1、工程材料及其成形根底實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一硬度試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解硬度測(cè)定的根本原理及應(yīng)用范圍。2、熟悉布氏、洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法。二、 概述金屬的硬度可以認(rèn)為是金屬材料外表在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力。硬度測(cè)量能夠給出金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念。由于在金屬外表以下不同深處材料所承受的應(yīng)力和所發(fā)生的變形程度不同，因而硬度值可以綜合地反映壓痕附近局部體積內(nèi)金屬的彈性、 微量塑變抗力、塑變強(qiáng)化能力以及大量形變抗力。硬度值越高，說明金屬抵抗塑性變形能力越大，材料產(chǎn)生塑性變形就越困難。另外，硬度與其它機(jī)械性能(如強(qiáng)度指標(biāo)匚b及塑性指標(biāo)和)之間有著一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以從某種意義上說

2、硬度的大小對(duì)于機(jī)械零件或工具的 使用性能及壽命具有決定性意義。硬度的試驗(yàn)方法很多， 在機(jī)械工業(yè)中廣泛采用壓入法來測(cè)定硬度，壓入法又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。壓入法硬度試驗(yàn)的主要特點(diǎn)是：(1) 試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)最軟(即最大切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大正應(yīng)力)，因而不管是塑性材料還是脆性材料均能發(fā)生塑性變形。(2) 金屬的硬度與強(qiáng)度指標(biāo)之間存在如下近似關(guān)系；6 =K HB式中：二b 材料的抗拉強(qiáng)度值；HB 布氏硬度值；K 系數(shù)。退火狀態(tài)的碳鋼K = 0.34 0.36合金調(diào)質(zhì)鋼K =0.330.35有色金屬合金K = 0.33 0.53(3) 硬度值對(duì)材料的耐磨性、疲勞強(qiáng)度等性能也有定性的參考價(jià)值

3、，通常硬度值高，這些性能也就好。在機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)機(jī)械性能的技術(shù)要求，往往只標(biāo)注硬度值， 其原因就在于此。(4) 硬度測(cè)定后由于僅在金屬外表局部體積內(nèi)產(chǎn)生很小壓痕，并不損壞零件，因而適合 于成品檢驗(yàn)。(5) 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作迅速方便。三、布氏硬度(HB)(一) 布氏硬度試驗(yàn)的根本原理布氏硬度試驗(yàn)是施加一定大小的載荷P，將直徑為 D的鋼球壓入被測(cè)金屬外表 (如圖1-1所示)保持一定時(shí)間，然后卸除載荷，根據(jù)鋼球在金屬外表上所壓出的凹痕面積F凹求出平均應(yīng)力值，以此作為硬度值的計(jì)量指標(biāo)，并用符號(hào)HB表示。原迅圖。)1口£的英蘇也1-1布氏硯EE試竝蔥理陽其計(jì)算公式如下：HB= P / F凹

4、(1 1)式中： HB 布氏硬度值；P 載荷(kgf)；( 1kgf=9.8N)根據(jù)壓痕面積和球面之比等于壓痕深度九和鋼球直徑之比的幾何關(guān)系，可知壓痕局部的球面積為：卩凹=i D h(1 2)式中：D鋼球直徑(mm)；h壓痕深度(mm)。由于測(cè)量壓痕直徑 d要比測(cè)定壓痕深度 h容易，故可將(1 2)式中h改換成d來表示，這可根據(jù)圖1-1(b)中二Oab的關(guān)系求出：2 2 2h =1(D D2 _d2)(1 3)2將式(1 2)和(1 3)代入式(1 1)即得：2PHB-Dh 二 D(D _ D2 -d2)(1 4)式中只有d是變數(shù)，故只需測(cè)出壓痕直徑d，根據(jù)D和P值就可計(jì)算出HB值。在實(shí)際測(cè)量

