目录
前言----------------------------------- - 2 -3
实验一铸造实验----------------------- -- 4 -4
实验二钢的热处理综合实验----------- -- 14 -5
实验三钢的力学性能实验-------------------- 10
实验四金相实验-------------------------------------------------------12 综合实验---------------------------------------------------------------------14
前言
本实验指导书内容侧重于金相实验技术基本操作方法、热处理及金相显微组织的观察，使学生在金相实验基本技能方面得到初步训练并有利于巩固和深化课堂学到的知识，而热处理综合实验不仅能使学生建立起完整的知识体系，还能有效地提高学生的整体思维能力和总结概括能力。
学会综合应用已学的相关课程知识，解决实际问题。达到理论知识的复习、巩固、验证与应用及动手能力的培养和工程经验的积累的目的。本实验旨在培养考察材料专业本科学生对专业知识、专业技能的掌握和运用，通过合金钢的铸造、热处理工艺，以及热处理之后对材料性能、组织成分的检测等材料制备整个流程的设计实验，要求学生设计实验方案、进行实验过程操作、对实验制备得到的试样进行性能检测和成分分析
实验一铸造实验
一、实验目的
掌握铸造的基本工序，包括混砂，制作上模、下模，熔炼金属，浇注，冷却等工序。
二、实验仪器及材料
混砂机，上模，下模，模型，砂子，熔炼炉，浇道等
三、实验内容
中频感应电炉
使用时可控硅元件连接或三相全控桥电路，将三厢工频电压整流为单相直流电压。炉体的感性线圈与补偿电容组成振荡电路，从而使三厢工频电压转换成单相中频电压(1000HZ).使用过程中一定要保证冷却水管畅通无阻。在调节功率时不要超过额定值（电压＜750V，电流＜300A）。
真空热压炉
利用可控硅调压器以及大功率变压器提供给石墨发热体可调节电压（0~30V），石墨发热体安置在耐热钢板制作的炉体内，此炉体通过机械真空泵及扩散泵的工作将炉体内的空气抽出形成真空。在使用过程中保持冷却水管畅通。
铸造合金流动性测定
用螺旋形板制作砂型，将溶化好的Al—Cu5﹪合金浇入砂型，等凝固后，清理出螺旋形试样，测量出螺旋形试样的长度，分析浇注温度，铸型性质对合金流动性的影响。
实验数据
实验分析：
⒈同种合金，铸型性质相同时，浇注温度越高，合金流动性越好。
⒉同种合金，浇注温度相同时，铸型性质即（烟黑）导热系数小，隔热保温，材料的蓄热系数小，则金属的流动性好。
实验二钢的热处理综合实验
一、实验目的
1. 全面熟悉钢的热处理综合实验过程；
2. 掌握常用材料热处理工艺规范的制定；
3. 了解热处理的操作方法；
4．研究热处理对钢的性能的影响；
5．认识碳钢经各种热处理后的显微组织，.进一步了解碳钢经热处理后，在组织和性能上有什么改变。
二、实验设备和材料
设备：箱式电炉和控温仪表、洛氏硬度机、台式金相显散镜、预磨机、抛光机
材料：45、T10 钢样、45 钢、T10、T12、20 钢热处理过试样一套、各号金相砂纸、金刚石研磨膏、水、油。
三、实验内容
⑴制定出材料的热处理工艺规范。
⑵分组进行热处理操作。
⑶测定热处理后样品的硬度值。
⑷金相显微试样的制备。
⑸观察各种热处理后的显微组组织，绘出组织示意图。
⑹将测得的硬度值与应得到的显微组织一起填入实验报告。
四、概述
(一)设计、制定热处理工艺规范
钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种热加工工艺，它的基本过程包括：将钢加热到选定温度，在该温度下保持一段时间，然后用选定的速度冷却。
1．加热温度的选择
⑴淬火加热温度
根据 Fe—Fe3C 相图来确定:对亚共析钢，合适的淬火加热温度为AC +30~ 50℃，淬火后的
组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足(低于AC )．则淬火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足。对过共析钢和共析钢，合适的淬火加热温度为ACl+30—50℃。淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体，组织中的粒状二次渗碳体可以明显提高钢的硬度和耐磨性。过高的淬火加热温度(高于ACCM)，会使淬火后得到粗大马氏体和较多的残余奥氏体组织．使材料的耐磨性下降，脆性增加，这是因为共析钢含碳量高，加热到ACCM 以上时，碳化物全部溶解，使奥氏体晶粒易于长大，淬火后的马氏体粗大。同时，奥氏体内的含碳量越高，则淬火后的马试体量越少，残余奥氏体量越多。
⑵回火温度
将淬火后的钢重新加热到AC1 一下某个温度，在该温度下保温一定时间，然后在空气或油中冷却，这一操作过程叫回火。回火的目的地是消除淬火时产生的能应力，降低钢的脆性，提高钢的韧性。按加热温度不同，回火可分为三类。见图3-4。
图1-2 回火种类示意图图1-3在共析钢C曲线上估计连续冷却
速度的影响
图中：
a－低温回火。主要用于高碳钢和高碳合金钢，回火后保持高硬度和高耐磨性，内应力和脆性降低。回火后的组织为回火马氏体，硬度约为 HRC58~64。一般用于切削工具量具滚动轴承及渗碳和氰化。
b －中温回火。主要用于 0.5~0.7 ﹪C 的碳钢和合金钢，回火后内应力基本消除，有一定的韧性和较高的弹性于屈服强度。回火后的组织为回火屈氏体，硬度约为 HRc35~45.一般用于各种弹簧及热锻模。
c－高温回火。主要用于0.3~0.5 ﹪C 的碳钢和合金钢，回火后既有较高的强度、硬度，又有较好的塑性和韧性。回火后的组织为回火索氏体。硬度约为 HRc20~35。一般用于轴、螺栓等重要零件。
⑶钢的退火和正火温度
对于不重要的工件，退火、正火可作为最终热处理。对于重要的工件，退火、正火是中间
热处理，用来消除或改善铸、锻、焊过程中的造成的缺陷，为下一道工序作组织准备。
表 1－1 各种不同成分碳钢的临界温度（部分）
钢的退火是将钢加热到Ac1 或Ac3 ，以上保温后随炉冷却。
钢的正火是将钢加热到Ac3 或Accm 以上30—50℃保温后空冷。正火的冷却速度比退火大。正火得到的组织比退得到的组织细，强度、硬度也较高。
2 ．保温时间的确定
为了使钢件内外各部分温度均匀一致，并完成组织转变，必须在加热温度下保温一定时间。
图1-4 正火和各种退火的加热温度范围
对于碳钢件，放进预先已加热至选定加热温度的炉内加热。如果是火焰炉、电炉，所需保温时间大经为 1分钟/毫米（直径或厚度），合金钢应相对延长一点。
回火时的加热、保温时间，应与回火温度结合起来考虑。低温回火时，为了稳定组织、消除内应力，使零件在使用过程中性能与尺寸稳定，回火时间要长一些，一般不少于 1.5～2小时。高温回火时可不宜过长，过长会使钢过分软化，对有的钢种甚至造成严重的回火脆性，一般为 1 小时左右。
3．冷却速度的选择
冷却是决定钢的最终组织与性能的重要工艺参数，同一种碳钢在不同冷却速度下冷却，会得到不同的转变产物。常采用的冷却介质有炉冷、空冷、风冷、油冷、水冷、等温盐浴冷却等。
钢热处理后的质量检查
工件热处理后的质量检查都是通过硬度检验来实现的，因为硬度既不损坏试样，又可通过查表或公式换算出强度或其它机械性能值
对于较软的钢(如退火、正火)，可用洛氏硬度计测出HRB 值。HRB的测量范围：25～100。
对于较硬的钢(如淬火、调质)，可用洛氏硬度计测出HRC值。HRC的测量范围：20～57。
无论HRC还是HRB都可通过查表，换算成HB值，以便进行硬度比较。
钢经热处理后的基本组织概述
索氏体：是片状渗碳体与铁索体的层片相间的机械混告物，层片分布的较珠光体细密高倍显微镜下才能分辨出来，是由奥氏体过冷直接得到的。
回火索氏体：淬火钢在高温回火后得到的组织．具体的金相特征为铁素体的基体上分布着细的颗粒状渗碳体。这些小粒状碳化物分布得很均匀，所以它的综合机械性能好、碳钢经热处理后可得到这种回火索氏体组织，其铁素体己成等轴状，已没有针状形态。
屈氏体；也是珠光体类型的组织，是渗碳体和铁素体层片相间的机械混合物，但它的层片比索氏体还细密。在一般光学显微镜下无法分辨，只有在电子显微镜下才能分辨出其中的层片，是由奥氏体过冷直接得到。
回火屈氏体：淬火钢经中温回火后得到的组织，其金相特征是；原来的条状或片状马氏体的形态还未完全破坏，第二相渗碳体析出在其上，这些渗碳体颗粒很细小，以致在光学显微镜下难以分辨。
马氏体：它是碳在a－Fe 中过饱和固溶体。马氏体形态按含碳高低分两种，即板条马氏体和片状马氏体。
板条马氏体：低碳钢或低碳合金钢淬火后得到组织为板条马氏体组织，其金相组织特征是：大小差不多的细马氏体条定同平行排列成束状，在束与束之间位相差较大，在一个原始奥氏体晶粒内可形成几个位向不同的马氏体领域(束)，韧性较好。
