1、工程材料及熱加工基礎實驗指導學生實驗守則1. 實驗前認真做好預習，明確本次實驗的目的，了解實驗內容、步驟及注意事項。2. 實驗不遲到，無故遲到三次者實驗成績記為不及格。病假、事假需有醫生或班主任證明，無故曠課者，該次成績記以零分。3. 實驗時必須聽從輔導教師及實驗工作人員的指導，嚴格遵守設備操作，注意人身安全及設備安全，不得隨意動用與本次實驗無關的設備儀器，不準打鬧。4. 損壞設備、儀器根據情節輕重按學校規定須進行全部或部分賠償。5. 實驗完畢，整理好儀器、設備，清理桌面及場地。6. 認真做好實驗報告，按時上交。實驗一 碳鋼及鑄鐵平織一、 實驗的目的1. 觀察識別碳鋼及白口平衡狀態下的顯微組織

2、。2. 了解含碳量對鋼組織的影響。3. 了解金相顯微鏡的構造及使用方法。二、 實驗基本原理從鐵碳合金狀態圖可知，含碳量小于0.01%的鐵碳合金稱為工業純鐵，含碳量小于2.11%（大于0.01%）的鐵碳合金稱為鋼；含碳量大于2.11%（小于6.69%）的鐵碳合金稱為鑄鐵。碳鋼的顯微鏡組織因其成份，熱處理工藝不同而有很大的差別。本次實驗只研究鐵碳合金在平衡狀態下的顯微組織，即在極緩慢冷卻條件下（按鐵碳相圖變化）得到的組織，不同的組織對酸的耐蝕性不同,將熱處理后的各試樣制成金相試樣,再將金相用4%的硝酸酒精進行腐蝕,使不同相得到不同腐蝕深度,并用金相顯微鏡對試樣表面進行觀察,判定各試樣的組織。三、主

3、要儀器設備及耗材金相顯微鏡、各種金相試樣。四、實驗內容同學分為三人一組，每組使用一臺顯微鏡，仔細觀察下列碳鋼及鑄鐵組織，顯微鏡的放大倍數為450。序號*A1A2*A3A4*A5B1B2B3牌號工業純鐵2045T8T12白口鐵白口鐵白口鐵含碳量%<0.010.200.450.81.23.54.05.0狀態退火退火退火退火退火鑄態鑄態鑄態五、實驗步驟1. 插上金相顯微鏡電源；2. 對金相顯微鏡的光學系統進行調試；3. 將金相試樣放到顯微鏡的載物臺上；4. 對金相顯微鏡進行粗調；5. 對金相顯微鏡進行細調；6. 記錄試樣的成分，觀察試樣的金相組織，并繪制示意圖。六、 實驗報告要求1. 簡述實驗

4、目的和內容。2. 繪出帶*號的試樣的顯微組織示意圖，并用箭頭和符號指示圖中的各種組織，圖下指明牌號、處理方法、腐蝕劑、放大倍數及組織名稱。3. 分析含碳量對碳鋼組織的影響。實驗二 碳鋼的表面淬火操作一、 實驗目的1. 熟悉感應加熱表面淬火的過程及工藝；2. 了解感應加熱淬火對材料表面及芯部性能的影響；二、 實驗基本原理表面淬火：是通過對鋼材表面淬火，從而使表面獲得馬氏體，而芯部仍保持處理前的組織，使零件的表面硬度增加、耐磨性提高，芯部保持原有的性能，表面淬火的加熱方法很多，本實驗采用表面感應加熱淬火，其原理是利用電磁感應效應在鋼材表面產生感應電流，對零件的表面進行加熱，達到淬火所需的加熱溫度，

5、完成對零件表面的淬火。三、 主要儀器設備及耗材感應加熱爐、淬火介質、淬火工具、硬度計、45#圓鋼、砂紙。四、 實驗內容1. 對45鋼試樣進行高頻感應加熱表面淬火實驗。2. 測定表面淬火后試樣端面上靠近圓心處及圓周上的硬度值。五、 實驗步驟1、 選擇表面淬火的試樣；2、 對表面淬火試樣進行裝夾；3、 對試樣表面進行感應加熱及淬火；4、 將水擦干并用砂紙將試樣兩底面磨平及圓周面磨光；5、 在硬度計上對端面上靠近圓心處及圓周上各測三個硬度值并將硬度的平均值記錄到分組表中。6、 對數據進行分析（方差分析及硬度值的分布分析）六、實驗報告要求1、 簡述實驗的目的、方法、步驟。2、 將測得的硬度值記錄到分組