5、時(shí)，可由測(cè)出之壓痕直徑d直接查表得到 HB值。由于金屬材料有硬有軟，所測(cè)工件有厚有薄，假設(shè)只采用同一種載荷(如3000kgf)和鋼球直徑(如10mm)時(shí)，那么對(duì)硬的金屬適合，而對(duì)極軟的金屬就不適合，會(huì)發(fā)生整個(gè)鋼球陷入金 屬中的現(xiàn)象；假設(shè)對(duì)于厚的工件適合， 那么對(duì)于薄件會(huì)出現(xiàn)壓透的可能，所以在測(cè)定不同材料的布氏硬度值時(shí)就要求有不同的載荷P和鋼球直徑D。為了得到統(tǒng)一的、可以相互進(jìn)行比擬的數(shù)值，必須使P和D之間維持某一比值關(guān)系，以保證所得到的壓痕形狀的幾何相似關(guān)系， 其必要條件就是使壓入角:保持不變。<Pd 二 Dsin2(1 5)根據(jù)相似原理由圖1-1(b)中可知d和、的關(guān)系是:D .d十s

6、in或2 2 2-以此代入式(1 4)得：(1 6)表-1布氏硬度試驗(yàn)壩范材料試祥厚度C. mm JP鍋球直徑U t mm >靈何保持黑色金屬c如鋼的退火、正火、調(diào)質(zhì)狀態(tài)140 - 450>66-3<3301052.53000T501ST. 510黑色金屬< 14C>66-3<3101052.5100025062.510有色金雇及合金(如 洞、書洞、糕合金)36- 130>6&-3< 3101052 5100025062 530鋁合金及軸承合金8-35>66-3< 32.51052.51000&5015.6SOP式(1

7、 6)說明，當(dāng)值為常數(shù)時(shí)，為使 HB值相同， -也應(yīng)保持為一定值。因此對(duì)同D2一材料而言，不管采用何種大小的載荷和鋼球直徑，只要能滿足是一樣的。對(duì)不同材料來說，所得的HB值也是可以進(jìn)行比擬的。比值有30、10和2. 5三種，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)和適用范圍可參考表D2=常數(shù)，所得的HB值按照GB231-63規(guī)定,1-1。(二) 布氏硬度測(cè)定的技術(shù)要求1試樣外表必須平整光潔，以使壓痕邊緣清晰，保證準(zhǔn)確測(cè)量壓痕直徑d。2. 壓痕距離試樣邊緣應(yīng)大于 D (鋼球直徑)，兩壓痕之間距離應(yīng)不小于 D。3用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量壓痕直徑d時(shí)，應(yīng)從相互垂直的兩個(gè)方向上進(jìn)行，取其平均值。4.為了說明試驗(yàn)條件，可在HB值后標(biāo)注D/

8、P/T，如HB10/3000/10，即表示此硬度值是在D =10mm, P = 3000kgf , T =10秒的條件下得到的。(三 )布氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作1. HB -3000型布氏硬度試驗(yàn)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。其主要部件及作用如下:1 AMT:TftAj 4atB:(1) 機(jī)體與工作臺(tái)：硬度機(jī)有鑄鐵機(jī)體，在機(jī)體前臺(tái)面上安裝了絲杠座，其中裝有絲杠, 絲杠上裝立柱和工作臺(tái)，可上下移動(dòng)。(2) 杠桿機(jī)構(gòu)：杠桿系統(tǒng)通過電動(dòng)機(jī)可將載荷自動(dòng)加在試樣上。(3) 壓軸局部：用以保證工作時(shí)試樣與壓頭中心對(duì)準(zhǔn)。(4) 減速器局部：帶動(dòng)曲柄及曲柄連桿，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及反轉(zhuǎn)時(shí)，將載荷加到壓軸上或從 壓軸上