片状马氏体：在含碳较高的钢中经淬火后得到马氏体呈片状(也叫针状、透镜状、竹叶状)，在一个奥氏体晶粒内形成的第一片马氏体较粗大，往往横穿整个奥氏体晶粒，将奥氏体晶粒加以分割，使后形成的马氏片大小受到限制，所以片状马氏体的大小尺寸不一，其间还残留奥氏体。
回火马氏体：马氏体经低温回火后，得到的组织为回火马氏体组织。它仍保持原有片状马氏体的形态，但由于在低温下回火，有极小的碳化物析出，所以回火马氏体易受侵蚀，在金相
显微镜下观察比淬火马氏体稍暗一些。
贝氏体：贝氏体分三种金相形态：上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体。
上贝氏体：亦称针状贝氏体，其组织特征是：条状铁素体大致平行排列，渗碳体分布于铁素体条间。
下贝氏体：亦称针状贝氏体，其组织特征是；针状铁素体内有碳化物沉淀，碳化物的位向与铁素体长轴约为 55~60°，针状呈黑色，易腐蚀，与回火马氏体相似。
粒状贝氏体：其组织是由铁素体和铁素体所包围的小岛状所组成，岛状组织刚形成时为高碳奥氏体，其后转变的三种情况是：分解为铁素体和碳化物；发生马氏体转变；仍保持富碳奥氏体。
四、实验步骤及注意事项
⑴实验前认真阅读实验指导书。
⑵制定好的热处理工艺规范要经教师检查无误后方可进行热处理操作。
⑶当炉温达到设计温度后(或从控温仪表上读出)，将工件装入炉内，保温时要注意控温仪表是否正常，发现问题及时报告教师。
⑷淬火冷却时，应迅速地将试样放入水或油中，并不停地搅动试样，注意不要将试样露出液面。
⑸淬火后的试样用砂布磨掉氧化皮，然后测定硬度疽，同时将本次实验的全部硬度值记在实验报告上。
(6) 需要回火的工件在淬火后要进行回火操作。
⑺完成全部热处理操作后，对各种热处理后的试样进行制备。
⑻观察、分析热处理后的显微组织，在认识各组织组成物的基础上，根据显微镜中组织的特点，画出热处理后显微组织示意图。
⑼严格区分索氏体和回火索氏体组织、马氏体与回火马氏体组织。
实验三钢的力学性能实验
第一部分静拉伸试验
一、实验目的：
1.掌握拉伸试验机的使用方法
2.掌握钢材的强度指标及塑性指标的测试方法；
3. 对拉伸试样断口进行宏观分析，并说明其韧脆性
二、使用及原理
静拉伸试验在油压式万能试验机上进行。试验机主要有三部分组成。A.油泵及循环油路；B 试验机主体；C测力机构。油泵打油通过油管进入油缸，推动柱塞带动上夹头上行。实验中下夹头是固定的，因而试样受轴向拉伸载荷，加载油缸上另有一管通测力油缸，推动测力油缸中小柱塞下行，使测力摆锤偏转，通过传动系统带动表盘上的指针以指示拉伸过程中载荷的数据。普通材料试验机上常用引伸仪来精确的测量变形。常用的引伸仪有百分式和镜式两种，都是用杠杆机构把变形量加以放大而读数的。试验中用到测量测量直径和长度用的游标卡尺。
三、试样
拉伸试样采用直径10毫米，标距为100毫米，光滑圆柱形试样，拉伸前，侧最小直径作为do来计算面积Fo
第二部分硬度的测试
测量金属的硬度，是热处理生产中最常使用的质量检测方法之一。
一、实验目的：掌握布式，洛式，维式，显微硬度的试验方法及应用范围。
二、硬度测试的原理：压头通过杠杆在一定载荷作用下使压头压入试样内部，测量压入深度，直径，压痕的对角线长度来表征材料硬度。
三、布氏硬度试验。（布氏硬度用符号HB表示）
㈠HB-3000型布氏硬度计操作：
①根据试样形状选择载物台，必须保证所施力与试样表面垂直；
②选择负荷及负荷保持时间；
③转动加载手轮，使工作台缓慢上升，使压头与试样接触,压紧;
④打开电源开关，电源指示灯燃亮（绿色），然后启动按钮开关，在加载指示灯燃亮的同时迅
速拧紧及时压紧螺母。直至电动机自动停止运转为止，卸下试样
测量压痕直径，查表或计算HB值。
㈡注意事项
①试样的试验面应磨制成一个平整光滑的平面，且无氧化皮等污物。
②硬度大于HB450的金属不能做布氏硬度试验，因为淬火钢球会产生过大的弹性变形，甚至产
生永久变形，影响实验结果的准确性。
四、洛氏硬度试验
洛氏硬度试验是压入硬度法中的一种，是以压痕深度大小表示材料的硬度值的。它的压痕较小，可测量较高和较低的硬度，可直接读数，操作方便，生产检验效率高为热处理车间产品检验主要方法之一。
洛氏硬度试验操作方法
①取平行面，对试样进行处理；
②手匀，接触；
③加初载荷10公斤（由于缩松缩孔的存在，保证结果准确统一），小指针由黑点转至红点；
④旋转指针表盘使大指针对准表盘0点；
⑤将操作手柄推向后方；
⑥当大指针停转后，扳回手轮卸除主负荷，大指针回转一段距离，此时，大指针所指数字即为
洛氏硬度值；
⑦下降丝杆取下试样，试验完毕。
五、维氏硬度
维氏硬度用符号HV表示，也是根据压痕凹面积上所承受平均压力来确定的，压头锥面夹角为136°的金刚石四方角锥。
六、显微硬度试验
⑴用布氏，洛氏和维氏等硬度实验法测定材料的硬度时，只能得到材料组织的平均硬度，而显微硬度试验法可测量某个相，某个晶粒，夹杂物或其他组成物的硬度。
⑵其实验原理也是维氏硬度的试验原理。也是利用顶角为136°的金刚石四方角锥体，其负荷为一公斤以下的小负荷，压痕也很小，得到的硬度值用HM表示
HM=1854P/d2
⑶显微硬度测量机的使用
显微硬度机一般包括一个带有测量目镜的显微镜和一个压痕机构两大部分。
①每次测量前应先调零，测量螺旋零对准细横线；
②旋动载物台上的螺丝，使欲测硬度相置于十字交叉线下；
③加载后即在该相上留下压痕；
④先旋测微螺旋，使十字交叉线至压痕右边，与压痕相切；
⑤再旋测微螺旋，使十字交叉线至压痕左边，相切读数，即可计算出压痕对角线长度。
第三部分冲击试验
原理：材料的冲击韧性指标a
k 值是以冲断试样单位面积上所消耗的功来衡量。 A
K
可由试验
前后摆锤的位能差来求得 A
K =E
b
-E
k
=GH
1
-GH
2
=G(H
1
-H
2
)数值可由试验机的指针上直接读出，单位
为焦耳，用试样缺口处横截面F（厘米2）除（A
K ）,即得冲击值（冲击韧性a
k
）试样：钢样：
断面正方形10×10×55；开U型槽，槽深2㎜；铸铁：断面小正方形20×20×110，不开槽
实验四金相实验
一、实验目的
1 掌握金相显微试样的制备过程和基本方法，并观察、认识其金相显微组织；
二、实验仪器及材料
1 仪器：台式金相显微镜、预磨机、砂纸、抛光机、吹风机等。
2 材料；待磨试样每人一块；各号金相砂纸一套；腐蚀剂；无水乙醇； 4 ％硝酸酒精；制备好的工业纯铁试样，棉球、镊子等。
三、实验内容
在利用金相显微镜观察、分析和研究金属材料的金相显微组织时，需要在该材料的典型部位截取样块，然后通过一系列的制备过程，制成符合要求的金相显微试样。即在金相显微镜下可以观察到很清晰的金相显微组织，其整个过程即为磨片。磨片的方法与步骤如下：
⑴取样：试样尺寸通常采用直径为12~15㎜,高12~15㎜的圆柱体或边长为12~15㎜的方形式样。
⑵镶嵌：当试样的尺寸太小时，直接用手来磨制很困难，需要使用试样夹或利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金和塑料中。
⑶磨制：分粗磨和细磨两道工序。粗磨通常在砂轮机上进行;细磨在一套粗细不同的金相砂纸上由粗到细依次进行的。每更换一号砂纸时，需将试样的研磨方向与上一道磨痕方向垂直，直到将上一号砂纸所产生的磨痕全部消失为止。
⑷抛光：细磨后进行抛光，只要是去除细磨时留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面。金相试样的抛光方法一般可分为机械抛光、电解抛光和化学抛光。本实验中只使用了机械抛光。
机械抛光
机械抛光可分为粗抛和细抛两个步骤，均在抛光机上进行。粗抛时转速要高些，细抛或抛软材料时转速要低些，所用抛光材料由抛光布和抛光粉，抛光布蒙在抛光盘上，不同要求应适当选用不同的抛光布。粗抛时常用帆布、粗呢等，精抛时常用绒布、细呢、丝绸等。机械抛光的方法及注意事项如下：
A．抛光粉要配制成抛光液使用，比例大约为水：粉＝20：1 左右。
B．抛光时应使试样磨面均衡地压在旋转着地抛光盘上，压力不宜过大，并应使试样沿抛光盘的半径方向从中心到边缘来回移动。
C．抛光过程中要不断注入适量的抛光液，抛光布上的抛光液不宜太多或太少，以试样表面提起后几秒内能干为宜。
D．抛光后期，应使试样在抛光盘上各方向转动，以防止钢中夹杂产生拖尾现象。
E．抛光时间不宜过长，以防抛光表面层金属变形。
（5）．化学浸蚀
经抛光后而没有浸蚀的试样在显微镜下除了能观察到非金属夹杂物（石墨、氧化物、硫化物等）及其本身所具有的孔洞、裂纹等缺陷之外，看不到金属内部的组织，必须经过浸蚀。
利用化学浸蚀剂，通过化学或电化学作用显示金属的组织：
浸蚀方法：将已抛光好的试样磨面先用轻水冲洗干净，然后用酒精棉清擦一遍，再将试样浸入浸蚀剂中，或用镊子夹着蘸上浸蚀剂的棉球擦其磨面。浸蚀的时间依不同合金及不同组织而定，一般碳钢和铸铁浸蚀的时间大约在 10～15 秒内即可。用酒精冲洗干净，吹干，将浸蚀完的试样放在显微镜下，就可以观察到金属内部的显微组织。
化学浸蚀剂种类很多，一般碳钢及铸铁所用浸蚀剂为3～5％的硝酸酒精。
（6）电子摄像技术
