机械工程材料实验与实践教学
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第1篇一、项目背景随着我国制造业的快速发展,对机械工程领域的人才需求日益增加。
为了培养具备实践能力和创新精神的机械工程人才,提高学生的综合素质,本计划旨在制定一套科学、合理、高效的机械实践教学体系。
二、实践教学目标1. 培养学生的机械设计、制造、检测和维护等方面的基本技能;2. 提高学生的创新能力和团队协作精神;3. 增强学生的工程实践能力和实际操作能力;4. 培养学生的职业素养和社会责任感。
三、实践教学内容1. 基础实践环节(1)机械制图与CAD:通过机械制图课程,使学生掌握机械设计的基本方法,熟悉CAD软件的使用,提高绘图和设计能力。
(2)机械原理与设计:使学生了解机械原理,掌握机械设计的基本方法,提高机械设计能力。
(3)机械制造工艺学:使学生了解机械加工工艺,掌握机械制造的基本技能。
2. 专业实践环节(1)机械制造实习:通过参观企业、实习基地等,使学生了解机械制造的全过程,掌握机械制造的基本技能。
(2)机械设计课程设计:在教师的指导下,完成机械设计课程设计,培养学生的设计能力和创新能力。
(3)机械制造工艺实习:使学生了解机械制造工艺,掌握机械加工的基本技能。
3. 实验教学环节(1)机械原理实验:通过实验,使学生加深对机械原理的理解,提高实验操作能力。
(2)机械设计实验:通过实验,使学生掌握机械设计的基本方法,提高实验设计能力。
(3)机械制造实验:通过实验,使学生了解机械制造工艺,提高实验操作能力。
4. 课外实践环节(1)参加各类机械设计竞赛:鼓励学生参加各类机械设计竞赛,提高学生的创新能力和实践能力。
(2)参与科研项目:鼓励学生参与教师的科研项目,提高学生的科研能力和团队合作精神。
(3)企业实习:鼓励学生到企业进行实习,了解企业生产实际,提高学生的实际操作能力和职业素养。
四、实践教学安排1. 学年安排(1)第一学年:基础实践环节,包括机械制图与CAD、机械原理与设计、机械制造工艺学等课程。
第1篇一、课程简介机械集中实践教学是机械类专业的核心课程之一,旨在通过实际操作和工程实践,培养学生的动手能力、创新能力和团队合作精神。
本课程以机械设计、制造、检测、维修等环节为实践内容,让学生在掌握理论知识的基础上,提高实际操作技能。
二、实践教学目录1. 机械基础实践(1)金属工艺学实践- 钢铁材料及热处理实践- 金属切削原理及刀具实践- 金属塑性成形工艺实践(2)机械制图与CAD实践- 机械制图基本技能训练- 机械制图与CAD软件应用2. 机械设计实践(1)机械原理实践- 机械运动分析及计算- 机械动力学及计算(2)机械设计基础实践- 机械零件设计及计算- 机械传动系统设计及计算(3)机械设计课程设计- 机械创新设计- 机械结构设计3. 机械制造工艺及设备实践(1)机械制造工艺实践- 机械加工工艺规程编制- 机械加工质量控制及检验(2)机械制造设备实践- 金属切削机床及操作- 非金属加工设备及操作4. 机械检测与维修实践(1)机械检测技术实践- 测量基本原理及方法- 机械检测仪器及设备操作(2)机械维修技术实践- 机械故障诊断及排除- 机械维修工艺及设备操作5. 机械自动化实践(1)传感器与检测技术实践- 传感器原理及应用- 检测系统设计与实现(2)自动控制技术实践- 自动控制系统原理及设计- 自动控制系统调试与优化(3)机械自动化课程设计- 机械自动化系统设计- 机械自动化系统集成与调试6. 机械创新实践(1)机械创新设计竞赛- 机械创新设计选题与方案论证- 机械创新设计图纸绘制与制作(2)机械创新实践项目- 机械创新设计实践项目选题与实施- 机械创新设计实践项目成果展示与评价7. 机械工程综合实训(1)机械工程综合实训项目- 机械工程综合实训项目选题与实施- 机械工程综合实训项目成果展示与评价(2)机械工程毕业设计- 机械工程毕业设计选题与方案论证- 机械工程毕业设计图纸绘制与制作三、实践教学安排1. 实践教学总学时:100学时2. 