9、卸除。換向開關(guān)系統(tǒng)：是控制電機(jī)回轉(zhuǎn)方向的裝置，使加、卸載荷自動(dòng)進(jìn)行。2. 操作前的準(zhǔn)備工作：(1) 把根據(jù)表1 1選定的壓頭擦拭干凈，裝入主軸襯套中。按表1-1選定載荷，加上相應(yīng)的砝碼。(3) 安裝工作臺(tái)。當(dāng)試樣高度120mm肘應(yīng)將立柱安裝在升降螺桿上，然后裝好工作臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)。(4) 按表1-1確定持續(xù)時(shí)間T,然后將緊壓螺釘擰松，把圓盤上的時(shí)間定位器(紅色指示點(diǎn))轉(zhuǎn)到與持續(xù)時(shí)間相符的位置上。(5) 接通電源，翻開指示燈，證明通電正常。3 操作程序：(1) 將試樣放在工作臺(tái)上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使壓頭壓向試樣外表直至手輪對(duì)下面螺母 產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)為止。按動(dòng)加載按鈕，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)少即開始加載荷。此時(shí)因緊

10、壓螺釘已擰松，圓盤并不轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)紅色指示燈閃亮?xí)r，迅速擰緊緊壓螺釘，使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。到達(dá)所要求的持續(xù)時(shí)間后，轉(zhuǎn) 動(dòng)即自動(dòng)停止。(3)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪降下工作臺(tái)，取下試樣用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕直徑d值，以此值查表即得HB值。四、洛氏硬度(HR)(一) 洛氏硬度試驗(yàn)的根本原理洛氏硬度同布氏硬度一樣也屬壓入硬度法，但它不是測(cè)定壓痕面積；而是根據(jù)壓痕深度來確定硬度值指標(biāo)。其試驗(yàn)原理如圖1-3所示。圖Z 洛氏謹(jǐn)度試船塢理國(guó)洛氏硬度試驗(yàn)所用壓頭有兩種：一種是頂角為120的金剛石圓錐，另一種是直徑為11一 1 588mm或3 176mm的淬火鋼球。根據(jù)金屬材料軟硬程度不一，可選用不同的168壓頭和載荷配合使用，最常

11、用的是HRA、HRB和HRC。這三種洛氏硬度的壓頭、負(fù)荷及使用范圍列于表1-2。表1T 常用三種洛氏硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)壓頭kef QI)粳度值 有效范圍使用范國(guó)HRA金鋼石園錐論T00 ( 588.4 )適用于測(cè)呈硬質(zhì)合金 外表淬火或建碳層HRB1< 1/16* )絆火鋼球100( 980. 1 )20- 100HRB適用于測(cè)雖有色全 屬、退火r正火鋼等HKC金鋼石園120-150 C 1471.1 )20-70ffiC適用于測(cè)晝調(diào)崗鋼淬火鋼等洛氏硬度測(cè)定時(shí)，需要先后兩次施加載荷預(yù)載荷和主載荷，預(yù)加載荷的目的是使壓頭與試樣外表接觸良好，以保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。圖1-3中0-0位置為未加載荷時(shí)的

12、壓頭位置，1-1位置為加上10kgf預(yù)加載荷后的位置，此時(shí)壓入深度為h1，2-2位置為加上主載荷后的位置，此時(shí)壓入深度為 h2，h2包括由加載所引起的彈性變形和塑性變形，卸除主載荷后，由于彈性變形恢復(fù)而稍提高到3-3位置，此時(shí)壓頭的實(shí)際壓入深度為h3。洛氏硬度就是以主載荷所引起的剩余壓入深度 h = % -g 來表示。但這樣直接以壓入深度的大小表示硬度，將會(huì)出現(xiàn)硬的金屬硬度值小，而軟的金屬硬度值大的現(xiàn)象，這與布氏硬度所標(biāo)志的硬度值大小的概念相矛盾。為了與習(xí)慣上數(shù)值越大硬度越高的概念相一致，采用一常數(shù)K減去h3 - h1的差值表示硬度值。為簡(jiǎn)便起見又規(guī)定每0。002mm壓入深度作為一個(gè)硬度單位