将磨好的金相试样放在显微镜的载物台上，选好放大倍数以后，调整粗调手轮和微调手轮，直接在与显微镜相连的电脑显示屏幕上调清楚焦距，获得清晰的金相图片。
四、试验步骤
1．每人领取试样一块、金相砂纸一套、玻璃板一块；
2．将已粗磨好的显微试样一次在各号砂纸上细磨；
3．细磨过的试样，经指导教师检查合格后进行抛光；
4 ．用化学试剂浸蚀试样的抛光磨面，并在显微镜下观察其显微组织，熟悉显微镜的操作基本规程；5．辨认试样的金相组织，确定试样的型号。
五、20Cr的金相组织图
综合实验
一、实验目的
1. 观察碳钢经不同热处理后的显微组织。
2. 熟悉碳钢几种典型热处理组织——M、T、S、M回火、T回火、S回火等组织的形态及特征。
3. 熟悉铸铁和几种常用合金钢、有色金属的显微组织。
4. 了解上述材料的组织特征、性能特点及其主要应用。
学会综合应用已学的相关课程知识，解决实际问题。达到理论知识的复习、巩固、验证与应用及动手能力的培养和工程经验的积累的目的。
本实验旨在培养考察材料专业本科学生对专业知识、专业技能的掌握和运用，通过ZL109的熔炼、热处理工艺，以及热处理之后对材料性能、组织成分的检测等材料制备整个流程的设计实验，要求学生设计实验方案、进行实验过程操作、对实验制备得到的试样进行性能检测和成分分析。
二、实验仪器及材料
仪器：箱式炉、硬度仪、台式金相显微镜、预磨机、砂纸、抛光机、五金工具、砂轮材料：35CrMo合金钢块、油、水
三、实验方案设计
1、35CrMo合金中各种合金含量为：
2、实验基本流程：（金属熔炼→浇注成型→）热处理→组织成分、力学性能检测。
热处理：水淬+低温回火
水冷：变形大，硬度偏高，淬裂的倾向性大。
水作为淬火介质的主要特点是：
冷却能力对水温的变化很敏感，水温升高，冷却能力将急剧下降，并且对应于最大冷速的温度移向低温，故使用温度一般为20~40。在马氏体转变温度区的冷速太大，易使工件产生严重变形甚至开裂：不溶或微溶杂质（如油）会显著降低其冷却能力，工件淬火后易产生软点。
油淬:淬不硬，淬不透；但变形小，硬度适中。优点：低温区间的冷速远小于水，有利于减小工件的变形与开裂。。缺点：高温区间的冷却能力很小，仅为水的1/5～1/6，只能用于合金钢或小尺寸碳钢工件的淬火。
回火:
凡经淬火的工件，绝大部分都要进行回火，其主要原因是：钢淬火后强度和硬度虽有很大提高，但塑性与韧性却明显下降，而实际使用中的工件往往要求具有强度和塑性的恰当配合；淬火组织中的马氏体和残留奥氏体均处于不稳定状态，有自发的向稳定状态转变的趋势，因而将引起工件尺寸和性能的改变;淬火工件中存在着很大的内应力，如不及时消除会引起工件的变形，甚至开裂。因此，回火工艺成为淬火后必不可少的后续工艺，可以认为，回火的主要目的就是：消除应力，调整性能，稳定组织。
四、实验步骤
1、粗测热处理前的硬度
测取六次结果分别是：HRC19.4，HRC19.2，HRC18.0，HRC21.6，HRC17.5，HRC21
取平均值为：HRC19.45
2、热处理
热处理的目的：
①充分提高铸件的机械性能，保证一定的塑性，提高合金抗拉强度和硬度，改善合金的切
削加工性能等；②消除由于铸件厚度不均匀、快速冷却等所造成的内应力；
③稳定铸件的尺寸和组织，防止和消除因高温引起相变产生体积胀大现象；
④消除偏析和针状组织，改善合金的组织和机械性能。
热处理过程：
将35CrMo试样置于箱式炉中在860℃的温度时处理2个小时，处理后将试样置于20℃的水中进行淬火处理。
确定淬火加热温度的原则是：在保证不过烧、晶粒不长大的前提下，尽量选用较高的加热温度，以使强化相充分固溶，以便在随后的时效过程中，得到最大的强化效果，同时对提高耐蚀性有帮助。
完全冷却后将试样再次放入箱式炉进行低温回火，温度为200℃，保温时间9小时。
3、测硬度
水淬后硬度：HRC87.7，HRC73.5，HRC77.3，HRC72.3，HRC75.9，HRC78.3;
取平均值：HRC77.5。
低温回火后硬度：HRC53.7，HRC54.5，HRC54.3，HRC55.0，HRC54.5，HRC55.0;
取平均值：HRC52.8。
4、金相组织的观察
水淬后组织（针状马氏体+残余奥氏体）：
水淬+低温回火后组织（回火马氏体）：
水淬+高温回火后组织（回火索氏体）：
五、总结：
经过这次实验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也
提高了实验操作能力。现在我总结了以下的体会和经验：
这次的实验跟我们以前做的实验不同，需要每个人认认真真、真真正正亲自完成。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。
我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要预习实验、有充分的准备，实验总是与课本知识相关的，要学会将课本知识与实践结合起来。
在实验过程中，我们应该尽量减少操作的盲目性，提高实验效率，我们做实验不要一成不变和墨守成规，应该有改良创新的精神。
在实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。培养这种能力的前提是对每次实验的态度。
总之，通过此次综合实验，锻炼了动手能力，理论与实践相结合，进一步证实和巩固了书本知识，不但对理论知识有了更加深的理解，对于实际的操作和也有了质的飞跃。经过这次的实验，我们整体对各个方面都得到了不少的提高，希望以后学校和系里能够开设更多类似的实验，能够让我们得到更好的锻炼。
综合实验报告
学院：材料科学与工程学院
专业：材料成型及控制工程
姓名：曹珍珠
学号：3102080403
《金属学与热处理》课程教学大纲 课程名称：金属学与热处理课程代码: 05224040 课程类型：专业必修课程 学分：3 总学时：48 理论学时：32 实验学时：16 先修课程：高等数学材料力学适用专业：材料成型与控制技术、模具设计与制造 一、课程性质、目的和任务 本课程是“材料成型与控制技术、模具设计与制造”专业的专业必修课，是学习材料专业课的技术基础课。它在基础课和专业课之间起桥梁作用。只有在修完本课程之后，才能进入其他专业课的学习。开设该课程的目的主要是向学生阐述金属学与热处理的基础知识，任务是使学生通过该课程的学习，掌握金属材料的成份、组织结构、热处理工艺与性能之间的相互关系及其变化规律，熟悉热处理基本工艺和常用工程材料的种类、成份、组织、性能特点，为后续专业课的学习奠定基础。 二、教学基本要求 1、知识、能力、素质的基本要求 通过本课程的学习，应使学生掌握金属学与热处理的基础知识，即金属及合金的成分、组织、结构与性能之间的相互关系及其变化规律；初步学会使用金相显微镜对金属及合金的组织进行观察及相应的实验能力；具备能用所学理论对金属材料热处理的一些实际工程问题进行分析的素质。 2、教学模式基本要求（课程主要教学环节要求，教学方法及手段要求） 本课程的特点是理论抽象，空间结构多且复杂，理论性叙述多，计算内容少。针对这些特点，在教学时应尽量结合工程实例来加深对基础理论的理解；有关金属组织的认识和识别对初学者来说是难度很大的内容，必须配合实验来加深认识。 三、教学内容及要求 第一章金属的晶体结构 要求学生掌握三种常见金属的晶体结构、晶体学基本概念、实际金属中三类晶体缺陷、合金中的两类基本相。 第二章纯金属金属的结晶 要求学生掌握结晶的规律，结晶基本过程以及结晶后获得细晶粒的方法，了解晶核长大机理、铸锭组织形成过程、铸锭组织结构与性能特点。 第三章二元合金相图 要求学生掌握二元合金相图的建立方法，熟悉匀晶相图．共晶相图、包晶相图的结构，正确地分析相应合金的结晶过程，画出示意图，并能熟练地运用杠杆定律计算相组成物的相
工程材料实验报告 专业： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 青海大学机械工程学院 年月日
工程材料综合实验 ●金相显微镜的构造及使用 ●铁碳合金平衡组织分析 ●碳钢的热处理 ●金相试样的制备 ●碳钢热处理后的显微组织分析 ●硬度计的原理及应用 ●碳钢热处理后的硬度测试 ●常用工程材料的显微组织观察 实验一金相显微镜的构造和使用 一、实验目的 熟悉金相显微镜的基本原理、构造；了解金相显微镜的使用注意事项，掌握金相显微镜的使用方法。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）金相显微镜的基本原理2）金相显微镜的构造3）显微镜使用注意事项 四、实验步骤 五、实验报告 实验二铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 （1）熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 （2）了解铁碳合金中的相与组织组成物的本质、形态及分布特征。