6、表中。3、 繪制硬度的分布曲線。實驗序號123456789平均值均方差表面硬度心部硬度硬度的分布曲線（其中縱坐標為頻率，橫坐標為硬度值）實驗三 碳鋼的熱處理操作一、 實驗目的：1、 熟悉45號鋼的熱處理操作過程。2、 熟悉硬度計的使用方法及硬度的測試原理。3、 了解加熱溫度及冷卻速度對熱處理后的性能影響。4、 了解回火溫度對淬火組織性能的影響。二、 實驗基本原理基本原理主要有兩點：1、奧氏體化后的鋼件，經不同冷卻速度冷卻后將獲得不同的組織，在宏觀上將表現出不同機械性能，通過對宏觀性能的測定，判斷其內部組織的不同。2、淬火后的鋼件，經不同溫度回火后將獲得不同的組織，在宏觀上將表現出不同機械性能，

7、通過對宏觀性能的測定，判斷其內部組織的不同。三、 主要儀器設備及耗材箱式電阻爐、淬火介質、淬火工具、硬度計、45#圓鋼、砂紙。四、 實驗內容1. 將45號鋼加熱到840分別在水中、油中、空氣中冷卻后測定硬度，以此可以了解鋼奧氏體化后用不同冷卻介質對45號硬度影響。2. 將45號鋼加熱到840后并在水中冷卻后分別經過200、400及600的回火后測定硬度，以此可以了解45號鋼奧氏體化后同樣的介質淬火后不同溫度的回火對于45號鋼硬度的影響。五、 實驗步驟1、 根據分組情況，選好淬火試樣；2、 根據分組情況將試樣放入840的箱式爐中；3、 開箱式爐開關進行升溫；4、 升到相應溫度進行計時，并保溫20

8、分鐘；5、 到溫后，進行水冷；6、 冷到室溫后，將水擦干并用砂紙將試樣兩底面磨平；上硬度計測三個硬度值并硬度的平均值記錄到分組表中六、 實驗報告要求：1. 簡述實驗的目的、方法、步驟。2. 將實驗結果列在下列表中。3. 對實驗結果進行分析和數據處理。i. 分析45號鋼加熱840后不同介質冷卻后的實驗結果，并說明原因。ii. 分析45號鋼奧氏體化后同樣的介質淬火后不同溫度的回火的實驗結果，并說明原因。加熱溫度保溫時間（分鐘）冷卻介質回火溫度硬度84020水20油20空氣20水20020水40020水600南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號： 專業班級：實驗類型： 驗證 綜合 設計 創新 實驗日期

9、： 實驗成績：一、實驗項目名稱 碳鋼及鑄鐵平衡組織觀察二、實驗目的三、實驗基本原理四、主要儀器設備及耗材五、實驗步驟六、實驗數據及處理結果七、參考資料南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號： 專業班級：實驗類型： 驗證 綜合 設計 創新 實驗日期： 實驗成績：一、實驗項目名稱:碳鋼的表面淬火操作二、實驗目的三、實驗基本原理四、主要儀器設備及耗材五、實驗步驟六、實驗數據及處理結果實驗序號123456789平均值均方差表面硬度心部硬度硬度的分布曲線（其中縱坐標為頻率，橫坐標為硬度值）七、參考資料南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號： 專業班級：實驗類型： 驗證 綜合 設計 創新 實驗日期： 實驗成績：一

10、、實驗項目名稱：碳鋼的熱處理操作二、實驗目的三、實驗基本原理四、主要儀器設備及耗材五、實驗步驟六、實驗數據及處理結果加熱溫度保溫時間冷卻介質回火溫度硬度84020水20油20空氣20水20020水40020水600七、參考資料附錄:金相顯微鏡的基本原理、構造及使用一、 金相顯微鏡的基本原理研究金屬及合金內部組織的光學顯微鏡稱為金相顯微鏡。 凸透鏡可以將物體放大成像，但單個透鏡或一組透鏡構成的放大鏡放大倍數有限。若利用另一組透鏡將第一次放大的像再次放大，就可以獲得更高的放大倍數。金相顯微鏡 正是根據這一原理設計的，其放大成像原理如圖1-1所示。圖1-1在金相顯微鏡中裝有兩組放大透鏡，靠近物體的一