13、即刻度盤上一小格。二測(cè)定洛氏硬度的技術(shù)要求1. 根據(jù)被測(cè)金屬材料的硬度上下，按表1-2選定壓頭和載荷。2. 試樣外表應(yīng)平整光潔，不得有氧化皮或油污以及明顯的加工痕跡。3. 試樣厚度應(yīng)不小于壓入深度的10倍。4. 兩相鄰壓痕及壓痕離試樣邊緣的距離均不應(yīng)小于3mm。5. 加載時(shí)力的作用線，必須垂直于試樣外表。三洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作1. H-100型杠桿式洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，其主要局部及作用如下:an 4氏磁試魚機(jī)結(jié)檜圖二還島瓷嚴(yán)那気卜圧知1注搭弘試樣甘；fl Mlfi 7-T 斗弾贄：B W®； 10杠肝；ia- w；撈一齒桿. 恥 檢圧沖瓣w摘tfi； M 朋；】

14、J冷溝鶴is-期帕1機(jī)體及工作臺(tái)：試驗(yàn)機(jī)有鞏固的鑄鐵機(jī)體，在機(jī)體前面安裝有不同形狀的工作臺(tái), 通過手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，借助螺桿的上下移動(dòng)而使工作臺(tái)上升或下降。2加載機(jī)構(gòu)：由加載杠桿橫桿及掛重架縱桿等組成，通過杠桿系統(tǒng)將載荷傳至壓頭 而壓入試樣，借扇形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可完成加載和卸載任務(wù)。3千分表指示盤：通過刻度盤指示各種不同的硬度值如圖1 一 5 所示。圖洛氏釀蟲播采虛2. 操作規(guī)程如下:1根據(jù)試樣預(yù)期硬度按表 1-2確定壓頭和載荷，并裝入試驗(yàn)機(jī)。2將符合要求的試樣放置在試樣臺(tái)上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使試樣與壓頭緩慢接觸，直至表盤小指針指到“0為止，此時(shí)即已預(yù)加載荷10kgf。然后將表盤大指針調(diào)整至零點(diǎn) HRA

15、、 HRC零點(diǎn)為0, HRB零點(diǎn)為30。此時(shí)壓頭位置即為圖 1-3中的1-1位置。3按動(dòng)按鈕，平穩(wěn)地加上主載荷。當(dāng)表盤中大指針反向旋轉(zhuǎn)假設(shè)干格并停止時(shí)，持續(xù)34秒此時(shí)壓頭位置為圖1-3中的2-2位置，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)搖柄，直至自鎖為止，即卸除主 載荷。此時(shí)大指針退回假設(shè)干格，這說明彈性變形得到恢復(fù)，指針?biāo)肝恢梅从沉藟汉鄣膶?shí)際 深度此時(shí)壓頭位置相當(dāng)于圖 1-3中的3-3位置。由表盤上可直接讀出洛氏硬度值，HRA、HRC讀外圈黑刻度，HRB讀內(nèi)圈紅刻度。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，取出試樣，測(cè)試完畢。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、用品及考前須知一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1 分成兩大組，分別進(jìn)行布氏和洛氏硬度試驗(yàn)，并相互輪換。2 在進(jìn)行試

16、驗(yàn)操作前必須事先閱讀并弄清布氏和洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)及注意事項(xiàng)。3. 按照規(guī)定的操作順序測(cè)定試樣的硬度值HRB和HRC。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料1. HB-3000型布氏硬度試驗(yàn)機(jī)；2. H-100型洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)；3. 試樣：20 10毫米45鋼和20鋼，退火及淬火狀態(tài)。三考前須知1、試樣兩端要平行，外表應(yīng)平整，假設(shè)有油污或氧化皮，可用砂紙打磨，以免影響測(cè)試。2、圓柱形試樣應(yīng)放在帶有“擴(kuò)型槽的工作臺(tái)上操作，以防試樣滾動(dòng)。3、加載時(shí)應(yīng)細(xì)心操作，以免損壞壓頭。4、加預(yù)載荷10kgf時(shí)假設(shè)發(fā)現(xiàn)阻力太大，應(yīng)停止加載，立即報(bào)告，檢查原因。5、測(cè)完硬度值，卸掉載荷后，必須使壓頭完全離開試樣后再取下試樣。6、金

