金相检验实践

实验六金相检验实验一金相显微试样的制备实验二铁碳合金平衡组织分析实验三钢的热处理组织观察实验四合金钢、铸铁及有色金属的组织观察实验五焊接接头的微观检验实验一金相显微试样的制备一、实验目的、内容及要求二、实验设备及材料三、金相显微试样的制备过程返回三、实验目的、内容及要求•1.实验目的：•1）了解金相试样的制备过程•2）掌握钢铁金相试样的制备过程及方法•2.实验内容：•学生按照金相试样的制备流程每人制作一碳钢试样。•3.实验要求：•要求在显微镜下能清楚分辨显微组织，且没有明显可见的磨痕。返回二、实验设备及材料•1．准备φ12～15mm，高12～15mm的圆柱体或边长12～15mm的方形低碳钢试样若干，预先用砂轮将表面磨平。•2．粗砂纸和金相砂纸每人一套，毛巾、吹风机和水盆共用。•3．机械抛光机，金相显微镜•4．预先配置好侵蚀剂，并准备好棉签用于侵蚀。返回三、金相显微试样的制备过•（一）取样•（二）镶嵌•（三）磨制•（四）抛光•（五）侵蚀（一）取样：（1）取样的部位——(a)失效零件1.金相试样的切取取样的部位应具有代表性截取的方法锯、车、铣、刨等试样的尺寸一般ф15～20×10～20mm轴上对比取样长裂纹处取样淬火裂纹取样(b)热处理后的零件环圈类零件取样轴类零件取样齿轮类取样(c)从铸、锻件上取样从铸件上取样锻件纵截面检查项目1表面折叠2碳化物分布3横向裂纹4变形晶粒5夹杂物6带状组织锻件纵截面检查项目1夹杂物分布2组织及晶粒大小3表面氧化脱碳4心部表面缺陷钢中非金属夹杂物取样部位示意图钢棒（左）、钢管（右）脱碳层取样部位示意图（2）试样截取方法硬度低于30HRC可用锯、车、铣、刨等方法截取硬度大于30HRC可用水冷式砂轮切片机、钼丝切割机等方法截取（二）镶嵌XQ-2型金相试样镶嵌机金相试样机械镶嵌方法（三）磨制（1）粗磨——在砂轮机上用砂轮磨制正确错误（2）细磨——一般在3～6种金相砂纸上进行手工磨制过程中手腕动作单向磨制操作合格不合格磨面质量塑料盖塑料罩磨光盘电动机水管M-2型金相试样预磨机（2）细磨——一般在3～6种金相砂纸上进行图2不能更换砂纸图3可以更换砂纸4.金相试样的抛光其目的是消除细磨时的微细磨痕，使磨面呈光亮无疵的镜面，抛光质量将直接影响到金相检验的结果。P-2型抛光机主要由电动机1、塑料盘2、抛光盘3、抛光织物4、套紧圈5、抛光罩6、电动机开关盒7和底座或支架、工作台面及抛光盘盖等组成。其转速为1340r/min。机械抛光抛光方法电解抛光化学抛光抛光操作过程及其应注意的事项：a)添加抛光液状态b)初期抛光状态C)抛光过程中向中心加水d)抛光时的试样转动e)抛光末期精抛状态抛光操作过程及其应注意的事项：甩尾现象沾污现象抛光缺陷抛光后用水清洗热风机吹干电解抛光设备及其原理:（五）侵蚀化学浸蚀的原理：是利用试剂对金属试样各相或组织的浸蚀速度、着色能力不同，在抛光面上呈现出高低不平的峰谷及色泽的差异，在可见光的垂直照射下，对光线的吸收和反射不同，从而显示出各种明暗不同的组织来。浸蚀法擦蚀法化学浸蚀法a）Sn-Sb合金b）珠光体组织两相合金腐蚀的情况纯金属及单相合金化学腐蚀的情况浸蚀操作方法及步骤试样浸蚀操作铁素体组织回火索氏体组织水清洗热风机吹干金相显微镜原理金相显微镜1.结构：三目倒置式目镜筒倾角45°瞳距和屈光度可调4物镜转换器2.总放大倍率：显微镜100-1250×(图像100-3000×选配)3.平场消色差物镜：10×，20×，40×，100×(油半平场)4.平场目镜：10×，12.5×(5×惠更斯)5.分划目镜测微尺：10×平场可变焦格值0.1mm测微尺格值0.01mm/1mm6.双层机械载物台：180×155mm移动范围75×50mm7.