《材料科学基础》-实验报告###

材料科学基础实验报告专业：班级：姓名：学号：日期：成绩：实验一、金相显微镜的使用一、试验目的二、金相显微镜的结构请写出图中各数字代表的金相显微镜上的零部件实验二金相试样的制备及金相组织观察一、试验目的二、实验仪器设备三、金相试样制备的过程四、实验原理五、实验结果在下图中画出你所观察到的金相组织1、45号钢2、铸铁五、实验后的收获（a ）20钢（100 ×） (b) 45钢（100× ） 浸蚀剂：4%硝酸酒精溶液 浸蚀剂：4%硝酸酒精溶液图5 灰铸铁显微组织 （400×） 图6可锻铸铁显微组织（200×） 浸蚀剂：4%硝酸酒精 浸蚀剂：4%硝酸酒精图7球墨铸铁显微组织（400×） 浸蚀剂：4%硝酸酒精实验一金相显微镜的使用及金相试样的制及观察一、试验目的1了解金相显微镜的光学原理和构造2初步掌握金相显微镜的使用方法3掌握金相试样的制备方法4观察金相，绘制金相图二、实验原理1、金相显微镜的光学原理和构造金相显微镜是利用光线反射将不透明的物件放大后金相观察的，它是进行金属显微分析的主要工具。

将专门制备的金相试样放在金相显微镜下进行放大和观察，可以研究金相组织与其成分和性能之间的关系，确定各种金属经不同加工及热处理后的显微组织；鉴别金属材料质量的优劣，如各种非金属夹杂物在组织中的数量及分布情况，以及金属晶粒度的大小等。

因此，利用金相显微镜来观察金属的内部组织与缺陷是金属材料研究的一种基本实验技术。

目前普通光学金相显微镜最高有效放大倍数为1600～2000倍。

图1金相显傲镜的光学放大原理示意图当被观察物体AB置于物镜前焦点略远远处时，物体的反射光线穿过物镜经折射后，得到一个放大的倒立实象A′B′(称为中间象)。

若A′B′处于目镜焦距之内，则通过目镜观察到的物象是经目镜再次放大了的虚象A″B″。

在显微镜设计上，虚象AB正好落在距人眼250mm处，这时观察到的物体影象最清晰。

材料科学基础实验报告六（优秀范文五篇）第一篇：材料科学基础实验报告六某某某某大学实验报告（六）学院:_________________专业：_________________ 班级:_________________学号：_________________ 姓名:_________________日期：_________________实验六有色金属及其合金显微组织分析课程名称：实验题目：一、实验目的：二、实验仪器及材料：三、实验内容：四．实验结果及分析：第二篇：科学实验报告实验课题：观察月相实验目的：通过对月相的观察，使学生了解月相变化的规律，养成长期观察的习惯。

实验器材：黄色彩纸（每组十五张）、剪刀（每组一个）实验原理：月球在圆缺变化过程中会出现各种不同的形状。

实验步骤：1．对月亮在一个月内的变化进行观察并记录2．根据记录用剪刀剪出不同时间月相的样子3．制作月相规律图实验现象：一个月中月相的变化规律是：初二向左弯，初八右半边明亮，十五月圆，二十二左半边明亮，二十八向右弯。

经历：新月上弦月圆月下弦月残月的过程。

实验结果：月相的变化有一定的规律性。

实验课题：“环形山”成因模拟实验实验目的：通过模拟试验，对“环形山”的成因进行猜测，养成学生科学的思考问题的习惯实验器材：沙子（每组若干）、注射器、胶管（每组一套）、重球（每组一个）、学生自己准备的用具实验原理：环形山是流星、陨石撞击月球后留下来的。

实验步骤：1．将注射器连接胶管并把胶管插入沙子底部2．用力将注射器中的水推出，观察现象3．用重球砸向沙堆，观察现象并记录实验现象：注射器中的水会穿出沙堆，形成火山状；重球砸向沙堆，沙堆会出现类似环形山的凹坑。

实验结果：沙堆会出现类似环形山的凹坑。

实验课题：放大镜下的发现实验目的：知道放大镜的使用方法及其作用。

实验器材：放大镜、报纸、书本、树叶实验原理：放大镜能把物体的像放大。

实验步骤：1、用放大镜观察树叶，把看到的记录下来。

一、实验目的1. 理解材料科学的基本概念和实验方法；2. 掌握材料的微观结构分析方法；3. 学习材料性能的测试方法；4. 培养学生的实验操作技能和科学思维。

二、实验仪器及材料1. 仪器：光学显微镜、金相显微镜、万能试验机、冲击试验机、X射线衍射仪等；2. 材料：金属材料、非金属材料、复合材料等。

三、实验内容1. 材料制备与表征（1）金属材料的制备：将金属原料经过熔炼、浇注、锻造、热处理等工艺制成所需形状和尺寸的试样。

（2）非金属材料的制备：将非金属原料经过成型、烧结、热处理等工艺制成所需形状和尺寸的试样。

（3）复合材料制备：将基体材料与增强材料复合，经过混合、成型、固化等工艺制成所需形状和尺寸的试样。

2. 材料微观结构分析（1）光学显微镜观察：利用光学显微镜观察材料的宏观形貌和微观结构，如晶粒大小、晶界、析出相等。

（2）金相显微镜观察：将材料制成金相试样，利用金相显微镜观察材料的微观结构，如相组成、组织形态等。

3. 材料性能测试（1）力学性能测试：利用万能试验机、冲击试验机等测试材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性等力学性能。