17、剛鉆壓頭系貴重物件，質(zhì)硬而脆，使用時(shí)要小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)禁與試樣或其它物件碰撞。7、應(yīng)根據(jù)硬度試驗(yàn)機(jī)使用范圍，按規(guī)定合理選用不同的載荷和壓頭，超過使用范圍將不能獲得準(zhǔn)確的硬度值。四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1簡(jiǎn)述布氏和洛氏硬度試驗(yàn)原理。2.測(cè)定所給試樣的布氏硬度值HB，并填下表:逆目試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果鋼球直徑載荷F2F/D載荷停留平均值試驗(yàn)材料D (mm)(kgf)時(shí)間壓痕直徑硬度值及處理狀態(tài)(s)d(mm)HBS20鋼淬火45鋼退火3.測(cè)定所給試樣的洛氏硬度值 HRC，并填寫下表;工程試驗(yàn)材料、 及處理狀態(tài)測(cè)得硬度值壓頭總載荷Fkgf第一次第二次第三次平均硬度 值20鋼淬火金鋼石圓錐45鋼淬火金鋼石圓錐實(shí)驗(yàn)二 金

18、相試樣的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解制備金相試樣常用的設(shè)備、工具。2、初步掌握金相試樣的制備過程和方法。二、概述利用金相顯微鏡來研究金屬及其合金組織的方法叫做金相顯微分析法。 金相顯微 分析是研究金屬內(nèi)部組織最重要的方法之一。 用光學(xué)顯微鏡觀察和研究金屬內(nèi)部組織 的步驟，首先是制備所用試樣的外表，然后選用適宜的浸蝕劑浸蝕試樣的外表，并用 金相顯微鏡觀察和研究試樣外表組織。試樣外表比擬粗糙時(shí)， 由于對(duì)入射光產(chǎn)生漫反射， 無法用顯微鏡觀察其內(nèi)部組織。 因此要對(duì)試樣外表進(jìn)行加工，通常采用磨光和拋光的方法，從而得到光亮如鏡的試樣 外表。這個(gè)外表在顯微鏡下只能看到白亮的一片而看不到其組織細(xì)節(jié)，因此必須采用

19、適宜的浸蝕劑對(duì)試樣的外表進(jìn)行浸蝕，使試樣外表有選擇性地溶解掉某些局部如晶 界，從而呈現(xiàn)微小的凹凸不平，這些凹凸不平在光學(xué)顯微鏡的景深范圍內(nèi)可以顯示 出試樣內(nèi)組織的形貌、組成物的大小和分布。用來做金相顯微分析的試樣稱為金相顯微試樣。金相顯微試樣制備的好與壞，直 接影響到金相組織的觀察效果。如果制備的不好，會(huì)造成許多假像，也就不可能真實(shí) 地反映出金屬與合金的內(nèi)部組織，而會(huì)得出錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果。由此可見，金相顯微試 樣制備技術(shù)是金相檢驗(yàn)的最根本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一，因此，應(yīng)該了解和掌握金相試樣的 制備技術(shù)和對(duì)它的質(zhì)量要求。并且通過不斷地反復(fù)實(shí)踐，才能掌握和提高金相試樣的 制備技術(shù)。金相試樣的制備過程包括取樣