（3）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、实验设备及材料 三、实验内容 1）铁碳合金的平衡组织 2）各种组成相或组织组成物的特征 3）铁素体与渗碳体的区别 四、实验步骤 五、实验报告 实验三碳钢的热处理 一、实验目的 1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火 2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能的影响。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）加热温度的选择 2）保温时间的确定 3）冷却方法 四、实验步骤 五、实验报告 实验四金相试样的制备 一、实验目的 1）了解金相试样的制备过程。 2）学会金相试样的制备技术。
二、实验设备及材料 三、实验内容 1）取样 2）镶样 3）磨制 4）抛光 四、实验步骤 五、实验报告 实验五碳钢热处理后的显微组织分析 一、实验目的 观察碳钢热处理后的显微组织 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）钢冷却时所得到的各种组织组成物的形态 2）钢淬火回火后的组织 四、实验步骤 五、实验报告 实验六硬度计的原理及应用 一、实验目的 1）熟悉洛氏硬度计、布氏硬度计、显微硬度计的原理、构造。 2）学会三种硬度计的使用 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）洛氏硬度实验原理 2）布氏硬度试验原理 3）显微硬度计的原理 四、实验步骤 五、实验报告 实验七碳钢热处理后的硬度测试
第一章金属的晶体结构 1、除化学成分外，金属的内部结构和组织状态也是决定金属材料性能的重要因素。 2、将阵点用直线连接起来形成空间格子，称之为晶格。 3、晶胞中原子排列的紧密程度通常用两个参数来表征：配位数、致密度。 4、原子所占体积与晶胞体积之比称为致密度。 5、体心立方结构有两种间隙：一种是八面体间隙，另一种是四面体间隙。 6、在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面，任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。 7、晶体的点缺陷有三种：空位、间隙原子和置换原子。 8、塑性变形时，由于局部区域的晶体发生滑移即可形成位错。 9、刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直，螺型位错的柏氏矢量与其位错线相平行。 10、把单位体积中所包含的位错线的总长度称为位错密度。 11、晶体的面缺陷包括晶体的外表面和内界面两类。 12、晶体的内界面缺陷有：晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界等。 13、金属：是具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度的升高而增加。 14、晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质称为晶体。 15、晶体结构：是指晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式。 16、点阵：能清楚地表明原子在空间排列规律性的原子的几何点，称之为点阵。 17、晶胞：晶格中能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，称为晶胞。用来分析晶体中原子排列的规律性。 18、配位数：是指晶体结构中与任一个原子最邻近、等距离的原子数目。 19、螺型位错：设想在立方晶体右端施加一切应力，使右端上下两部分沿滑移面发生了一个原子间距的相对切边，这种晶体缺陷就是螺型位错。 20、表面能：由于在表面层产生了晶格畸变，其能量就要升高，这种单位面积上升高的能量称为比表面能，简称表面能。 21、什么是晶体？晶体有何特性？ 答：晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质称为晶体。 1）晶体具有一定的熔点。在熔点以上，晶体变为液体，处于非晶体状；在熔点以下，液体又变为晶体。 2）晶体的另一个特点是在不同的方向上测量其性能，表现出或大或小的差异，称为各向异性或异向性。 22、确定晶向指数的步骤有哪些？ 答：①以晶胞的三个棱边为坐标轴，以棱边长度作为作为坐标轴的长度单位；②从坐标轴原点引一有向直线平行于待定晶向；③在所引有向直线上任取一点，求出改点在X、Y、Z轴上的坐标轴；④将三个坐标轴按比例化为最小简单整数，依次写入方括号中，即得所求的晶向指数。 23、如何确定晶面指数？简要写出步骤。 答：①以晶胞的三条相互垂直的棱边为参考坐标轴X、Y、Z，坐标原点O应位于待定晶面之外，以免出现零截距；②以棱边长度为度量单位，求出待定晶面在各轴上的截距；③取各截距的倒数，并化为最小简单整数，放在圆括号内，即为所求的晶面指数。 24、根据几何形态特征不同，晶体缺陷可分成哪几类？各有何特征？ 答：①点缺陷。特征是三个方向上的尺寸都很小，相当于原子的尺寸，例如空位、间隙原子等； ②线缺陷。特征是在两个方向上的尺寸很小，另一个方向上的尺寸相对很大。属于这一类的
工程材料实验报告 一、实验目的： 1、熟悉并掌握热处理工艺的操作方法； 2、了解45钢、40Cr在室温下的组织结构； 3、了解合金钢经热处理工艺后硬度的测量方法并理解； 4、分析并掌握不同成分合金钢在不同热处理工艺下硬度不同的原因。 二、实验设备： 加热炉、抛光机、硬度测量仪、金相显微镜 三、实验内容： 1、将若干45钢、40Cr放在加热炉中，设定加热温度860℃，进行加热； 2、对加热到设定温度的试样做不同的冷却处理（油冷、水冷、空冷）； 3、将一部分油冷和水冷的试样放到不同温度（200℃、400℃、600℃） 加热炉中做回火处理，有些试样不进行回火； 4、将经过正火和淬火未回火的试样打磨、抛光，观察金相组织；对经 过淬火和不同温度下回火的试样只进行打磨； 5、对所有试样测量硬度； 6、处理测量数据，比较分析不同成分合金钢在不同的热处理工艺下硬 度不同的原因。 四、数据处理： 材料淬火工艺回火工艺硬度HRC(三点) 45钢860℃×20min 油冷未回火24 26.4 26.5 空冷未回火19 15.5 16 860℃×20min 水冷 未回火55 62 65 200℃×60min 42.5 40.6 49.2 400℃×60min 34 36 35 600℃×60min 17.5 15.5 18.5 40Cr 860℃×20min 油冷未回火52 53 56 空冷未回火21 21.7 23 860℃×20min 水冷 未回火56 57 60 200℃×60min 48.8 49.9 50.5 400℃×60min 43.5 44.5 45 600℃×60min 22.5 21.5 20.5
金属材料及热处理实验报告 学院：高等工程师学院 专业班级：冶金E111 姓名：杨泽荣 学号： 41102010 2014年6月7日
45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 1.加热温度的选择 (1) 2.保温时间的确定 (2) 3.冷却方法 (3) 三、实验材料与设备 (4) 1.实验材料 (4) 2.实验设备 (4) 四、实验步骤 (4) 1.试样的热处理 (4) 1.1淬火 (4) 1.2回火 (5) 2.试样硬度测定 (5) 3.显微组织观察与拍照记录 (5) 3.1样品的制备 (5) 3.2显微组织的观察与记录 (6) 五、实验结果与分析 (6) 1.样品硬度与显微组织分析 (6) 2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响 (6) 2.1淬火温度的影响 (6) 2.2淬火介质的影响 (7) 3回火温度对钢组织与性能的影响 (7) 3.1回火温度对45钢组织的影响 (7) 3.2回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (7) 4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响 (8) 4.1合金元素对钢的淬透性的影响 (8) 4.2合金元素对钢的回火稳定性的影响 (9) 5碳含量对钢的淬硬性的影响 (9) 六、结论 (9) 参考文献 (9)