实践教学分为以下几个阶段:- 第一阶段:机械基础实践(20学时)- 第二阶段:机械设计实践(40学时)- 第三阶段:机械制造工艺及设备实践(20学时)- 第四阶段:机械检测与维修实践(20学时)- 第五阶段:机械自动化实践(20学时)- 第六阶段:机械创新实践(10学时)- 第七阶段:机械工程综合实训(10学时)3. 实践教学方式:- 实验室教学:在实验室进行基本技能训练和实验操作- 工厂实习:在工厂进行实际操作和工程实践- 课程设计:完成机械设计、制造、检测、维修等环节的设计与实施- 毕业设计:完成机械工程综合实训项目的设计与实施四、实践教学评价1. 评价内容:- 实践技能掌握程度- 实践成果质量- 团队合作与沟通能力- 创新意识与能力2. 评价方式:- 实践教学考核:根据学生在实践过程中的表现进行考核- 实践成果展示:学生在课程设计、毕业设计等环节中展示实践成果- 教师评价:教师根据学生的实践表现进行评价五、实践教学总结机械集中实践教学旨在培养学生的实际操作能力、创新能力和团队合作精神。
关于提高《机械工程材料》课程教学效果的探讨摘要:为改善《机械工程材料》课程的教学效果,针对课程特点,把创新教育渗透到每个教学环节中。
在从事多年教学经验的基础上,通过培养学生学习兴趣、改善教学内容、创新教学方法和实践环节等方面,积极探索大学生积极主动获取知识的有效途径,加强学生创造性思维和创新能力的训练,以培养出适应社会需求的高素质合格人才。
关键词:机械工程材料教学方法创新能力中图分类号:g424 文献标识码:a 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0172-02《机械工程材料》是面向理工科材料专业学生或近机械类专业学生开设的一门十分重要的专业课,是一门全面介绍材料性能、组织结构、热处理工艺、常用材料、零件选材及应用等教学内容的课程。
本人对该门课程有着多年的教学经历,凭借着教学经验,发现学生在课程学习过程中,时常会感到难点较多,内容繁杂,过分抽象,枯燥又不易掌握,导致学习兴趣不大,学习动力不足,难以学懂,学习效果欠佳。
因此,作为高校教师应积极研究探索,深化教育教学改革,实现教学模式和教学内容等的创新,让创新教育渗透到每个教学环节。
从教学观念、教学方法和教学手段、实践环节等方面注重对学生学习兴趣、理论能力、实践能力和创新能力的培养,开展研究性学习项目,着力培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
1 注重学生学习兴趣的培养,激发学生学习的主动性著名心理学家皮亚杰说:“一切有效的工作必须以某种兴趣为先决条件。
”也就是说,兴趣是人们力求认识某种事物和从事某项活动的意识倾向,并表现出心驰神往。
《机械工程材料》这门课程体系相对独立,与其它学科衔接不多,学生在学习该课程之前,对其了解不多。
因此,教师给学生上好第一堂课就显得尤为重要。
为此应注重介绍:能源、信息和材料早已被列为现代文明社会的三大支柱,材料对科技进步、国防建设和经济发展都是一个关键性领域,起着先导和基础作用,各行各业都离不开材料的研究与应用。
机械工程材料综合实验心得体会在机械工程的实践教学中,材料综合实验是非常重要的一门课程,通过实验可以加深对材料性质和材料加工过程的理解,提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
在这门课程的学习中,我积累了很多宝贵的经验和体会。
首先,材料综合实验让我深刻体会到了实验的重要性。
通过亲自操作实验设备,我能够亲身感受到材料在不同条件下的变化,更加直观地认识到了理论知识与实际操作之间的差距。
实验还能帮助我加深对材料性质的理解,理论知识与实践经验相结合,让我更加全面地了解材料的本质。
其次,材料综合实验对于培养学生的动手能力和团队合作精神有着重要的作用。
在实验中,我们需要根据实验要求进行操作,熟练掌握实验设备的使用方法,并分工合作完成实验过程。
每个人的贡献都非常重要,只有团队合作才能保证实验的顺利进行。