20、、磨制、拋光、浸蝕等幾個(gè)步驟。1. 取樣取樣的部位及磨面的選擇， 根據(jù)檢驗(yàn)金屬材料或零件的特點(diǎn)， 加工工藝及研 究目的進(jìn)行選擇，取其具有代表性的部位。 待確定好部位后，就可以把試樣截下， 試樣的尺寸通常采用直徑12 15mm高12 15mm的圓柱體或邊長(zhǎng)12 15mm的方形試樣。試樣的截取方法視材料的性質(zhì)不同而異，軟的金屬可用手鋸或鋸床切割，硬而脆的材料如白口鑄鐵那么可用錘擊打下，對(duì)極硬的材料如淬火鋼那么可 采用砂輪片切割或電脈沖加工。但不管用哪種方法取樣，都應(yīng)防止試樣受熱或變 形從而引起金屬組織變化，為防止受熱，必要時(shí)應(yīng)隨時(shí)用冷水冷卻試樣。試樣的尺寸一般不要過大，應(yīng)便于握持和易于磨制。對(duì)形狀

21、特殊或尺寸較小 不易握持的試樣，或?yàn)榱嗽嚇硬话l(fā)生倒角。可采用的鑲嵌或機(jī)械裝夾法。鑲嵌法是將試樣鑲在鑲嵌材料中見圖 2-1，目前使用的鑲嵌材料有熱固性塑料 如膠木粉及熱塑性材料聚乙烯聚合樹脂等，還可將試樣放在金屬圈內(nèi)， 然后注入低熔點(diǎn)物質(zhì)，如硫磺、松香、低熔點(diǎn)合金等。圖2-1金相試樣的鑲嵌方法ab機(jī)械鑲嵌；c低熔點(diǎn)合金鑲嵌；d塑料鑲嵌2.磨制磨制分為粗磨和細(xì)磨。粗磨可使用砂輪機(jī)或銼刀銼平，目的是為了將試樣修 整成平面。細(xì)磨分手工和機(jī)械磨制在予磨機(jī)上磨制，目的是消除粗磨留下的 磨痕，為拋光作好準(zhǔn)備。 細(xì)磨的目的是獲得平整光滑的磨面。細(xì)磨光的操作方法如 下： 將砂紙放在玻璃板上，左手按住砂紙，右手緊

22、握試樣，并使磨面朝下，均勻 用力向前推行磨制。在回程時(shí)，應(yīng)提起試樣不與砂紙接觸，以保證磨面平整而不產(chǎn)生 弧度。 細(xì)磨的砂紙從粗到細(xì)有許多號(hào)，先從最粗的80 #砂紙開始磨制，砂紙開始磨 制，再經(jīng)過 140#、280#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#終止。當(dāng)前一號(hào)磨好后,必須將試樣磨面、手及玻璃板擦凈，再進(jìn)行下一道砂紙的磨制。并且每當(dāng)換一號(hào)砂紙時(shí)，磨光方向都要轉(zhuǎn)90°。 細(xì)磨光結(jié)束后，必須用水將試樣、手清冼干凈，以免砂粒帶到拋光盤上影響拋光質(zhì)量。有色金屬應(yīng)在金相砂紙上制備，用汽油、機(jī)油或肥皂水等作潤(rùn)滑劑。3. 拋光拋光的目的在于去除細(xì)磨時(shí)磨面上遺留下來的細(xì)

23、微磨痕和變形層， 以獲得光 滑的鏡面。常用的拋光方法有機(jī)械拋光，電解拋光和化學(xué)拋光三種，其中以機(jī)械 拋光應(yīng)用最廣。機(jī)械拋光是在專用的拋光機(jī)上進(jìn)行。拋光機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)和拋光圓盤©200300mm組成，拋光盤轉(zhuǎn)速為200600轉(zhuǎn)/分。拋光盤上鋪以細(xì)帆布、呢絨、 絲綢等，拋光時(shí)在拋光盤上不斷滴注拋光液。拋光液通常采用Al2Q、MgO或CwQ 等細(xì)粉末粒度約為0H：在水中的懸浮液Al 2O3機(jī)械拋光是靠極細(xì)的拋光 粉對(duì)磨面的機(jī)械作用消除磨痕而使其成為光滑的鏡面。4. 浸蝕拋光后的試樣在顯微鏡下僅能看到某些非金屬夾雜物、 石墨、孔洞和裂紋等。 無法區(qū)分出各種組成物及其形態(tài)特征。 必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)?/p>