（2）热性能测试：利用热分析仪测试材料的热膨胀系数、热导率、熔点等热性能。

（3）电性能测试：利用电学测试仪器测试材料的电阻率、介电常数等电性能。

4. 材料结构-性能关系研究通过分析材料微观结构、性能测试结果，探讨材料结构-性能关系，为材料设计、制备和应用提供理论依据。

四、实验步骤1. 材料制备：根据实验要求，选择合适的原料，经过熔炼、浇注、锻造、热处理等工艺制成所需形状和尺寸的试样。

2. 材料表征：利用光学显微镜、金相显微镜等仪器观察材料的微观结构，分析材料的组织形态、相组成等。

3. 材料性能测试：根据实验要求，利用万能试验机、冲击试验机等仪器测试材料的力学性能；利用热分析仪、电学测试仪器等测试材料的热性能、电性能。

4. 数据处理与分析：将实验数据进行分析，探讨材料结构-性能关系，为材料设计、制备和应用提供理论依据。

实验报告实验课程：材料科学基础学生姓名：学号：专业班级：年月日实验一浇注和凝固条件对铸锭组织的影响一、实验目的1. 研究金属注定的正常组织。

2. 讨论浇注和凝固条件对铸锭组织的影响。

3. 初步掌握宏观分析方法。

二、实验内容说明金属铸锭（件）的组织一般分为三个区域：最外层的细等轴晶区，中间的柱状晶区和心部的粗等轴晶区。

最外层的细等轴晶区由于厚度太薄，对铸锭（件）的性能影响不大；铸锭中间柱状晶区和心部的粗等轴晶区在生产上有较重要的意义，因此认为地控制和改变这两个区域的相对厚度，使之有利于实际产品，有很大意义。

铸锭的组织（晶区的数目、相对厚度、晶粒形状的大小等）除与金属材料的性质有关外，还受浇注和凝固条件的影响。

因此当给定某种金属材料时，可借变更铸锭的浇注凝固条件来改变三晶区的大小和晶粒的粗细，从而获得不同的性能。

本实验是通过对不同的锭模材料、模壁厚度、模壁温度、浇注温度及用变质处理和振动等方法浇注成的铝锭的宏观组织的观察，对铸锭的组织形成和影响因素进行初步的探讨，并对金属研究中经常要采用的宏观分析方法进行一次初步的实践。

本实验用以观察的铸锭样品浇注和凝固条件如后表：三、实验步骤1. 教师介绍金属宏观分析方法，讲解各样品浇注和凝固条件。

2. 学员轮流观察各种样品，结合已知的浇注和凝固条件分析各样品宏观组织的形成过程。

3. 描述所观察到的各样品的宏观组织。

四、实验报告要求1. 叙述浇注正常组织的形成过程。

2. 逐一描绘各试样的宏观组织图，分析浇注和凝固条件对铸锭（件）组织的影响。

五、思考题1. 简述宏观组织的特点及分析方法。

实验一浇注和凝固条件对铸锭组织的影响实验报告班级：日期：姓名：学号：同组姓名：纯铝在不同凝固条件下凝固得到铸锭宏观组织的观察分析报告：1. 叙述纯铝铸锭中不同晶区的形成过程。

3. 简述宏观分析方法。

实验二二元合金显微组织分析一、实验目的1. 熟悉几种典型的二元合金平衡和非平衡显微组织及几种典型成分的铝硅合金的非平衡组织。

材料科学与工程基础实验课设报告学生姓名：学生学号：指导教师：报告日期：目录一、综述 (4)1.1 组织综述 (5)1.1.1 马氏体组织综述 (5)1.1.2 索氏体组织综述 (5)1.1.3 屈氏体组织综述 (5)1.2 材料综述 (6)1.2.1 20号钢综述 (6)1.2.2 45号钢综述 (6)1.2.3 T8钢综述 (8)二、实验过程 (9)2.1 热处理原理简介 (9)2.1.1 钢的淬火 (9)2.1.2 钢的回火 (9)2.2 实验器材 (10)2.3 金相试样加工方法、过程 (10)2.3.1 取样 (10)2.3.2 磨光 (10)2.3.3 抛光 (10)2.3.4 金相试样的化学腐蚀 (11)2.4 热处理加工方法、过程 (11)2.4.1 20号钢热处理 (11)2.4.2 45号钢热处理 (11)2.4.3 T8号钢热处理 (11)2.5 硬度测试方法、过程 (12)三、实验结果 (12)3.1热处理加工结果 (12)3.1.1 20号钢 (12)3.1.2 45号钢热处理结果 (12)3.1.3 T8钢热处理结果 (13)3.2 硬度测试结果 (13)3.2.1 20号钢硬度测试结果 (13)3.2.2 45号钢硬度测试结果 (13)四、实验结果分析 (14)4.1 组织结果分析 (14)4.1.1 20号钢金相组织分析 (14)4.1.2 45号钢金相组织分析 (15)4.1.3 T8号钢金相组织分析 (16)4.2显微图像分析 (17)4.3 硬度和组织横向、纵向比较 (17)五、结论 (18)六、参考文献： (18)一、综述1.1 组织综述1.1.1 马氏体组织综述马氏体是黑色金属材料的一种组织名称。