通过实验,我不仅提高了自己的动手能力,还学会了与他人合作,培养了团队意识和沟通能力。
再次,材料综合实验让我深刻认识到了安全的重要性。
在实验中,我们接触到的材料和实验设备都有一定的危险性,因此安全意识是必不可少的。
在进行实验前,我们需要认真阅读实验操作指南,掌握实验的安全要求和注意事项。
在实验过程中,我们要时刻保持警惕,严格遵守实验的操作规程,确保自己和他人的安全。
通过实验,我养成了严谨认真的工作态度,培养了自我保护意识,这对于将来的工作和生活都非常有益。
最后,材料综合实验让我对机械工程的发展和应用有了更深刻的认识。
通过实验,我了解到了不同材料的特性和应用领域,对于日常生活中常见的材料如金属、塑料和复合材料等也有了更加全面的认识。
我能够更好地理解材料的选择和加工方法,为将来的工程设计和材料选择提供参考。
总之,材料综合实验是机械工程教育中重要的一环,通过实践操作,可以加深对材料性质和加工过程的理解,提高学生的动手能力和团队合作意识,培养学生的安全意识和工作态度,同时也让学生对机械工程的发展和应用有更深刻的认识。
通过这门课程的学习,我收获了很多,不仅增加了专业知识,也提高了实践操作能力,希望将来能够将这些技能应用到实际工作中,为机械工程的发展做出自己的贡献。
简述机械工程的材料课程的特征及教改机械工程的材料课程是机械工程专业的重要基础课程之一,其主要内容涉及到材料的性能和应用。
在材料课程教学中,一般包括材料的基本性质、制备方法、结构与组织、性能测试及评价等方面的内容。
其特点如下:1. 理论与实践相结合:机械工程的材料课程注重理论与实践的结合,通过实验、案例分析等方式,帮助学生理解材料的性能特点和应用场景,培养学生的实际操作能力。
2. 综合性和交叉性强:材料课程是机械工程专业的基础课程,所涉及的材料种类较多,涵盖了金属材料、非金属材料、聚合物材料等多个领域。
材料的性能也与其制备、结构等诸多因素密切相关,因此材料课程具有较强的综合性和交叉性。
3. 知识更新较快:随着科学技术的快速发展,新材料的涌现和应用不断推动着材料科学的进步。
材料课程的教学内容也需要随着时代发展进行不断更新,及时介绍新材料的特点和应用。
针对机械工程的材料课程的特点,教改方面可以采取以下措施:1. 更新教学内容:根据材料科学的最新发展,进行教学内容的更新。
引入新材料的特点和应用案例,让学生了解前沿的材料科学知识。
3. 引入新的教学方法:采用多媒体教学、互动讨论等现代教学方法,提高教学效果。
通过教学视频、虚拟实验室等工具,增强学生的学习兴趣,激发学生的学习动力。
4. 加强师资队伍建设:培养高水平的教师队伍,提高他们的教学能力和科研水平。
教师应具备广泛的材料科学知识,同时还要具备创新能力,能够将前沿的科研成果应用到教学中。
机械工程的材料课程具有综合性、交叉性和实践性强的特点,针对这些特点,教改方面可以通过更新教学内容、强化实践教学、引入新的教学方法等措施,提高材料课程的教学质量,培养学生的材料科学知识和实践能力,以适应快速发展的科学技术需求。
简述机械工程的材料课程的特征及教改【摘要】机械工程的材料课程在教学中具有重要意义。
本文通过介绍机械工程材料课程的特征和教改方向,分析了相关案例并探讨了教学方法和实践教学模式的改进和创新。
随着社会的发展和技术的进步,机械工程材料课程需要不断更新和完善,提高学生的专业能力和实践能力。
通过本文的研究,可以更好地了解机械工程材料课程的特点和发展趋势,为教学改革提供重要参考。
本文总结了目前机械工程材料课程的现状,并展望未来的发展方向,希望能够为该领域的教学工作提供一定的参考和借鉴。
【关键词】机械工程,材料课程,特征,教改,案例分析,教学方法,实践教学,创新,总结,展望未来1. 引言1.1 概述机械工程的材料课程是机械工程专业的重要组成部分,其内容涉及到材料的性能、结构、加工与应用等方面的知识。
通过学习材料课程,可以帮助学生了解不同材料的性质和特点,为他们今后的工程实践提供基础支持。