一、实验目的 1.掌握碳钢的常用热处理（淬火及回火）工艺及其应用。 2.研究加热条件、保温时间、冷却条件与钢性能的关系。 3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 4.观察钢经热处理后的组织，熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。 5.了解金相照相的摄影方法，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验原理 钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。 进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者的规范，是热处理成功的基本保证。 1.加热温度的选择 1)退火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(20—30)℃（完全退火）；共析钢和过共析钢加热至Ac1 +(20—30)℃（球化退火），目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切削性能。 2)正火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3 +(30—50)℃；过共析钢加热至Accm +(30—50)℃，即加热到奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围选择见图2.1。 3)淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(30—50)℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30—50)℃，见图2.2。 钢的成分，原始组织及加热速度等皆影响到临界点的位置。在各种热处理手册或材料手册中，都可以查到各种钢的热处理温度。热处理时不能任意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大，氧化、脱碳和变形等都会变得比较严重。各种常用钢的工艺规范见表2.1。 4)回火温度的选择钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能（常常是根据硬度的要求）。按加热温度高低回火可分为三类：
实验名称：20号钢热处理组织和硬度综合实验 一．实验目的 （1）了解并掌握20号钢的热处理工艺、。 （2）掌握20号钢正火的步骤、规范以及硬度的变化。 （3）学会观察20号钢正火后的显微组织结构，分析其性能变化的原因。 （4）学会解决实验过程中的问题，探索最佳20号钢热处理工艺。二．简述4种基本热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）方法及钢热处理后的显微组织特征 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 退火：将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火：将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶
液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 三．简述洛氏硬度测定的基本原理及应用范围 洛式硬度（HR-）是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，有HRA,HRB,HRC三种硬度。 HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.59mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。 另外： (1)HRC含意是洛式硬度C标尺， (2)HRC和HB在生产中的应用都很广泛
工程材料综合实验 1.金相显微镜的构造及使用 2.金相显微试样的制备 3.铁碳合金平衡组织观察 实验目的 1、了解金相显微镜的光学原理和构造，初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显微镜进行显微组织分析。 学习金相试样的制备过程，了解金相显微组织的显示方法。 3、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织，分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系。 实验步骤与过程 金相显微镜的构造及使用 ①．实验原理 由灯泡发出—束光线，经过聚光镜组(一)及反光镜，被会聚在孔径光栏上，然后经过聚光镜组(二)，再度将光线聚集在物镜的后焦面上。最后光线通过物镜，用平行光照明标本，使其表面得到充分均匀的照明。从物体表面散射的成象光线，复经物镜、辅助物镜片(一)、半透反光镜、辅助物镜片(一)、棱镜与半五角棱镜，造成一个物体的放大实象。该象被目镜再次放大。照明部分的光学系统是按照库勒照明原理进行设计的，其优点在于视场照明均匀。用孔径光栏和视场光栏，可改变照明孔径及视场大小，减少有害漫射光，对提高象的衬度有很大好处。
②．主要结构 1．底座组： 底座组是该仪器主要组成部分之一。底座后端装有低压灯泡作为光源，利用灯座孔上面两边斜向布置的两个滚花螺钉，可使灯泡作上下和左右移动；转松压育直纹的偏心圈，灯座就可带着灯泡前后移动，然后转紧偏心圈，灯座就可紧固在灯座孔内。 灯前有聚光镜、反光镜和孔径光栏组成的部件，这织装置仅系照明系统的一部分，其余尚有视场光栏及另外安装在支架上的聚光镜。通过以上一系列透镜及物镜本身的作用，从而使试样表面获得充分均匀的照明。 2.粗微动调焦机构： 粗微动调焦机构采用的足同轴式调焦机构。粗动调焦手轮和微动调焦手轮是安装在粗微动座的两侧，位于仪器下部，高度适宜。观察者双手只需靠在桌上及仪器底座上即可很方便地进行调焦，长时间的使用也不易产生疲劳的感觉。旋转粗动调焦手轮，能使载物台迅速地上升或下降，旋转微动调焦手轮，能使载物台作缓慢的上升或下降，这是物镜精确调焦所必需的。右微动手轮上刻有分度，每小格格值为0．002毫米，估读值为0．001毫米。在右粗动调焦手轮左侧，装有松紧调节手轮，利用摩擦原理，根据载物台负荷轻重，调节手轮的松紧程度(以镜臂不下滑，且粗、微动调焦手轮转动舒适为宜)。这也就解决了仪器长期使用后因磨
篇一:钢得热处理实验报告 钢得热处理实验报告 一、实验目得 1、了解热处理对材料性能得影响 2、了解在相同得热处理状态下材料成分对材料性能得影响 3、了解用显微镜观察金相得制样过程 二、仪器材料 箱式电炉(sx2—4-１0、sx—４-1０）、硬度测试仪(hr—150a）、30钢、t10钢、砂轮（砂纸) 三、实验过程 １）、金相得制备 将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光,去除金相磨面由细磨所留下得细微磨痕及表面变形层,使磨面成为无划痕得光滑镜面,然后用侵蚀剂进行腐蚀，以使组织被显示出来，这样就得到了一块金相样品。 2)、钢得热处理淬火与正火 钢得淬火：淬火就就是将钢加热到相变温度以上，保温后放入各种不同得冷却介质中(v冷应大于ｖ临）,以获得马氏体组织。钢经淬火后得组织由马氏体及一定数量得残余奥氏体所组成。 步骤为:加热前先对试样进行硬度测定(为便于比较，一律用洛氏硬度测定)；再将试样放入箱式电炉中,t10钢在７70℃左右,30钢在８60℃左右分别均匀加热15分钟;然后迅速在水中冷却,并不断搅拌.将淬火后得试样用砂轮磨平，并测出硬度值(hrc)填入表1中。 钢得正火:钢加热到ac３（亚共析钢）或ａc1(过共析钢）以上３0~５0℃以上,保温适当时间后,在自由流动得空气中冷却得热处理工艺。 步骤为:加热前先对试样进行硬度测定（为便于比较,一律用洛氏硬度测定）。再将试样放入箱式电炉中,ｔ10钢在770℃左右，30钢在860℃左右分别均匀加热15分钟,后在空气中缓慢冷却。将正火后得试样用砂轮磨平，并测出硬度值(hｒｃ)填入表2中。 四、结果及讨论 1、为什么淬火处理后得硬度值比正火处理后得高？ 答:因为淬火冷却速度比正火冷却速度快,由过冷奥氏体得连续冷却转变图像可知淬火后得到得就是马氏体组织,而正火后得到得组织主要就是珠光体.马氏体比珠光体晶粒度细晶界面多，使得晶体得位错滑移阻力增大，从而硬度提高。 ２、在相同得热处理状态下不同得材料成分对钢得硬度得影响? 答：钢得硬度与钢得含碳量有关。３0钢就是亚共析钢,热处理后室温下得组织为铁素体与珠光体,而t10钢为过共析钢，热处理后室温下得组织为珠光体与渗碳体.渗碳体就是脆硬相硬度比铁素体高，所以在相同得热处理状态下t10得硬度比30钢高。 五、结论 1、不同得热处理对材料得性能影响不同。 ２、不同材料成分得钢在相同得热处理状态下性能不同。篇二：金属材料及热处理实验报告金属材料及热处理实验报告 学院:高等工程师学院专业班级：冶金e111姓名：学号： 杨泽荣 4110２0１0 2014年6月7日45号钢3０0℃回火后得组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目得、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
