重点掌握以下几项试验。 1.了解水泥试验的依据；掌握水泥试验（细度、标准稠度用水量、凝结 时间、体积安定性、强度）原理、目的、试验步骤、试验结果处理、强 度等级的评定。 2.了解混凝土试验的依据；掌握混凝土坍落度试验的原理、步骤；坍落 度的调整原则、方法；掌握混凝土强度等级评定的方法及混凝土体积密 度的检测方法。掌握普通混凝土配合比设计步骤。 3.掌握砂浆和易性的测定方法和强度等级的评定。 4.掌握烧结砖强度等级评定的方法。 5.了解钢材的取样方法，钢筋拉伸试验的原理、仪器操作步骤、读出屈 服点、最大抗拉强度值，能够给出钢筋等级的评定。 6.了解试件制备的方法；掌握防水卷材的拉伸试验原理，仪器操作步骤； 熟悉试件不透水性、耐热度、低温柔度试验方法、步骤。
温度计、漏斗和小勺等。
图13.1 李氏瓶（单位㎜）
13.3 混凝土用骨料试验
13.6砌墙砖试验
【教学要求】
知识要点
能力要求
相关知识
1）材料的基本性能 试验；
2）水泥试验； 3）混凝土试验； 4）砂浆试验； 5）烧结砖试验； 6）钢材试验； 7）防水材料试验
1）能正确说出本教材列出的试验所需要的各种仪器 设备名称和规格型号；
2）能在实验指导教师指导下，正确取样，并能按试 验操作程序独自进行试验操作；
3）能在教师指导下，正确读取并记录相关试验数据 ，撰写各试验报告，并结合所学的理论知识，对 试验获取的数据进行分析、归纳和总结，做到以 理论指导实践，以实践巩固理论。
1）各仪器设备安全使 用注意事项；
2）与试验相关的国家 、行业颁发的规范 标准；
3）数据分析、归纳必 需的物理和数学知 识。
13.1 建筑材料的基本性质试验
第13章 建筑材料试验
【教学目标】 建筑材料性能检测试验是评定建筑材料等级、了解材料性能的重要手 段，也是建筑材料课的重要教学环节。通过本章的学习使学生了解检测 材料性能所依据的标准规范、原理、试验步骤、试验结果的处理方法， 培养学生实事求是、严谨的科学态度。重点掌握以下几项试验。 1.了解水泥试验的依据；掌握水泥试验（细度、标准稠度用水量、凝结 时间、体积安定性、强度）原理、目的、试验步骤、试验结果处理、强 度等级的评定。 2.了解混凝土试验的依据；掌握混凝土坍落度试验的原理、步骤；坍落 度的调整原则、方法；掌握混凝土强度等级评定的方法及混凝土体积密 度的检测方法。掌握普通混凝土配合比设计步骤。 3.掌握砂浆和易性的测定方法和强度等级的评定。 4.掌握烧结砖强度等级评定的方法。 5.了解钢材的取样方法，钢筋拉伸试验的原理、仪器操作步骤、读出屈 服点、最大抗拉强度值，能够给出钢筋等级的评定。 6.了解试件制备的方法；掌握防水卷材的拉伸试验原理，仪器操作步骤； 熟悉试件不透水性、耐热度、低温柔度试验方法、步骤。
工程材料课件5
淬透性
一、实验目的⏹
⏹
二、实验原理概述
二、实验原理概述
二、实验原理概述
二、实验原理概述
⏹
⏹近端面1.5mm处的硬度可代表钢的淬硬性。
⏹曲线上拐点处的硬度大致是50%马氏体的硬度。
⏹整个曲线上的硬度分布情况，特别是在拐点附近，硬度变化平稳标志着钢的淬透性大，变化剧烈标志着淬透性小。
⏹钢的淬透性不同，可作为选材和制定热处理工艺的重要依据。
⏹确定钢的临界淬火直径。
⏹确定钢件截面上的硬度分布。
三、实验设备及材料⏹
⏹
⏹
四、实验步骤及方法⏹
⏹
四、实验步骤及方法⏹
一般测量至离水冷端30-40mm即可，并做好
⏹
五、实验报告要求⏹
⏹
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Thank You！。
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金相试样的制备过程主要步骤有：
•取样 •磨制 •抛光 •浸蚀
•镶嵌
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法 ➢ 本实验金相试样制备过程的步骤如下:
•抛光液 •砂纸磨 •抛光机 •浸蚀剂 •吹风机 •显微镜
•磨制 •抛光 •浸蚀 •吹干
•水清洗 •水清洗 •酒精清洗
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。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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➢ 金相显微镜的构造 及功能
• 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造及 功能
(1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场 (14)-目镜
切割机
镶嵌机
【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
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抛光机（PG-2型）
【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
体，随后观察。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
浸蚀后试样磨面 就形成了凸凹不平的 表面，在显微镜下通 过光线在磨面上各处 的反射情况不同，显 现出各种不同的组织 结构特征及形态。 即能够观察到金属的 显微组织。
右图----单相组织和 双相组织的显微组织图
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 估算：亚共析钢中碳的质量分数
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二、实验概述
1.各种碳钢的显微组织
•工业纯铁显微组 织
•亚共析钢钢的显微组 织
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二、实验概述
微组织图，并注明试样的材料、组织类别、侵蚀剂及放大
倍数。 5.报告上交日期：实验后一周内。
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下 的显微组织
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
o 通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显 微组织；
•观察
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 取样
• 下图为常规取样 • 左图为试样镶嵌
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 磨制
• 方式： 手工磨和机械磨
• 工序： 粗磨和细磨
右图---试样磨面上磨痕 变化情况示意图
o 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；
o 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。
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
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、
1.各种碳钢的显微组织
共析钢的显微组织
过共析钢钢的显微组织
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二、实验概述
2.放大倍数对组织形态的影响
中倍率下的珠光体
高倍率下的珠光体
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二、实验概述
3.铁素体和渗碳体显微镜下的区别
过共析钢中的二次渗碳体
亚共析钢中的铁素体
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.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°。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验三 钢的热处理及其对组织和性能的影响
实验概述：
钢的热处理工艺曲线 相关参数： 1. 加热温度 2. 保温时间 3. 冷却方式
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实验三 钢的热处理及其对组织和性能的影响
➢ 退火和正火工艺 ➢ 淬火方法 ➢ 冷却方式 ➢ 共析钢的等温转变和连续冷却转变 ➢ 亚共析钢连续冷却转变 ➢ 过共析钢连续冷却转变