24、浸蝕，才能使顯微組織正 確地顯示出來。目前，最常用的浸蝕方法是化學(xué)浸蝕法。化學(xué)浸蝕常用的化學(xué)試劑有硝酸、鹽酸、苦味酸、過氧酸銨等，根據(jù)材料的 不同來選擇浸蝕劑配方。鋼鐵材料常用 4%勺硝酸酒精溶液進(jìn)行浸蝕。試樣浸蝕 前用酒精棉擦凈，浸蝕方法可采用浸入法或擦試法，浸蝕時(shí)間一般為試樣外表發(fā) 暗即可。浸蝕后立即用水沖洗 ，酒精擦洗，吹干后在顯微鏡下進(jìn)行觀察。金屬材料常用的浸蝕劑見表2-1。表2-1金屬材料常用的浸蝕劑浸蝕劑名稱成分浸蝕條件使用范圍A.鋼鐵材料常用的浸蝕劑硝酸酒硝酸15ml硝酸含量增加時(shí)，浸適用于顯示碳鋼及合金結(jié)精溶液酒精100ml蝕速度增加。浸蝕時(shí)間從數(shù)秒至 60s構(gòu)鋼經(jīng)不同熱處理的

25、組織。顯示鐵素體晶界特別清晰能顯示碳鋼、低合金鋼的各種熱處理組織，特別是苦味酸苦味酸4g有時(shí)可用較淡溶液浸顯示細(xì)珠光體和碳化物。酒精溶液酒精100ml蝕數(shù)秒至數(shù)分種顯示鐵素體晶界效果那么不如硝酸酒精溶液鹽酸10ml顯示咼速鋼淬火及回火后混合酸硝酸3ml浸蝕210min鋼的奧氏體晶粒，顯示回酒精溶液酒精100ml火馬氏體組織鹽酸相對(duì)密度 1.193試樣浸入試劑內(nèi)數(shù)顯示各類高合金鋼組織，份次，每次23s，并用于Cr - Ni不銹鋼的組王水溶液硝酸相對(duì)密度1.421拋光、用水和酒精沖織顯示、晶界、碳化物析份洗出物特別清晰B.有色金屬材料常用的浸蝕劑FeCls HCl H 2O顯示黃銅、青銅的晶界，(

26、g) (ml) (ml)先擦拭，再浸入試劑氯化鐵、(a) 1 20 100中使二相黃銅中的B相發(fā)鹽酸溶液(b) 5 10 1001 2min暗，鑄造青銅枝晶組織圖象清晰(c)25 25 100氫氟酸HF (濃)0.5ml用棉花沾上試劑擦拭或顯示鋁合金的一般顯微水溶液H2O99.5ml10 20s組織HF (濃)10ml此液作粗視浸蝕用；濃混合HCl (濃)15ml假設(shè)用作顯微組織，那么是顯示軸承合金粗視組織酸溶液HNO (濃)25 ml可用水按9:1沖淡后和顯微組織的最正確浸蝕劑H2O50 ml作為浸蝕劑用、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品1. 不同粗細(xì)的金相砂紙一套，玻璃板、拋光液、酒精浸蝕劑4%的硝酸酒精溶

27、液；2. 拋光機(jī)、拋光絨布、帆布；3. 待制備的金相試樣等。四、實(shí)驗(yàn)要求1. 每人制備一塊45鋼或T8鋼或T12鋼根本合格的試樣。2. 利用金相顯微鏡觀察自己制備好的試樣，并結(jié)合金相顯微鏡組織照片搞清該 試樣為何種組織。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 簡(jiǎn)述金相顯微試樣的制備過程。2. 寫出在實(shí)驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的問題和體會(huì)。實(shí)驗(yàn)三金相顯微鏡的構(gòu)造、使用、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解普通金相顯微鏡的成像原理。2. 熟悉普通金相顯微鏡的構(gòu)造和主要部件的作用3. 掌握金相顯微鏡的使用方法。概述研究金相顯微組織的光學(xué)顯微鏡稱為金相顯微鏡。金相顯微鏡不同于生物顯微鏡。生物顯微鏡是利用透視光來觀察透明的物體；金相顯微鏡那么利用反射光

