金相及热处理综合实验指导书选编.doc

金相分析及热处理综合实验指导书 一、实验目的及要求 本实验为综合性实验，要求学生在老师指导下独立完成，包括：原材料检测（金相组织、硬度）→ 热处理（去应力火）→ 终检（金相组织、硬度）的全过程并得出相关实验结果。 1．熟悉金相分析基本方法（金相试样的制备、观察、金相显微镜的使用）； 2．熟悉钢的热处理工艺及操作（退火工艺、热处理炉的使用）； 3．熟练掌握洛氏硬度仪的操作，了解工业生产中常用硬度检测方法。 二、实验设备及材料 1．设备 金相显微镜、热处理炉及控温仪表、洛氏硬度计、砂轮机、预磨机、抛光机、吹风机。 2．试样材料 20、45、T10(任选一种) 。 3．消耗材料 Cr203抛光液、4％硝酸酒精溶液、棉花、水砂纸、金相砂纸、抛光布、水。 三、实验步骤及方法 两人一个试样，做完该试样实验的全过程。 金相试样的制备过程主要步骤有： 1．取样（已完成45号钢φ20×25） 试样通常选取圆柱体或正方体。试样可用手锯（软质）或薄片砂轮/切割机床（硬质）等切取或锤击成块（脆性）。 应注意试样的温度条件，必要时用水冷却，以避免正式试样因过热而改变其组织。 2．镶嵌（不需要） 对不规则的材料，如果试样太小，直接用手磨制困难，可将其镶嵌在低熔点合金或塑料中。 因此本实验金相试样制备过程的步骤如下： 3．磨制 （1）粗磨 用砂轮或锉刀将已截取试样去除飞边、毛刺、尖角等，将试样待观察面制成平面，可先在粗砂轮上磨平，候磨痕均匀一致后，即移至细砂轮上续磨，磨时须用水冷却试样，使金属的组织不因受热而发生变化。 粗磨 （2）细磨 经砂轮磨好、洗净、吹干后的试样，随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制。 方法： ①将砂纸放在玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样，并使磨面朝下，均匀用力（轻微压力）沿直线向前推行，返回时试样要离开砂纸，如此反复，直至磨面上的磨痕被去掉，新的磨痕均匀一致时为止。注意磨制以“单程单向”方式重复进行。 ②从粗砂纸换到细砂纸时，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°，与旧磨痕成垂直方向。 4．抛光 目的是去除细磨时留下来的细微磨痕和变形层，以获得光滑的镜面。 方法有机械抛光、电解抛光和化学抛光。本实验采用机械抛光。先在抛光机上进行粗抛光（抛光织物为细绒布、抛光液为W2.5 金刚石抛光膏），然后进行精抛光（抛光织物为锦丝绒，抛光液为W1.5 金刚石抛光膏）。抛光到试样上的磨痕完全除去而表面像镜面时为止，即粗糙度为Ra0.04以下。 抛光时应在抛光盘上不断滴注抛光液，抛光液采用Cr2O3细粉末在水中的悬浮液。 5．浸蚀（浸蚀剂为3-5％硝酸酒精溶液） 目的是使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。 方法：化学浸蚀法 将试样磨面浸入浸蚀剂中，或用棉花沾上浸蚀剂擦拭表面。时间要适当，一般磨面发暗时就可停止，如浸蚀不足可重复浸蚀；如浸蚀过度，则需重新抛光后，再来一次。 6．冲洗吹干 浸蚀后的表面先用清水冲洗，再用酒精冲洗。用吹风机吹干试样或用棉球擦干后即可进行观察。 7．显微观察（XJP-200金相显微镜） 要求画出观察到的组织示意图，标明材料牌号、放大倍率、浸蚀剂及所观察到的组织组成物的名称。 8．硬度测试 HR-150A洛氏硬度计或HRD-150电动洛氏硬度计或TH320全洛氏硬度计。 要求记录测试的数据，每个试样在不同部位测三个点，取其平均值。 9．热处理 SX系列或SG系列或RJM系列热处理炉。 同种牌号试样放同一热处理炉进行热处理，并依据铁碳相图上的临界温度确定好热处理温度及保温时间。退火时，试样用钳子夹好，出炉、入水迅速，并不断在水中搅动，以保证热处理质量。取放试样时炉子要断电。 热处理后的试样用砂纸磨去两端氧化皮。 重复第3~11步操作。 四、实验结果记录 材料的牌号： 热处理工艺：加热温度 保温时间 冷却方式 热处理前 热处理后 硬度值： 硬度值： 组织组成： 组织组成： 处理状态： 处理状态： 示意图： 放大倍率： 浸蚀剂： 示意图： 放大倍率： 浸蚀剂： 五、实验报告要求 1写出实验目的； 2写出实验过程； 3实验结果记录，示意图上应标明组织组成物名称； 根据热处理原理，分析热处理前后的组织变化情况，对比热处理前后的硬度值，分析硬度值变化的原因； 本次实验的体会。 六、注意事项 1在观察显微组织时，可先用低倍全面地观察，找出典型组织，再用高倍放大，局部详细观察。移动金相