一、制定目的 明确并统一本公司自制及委外生产产品热处理硬度检验与测试的方法和依据，使产品质量得到有效控制，从而确保本公司向客户提供满意的产品。 二、适用范围 上海纬泰自制或委外生产的各类产品及金属热处理零件硬度的检验与测试 三、抽样标准 抽样方法及判定标准，按照国标GB/T2828.1-2003规定的抽样程序及计数抽样表中之规定执行。规定如下： 四、检验项目及方法 1.热处理件进厂时要查验供应商附送的相应的热处理检验记录，并确认记录内容是否符合 相关技术要求。 2.硬度测试仪器的选用原则： 1）铸铁类产品（灰铁、球墨铸铁等），应选用布氏硬度计或维氏、里氏硬度计测试，但 不可用洛氏或表面洛氏硬度计测试。 2）各类钢件可依产品特性选用适当的测试仪器：布氏、洛氏、维氏或里氏硬度计等。 3）薄壁件（厚度在2mm以下），及有色金属类应选用维氏、里氏或表面洛氏硬度计等， 但不可用布氏硬度计测试。 3.表面打磨 为得到较为准确的测试结果，零件的测试部位均应进行表面打磨、抛光，表面光洁度应 达到Ra1.6以上。（成品件或不允许表面打磨的零件测试时，先不进行表面打磨直接在 零件不影响外观表面检测。若测试结果不合格时，则须进行破坏性打磨检测，若打磨后 检测合格，则判定合格） 4.每一零件原则上应至少检测四点，取其平均值作为评价结果。（零件较小或无法取多点 除外） 5.当热处理零件表面产生脱碳现象时，须将零件表面磨深0.5~2mm后再进行检测。
6.表面热处理硬度检测： 1）化学热处理 化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子，从而改变工件表面的化学成分、组织和性能。化学热处理工件的主要技术参数是硬化层深度和表面硬度。 化学热处理工件的表面硬度检测与表面淬火热处理工件的硬度检测相近，都可以用维氏硬度计、表面洛氏硬度计或洛氏硬度计来检测，但是渗氮厚的厚度较薄，一般 0.7mm以下时，就不能用洛氏硬度计检测。 2）表面淬火回火热处理 表面淬火回火热处理通常用感应加热或火焰加热的方式进行。主要技术参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层深度。 维氏硬度计可以检测有效硬化深度超过0.05mm的各种表面硬化工件。 表面洛氏硬度计可以检测有效硬化深度超过0.1mm的各种表面硬化工件。 洛氏硬度计硬度检测有效硬化深度超过0.4mm的各种表面硬化工件。当硬化层厚度在 0.4～0.8mm时，可采用HRA标尺，当硬化层厚度超过0.8mm时，可采用HRC标尺。3）局部热处理 零件如果局部硬度要求较高，可用感应加热等方式进行局部淬火热处理， 局部热处理零件的硬度检测要在指定区域内进行（依工程图纸或技术要求）。硬度检测仪器可采用洛氏硬度计，测试HRC硬度值，如热处理硬化层较浅，可采用表面洛氏硬度计（可参照表面淬火回火热处理检测方式）。 4) 渗氮层等表面硬化层厚度检查方法 a. 渗氮层等表面硬化层厚度检查采用硬度检测评定法，硬化层厚度用维氏硬度计或 表面洛氏硬度计来检测。检测时以逐层打磨检测的方法进行，当表面硬度降到550HV0.1那一层时，量测出打磨深度值即是表面硬化层厚度。 打磨方式：可以采用角向砂轮机手工打磨或采用工具磨床等机械研磨。 * 硬化层厚度在0.5mm以内的，以深度0.1mm/次逐次打磨检测。 * 硬化层厚度在1mm左右的，以深度0.3mm/次到0.6mm深后，再以0.1mm/次逐次打磨检测。 * 硬化层厚度在1.5mm左右的，以深度0.3mm/次到1.2mm深后，再以0.1mm/次逐
工 程 材 料 实 验 报 告 院系：机械工程学院 班级：10届机电一班 组员：魏仕宏 1000407008 崔继文 1000407010 丁元辉 1000407021 郑鹏涛 10004070
实验项目名称：金相试样的制备及铁碳合金平衡组织观察与分析 一、实验目的和要求 1.通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织，熟悉金相显微镜的使用； 2.了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征； 3.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、实验内容和原理 1 概述 碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系，因此熟悉掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义。 ⑴碳钢和白口铸铁的平衡组织 平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)所组成。但是，由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态，分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。 a)工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F)，F为白色块状（如图1所示）； b)亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P)，F呈白色块状，P呈层片 状，放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。碳质量分数大于0.6％的亚共析 钢，室温平衡组织中的F呈白色网状包围在P周围(如图3所示)； c)共析钢——室温时的平衡组织是珠光体(P)，其组成相是F和Fe3C(如图4、5所示)； d)过共析钢——室温时的平衡组织为Fe3CⅡ+P。在显微镜下，Fe3CⅡ呈网状分布在层片 状P周围(如图6所示)； e)亚共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Ld＇。Fe3CⅡ网状分布在粗大块 状的P的周围，Ld＇则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所示)；
碳钢的热处理实验报告-(恢复)
金属热处理实验报告 张金垚 41030165 材控102班
热处理实验报告（T8钢300℃回火） 一、实验目的 1、了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。 2、研究含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对钢热处理后性能的影响。 3、掌握洛氏硬度机的使用方法。观察热处理后钢的组织特征。 二、实验原理 1、钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临），以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。
（1）淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保 证淬火质量的重要环节。淬火 时的具体加热温度主要取决于 钢的含碳量，可根据相 图确定（如图4所示）。对亚 共析钢，其加热温度为＋ 30～50℃，若加热温度不足（低 于），则淬火组织中将出现铁 素体而造成强度及硬度的降 低。对过共析钢，加热温度为 ＋30～50℃，淬火后可得到细 小的马氏体与粒状渗碳体。后 者的存在可提高钢的硬度和耐 磨性。 （2）保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。
表1 碳钢在箱式电炉中加热时间的确定 加 热 温度(℃) 工件形状 圆柱形方形板形 保温时间 分钟/每毫 米直径 分钟/每毫 米厚度 分钟/每毫 米厚度 700 1.5 2.2 3 800 1.0 1.5 2 900 0.8 1.2 1.6 1000 0.4 0.6 0.8 （3）冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序， 它直接影响到钢淬火后的组 织和性能。冷却时应使冷却速 度大于临界冷却速度，以保证 获得马氏体组织；在这个前提 下又应尽量缓慢冷却，以减少 钢中的内应力，防止变形和开 裂。为此，可根据C曲线图（如