28、將不透明物體放大后進(jìn)行觀察或攝影。 金相顯微鏡可分為臺(tái)式、立式和臥式三大類，構(gòu)造由光學(xué)系 統(tǒng)、照明系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三大局部組成。有的顯微鏡還附有攝影裝置。現(xiàn)以本室 使用的4X型臺(tái)式金相顯微鏡為例加以說明。1. 光學(xué)系統(tǒng)4X型金相顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)如圖3-1所示。由燈泡1發(fā)出的光線經(jīng)聚光透 鏡組2及反光鏡8聚集到孔徑欄9,再經(jīng)過聚光鏡3聚集到物鏡的后焦面，最后 通過物鏡平行照射到試樣7的外表。從試樣反射回來的光線復(fù)經(jīng)物鏡組 6和輔助 透鏡5，由半反射鏡4轉(zhuǎn)向，經(jīng)過輔助透鏡以及棱鏡造成一個(gè)被觀察物體的倒立 的放大實(shí)象。該象再經(jīng)過目鏡15的放大，就成為在目鏡視物中能看到的放大映 象。1*燈泡蠱一聚光憤紐

29、5亠輔助進(jìn)鋪 &一鞫慎給丁一試樣9一孔艷光世 苗一探場(chǎng)光世】"知1£-圖3-1 4X型金相顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)2. 照明系統(tǒng)在金相顯微鏡的底坐內(nèi)裝有一低壓68V 15W燈泡作為光源，由變壓器 降壓供電，靠調(diào)節(jié)次級(jí)電壓68V來改變燈光的亮度。聚光鏡，孔徑光欄及反 光鏡等裝置均安裝在圓形底座上，視場(chǎng)光欄及另一聚光鏡那么安在支架上。它們組 成顯微鏡的照明系統(tǒng)，使試樣外表得到充分、均勻的照明。3. 機(jī)械系統(tǒng)顯微鏡調(diào)焦裝置：在顯微鏡體的兩側(cè)有粗動(dòng)和微動(dòng)調(diào)焦手輪，兩者在同一部位。隨粗調(diào)手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，支承載物臺(tái)的彎臂作上下運(yùn)動(dòng)。在粗調(diào)手輪的一側(cè)有制 動(dòng)裝置，用以固定調(diào)焦正確后載物臺(tái)的位置。 微調(diào)手輪使顯微鏡本體沿著滑軌緩 慢移動(dòng)。在右側(cè)手輪上刻有分度格，每一格表示物鏡座上下微動(dòng)0.002mm載物臺(tái)樣品臺(tái)：用于放置金相試樣，載物臺(tái)和下面托盤之間有導(dǎo)架，轉(zhuǎn) 動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，可使載物臺(tái)在水平面上作一定范圍的十字定向移動(dòng)，以改變?cè)嚇拥挠^察位置。孔徑光欄和視物光欄：孔徑光欄裝在照明反射鏡座上面，調(diào)整孔徑光欄能夠控制入射光束的粗細(xì)，以保證物象到達(dá)清晰的程度。視物光欄設(shè)在物鏡支架下面, 其作用是控制視場(chǎng)范圍，使目鏡中視物明亮而無陰影，在刻有直紋的套圈上還有 兩個(gè)調(diào)節(jié)螺釘，用來調(diào)整光欄中心。物鏡轉(zhuǎn)換器：轉(zhuǎn)換器呈球面狀，上有三個(gè)螺孔，可