11、組透鏡稱為物鏡，靠近眼睛的一組稱為目鏡，被觀察的物體AB置于物鏡的前焦點F1稍遠的位置，由物體反射的光線穿過物鏡，經物鏡折射后獲得一個放大的倒立實像A1B1，它正好位于目鏡的前焦點F2以內，因而目鏡以將其再次放大成倒立的虛像A2B2，這就是我們在顯微鏡下觀察到的經過兩次放大后的物像。二、 金相顯微鏡的性能 衡量顯微鏡性能指標，主要有放大倍數、分辨率、景深等幾個方面。1. 放大倍數M ： 指物鏡放大倍數M1和目鏡放大倍數M2的乘積。M=M1×M2 2. 分辨率d： 反映顯微鏡對于試樣上最細微組織所獲得清晰分辨試樣上兩點間最小距離映像的能力，它是顯微鏡的一個重要性能。d=/2A式中： 入

12、射光線的波長； A物鏡的數值孔徑； 3. 景深 即顯微鏡垂直分辨率，是指顯微鏡對于高低不平的物體能清晰成像的能力。三、 金相顯微鏡的構造和使用方法1）金相顯微鏡金相顯微鏡的種類和形式很多，主要有臺式、立式和臥式三大類。但它的基本構造都基本相同，通常由光學系統、照明系統和機械系統三大系統組成。有些顯微鏡還備有攝影裝置、偏振光附件等，以擴大顯微鏡的功用。現以本室使用的4X型臺式金相顯微鏡為例加以說明。1. 光學系統圖1-2金相顯微鏡的光學系統4X型金相顯微鏡的光學系統（圖1-2）由燈泡1發出的光線經聚光透鏡組2及反光鏡8聚集到孔徑欄9，再經過聚光鏡3聚集到物鏡的后焦面，最后通過物鏡平行照射到試樣7

13、的表面。從試樣反射回來的光線復經物鏡組6和輔助透鏡5，由半反射鏡4轉向，經過輔助透鏡以及棱鏡造成一個被觀察物體的倒立的放大實象。該象再經過目鏡15的放大，就成為在目鏡視物中能看到的放大映象。圖1-3金相顯微鏡的結構2. 照明系統在金相顯微鏡的底坐內裝有一低壓（68V、15W）燈泡作為光源，由變壓器降壓供電，靠調節次級電壓（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，視場光欄及另一聚光鏡則安在支架上。它們組成顯微鏡的照明系統，使試樣表面得到充分、均勻的照明（圖1-3)。3. 機械系統顯微鏡調焦裝置：在顯微鏡體的兩側有粗動6和微動5調焦手輪，兩者在同一部位。隨粗調手

14、輪的轉動，支承載物臺1的彎臂作上下運動。在粗調手輪的一側有制動裝置，用以固定調焦正確后載物臺的位置。微調手輪使顯微鏡本體沿著滑軌緩慢移動。在右側手輪上刻有分度格，每一格表示物鏡座上下微動0.002mm。與刻度盤同側的齒輪箱上刻有二條白線，用以指示微動升降范圍，當旋到極限位置時，微動手輪就自動被限制住，此時，不能再繼續旋轉而應倒轉回來使用。載物臺（樣品臺）：用于放置金相試樣，載物臺和下面托盤之間有導架，用手推動，可使載物臺在水平面上作一定范圍的十字定向移動，以改變試樣的觀察位置。孔徑光欄15和視物光欄14：孔徑光欄裝在照明反射鏡座上面，調整孔徑光欄能夠控制入射光束的粗細，以保證物象達到清晰的程度。視物光欄設在物鏡支架下面，其作用是控制視場范圍，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調節螺釘，用來調整光欄中心。物鏡轉換器3：轉換器呈球面狀，上有三個螺孔，可安裝不同放大倍數的物鏡，旋動轉換器可使各物鏡鏡頭進入光路，與不同的目鏡搭配使用，可獲得各種放大倍數。目鏡筒11：目鏡筒呈45°傾斜安裝在有棱鏡的半球形座上，還可將目鏡轉向90°，呈水平狀態以配合照相裝置進行攝影。2）金相顯微鏡的使用方法及注意事項