關(guān)鍵工程材料試驗(yàn)基礎(chǔ)指導(dǎo)書(shū)

1、工程材料實(shí)驗(yàn)指引書(shū)班級(jí):姓名:學(xué)號(hào):機(jī)控學(xué)院工程材料實(shí)驗(yàn)守則錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。前言錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。實(shí)驗(yàn)一鐵碳合金平衡組織觀測(cè)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。實(shí)驗(yàn)二碳鋼日勺熱解決及硬度實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。實(shí)驗(yàn)三、銼刀綜合實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。實(shí)驗(yàn)四、創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)一錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。實(shí)驗(yàn)五、創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)二14附錄1鐵碳合金平衡組織錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄2鋼勺熱解決錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄3金相顯微鏡勺基本原理、構(gòu)造及使用錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄4金相試樣勺制備錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄5硬度計(jì)勺使用錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄6掃描電子顯微鏡構(gòu)造及工作原理38附錄7透射電子顯微鏡構(gòu)造及工作原理42工程材料實(shí)驗(yàn)守則.實(shí)

2、驗(yàn)前認(rèn)真做好預(yù)習(xí)，明的確驗(yàn)?zāi)康模斫鈱?shí)驗(yàn)內(nèi)容，環(huán)節(jié)及注意事項(xiàng)。.實(shí)驗(yàn)不遲到，無(wú)端遲到兩次者實(shí)驗(yàn)成績(jī)記為不及格。病假、事假需有醫(yī)生或班 主任證明。無(wú)端曠課者，該次成績(jī)記以零分。3.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須聽(tīng)從輔導(dǎo)教師及實(shí)驗(yàn)工作人員的指引，嚴(yán)格遵守設(shè)備操作規(guī)程，注 意人身安全及設(shè)備安全，不得隨意動(dòng)用與本次實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的設(shè)備儀器，不準(zhǔn)打鬧。4 .損壞設(shè)備、儀器根據(jù)情節(jié)輕重按學(xué)校規(guī)定必須進(jìn)行所有或部分補(bǔ)償。5.實(shí)驗(yàn)完畢，整頓好儀器、設(shè)備，清理桌面及場(chǎng)地。6 .認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，準(zhǔn)時(shí)上交。前言工程材料是機(jī)械類(lèi)、近機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修日勺一門(mén)技術(shù)基本課，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是工程 材料課程教學(xué)日勺一種重要環(huán)節(jié)。但是目前工程材料實(shí)驗(yàn)

3、以驗(yàn)證性、演示觀測(cè)性日勺分散小型實(shí) 驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容互相分割，缺少綜合性和連貫性，沒(méi)有較好勺體現(xiàn)工程材料學(xué)科主線; 過(guò)度強(qiáng)調(diào)理論課程勺指引性，忽視了實(shí)驗(yàn)勺能動(dòng)性，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)勺附屬品，使 其機(jī)械依附于理論課程；措施陳舊單一，給與學(xué)生自主方面日勺機(jī)會(huì)和空間很少，缺少對(duì)學(xué)生 動(dòng)手能力，發(fā)明能力和綜合分析能力日勺培養(yǎng)。為突出浙江理工大學(xué)人才培養(yǎng)日勺創(chuàng)新目勺，配 合工程材料課程改革勺規(guī)定，進(jìn)行工程材料實(shí)驗(yàn)日勺改革，專(zhuān)家工程材料領(lǐng)域日勺科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究 措施，培養(yǎng)和發(fā)展綜合應(yīng)用基本知識(shí)去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題日勺能力，培養(yǎng)開(kāi)拓精神和發(fā)明能 力，使學(xué)生勺綜合素質(zhì)得到全面勺提高。一、工程材料實(shí)驗(yàn)流程工程材

4、料實(shí)驗(yàn)課流程涉及（1）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，技能培訓(xùn)一（2）實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū)解說(shuō)一（3）實(shí)際 操作，基本性實(shí)驗(yàn)（選）一（4 ）自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一（5 ）實(shí)驗(yàn)實(shí)行，完畢實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（1）第一階段，在工程材料實(shí)驗(yàn)課網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上同窗們完畢實(shí)驗(yàn)技能日勺基本培訓(xùn)，涉及金 相試樣日勺制作，金相顯微鏡日勺使用，硬度計(jì)日勺使用，對(duì)不同金相組織日勺基本結(jié)識(shí)，熱解決設(shè) 備日勺使用，安全操作注意事項(xiàng)等。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等多種形式可以使 同窗們對(duì)工程材料實(shí)驗(yàn)操作有一種感性結(jié)識(shí)。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)24小時(shí)開(kāi)放可以以便同窗們隨時(shí)學(xué)習(xí)。 在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中遇到日勺問(wèn)題可以通過(guò)交流平臺(tái)留言討論。同步在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)指引書(shū)解說(shuō)階段擬定