调焦机构：同轴粗微动限位保护升降范围30mm微调0.002mm8.偏光装置：起偏和检偏镜组(插片)9.照明系统：明场系统亮度可调卤素灯30W/6V带滤色片金相显微镜分析体统图1金相组织的显示金相组织的显示返回实验二铁碳合金平衡组织分析一、实验目的及报告要求二、实验材料及设备三、实验内容及步骤返回四、实验目的及报告要求•1.实验目的：•（1）熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。•（2）掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。•2.报告要求•（1）列表说明铁碳相图中各个相的本质，晶体结构，溶碳量，形成条件，形态等不同点。•（2）画出所观察合金的显微组织示意图并加以注解。•（3）分析20钢及亚共晶白口铁的凝固过程。•（4）总结含碳量增加时钢的组织和性能的变化规律。•（5）总结碳钢和铸铁中各种组织组成物的本质和形态特征。返回三、实验材料及设备•1.表1-1所列的金相试样2套，并附金相照片。•2.金相显微镜2台。•3.布氏硬度计1台。•4.测定组织组成物相对含量用的亚共析钢金相照片及透明方格纸各15张。本实验所观察的合金类别合金牌号浸蚀剂显微组织类别合金牌号浸蚀剂显微组织工业纯铁工业纯铁4%硝酸酒精溶液F+Fe3CII过共析钢T124%硝酸酒精溶液P+Fe3CII亚共析钢204%硝酸酒精溶液F+P碱性苦味酸钠溶液亚共析钢404%硝酸酒精溶液F+P白口铸铁亚共晶4%硝酸酒精溶液Fe3CII+P+Ld’亚共析钢604%硝酸酒精溶液F+P共晶4%硝酸酒精溶液Ld’共析钢T84%硝酸酒精溶液P过共晶4%硝酸酒精溶液Ld’+Fe3CI工业纯铁试样金相照片试样金相照片20钢35钢45钢65钢试样金相照片T12球化退火碱性苦味酸钠浸蚀T12完全退火碱性苦味酸钠热蚀T12完全退火4%硝酸酒精浸蚀T12球化退火4%硝酸酒精浸蚀试样金相照片亚共晶铸铁共晶铸铁过共晶铸铁返回二、实验内容及步骤•1.讨论Fe-Fe3C相图•1）分析各相及组织组成物的本质。•2）分析不同含碳量的铁碳合金的凝固过程、室温组织及其形貌特征。•3）总结铁碳合金的组织、性能与含碳量的关系。•2.观察、分析并画出工业纯铁、不同碳钢及白口铸铁的组织示意图。•3.测定不同含碳量的碳钢的硬度。返回实验三钢的热处理组织观察一、实验目的二、实验材料及设备三、实验内容及步骤返回四、实验目的•1．分析和了解碳钢的退火、正火、淬火及回火显微组织形态。•2．分析含碳量不同的碳钢的组织的变化情况。返回三、实验材料及设备•1．准备金相显微镜（放大倍数100×和450×）。•2．准备金相试样：20钢的退火组织、正火组织、淬火组织；45钢的退火组织、淬火组织、淬火+中温回火组织、淬火+高温回火组织；T8钢的退火组织、淬火组织；T12钢的退火组织、正火组织、淬火组织、淬火+低温回火组织。•3．学生自备铅笔和纸。返回二、实验内容及步骤•1．学会使用金相显微镜。•2．观察碳钢的退火、正火、淬火、回火组织；•3．分析含碳量不同其退火组织的变化情况；20钢和T12钢的正火组织与退火组织的差别；20钢、T8钢和T12钢的淬火组织的差别；20钢和T12钢的回火组织与淬火组织的差别。•4．选择4～6个试样，仔细观察其组织形态特征，用铅笔在纸上画出其组织示意图作为实验报告。（MFTSM回F回T回S回A'粒状Fe3C网状Fe3CⅡ）返回（MFTSM回F回T回S回A'粒状Fe3C网状Fe3CⅡ）实验四合金钢、铸铁及有色金属的组织观察一、实验目的二、实验材料及设备三、实验内容及步骤返回四、实验目的•1．观察和了解常用合金钢的显微组织形态；•2．观察白口铸铁、灰口铸铁的显微组织形态及其区别；•3．