工程材料综合实验金相显微镜的构造及使用金相显微试样的制备铁碳合金平衡组织观察碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定20#钢实验处理性能与应用T10钢实验处理实验分析三种材料在热处理态下显微组织和性能(硬度)的异同
工程材料实验报告
专业:机械设计制造及其自动化10-1
姓名:郑 杰,学号:10041127 姓名:周邵巍,学号:10041128 姓名:李欣欣,学号:10041129
姓名:谢 强,学号:10041118
工程材料综合实验金相显微镜的构造及使用金相显微试样的制备铁碳合金平衡组织观察碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定20#钢实验处理性能与应用T10钢实验处理实验分析三种材料在热处理态下显微组织和性能(硬度)的异同
工程材料综合实验
● 金相显微镜的构造及使用
● 金相显微试样的制备
● 铁碳合金平衡组织观察
● 碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定
一、 实验目的
运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备,通过自己设计实验方
案、独立实验并得出实验结果,达到进一步深化课堂内容,加强对《工程材料》课程理论系统认识,并提高分析问题解决问题的能力。
通过做这个实验,使学生们可以充分了解以下知识,并学会操作一些必要的
设备仪器:
1、分别研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织;
2、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;
3、了解碳钢的热处理操作;
4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响;
5、观察热处理后钢的组织及其变化;
6、了解常用硬度计的原理,初步掌握硬度计的使用。
二、 实验设备及材料
1、
2、
3、 显微镜、浴磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等; 金像砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等; 三个形状尺寸基本相同的碳钢试样(低碳钢20#、中碳钢45#、高碳
钢T10)
三、 实验内容
三个尺寸形状基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢、高碳钢,均为退火状
态,不慎混在一起,请用硬度法和金相法区分开。
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3、 热处理前后的金相组织观察、硬度测试。
四、 实验步骤:
1、 观察平衡组织并测量硬度:
(1) 制备金相试样(包括磨制、抛光和腐蚀);
(2) 观察并绘制显微组织;
(3) 测试硬度。
2、 进行热处理。
3、 观察热处理后的组织并测硬度
(1) 制备金相试样(磨制、抛光和腐蚀);
(2) 观察并绘制显微组织。
五、 实验报告
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3、Fe—Fe3C合金平衡相图
4、铁碳合金平衡组织观察
图1 工业纯铁
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图2 工业纯铁
图3 亚共析钢
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图4 20钢 正火处理(加热至900后空冷)
图5共析钢 调质处理
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图6 过共析钢
图7 亚共晶白口铸铁
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图8 共晶白口铸铁
图9 过共晶白口铸铁
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图10 20#钢(加热到880℃+空冷)
图11 45#钢(调质处理)
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图12 45#钢(未处理)
图13 T10钢(加热1100℃+
淬火)
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一、20#钢实验处理(李欣欣)
1、20#钢概述
20#钢:碳质量分数为0.20%的优质碳素结构钢。含碳量为0.20%为亚共析钢,加热到880℃后,达到Ac3线以上,铁素体转化为奥氏体,再经过空冷后,20#钢的组织组成物为P(珠光体)+F(铁素体)。
2、性能与应用
在热处理前后显微组织是铁素体和珠光体。硬度较高。20#钢冷冲压性与焊
接性能良好,可用作冲压件及焊接件,经过热处理(如渗碳)也可以制造轴,销等零件。适用于制造汽车、拖拉机及一般机械制造业中建造不太重要的中小型渗碳碳氮共渗等零件,如汽车上的手刹蹄片、杠杆轴、变速箱速叉、传动被动齿轮及拖拉机上凸轮轴、悬挂均衡器轴、均衡器内外衬套等;在热轧或正火状态下用于制造受力不大,而要求韧性高的各种机械零件;在重、中型机械制造业中,如锻制或压制的拉杆、钩环、杠杆、套筒、夹具等。在汽轮机和锅炉制造业中多用于压力≤6N/平方,温度≤450℃的非腐化介质中工作的管子、法兰、联箱及各种紧固件;在铁路、机车车辆上用于制造十字头、活塞等铸件。
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