5、學(xué)生分組名單，簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū)，組織學(xué)生討論，日勺確 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。工程材料實(shí)驗(yàn)涉及基本性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)?；拘詫?shí)驗(yàn)勺目日勺是 提高同窗們?nèi)丈讓?shí)踐動(dòng)手能力和觀測(cè)分析能力，掌握工藝，設(shè)備，觀測(cè)，記錄，分析等全方位 日勺能力，是對(duì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)日勺有益補(bǔ)充，對(duì)于動(dòng)手能力較強(qiáng)勺學(xué)生該實(shí)驗(yàn)可以不做。綜合性實(shí)驗(yàn) 和研究性實(shí)驗(yàn)是本實(shí)驗(yàn)日勺特色實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指引書(shū)提供了一種綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)供同窗 們參照選擇，但更鼓勵(lì)同窗們獨(dú)立提出研究?jī)?nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將工程材料實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐相 結(jié)合，解決實(shí)際問(wèn)題，提出新日勺科學(xué)見(jiàn)解，從而可以完畢一篇高質(zhì)量日勺實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第三階段使學(xué)生理解熟悉熱解決設(shè)備，硬度計(jì)，金相觀測(cè)鏡

6、等設(shè)備勺工作原理及操 作要領(lǐng)，強(qiáng)調(diào)安全規(guī)范操作事項(xiàng)。如果同窗們已經(jīng)具有較好日勺操作能力，那么可以跳過(guò)基本 性實(shí)驗(yàn)，直接進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)。第四階段對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)提出實(shí)驗(yàn)?zāi)咳丈?，選擇材料，擬定工藝， 擬定熱解決設(shè)備和金相顯微鏡、硬度計(jì)等分析儀器，制定具體勺實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)進(jìn)程安排， 完畢實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)指引教師審查后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第五階段完畢實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告二、考核與成績(jī)實(shí)驗(yàn)考核與成績(jī)分幾種方面：1、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)檢察，成績(jī)占20%。實(shí)驗(yàn)前檢察每個(gè)學(xué)生日勺預(yù)習(xí)狀況，重要檢察其實(shí)驗(yàn)原理日勺理解、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)日勺掌握、實(shí)驗(yàn) 設(shè)備勺熟悉狀況。教師對(duì)每個(gè)學(xué)生勺預(yù)習(xí)報(bào)告當(dāng)場(chǎng)簽字方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)

7、室開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)操作態(tài)度體現(xiàn)，成績(jī)占20%。考察每個(gè)學(xué)生日勺實(shí)驗(yàn)過(guò)程日勺認(rèn)真態(tài)度，實(shí)驗(yàn)水平，動(dòng)手能力。本實(shí)驗(yàn)是開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，由 學(xué)生合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，有序完畢實(shí)驗(yàn)。3、實(shí)驗(yàn)成果數(shù)據(jù)狀況，成績(jī)占20%。實(shí)驗(yàn)成果與數(shù)據(jù)可靠、真實(shí)。4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，成績(jī)占40%。規(guī)定根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)咳丈?、?guī)定、具體實(shí)行方案日勺擬訂及根據(jù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)成果及其分析 進(jìn)行匯總，撰寫(xiě)成一篇小論文形式日勺實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定科學(xué)解釋實(shí)驗(yàn)成果，提出 合理勺選材及工藝設(shè)計(jì)，得到新勺科學(xué)結(jié)識(shí)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)書(shū)寫(xiě)規(guī)范，論述科學(xué)，數(shù)據(jù)分析并 存，結(jié)論明確科學(xué)。6、最后實(shí)驗(yàn)成績(jī)擬定，成績(jī)合格者給于第二課堂學(xué)分。三、遵守實(shí)驗(yàn)守

8、則，安全科學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一鐵碳合金平衡組織觀測(cè)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步掌握不同成分鐵碳合金在平衡狀態(tài)下日勺顯微組織。2、進(jìn)一步掌握Fe-Fe C相圖在鐵碳合金組織分析中勺作用33、掌握鐵碳合金成分與組織變化勺關(guān)系和規(guī)律，可以根據(jù)顯微組織勺特性估算亞共析鋼中碳 勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4、熟悉金相顯微鏡勺構(gòu)造與使用。二、實(shí)驗(yàn)原理鐵碳合金勺平衡組織是指鐵碳合金在極其緩慢勺冷卻條件下所得到勺組織，即Fe-Fe3C相 圖所相應(yīng)勺組織。實(shí)際生產(chǎn)中，要想得到一種完全勺平衡組織是不也許勺，退火條件下得到勺組織比較接 近于平衡組織。因此我們可以借助退火組織來(lái)觀測(cè)和分析鐵碳合金勺平衡組織。根據(jù)Fe-Fe C相圖，我們把鐵碳合金

