[材料科学]灰铸铁综合实验报告

综合设计实验报告

材料名称灰铸铁

系别材料科学与工程学院专业

班级

姓名

学号

完成日期 2010.10.2

目录

序言 2 基础实验部分 3 第一部分：金相综合分析实验 3 第二部分：金属力学性能实验 6 第三部分：钢的热处理实验10 第四部分：铸造综合设计实验13 综合实验部分15 实验总结29 参考文献30

序言

暑假生活很快结束了，一开学就迎来了我们专业的综合设计实验。实验教学是高校工科专业的重要组成部分，是提高教学质量，培养具有实践能力和创新精神的高素质人才不可缺少的重要环节，并且为我们提供了将课本上的理论知识应用到实践中去的机会，也让我们了解到许多课本上学不到的东西，使我们能更好的掌握知识，并懂得如何将知识运用到实际中去，为下学期的毕业设计打好基础，也为以后的工作做好准备。《材料综合实验》属综合实践课程，在工科专业教学中具有不可替代的作用。精心设计和实施《材料综合实验》这类应用性、综合性和设计性较强的实验，可以更有效地培养学生的综合素质和创新能力，使学生具备较强的工作适应能力。同时，可以提高师生整体的学术水平和教学水平。在进一步探索、深化、完善综合实验教学体系，提高综合实验教学质量的同时，课程改革必将带动各专业实验体系的综合改革，满足日益发展的人才培养目标对工科实验教学的要求。

本次综合实验分两周进行，第一周完成基础实验部分，第二周完成综合设计实验部分。第一周的基础实验要求同学掌握实验室现有设备的原理与使用方法，为第二周的综合实验部分打好基础。其中，周一和周二上午：金相综合分析；周二下午和周三：金属力学性能实验；周四：钢的热处理；周五：铸造综合设计实验。第二周要求学生独立完成综合设计实验。实验室提供不同的金属材料试样，我们根据所学专业内容，制定合理工艺，利用实验设备实施工艺，分析实验数据。

基础实验部分

第一部分金相综合分析实验

实验一金相显微镜的原理与使用

实验目的：掌握显微镜照相的原理及显微镜照相技术和暗室技术。了解和掌握常规金相试样的制备方法，能熟练运用显微分析技术解决实际的问题。

实验仪器：金相显微镜

实验过程：

1、讲解金相显微镜的工作原理及注意事项，并做演示

2、同学们自己动手操作，老师在旁给予指导

实验二观察宏观缺陷与硫印实验

实验目的：

了解钢铁的酸浸实验与硫印实验；

检验钢铁中夹杂物的分布情况、偏析现象及缩孔、气眼、裂纹等低倍缺陷；

检查硫在钢铁中的含量及其分布情况。

实验设备：

放大镜、温度计、加热炉、搪瓷盘、药棉、照相纸、盐酸、硫酸、汽油、烘干机，钢铁式样等。

实验步骤：

1、酸浸实验：利用钢铁各部分腐蚀性能的不同，用特制的酸溶

液，浸蚀钢铁表面，然后用肉眼或低倍放大镜观察期整个磨

面。其具体步骤包括制样，浸蚀，冲洗，观察。钢

铁中的低倍缺陷包括：疏松，偏析，气泡，发纹，夹杂，翻

皮，折叠，白点，轴心晶间裂纹等。

2、硫印实验：钢铁中硫以MnS和FeS的形式存在，可用稀硫酸

浸过的照相纸密贴在式样表面上，发生反应产生H2S与照相

纸上的卤化银反应，产生棕色的硫化银沉淀于感光纸上，由

沉淀物的分布可以知道硫化物在钢铁中的分布与含量。

3、具体步骤：制样，硫印，定影，观察。

实验三金相技术综合实验

实验目的：

了解掌握金相试样的制备方法，并且掌握显微照相技术与暗室技术，是同学们在以后的工作或者科研工作中能熟练地运用金相显微分析技术解决实际问题。

实验概述：

试样的制备过程包括取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等工序。对于小试样，常用环氧树脂法、镶嵌法（橡胶粉）与夹持法。

实验步骤：

1 先取一块试样，在砂轮机上粗磨，尽量使它成平面即可。

2 将磨好的式样再用砂纸打磨，先用粗砂纸磨，再转90度，用细砂纸磨，最后成一个类似镜面，但仍可看到划痕。

3 将试样抛光，抛光其实是用更硬的氧化铬打磨试样，由于氧化铬更细，所以它可以使试样的划痕消失。在抛光时，注意不能用力压，

否则，将不是氧化铬摩擦，而是绒布摩擦。

4 在抛光好之后，我们将试样放在4%硝酸酒精中腐蚀10秒左右，然后用纯酒精搽拭，阻止继续腐蚀，以免使晶粒和晶界都腐蚀。

5 腐蚀好之后，放试样到显微镜下观察，如果还没有显示，就放入腐蚀液中继续腐蚀，直至看到组织为止。

6 在显微镜下看到后，我们对其照相，存储。

7我们看了有些重要的金相图，及了解了其组织成分。如下：

1 工业纯铁等轴状铁素体晶体 4%硝酸酒精 100倍

2 20钢 F+P(平衡状态) 4%硝酸酒精 250倍

3 40钢退火F+P 4%硝酸酒精 250倍

4 50钢退火F+P 4%硝酸酒精 250倍

5 T8 退火片状P 4%硝酸酒精 250倍

6 T12 退火P+网状渗碳体 4%硝酸酒精 400倍

7 亚共晶白口铁铸态 P+L 4%硝酸酒精 250倍

8 共晶白口铁铸态 L 4%硝酸酒精 250倍

9 过共晶白口铁铸态片状铁素体+L 4%硝酸酒精 100倍

10 灰铸铁铸态 F+片状石墨 4%硝酸酒精 100倍

11 可锻铸铁团絮状石墨分布在F基体上 4%硝酸酒精 100倍 12球墨铸铁球状石墨分布在F基体上 4%硝酸酒精 100倍实验四钢铁的火花鉴别法及端口分析

实验目的：

用火花检验或断口分析来鉴别钢铁材料的种类及其主要的化学

成分。

实验设备和材料：

砂轮机、各种试验用试样

实验说明：

鉴别法

钢铁材料中的碳元素是产生火花的基本元素，而当钢中含有

猛、硅、钨、钼、铬等元素时，它们的氧化物将影响火花的

线条、颜色、形态。

实验五铁碳合金显微组织观察分析

实验目的：

研究和了解铁碳合金、铸铁组织在平衡及非平衡状态的显微组织，比较得出不同热处理下的组织特点

分析成分对铁碳合金显微组织的影响，从而加深成分、组织、性能之间相互关系的理解。

实验步骤：

根据铁碳相图分析各类成分合金的组织形成过程，并通过对铁碳合金平衡与非平衡组织的观察，熟悉其组织和形态特征，比较得出不同热处理对组织的影响。

第二部分金属力学性能实验

实验一金属力学性能实验

实验目的：1、掌握拉伸试验机和引伸仪等设备仪器的使用方法；

2、掌握钢材的强度指标σb、σs、σ0.2、σk及塑性指