随着时代的发展和科学技术的进步,材料课程也在不断发展和完善,以适应社会的需求和行业的发展。
在教学过程中,教师们也不断探索更有效的教学方法和教学模式,以提高学生的学习兴趣和教学效果。
在本文中,我们将就机械工程材料课程的特征及教改方向进行详细介绍和分析,希望能对相关人士有所启发和帮助。
1.2 研究意义机械工程材料课程是机械工程专业的重要一门课程,其对于培养学生的材料科学素养和工程实践能力具有重要意义。
材料是机械工程的基础,掌握材料的性能特点及应用范围对于学生未来的工程实践具有至关重要的作用。
通过学习材料课程,学生可以了解不同材料的特性、加工工艺以及在机械领域的应用,为他们将来从事机械设计、制造等领域提供必要的知识基础。
材料课程的教学改革也具有重要的意义。
随着科技的发展和社会的需求不断变化,传统的材料课程已经不能完全适应学生的学习需求。
对材料课程进行教改,不仅可以提高教学质量,也可以激发学生的学习兴趣,培养创新意识和实践能力。
通过不断探索和实践,可以使材料课程更加符合学生的学习需求,推动材料科学在机械工程领域的发展。
第1篇一、活动背景随着我国经济的快速发展,机械行业在国民经济中的地位日益重要。
为了培养适应新时代要求的机械专业人才,提高学生的实践能力和创新能力,我国高校纷纷开展了机械专业实践教学活动。
本文将以某高校机械专业为例,详细阐述其实践教学活动的开展情况。
二、活动目标1. 提高学生的动手能力,使学生熟练掌握机械设备的操作和维护技能;2. 培养学生的创新意识和团队合作精神,提高学生的综合素质;3. 使学生了解机械行业的发展趋势,为将来就业打下坚实基础;4. 增强学生的社会责任感,激发学生对机械专业的热爱。
三、活动内容1. 实践教学课程(1)基础实践课程:主要包括机械制图、机械设计基础、机械原理、机械制造工艺学等课程,旨在培养学生的基本技能和知识。
(2)专业实践课程:主要包括机械设计、数控技术、机器人技术、自动化技术等课程,旨在提高学生的专业素养和实际操作能力。
2. 实验室实践(1)机械实验室:学生可以在这里进行机械原理、机械设计等课程的实验,熟悉机械设备的操作和维护。
(2)数控实验室:学生可以在这里进行数控加工、CAD/CAM等课程的实践,提高数控编程和操作技能。
(3)机器人实验室:学生可以在这里进行机器人设计与控制、自动化技术等课程的实践,培养创新意识和团队合作精神。
3. 企业实习(1)与企业合作,组织学生到机械企业进行实习,让学生亲身感受企业生产环境,了解企业需求。
(2)开展企业导师制度,邀请企业工程师为学生提供实践指导,帮助学生解决实际问题。
4. 创新创业实践(1)鼓励学生参加各类机械创新大赛,如“挑战杯”、“创青春”等,培养学生的创新能力和实践能力。
(2)开展创新创业项目,鼓励学生将所学知识应用于实际,解决实际问题。
四、活动实施1. 制定实践教学计划,明确实践教学目标和内容,确保实践教学活动的有序开展。
2. 建立实践教学考核制度,对学生的实践成果进行评价,激励学生积极参与实践教学活动。
3. 加强师资队伍建设,提高教师实践教学能力,为学生提供优质实践教学资源。
第1篇一、引言机械工程作为一门应用性极强的学科,其核心在于培养学生的工程实践能力。
实践性教学是机械工程专业教育的重要组成部分,旨在通过实践教学,使学生将理论知识与实际工程问题相结合,提高学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
本文将从实践性教学的意义、内容和方法等方面进行探讨。
二、实践性教学的意义1. 培养学生的工程实践能力实践性教学使学生有机会将所学理论知识应用于实际工程问题中,从而提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
通过实践,学生可以更好地理解理论知识,为今后的工作打下坚实的基础。
2. 增强学生的创新意识实践性教学鼓励学生积极参与科研项目、创新实践活动,培养学生的创新意识和创新能力。
在实际工程问题中,学生需要不断尝试、探索,从而激发学生的创新思维。