观察常见有色金属的显微组织特征。返回三、实验材料及设备•1．金相显微镜•2．高速钢的铸态、退火、淬火、淬火+回火试样。•3．白口铸铁的退火组织（亚共晶、共晶、过共晶）试样。•4．灰口铸铁的组织试样（普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁）。•5．铝合金及铜合金的组织试样（变质前的铝硅合金、变质后的铝硅合金、单相黄铜等）。返回二、实验内容及步骤•1．观察高速钢的显微组织，分析其铸台组织、退火组织、淬火组织及淬火后回火组织的不同之处。•2．观察白口铸铁的显微组织，比较亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁的组织区别。•3．观察普通灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的显微组织，比较其石墨形态的差异。•4．观察铸造铝硅合金的显微组织，比较其变质前后组织形态的变化。•5．观察单相黄铜的显微组织。•6．选择4～6个试样，仔细观察其组织形态特征，用铅笔在纸上画出其组织示意图作为实验报告。W18Cr4V钢铸态组织W18Cr4V钢锻后退火组织8Cr4V钢的淬火组织F基体灰口铸铁P+F基体球墨铸铁P基体可锻铸铁返回未变质处理的硅铝明合金组织双相黄铜ZChSnSbll—6合金组织20高锡铝双金属合金组织实验五焊接接头的微观检验一、实验目的二、实验材料及设备三、实验内容及步骤返回四、实验目的•1.了解和掌握金属材料在焊接过程中组织变化的规律。•2.鉴别焊接接头各区域的组织特征及焊接缺陷等。返回三、实验设备及材料•1．金相显微镜•2．焊接焊缝组织试样•3．焊接热影响区组织试样•4．焊接基体组织试样返回二、实验内容及步骤•1．焊接焊缝组织试样的制备，并观察其显微组织，分析焊缝区联生结晶和长大的特点；多层焊时，焊缝区各部位组织形态的差异；连续快速冷却获得的贝氏体和马氏体。•2．焊接热影响区组织试样的制备，并观察其显微组织，分析与比较局部熔化区、过热区(粗晶区)、正火或重结晶区(细晶区)、不完全正火区或不完全重结晶区的组织区别。•3.焊接基体组织试样的制备，并观察其显微组织，分析各种组织的形貌、分布、数量、晶粒度、非金属夹杂物、裂纹等。等轴晶组织铝合金母材及焊缝显微组织母材拉伸断口焊态下焊接接头拉伸断口标题：(b)结晶区形貌图6焊缝中心-50℃夏比冲击试样断口的SEM照片Fig.6SEMphotooffractureappearanceofcharpy-vspecimensofweldmetalimpactedin-50℃篇名：10Ni5CrMoV钢厚板MIG焊接接头组织研究说明：对焊缝的夏比冲击试样断口分析结果表明,-50℃时纤维区面积百分数为60%.其纤维区断口形貌为韧窝状,结晶区断口形貌为准解理。标题：(c)再结晶区(d)母材图2超细晶粒钢激光焊接接头组织(×1000)篇名：超细晶粒钢激光焊接接头的组织性能研究说明：图2是激光焊接超细晶粒钢时焊缝和热影响区各区域的组织照片,由图可见,焊缝和热影响区的重结晶区组织是贝氏体和少量马氏体。标题：(a)钢A(b)钢B图8不完全重结晶区显微组织×160篇名：冷轧低碳钢板闪光焊HAZ的显微特性说明：不完全重结晶区位于靠近HAZ外缘的区域,该区域被加热到相变温度(Acl~Ac3)的上下限之间,只发生部分相变重结晶过程,成为晶粒细小的铁素体。返回标题：(a)钢A(b)钢B图7重结晶区显微组织×200篇名：冷轧低碳钢板闪光焊HAZ的显微特性说明：重结晶区的显微组织如图7所示,由均匀细小的铁素体和少量的珠光体组成,与图2的母材显微组织对比,可观察到其比母材具有更细的铁素体晶粒。