1、金属热处理工艺设计总体 1.1 课程设计的任务与性质 《金属热处理原与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料的热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺的金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，应用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于学生解决问题、分析问题的能力。 1.2 课程设计的目的 1）设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。 2）培养综合运用金属学、材料性能血、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3）培养使用手册、图册、有关资料及设计标准范围的能力。 4）提高技术总结及编制技术文件的能力。 5）是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。 1.3 设计内容与基本要求 设计内容：独立完成几种碳钢、工磨具钢、合金结构钢、特殊性能钢的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织的分析，材料性能检测等。 基本要求： 1）计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。 2）合理确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。 3）正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。 4）正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。 课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。2、热处理基本知识
2.1、什么是热处理 所谓钢的热处理，就是对于固态范围内的钢，给以不同的加热、保温和冷却，以改变它的性能的一种工艺。钢本身是一种铁炭合金，在固态范围内，随着加温和冷却速度的变化，不同含炭量的钢，其金相组织发生不同的变化。不同金相组织的钢具有不同的性能。因此利用不同的加热温度和冷却速度来控制和改变钢的组织结构，便可得到不同性能的钢。例如，含炭量百分之0.8的钢称为共析钢，在723摄氏度以上十时为奥氏体，如果将它以缓慢的速度冷却下来，它便转变成为珠光体。但如果用很快的速度把它冷却下来，则奥氏体转变成为马氏体。马氏体和珠光体在组织上决然不同，它们的性能差别悬殊，如马氏体具有比珠光体高的多的硬度和耐磨性。因此，钢的热处理在钢的使用和加工中，占有十分重要的地位。 2.2、热处理的作用 机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。拒初步统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。 材料的热处理通常指的是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变的工艺过程。通过这个相变与再相变，材料的内部组织发生了变化，因而性能变化。例如碳素工具钢T8在市面上购回的经球化退火的材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60~63HRC，这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火加低温回火后的回火马氏体。同一种材料热处理工艺不一样其性能差别很大。热处理工艺（或制度）选择要根据材料的成份，材料内部组织的变化依赖于材料热处理及其它热加工工艺，材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化，材料成份－加工工艺－组织结构－材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料加工的全过程之中。 2.3、热处理的基本要素 热处理工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。这三大基本要素决定了
本科实验报告 课程名称： 复合材料工程综合实验 姓 名： 贾高洪 专业班级 复材1301 学 号： 130690101 指导教师： 母静波、侯俊先、王光硕 2016年 5 月 27 日 装备制造学院实验报告 课程名称：__复合材料工程综合实验__________指导老师：实验名称： 手糊成型工艺实验 实验类型：_____操作实验_ 同组学生姓名：_____ _____ 一、实验目的和要求 1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧； 2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡； 3.进一步理解不饱和聚酯树脂、脱模剂和胶衣树脂配方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意义。 二、实验内容和原理 实验内容： 1.根据具体条件设计一种切实可行的制品（脸盆、垃圾桶）。 2.制品约为3mm ～4mm 厚，形状自定。 3.按制品要求剪裁玻璃布、毡。
4.手糊工艺操作，贴制作人标签。 5.固化后修毛边，如有可能还可装饰美化。 6.对自己手糊制品进行树脂含量测定。 实验原理： 手糊成型是最早使用的一种工艺方法。随着坡璃钢工业的迅速发展，尽管新的成型工艺不断涌现，但由于手糊成型具有投资少；无需复杂的专用设备和专门技术；可根据产品设计要求合理布置增强材料的材质、数量和方向，可以局部随意加强；不受产品几何形状和尺寸限制，适合于大型产品和批量不大的产品的生产等特点，至于仍被国外普遍采用，在各国玻璃钢工业生厂中仍占有工要地位。象我国这样人口众多的国家，在相当长的一段时间内，手糊成型仍将是发展玻璃钢工业的一种主要成型方法。 不饱和聚酯树脂中的苯乙烯既是稀释剂又是交联剂，在固化过程中不放出小分子，手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂作为基体。模具结构形式大致分为阴模、阳模、对模三种。 阴模可使产品获得光滑的外表面，因此适用于产品外表面要求较光，几何尺寸较准确的产品，如汽车车身、船体等。阳模能使产品获得光滑的内表面，适用于内表几何尺寸要求较严的制品，如浴缸、电镀槽等。 脱模材料是玻璃钢成型中重要的辅助材料之一，如果选用不当，不仅会给施工带来困难，而且会使产品及模具受到损坏。脱模材料的品种很多，而且又因选用的粘接剂不同而各有所别。常用的脱模剂可归纳为三大类：即薄膜型脱模材料、混合溶液型脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。薄膜型脱模材料有：玻璃纸、聚酯薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜等等。本次实验我们选用聚乙烯醇做脱模剂。 本实验利用手糊工艺制备简单的玻璃纤维增强聚合物基复合材料制件。常温常压固化。 三、主要仪器设备 管式炉：差示扫描量热仪 仪器型号：OTF-1200X 生产厂商：合肥科晶材料技术有限公司 1.手糊工具：辊子、毛刷、刮刀、剪刀。 2.玻璃纤维布、毡，不饱和聚酯树脂，引发剂，促进剂，塑料盆，塑料桶。 四、操作方法和实验步骤 （1）配制脱模剂：聚乙烯醇8克溶解于64克水，在缓慢的加入64克乙醇。 （2）按制件形状和大小裁剪玻璃布或毡备用。 （3）在模具表面均匀连续的用纱布涂上一层聚乙烯醇溶液，脱模剂完全干透后，应随即上胶衣或进
预习报告 一、实验目的 1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程； 2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响； 3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。 二、实验原理 钢的热处理就是对钢在固态范围内的进行加热、保温和冷却，以及改变其内部组织，从而获得所需要的性能的一种加工工艺。热处理的基本工艺有退火、正火、淬火、回火等。 进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者，是热处理成功的基本保证。 三、实验过程 1、设计可使材料达到实验性能要求的热处理工艺 2、对所给退火态试样进行硬度测定 3、按所给定工艺进行热处理 4、测定处理后试样的硬度以及检验所订工艺。对测试结果进行分析，必要时修改实验方案，重新实验 四、实验仪器 1、最高加热温度达1000℃的各种实验用箱式电阻炉 2、可供冷却的介质水和油 3、测试硬度的设备有洛氏硬度计 4、捆绑式样的细铁丝，夹持试样的铁钳