3. 提高学生的团队协作能力实践性教学通常需要学生分组进行项目研究或设计,这有助于培养学生的团队协作能力。
在团队中,学生需要学会沟通、协调,共同完成任务,从而提高学生的团队协作能力。
4. 适应社会发展需求随着我国经济的快速发展,对机械工程人才的需求日益增长。
实践性教学能够使学生在校期间就具备较强的工程实践能力,更好地适应社会发展需求。
三、实践性教学内容1. 实验教学实验教学是实践性教学的基础,通过实验,学生可以加深对理论知识的理解,掌握实验技能。
实验教学内容包括基础实验、专业实验和创新实验。
2. 课程设计课程设计是实践性教学的重要组成部分,旨在培养学生的设计能力和创新能力。
课程设计通常以实际工程问题为背景,要求学生运用所学知识进行方案设计、图纸绘制等。
3. 毕业设计毕业设计是学生综合运用所学知识解决实际问题的最后一关,也是实践性教学的重要环节。
毕业设计要求学生独立完成项目,培养学生的独立思考能力和创新能力。
4. 科研项目科研项目是实践性教学的高级阶段,通过参与科研项目,学生可以深入了解工程领域的前沿技术,提高自身的综合素质。
5. 实习实训实习实训是实践性教学的重要环节,学生可以在企业或研究机构中实际操作,了解工程实际,提高自己的职业素养。
《机械工程材料》实验与实践教学实验一铁碳合金平衡组织分析一、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。
二、原理概述铁碳合金相图是研究碳钢组织、确定其热加工工艺的重要依据。
按组织标注的铁碳相图见图。
铁碳合金在室温的平衡组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)两相按不同数量、大小、形态和分布所组成。
高温下还有奥氏体(A)和δ固溶体相。
利用铁碳合金相图分析铁碳合金的组织时,需了解相图中各相的本质及其形成过程,明确图中各线的意义,三条水平线上的反应及反应产物的本质和形态,并能做出不同合金的冷却曲线,从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。
根据含碳量的不同,铁碳合金可分为工业纯铁、碳钢及白口铸铁三大类,现分别说明其组织形成过程及特征。
1. 工业纯铁碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。
见图1-1。
当其冷到碳在α-Fe中的固溶度线PQ以下时,将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体,铁素体的硬度在80HB左右,而渗碳的硬度高达800HB,因工业纯铁中的渗碳体量很少,故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。
图1-1 工业纯铁组织2. 碳钢碳的质量分数C w 在(0.0218~2.11)%之间的铁碳合金称为碳钢,根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。
(1)共析钢 成分为%77.0=C w ,在727℃以上的组织为奥氏体,冷至727℃时发生共析反应:{}{}C Fe F A C C 3%0218.0%77.0+→将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体(P )。
室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%,慢冷所得的珠光体呈层片状。
图1-2 珠光体电镜组织 图1-3 珠光体光镜组织采用电子显微镜高倍放大能看出Fe 3C 薄层的厚度,图1-2中窄条为Fe 3C,宽条为F基体,两者有明显的分界线。
在普通光学显微镜下观察时,只能看到Fe3C成条条细黑线分布在铁素体上,见图1-3。
位向相同的一组铁素体加渗碳体片层,称一个共析领域。
当放大倍数低,珠光体组织细密或浸蚀过深时,珠光体中的片层难以分辨,呈一片暗色区域。