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【精品课件】工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 碳钢试样，金相砂纸，抛光液，硝酸酒精溶 液（含4%HNO3），酒精，脱脂棉等。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
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【精品课件】工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。
1.写出实验目的； 2.扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学
系统示意图；
3.说明金相试样制备的过程及其注意事项； 4.在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的使用及注意事项
• 显微镜的操作规程 • 显微镜使用注意事项
（详见实验指导书）
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
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。
【精品课件】工程材料 实验指导
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2020/10/31
【精品课件】工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
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【精品课件】工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
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。
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：利用金相显微镜在专门制备的试 样上观察材料的组织和缺陷的方法。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
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【精品课件】工程材料实验指导
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。
【精品课件】工程材料实验指导
网带式淬火炉 网带式回火炉
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【精品课件】工程材料实验指导
铝管退火炉
箱式气体渗碳炉自动生产线
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【精品课件】工程材料实验指导
感应加热
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感应淬火机床
【精品课件】工程材料实验指导
RJ2系列井式回火电阻炉 RQ3系列气体渗碳炉 RX3系列箱式电阻炉
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【精品课件】工程材料实验指导
二、实验概述
5.各种白口铸铁的显微组织
过共晶白口铸铁显微组织
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【精品课件】工程材料实验指导
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
三、实验仪器及材料
主要仪器有：
光学金相显微镜
所用材料有：
20钢、65钢、T8钢、T12钢、亚共晶白口铸 铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的显微 组织样品 各种碳钢和白口铸铁的金相图片。
➢ 实验内容及步骤
✓ 实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；
✓ 听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使 用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操 作规程；
✓ 由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作 过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过 程的操作，直至制成合格的金相试样；
✓ 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特 征，并用铅笔描绘出画。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
• 操作：
1. 将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大， 并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。
•取样 •磨制 •抛光 •浸蚀
•镶嵌
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法 ➢ 本实验金相试样制备过程的步骤如下:
•抛光液 •砂纸磨 •抛光机 •浸蚀剂 •吹风机 •显微镜
•磨制 •抛光 •浸蚀 •吹干
•水清洗 •水清洗 •酒精清洗
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。
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实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
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实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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➢ 金相显微镜的构造 及功能
• 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜
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实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造及 功能
(1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场 (14)-目镜
切割机
镶嵌机
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实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
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抛光机（PG-2型）
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实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
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实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
体，随后观察。
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
浸蚀后试样磨面 就形成了凸凹不平的 表面，在显微镜下通 过光线在磨面上各处 的反射情况不同，显 现出各种不同的组织 结构特征及形态。 即能够观察到金属的 显微组织。
右图----单相组织和 双相组织的显微组织图
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 估算：亚共析钢中碳的质量分数