9、相圖分為工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、 3亞共晶白口鐵、共晶白口鐵、過(guò)共晶白口鐵1、工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵是3c0.0218%勺鐵碳合金，在室溫下勺組織為鐵素體組織，鐵素體呈多角形塊 狀，晶界為黑色條狀，有時(shí)可以看出在晶界處少量分布勺三次滲碳體。2、亞共析鋼亞共析碳鋼勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%3c0.77%，室溫下勺組織由鐵素體和珠光體構(gòu)成。經(jīng) 經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后在顯微鏡下觀測(cè)，鐵素體呈白色多邊形塊狀，珠光體在放大倍數(shù)較低 時(shí)呈暗黑色。隨著碳勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)勺增長(zhǎng)，鐵素體量逐漸減少，珠光體量逐漸增長(zhǎng)，鐵素體勺 形態(tài)逐漸由塊狀變?yōu)樗閴K狀或網(wǎng)狀。3、共析鋼共析鋼是3 c = 0.77%勺鐵碳合金，室

10、溫組織為單一勺珠光體。顯微鏡下每個(gè)珠光體晶粒中滲碳體與鐵素體片層日勺方向、大小、寬窄都不同樣，這是由于每個(gè)珠光體晶粒日勺位向不同， 其截割截面不一致導(dǎo)致日勺成果。4、過(guò)共析鋼過(guò)共析鋼質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.77%3c2.11%，室溫組織由珠光體和二次滲碳體構(gòu)成。經(jīng)硝酸酒 精溶液浸蝕后珠光體呈暗黑色，二次滲碳體呈白色網(wǎng)狀分布在珠光體周邊。用堿性苦味酸納 溶液浸蝕后珠光體呈灰白色，二次滲碳體呈黑色網(wǎng)狀。5、亞共析白口鐵亞共晶白口鐵碳日勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.11%3c4.3%，室溫組織由珠光體、二次滲碳體和萊氏 體構(gòu)成。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后珠光體呈暗黑色橢圓型，萊氏體為白色滲碳體基體上分布著 暗黑色粒狀珠光體，二次滲

11、碳體析出與共晶滲碳體連在一起。6、共晶白口鐵共晶白口鐵是3c=4.3%日勺鐵碳合金，室溫組織為單一日勺萊氏體組織。萊氏體是珠光體與 滲碳體構(gòu)成日勺機(jī)械混合物。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后，顯微鏡下白色基體為滲碳體，珠光體呈 黑色粒狀或棒狀7、過(guò)共晶白口鐵過(guò)共晶白口鐵是質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.3%3c6.69%日勺碳鋼，室溫組織由萊氏體和一次滲碳體構(gòu) 成。經(jīng)硝酸酒精溶液浸蝕后一次滲碳體呈白亮勺、粗大日勺板條分布在萊氏體基體上。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及材料金相顯微鏡、切割機(jī)、拋光機(jī)、砂紙、金相試樣等四、畫(huà)出45、T8、T12鋼顯微組織，并標(biāo)出各物相材料名稱(chēng)解決狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)材料名稱(chēng)解決狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)

12、材料名稱(chēng)解決狀態(tài)顯微組織浸蝕劑放大倍數(shù)五、根據(jù)所觀測(cè)的組織，闡明含碳量對(duì)鐵碳合金組織和性能的影響。實(shí)驗(yàn)二 碳鋼的熱解決及硬度實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解碳鋼熱解決日勺基本措施。2、理解不同熱解決措施對(duì)碳鋼組織與性能日勺影響。3、理解硬度測(cè)量勺基本原理和應(yīng)用范疇。4、理解布氏、洛氏硬度實(shí)驗(yàn)機(jī)勺重要構(gòu)造并掌握其操作措施。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備電爐、硬度計(jì)、讀數(shù)顯微鏡、砂輪機(jī)和預(yù)磨機(jī)等三、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程1、簡(jiǎn)介電爐、硬度計(jì)、讀數(shù)顯微鏡、砂輪機(jī)和預(yù)磨機(jī)勺使用措施及安全注意事項(xiàng)。2、取一組45或T10鋼試樣（共6塊，一塊退火試樣已提前備好）。3、將試樣放入箱式或坩鍋電爐中加熱至一定溫度45鋼為860C； T10為780C），保溫時(shí)間為 10分鐘。4、2人一組，分別進(jìn)行水冷（4塊）、油冷（1塊）、空冷（1塊）操作。5、將水冷試樣取出3塊分別放入200C、400C、600C日勺爐中回火，保溫時(shí)間為30分鐘。6、解決后勺試樣依次用砂輪機(jī)、預(yù)磨機(jī)磨去兩端氧化皮然后測(cè)量硬度：爐冷、空冷試樣測(cè)布 氏硬度（各測(cè)2點(diǎn)）;其他試樣測(cè)洛氏硬度（各測(cè)34點(diǎn)）。四、填寫(xiě)表中所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表鋼號(hào)熱解決工藝硬度值HRC或HRB換算為HRC加熱溫 度（C）冷卻措施回火溫 度（C）123平均45860爐冷空冷油冷水冷水冷2