(2)亚共析钢成分为0.0218%<w<0.077%,组织为先共析铁素体加珠光C体,在显微镜下铁素体呈亮色,珠光体为暗色,铁素体的形态随合金含碳量即铁素体量的多少而变,如w=0.2%时,其组织的基体为等轴的铁素体晶粒,少量C暗色珠光体分布在铁素体晶粒边界或三叉晶界上呈不规则岛状。
当含碳量增加,组织中珠光体的量增多,至w=0.4%,珠光体与铁素体的量各占一成;C w>0.5%,C珠光体成为钢的基体,铁素体呈连续或断续的网络状围绕着珠光体分布,这是由于先共析铁素体是沿原奥氏体边界优先析出,至一定量后,剩余奥氏体才转变为珠光体,不同含碳量的亚共析钢的显微组织见图1-4。
(a)20钢(b)40钢图1-4 亚共析钢显微组织(3)过共析钢成分为0.77%<w<2.11%,但实用钢的最大含碳量只到C1.3%,因碳量再高,二次渗碳体量增多,使钢变脆。
过共析钢的组织由珠光体及二次渗碳体所组成,二次渗碳体呈网状,碳量愈高,渗碳体网愈多、愈完整。
与先共析铁素体网很容易区别,若经硝酸酒精溶液浸蚀后,两者虽均为亮色,但二次渗碳体网要细得多;若用碱性苦味酸钠溶液热浸蚀后,渗碳体变成暗色,铁素体仍为亮色。
经不同方法浸蚀后的T12钢组织见图1-5a.b。
图1-5 过共析钢显微组织(a)共晶白口铁(b)亚共晶白口铁(C)过共晶白口铁图1-6 白口铸铁组织3. 白口铸铁(1)共晶白口铁(C w =4.3%)此合金由液态冷却到1148℃时,全部发生共晶反应:C Fe A L C C 3)%11.2()%3.4(+→,所得产物称莱氏体(Ld ),呈豹皮状,其中奥氏体呈短棒或小条状分布在渗碳体基体上,在以后继续冷却的过程中,只有奥氏体原地发生转变,先析出二次渗碳体,后在727℃形成珠光体。
沿奥氏体边界析出的二次渗碳体,常与共晶渗碳体连成一片,不易分辨。
室温组织是由奥氏体转变来的二次渗碳体、珠光体及原共晶渗碳体组成,称变态莱氏体(Ld ’)。
所谓变态的实质是指共晶内部组成物改变,并非形貌改观,在显微镜下观察变态莱氏体仍呈豹皮状,见图1-6a 。
(2)亚共晶白口铁(C w =2.11%~4.3%) 这类合金凝固时先析出初生奥氏体,呈树枝状,剩余液体在1148℃发生共晶反应得到莱氏体,继续冷却时初生奥氏体及共晶体中的奥氏体各在原地发生相同的转变,即先析出二次渗碳体,后形成珠光体,室温组织是由初生奥氏体转变所得的二次渗碳体加珠光体(Fe 3C II +P )及变态莱氏体Ld ’所组成,见图1-6b 。
(3)过共晶白口铁(C w =4.3%~6.69%)过共晶白口铸铁的组织由粗大片状的一次渗碳体加变态莱氏体组成,见图1-6c 。
三、实验内容及步骤 1. 讨论Fe-Fe 3C 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(硬度试验方法见附录3)。
四、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16台。
3. 布氏硬度计4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。
表1-1 本实验所观察的合金五、实验报告要求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。
实验二碳钢非平衡显微组织观察一、实验目的1. 观察和研究碳钢经不同形式热处理后显微组织的特点。
2. 了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
二、概述表2-1 共析碳钢(T8)过冷奥氏体在不同温度转变的组织及性能铁碳合金经缓冷后的显微组织基本上与铁碳相图所预料的各种平衡组织相符合,但碳钢在不平衡状态,即在快冷条件下的显镜组织就不能用铁碳合金相图来加以分析,而应由过冷奥氏体等温转变曲线图——C曲线来确定。
图2-1为共析碳钢的C曲线图。
按照不同的冷却条件,过冷奥氏体将在不同的温度范围发生不同类型的转变。
通过金相显微镜观察,可以看出过冷奥氏体各种转变产物的组织形态各不相同。