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二、实验概述
1.各种碳钢的显微组织
•工业纯铁显微组 织
•亚共析钢钢的显微组 织
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二、实验概述
微组织图，并注明试样的材料、组织类别、侵蚀剂及放大
倍数。 5.报告上交日期：实验后一周内。
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下 的显微组织
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
o 通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显 微组织；
•观察
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 取样
• 下图为常规取样 • 左图为试样镶嵌
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 磨制
• 方式： 手工磨和机械磨
• 工序： 粗磨和细磨
右图---试样磨面上磨痕 变化情况示意图
o 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；
o 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。
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
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、
1.各种碳钢的显微组织
共析钢的显微组织
过共析钢钢的显微组织
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2.放大倍数对组织形态的影响
中倍率下的珠光体
高倍率下的珠光体
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二、实验概述
3.铁素体和渗碳体显微镜下的区别
过共析钢中的二次渗碳体
亚共析钢中的铁素体
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2.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°。
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实验三 钢的热处理及其对组织和性能的影响
实验概述：
钢的热处理工艺曲线 相关参数： 1. 加热温度 2. 保温时间 3. 冷却方式
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实验三 钢的热处理及其对组织和性能的影响
➢ 退火和正火工艺 ➢ 淬火方法 ➢ 冷却方式 ➢ 共析钢的等温转变和连续冷却转变 ➢ 亚共析钢连续冷却转变 ➢ 过共析钢连续冷却转变
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实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 碳钢试样，金相砂纸，抛光液，硝酸酒精溶 液（含4%HNO3），酒精，脱脂棉等。
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实验一 金属的显微分析法
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实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。
1.写出实验目的； 2.扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学
系统示意图；
3.说明金相试样制备的过程及其注意事项； 4.在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显
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实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的使用及注意事项
• 显微镜的操作规程 • 显微镜使用注意事项
（详见实验指导书）
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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。
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2020/10/31
【精品课件】工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
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实验一 金属的显微分析法
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。
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：利用金相显微镜在专门制备的试 样上观察材料的组织和缺陷的方法。
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
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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。
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网带式淬火炉 网带式回火炉
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铝管退火炉
箱式气体渗碳炉自动生产线
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感应加热
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RJ2系列井式回火电阻炉 RQ3系列气体渗碳炉 RX3系列箱式电阻炉
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二、实验概述
5.各种白口铸铁的显微组织
过共晶白口铸铁显微组织
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实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
三、实验仪器及材料
主要仪器有：
光学金相显微镜
所用材料有：
20钢、65钢、T8钢、T12钢、亚共晶白口铸 铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的显微 组织样品 各种碳钢和白口铸铁的金相图片。
➢ 实验内容及步骤
✓ 实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；
✓ 听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使 用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操 作规程；
✓ 由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作 过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过 程的操作，直至制成合格的金相试样；
✓ 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特 征，并用铅笔描绘出画。
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实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
• 操作：
1. 将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大， 并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。