一、实验目的 1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程； 2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响； 3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。 二、实验原理 1、加热温度的选择 (1) 退火加热温度 +(20~30)℃(完全退火)。共析钢和过共析钢加热至一般亚共析钢加热至A c3 A +(20~30)℃(球化退火)，目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切c1 削性能。 (2) 正火加热温度 + (30~50)℃；过共一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢加热至A c1 析钢加热至A ccm+ (30~50)℃，即加热到奥氏体单相区。 (3) 淬火加热温度 十一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢和过共析钢加热至A c1 (30~50)℃； (4) 回火温度的选择 钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能按加热温度高低回火可分为三类：低温回火中温回火高温回火。 2、保温时间的确定 为了使工件内外各部分温度约达到指定温度、并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，必须在淬火加热温度下保温一定的时间。通常将工件升温和保温所需时间算在一起，统称为加热时间。 实际工作中多根据经验大致估算加热时间。一般规定，在空气介质中，升到规定温度后的保温时间，对碳钢来说，按工件厚度每毫米需一分钟到一分半钟估算；合金钢按每毫分二钟估算。在盐浴炉中，保温时间则可缩短为空气介质中保温时间的1/2~1/3。 3、冷却方法 热处理时的冷却方式要适当，才能获得所要求的组织和性能。
《金属热处理》实验指导书 材料成型及控制专业 沈阳理工大学应用技术学院 机运分院
目录 一、实验目的.................................................................................................... １ 二、实验设备和仪器........................................................................................ １ 三、实验内容及要求........................................................................................ １ 四、实验原理及步骤........................................................................................ １ 五、实验结果分析及实验报告要求 ............................................................... ４ 六、考核方式.................................................................................................... ５ 七、参考书目：................................................................................................ ５
去 建筑材料综合实训报告 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 二〇一一年十二月
目录 1、综合实训的目的 (3) 2、工程资料 (3) 3、实训安排及要求 (3) 4、实训内容 (4) 4.1材料的检测 (4) 水泥检测报告 (5) 水泥检测委托单 (6) 水泥检测原始记录 (7) 砂检测报告 (8) 砂检测委托单 (9) 砂检测原始记录 (10) 石子检测报告 (11) 石子检测委托单 (12) 石子检测原始记录 (13) 4.2混凝土的配合比设计 (14) 混凝土初步配合比计算依据 (14) 混凝土初步配合比计算过程 (14) 4.3混凝土的试拌与调整 (16) 混凝土配合比设计原始记录 (16) 混凝土配合比设计检测报告 (18) 混凝土配合比设计委托单 (19) 5、实训收获、意见与建议 (20) 6、实训参考资料 (21)
1、综合实训的目的 《工程材料》是一门实践性比较强的基础课程，重点在于培养学生的实践动手能力，为今后学生走上工作岗位，打下实践操作基础。本次实训的目的为： 1）巩固《工程材料》课程中有关章节的知识，掌握不同建筑材料的实验原理，方法和步骤，提高学生的实际动手能力，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 2）按照材料检测实际工作过程，让学生练习常用建筑材料的检验委托、试验、试验结果分析、报告的编制与审核、试验报告的发放等整个过程，培养学生的实际工作能力，以便学生将来毕业后即可顶岗工作。 3）培养学生实事求是，一丝不苟的科学态度和扎实的工作作风。 4）培养学生吃苦耐劳的品格。 2、实际工程资料 3、实训的时间及要求
实训要求： 1）严格遵守实验室管理规定，不乱动、乱摸，爱护实验设备和仪器，注意安全； 2）不大声喧哗，打闹，旷课，一经发现，成绩按不及格论； 3）树立科学、实事求是的学习作风，对实测数据如实整理； 4）严格按照实验操作规程、严禁违规操作； 5）独立完成实训成果的汇总整理和装订，不抄袭； 6）实训期间应积极主动，互相配合，不能互相推诿。 4、实训内容 本次综合实训是结合实际工程材料检测内容，利用工程现场原材料，按照实际工程要求，完成各种材料的检测任务。主要任务如下： 1. 完成水泥检测、砂检测、石子检测、混凝土配合比设计检测等委托单的填写。 2. 完成水泥检测、砂检测、石子检测、混凝土配合比设计、混凝土抗压强度检测实验记录的填写。要求试验记录完善，严禁涂改。 3. 完成水泥检测报告、砂检测报告、石子检测报告、混凝土配合比设计检测报告、混凝土抗压强度检测报告。检测报告要求信息全，数据和试验记录对应，结论正确。 4.1材料性能的检测 水泥的检测、砂的检测、石子的检测
各相关单位： 为满足热处理行业快速发展对热处理技能人才的需求，应热处理行业及相关企业 的迫切要求，2016 年07 月（暂定）机械工业仪表材料产品质量监督检测中心、 重庆新材料全球交易网等单位，将联合举办物理金相实验工（初级、中级、高级）、 金属热处理工（初级、中级、高级）职业技能培训班，现将有关事宜通知如下： 一、申报等级报名条件（满足其中一个条件即可） 1、职业资格五级（初级） （1）经本职业初级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书； （2）在本职业连续见习工作2年以上（含2年）。 2、职业资格四级（中级） （1）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职 业中级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书； （2）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上； （3）连续从事本职业工作7年以上； （4）取得经劳动保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上 职业学校本职（专业）毕业证书。 3、职业资格三级（高级） （1）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上，经本职业高级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书； （2）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作7年以上； （3）取得高级技工学校或经劳动保障行政部门审核认定的、以高级技能为培养 目标的高等职业学校本职业（专业）毕业证书；
（4）取得本职业中级职业资格证书的大专以上本专业或相关专业毕业生，连续从事本职业工作2年以上。 二、培训安排 （1）培训时间：2016 年7 月（暂定），培训时间5 天左右，含上课时间及实验室培训时间。 （2）培训地点：待定。 三、培训及鉴定费（单位：元/人） 四、获取证书 1、经培训并考核合格者，将颁发本专业培训《结业证书》。 2、申报“物理金相实验工及金属热处理工技能鉴定”者，经理论和实际操作考核合格者后，由重庆市人力资源和社会保障局职业技能指导中心颁发《国家职业资格证书》。 五、申报时需提供的材料