共析碳钢过冷奥氏体在不同温度转变的组织特征及性能如表2-1所示。
图2-1 共析碳钢的C曲线三、钢的退火的正火组织亚共析成分的碳钢(如40、45钢等)一般采用完全退火,经退火后可得到接近于平衡状态的组织,其组织特征已在实验一中加以分析和观察。
过共析成分的碳素工具钢(如T10、T12钢等)一般采用球化退火,T12钢经球化退火后组织中的二次渗碳体及珠光体中的渗碳体都将变成颗粒状,如图2-2所示。
图中均匀而分散的细小粒状组织就是粒状渗碳体。
45钢经正火后的组织通常要比退火的细,珠光体的相对含量也比退火组织中的多,如图2-3所示,原因在于正火的冷却速度稍大于退火的冷却速度。
图2-2 T12钢球化退火组织图2-3 45钢经正火后的组织四、钢的淬火组织将45钢加热到760℃(即A以上,但低于3c A),然后在水中冷却,这种淬1c火称为不完全淬火。
根据Fe-Fe3C相图可知,在这个温度加热,部分铁素体尚未溶入奥氏体中,经淬火后将得到马氏体和铁素体组织。
在金相显微镜中观察到的是呈暗色针状马氏体基底上分布有白色块状铁素体,如图2-4所示。
45钢经正常淬火后将获得细针状马氏体,如图2-5所示。
由于马氏体针非常细小,在显微镜中不易分清。
若将淬火温度提高到1000℃(过热淬火),由于奥氏体晶粒的粗化,经淬火后将得到粗大针状马氏体组织,如图2-6所示。
若将45钢加热到正常淬火温度,然后在油中冷却,则由于冷却速度不足(V<V K),得到的组织将是马氏体和部分屈氏体(或混有少量贝氏体)。
图2-7为45钢经加热到800℃保温后油冷的显微组织,亮白色为马氏体,呈黑色块状分布于晶界处的为屈氏体。
T12钢在正常温度淬火后的显微组织如图2-8所示,除了细小的马氏体外尚有部分未溶入奥氏体中的渗碳体(呈亮白颗粒)。
当T12钢在较高温度淬火时,显微组织出现粗大的马氏体,并且还有一定数量(15~30%)的残余奥氏体(呈亮白色)存在于马氏体针之间,如图2-9所示。
图2-4 45钢不完全淬火组织图2-5 45钢正常淬火组织图2-6 45钢过热淬火组织图2-7 45钢800℃油冷的显微组织图2-8 T12钢在正常温度淬火后的显微组织图2-9 T12钢过热淬火组织五、淬火后的回火组织钢经淬火后所得到的马氏体和残余奥氏体均为不稳定组织,它们具有向稳定的铁素体和渗碳体的两相混合物组织转变的倾向。
通过回火将钢加热,提高原子活动能力,可促进这个转变过程的进行。
淬火钢经不同温度回火后所得到的组织不同,通常按组织特征分为以下三种:1. 回火马氏体淬火钢经低温回火(150~250℃),马氏体内的过饱和碳原子脱溶沉淀,析出与母相保持着共格联系的 碳化物,这种组织称为回火马氏体。
回火马氏体仍保持针片状特征,但容易受浸蚀,故颜色要比淬火马氏体深些,是暗黑色的针状组织,如图2-10所示。
图2-10 45钢低温回火组织2. 回火屈氏体淬火钢经中温回火(350~500℃)得到在铁素体基体中弥散分布着微小粒状渗碳体的组织,称为回火屈氏体。
回火屈氏体中的铁素体仍然基本保持原来针状马氏体的形态,渗碳体则呈细小的颗粒状,在光学显微镜下不易分辨清楚,故呈暗黑色,如图2-11(a)所示。
用电子显微镜可以看到这些渗碳体质点,并可以看出回火屈氏体仍保持有针状马氏体的位向,如图2-11(b)所示。
(a)金相照片(b)电镜照片图2-11 45钢4000C回火组织3. 回火索氏体淬火钢高温回火(500~650℃)得到的组织称为回火索氏体,其特征是已经聚集长大了的渗碳体颗粒均匀分布在铁素体基体上,如图2-12(a)所示。
用电子显微镜可以看出回火索氏体中的铁素体已不呈针状形态而成等轴状,如图2-12(b)所示。
(a)金相照片(b)电镜照片图2-11 45钢6000C回火组织六、实验方法指导1. 实验内容及步骤1) 每组领取一套样品,在指定的金相显微镜下进行观察。
观察时根据Fe-Fe3C 相图和奥氏体等温转变图来分析确定各种组织的形成原因。
2). 画出所观察到的几种典型的显微组织形态特征,并注明组织名称、热处理条件及放大倍数等。