材料综合实验

金属材料综合实验实验指导书

上海理工大学

机械工程学院

一、实验目的

综合实验是提高性试验。运用已学过的材料热处理知识，根据不同专业，对不同的材料的牌号、性能以及使用要求，查阅有关资料，设计并制定出相应的热处理工艺。并将自己的设计方案通过实际操作及检验，找出规律，总结写出较具体的实验报告,重点在于加深对理论知识的巩固、实验方案的设计能力和动手能力及团队精神的培养。

二、实验设备及必备技能

1、设备及材料: 布氏硬度机、洛氏硬度机，抛光机, 抛光磨料，金

相显微镜，。箱式电炉，显微硬度机、砂轮机，电脑，金相镶嵌机，金相砂纸，酒精，腐蚀剂，淬火冷却介质等。

2、必备技能: 要求熟练掌握布氏、洛氏硬度及显微硬度法的操

作、金相试样的制备、显微镜的使用。

3、多媒体系统的应用

三、实验内容与要求

1、内容:模具专业: 模具材料(Gr12,CrWMn,18-4-1等)

机制专业: 轴,齿轮,弹簧等材料(45,40Cr,60Si2Mn等)

汽车专业: 汽车用钢(汽车发动机,底盘等)

对于不同的专业,选择不同的材料,全日制开放实验室,让学生分组进行热处理工艺的设计、制定及专业方案的实际操作，并进行不同材料的分析比较所得的数据及结果。

2、要求：每个小组同学事先必须进行对实验方案进行初步制定。

四、实验进程安排

1：布置任务，给出材料，说明目的要求，学生可根据不同的材料及用途，查阅有关参考资料，完善所制定实验方案

2：根据所设计的方案，实施具体操作，其中，若硬度测定，磨片不会或不熟练者需补上这一环节

3：根据分析处理，若与理论不符，需找出原因重新设计热处理方案及操作。若正常，则进行金相组织分析（磨法），画出示意图，并在图中指出不同的组织，分析数据误差原因。

4：将制备好的试样放入显微镜观察，若符合要求，输入电脑，利用图象分析软件进行分析储存。并根据所有数据、金相组织分析，写出实验报告。

五、实验注意事项

1、实验前须认真写出实验预习报告。

2、同学之间团结互助，实验中遇到各种问题可以互相讨论、研

究但不能代别人做。

爱护实验设备，按规定正确使用仪器设备，有问题及时报告

3、试样丢失或试样交换，本实验记零分。

4、实验过程中应该测量的数据及实验条件，全部如实记录，如

冷却剂的种类成分、温度、热处理中间工序等。

5、带好预习报告及报告纸、笔、尺及计算机和必要的参考书等。

六、实验报告要求

1、对你组制定的热处理工艺、方案、操作过程和试验结果进

行分析总结。

（1）实验结果是否达到设计要求，有何异常现象。

（2）若实验结果与设计要求不符，你们是如何解决的？

2 、将有关数据填入相应的表格中。并根据自己的需要，添加其他有关的说明（备注）。

七、实验参考资料

1、机械工业出版社《模具材料与使用寿命》

2、机械工程材料实验指导及实验报告

3、中国劳动社会出版社《模具制造工》（中、高级）

4、化学工业出版社《锻造模具简明设计手册》

5、机械工业出版社《模具材料应用手册》

6、《塑料模具设计参考资料》

7、《塑料模具典型结构图册》清华大学

8、机械工业出版社《机械工程材料》

9、《金属材料成型与模具》

10、《钢铁材料手册》

11、国家机械工业委员会统编，《失效分析》，机械工业出版社，

12 《钢铁材料金相图谱》，上海科学技术出版社，

13、《热处理手册》，机械工业出版社，

14、《金相分析》，国防工业出版社，

15、史美堂主编，金属材料及热处理，上海科学技术出版社，

16、柴惠芬，《工程材料的性能、设计与选材》，机械工业出版社，

17、郑明新，《工程材料》（第二、三版），清华大学出版社，

18、王运炎，《工程材料及热处理》，机械工业出版社

19、其他（课本及网上有关资料）

综合实验（二）

材料断口的的宏观和微观组织

及其显微硬度

一、实验目的

1、通过实验了解：相同的材料、不同的热处理方法对材料塑性、韧性、强度和硬度的影响

2、利用计算机网络分析软件，经过试样的制备，分析观察其宏观和微观金相组织

二、实验原理

根据Fe—Fe3C相图，合理选择各材料的淬火、回火、退火的加热温度，保温时间，冷却方式。利用金相网络分析系统，对材料冲、拉断后的组织进行分析和对照，找出材料的成分—组织—性能间的关系及其规律

三、实验内容

1、对相同的材料、不同的热处理方法的钢材进行冲击。分析比较其断口的宏观形态和微观组织。测其HV、Ak值。并进行换算。

黄春燕0914010102

蒋宇欢0914010115

蒋晨0914000325

王伟平0914010113

宋晓侣0914010108

马振兴0914010109

2、从热处理后的组织上详细说明每一组数据不同的原因？

3、何谓冲击韧度？用什么符号表示？单位如何？

答：冲击韧度：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力

用Ak表示，单位是J。

4、工程材料的工艺性能包括哪些？

答：工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。

5、如何衡量工程材料的优劣，请分析。