马氏体（M）是碳在α-Fe的过饱和的固溶体，是靠无扩散的奥氏体切变方式在钢中形成的相，是淬火钢的基本组织[1]。

其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。

实验五材料科学基础综合性实验一、实验目的1.了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。

2. 研究冷却条件对碳钢硬度的影响。

3. 观察和研究碳钢经不同条件淬火热处理后显微组织变化4. 了解淬火热处理工艺对碳钢硬度的影响。

二、实验原理1.退火：是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30-50℃）一定温度并保温一段时间，奥实体化后，使它慢慢冷却，得到接近平衡组织的热处理工艺称为退火。

钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。

退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。

所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

生产上常用的退火操作种类（1）完全退火（俗称退火）：主要用于亚共桥钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材，有的也用做焊接结构件，其目的是细化晶粒，改善组织，消除残余应力，降低硬度、提高塑性，改善切削加工性能，完全退火是一种时间很长的退火工艺，为了缩短其退火时间，目前常采用等温火（冷至500-600空冷）的工艺来取代完全退火工艺，同完全退火比较，等温火的目的与完全退火相同，但它大大缩短了退火时间。

（2）球化退火：主要用于过共析钢及合金工具钢（如刀具、量具、模具以及轴承等所有钢种）。

其目的主要是降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。

（3）去应力退火（又称低温退火）主要用来消除铸件、锻件及焊接件、热轧件等内应力。

（4）再结晶退火：用来消除冷加工（冷拉、冷冲、冷轧等）产生的加工硬化。

目的是消除内应力，提高塑性，改善组织。

（5）扩散退火：主要用于合金钢，特别是合金钢的铸件和钢锭。

目的是利用高温下原子具有较大的扩散能力来减轻或消除钢中化学成分不均匀的现象。

图12. 正火：是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30-50℃），保温一定时间，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。

实验1 金相显微镜原理、结构和使用一、实验目的1.了解金相显微镜的结构原理和主要部件的作用。

2.掌握分辨率的概念及其影响因素。

3.学会正确操作4XBⅡ型金相显微镜。

二、实验原理利用金相显微镜观察金相试样的组织或缺陷的方法称为金相显微分析。

它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术，在金属材料研究领域中占有很重要的地位。

下面对常用的光学金相显微镜作一般介绍。

（一）显微镜的基本原理、构造及使用1.显微镜的基本原理最简单的显微镜可以仅由两个透镜组成。

图1-1为显微镜成像的光学原理示意图。

图中AB 为被观察的物体，对着被观察物体的透镜O 1叫物镜；对着人眼的透镜O 2叫目镜。

物镜使物体AB 形成放大的倒立实像A'B'，目镜再将A'B'放大成仍然倒立的虚像A"B"。

其位置正好在人眼的明视距离（约250mm ）处。

在显微镜中所观察的就是这个虚像A"B"。

(1) 显微镜的放大倍数放大倍数由下式确定：目物目物f D f L M M M ⋅=×= 式中：M—显微镜总放大倍数；M 物—物镜的放大倍数；M 目—目镜的放大倍数；f 物—物镜的焦距；f 目—目镜的焦距；L—显微镜的光学镜筒长度；D—明视距离（250mm ）。

由上式可知：f 物 、f 目越短或L 越长，则显微镜的放大倍数越大。

(2) 物镜的鉴别率物镜的鉴别率是指物镜能清晰分辨试样两点间最小距离的能力。

物镜鉴别率的数学公式为：A d 2λ=式中：d—物镜的鉴别率；λ—入射光源的波长； A—物镜的数值孔径，它表示物镜的聚光能力。

由公式可知，波长λ越短，数值孔径A 越大，则鉴别能力就越高（d 越小），在显微镜中就能看到更细微的部分。

数值孔径A 可由下列公式求出：φηsin =A式中：η—物镜与物体之间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半，即通过物镜边缘的光线与物镜轴线所成的角度。

η越大或物镜孔径角越大，则数值孔径越大，由于φ总是小于90，所以在空气介质（η=1）中使用时，数值孔径A 一定小于1，这类物镜称干系物镜。