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实验一：手工电弧焊实验目的了解手弧焊的基本理论，熟练掌握手工电弧焊的基本操作及焊接规范参数调整的方法。
观察焊接电流，焊接电压及焊条直径对焊缝成型的影响。
实验内容焊条类型的选择及焊接规范的正确预置，各种焊接位置的操作及焊接规范对焊接成型的影响。
实验要求1、在5秒钟内完成引弧，并建立稳定电弧。
2、能够将一根完整的焊条不断弧烧完。
3、焊缝熔宽、堆高均匀，无气孔、夹渣。
4、测试分析焊接电流对焊缝成型的影响。
5、其它同学观看电弧形态实验装置1、电焊机1台2、焊板若干3、焊条（酸性）若干4、锤1把5、砂纸、钢丝刷1把6、钢板尺1只实验步骤1、按下图将电焊机接好：2、选定焊条类型及直径。
3、预调焊接电流值。
4、采用短路或划擦方法引燃电弧。
实验数据及处理1、选择几组成型最好的焊接数据记录下表中。
2、记录所选焊件的堆高、熔宽、气孔、夹渣等。
电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽实验报告要求1、按以上记录说明最佳规范的参数。
2、分析手工电弧焊设备及工作原理。
3、说明焊接电流的调整方法。
4、说明手工电弧焊常见缺陷的种类。
实验二：CO2气体保护焊接实验实验目的了解气体保护焊的基本理论，熟练掌握CO2焊接的基本操作及焊接规范参数的调整方法。
CO2电源与普通手工电弧焊电源的区别。
观察熔滴过度特点。
实验内容正确安装焊丝及焊接规范的正确预置，保护气体流量调节，短路过渡时可用全位置焊接及不同焊接电流对成型的影响。
实验要求1、能够使电弧稳定燃烧。
2、观察熔滴的过渡形态3、焊缝宽度、堆高均匀无气孔、夹渣。
实验装置1、电焊机1台2、焊板若干3、焊丝1盘4、砂纸铁刷1把5、CO2气1瓶6、钢板尺1把实验步骤1、按下图将电焊机接好。
2、预装已选定的焊丝。
33、预调焊接电压和焊接电流。
4、打开保护气减压阀。
实验数据及处理1、选择几组成型最好的焊件并将焊接数据记录下表中。
2、记录所选焊件的堆高、熔宽、气孔、夹渣等。
机械设计基础实验指导书目录实验一机构运动简图绘制 (1)实验二齿轮范成原理 (2)实验三带传动实验 (3)实验四齿轮效率实验 (6)实验五减速器拆装 (9)实验报告一 (10)实验报告二 (11)实验报告三 (12)实验报告四 (14)实验报告五 (15)实验一 机构运动简图的测绘和分析一.实验目的1. 学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。
2. 通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。
二.实验设备1. 机械实物及机械模型。
2. 钢板尺，游标卡尺，内、外卡尺。
3. 三角板，铅笔，橡皮，草稿纸等（自备）。
三.原理和方法1. 原理机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数目、相对位置有关。
因此画机构运动简图时，应以规定的符号代表运动副，并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置，用尽可能简单的线条表示机构中各构件。
这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图，若不按比例尺绘出，则称为机构示意图。
2. 测绘方法⑴缓慢驱动被测机构，仔细观察各构件的运动，分清各运动单元，从而确定机构构件的数目。
⑵根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型。
⑶在草稿纸上绘出机构示意图。
用1,2,3…依次标注各构件，用A,B,C …分别标注各运动副，在原动件上标出表示运动方向的箭头。
⑷测量与机构运动有关的尺寸，并标注在草图上。
⑸选长度比例尺图示长度实际长度=μ （m/mm ）。
在实验报告纸上画出机构运动简图。
实验二 齿轮范成原理一.实验目的1. 掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成。
2. 了解渐开线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二.实验设备与工具1. 齿轮范成仪，剪刀，绘图纸齿轮范成仪基本参数：25.0120mm 20**a ==︒==c h m ，，，α，被加工齿轮齿数z =10。
2. 同学自备：圆规，三角板，铅笔，橡皮，计算工具。
目 录实验 1 结构光法测量型钢表面尺寸实验 2 数控 YAG脉冲激光加工机实验因激光加工机及结构光仪器故障，实验 1 替换为：激光测径仪测量 实验（在实验报告中，实验名称统一写为：激光测径仪测量实验）； 实验 2 替换为：影像法测量零件尺寸实验（在实验报告中，实验名 称统一写为：影像法测量零件尺寸实验）激光测径仪测量实验一、实验目的1、了解激光测径仪原理2、学会使用激光测径仪测量工件3、学习轴类零件测量及数据处理4、学会分析实验误差二、仪器说明激光扫描测量技术利用激光光源优良的焦点特性，使用快速飞点光扫描测量原理、实 现对直径、厚度等几何量的精密测量，其应用系统是实施非接触精密测量和控制的重要 技术手段。
非接触测量已有效应用于实验室计量检测、钢厂/线材厂以及通光（电）缆生产过程 中对外径、厚度、宽度等的测量与控制，具有精度高、速度快、安全可靠的特点，是上 述生产领域中重要的测量监控手段。
激光测径仪测量原理：左右箱体内带有高速旋转的 HeNe 激光发射器和激光接收器,激 光发射器发出的激光束通过一组透镜处理变成平行光,工件只要挡住光束,在接收器上就 有信号产生。
接收器上面装有光电接收器，投射到光电接收器上的光线在光束扫描工件 时被逐渐遮断。
因此，光电接收器逐渐输出一个方波脉冲,其宽度与工件直径成正比。
若 扫描速度为 v,扫描时间为 t,则被测工件的尺寸D 为：D=v·t由于扫描速度由系统参数确定,那么工件尺寸就是扫描时间t的函数,式中t可通过对 时钟脉冲计数器来准确求得。
通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上,可读出所测量的直径值,圆度跳 动等参数。
测量原理示意图：图 1 测量过程示意图图 2 波形原理示意图图 3 轴类零件的测量图 4 其他应用范围本实验所用激光测径仪（LDM 50 测径仪）与 DDC6显示单元组合，可以对工件进行常 规的外直径测量（以下简称常规测量）；也可以通过旋转工件，在多个方向采样直径值 和中心位置，通过统计，计算和显示工件在一个截面的平均直径和径向综合跳动、最大 和最小直径（以下简称统计测量）。
目录实验一车刀几何角度测量实验二车床三箱结构认识实验三滚齿机的调整与加工实验四机床工艺系统刚度测定实验五加工误差统计分析实验一车刀几何角度测量( 2 学时）一、实验目的1、加深对刀具几何角度及各参考坐标平面概念的理解；2、了解万能量角台的工作原理,掌握刀具几何角度的测量方法;3、学会刀具工作图的表示方法.二、实验设备1、万能量角台一台.2、测量用车刀若干把.三、实验原理刀具几何角度的测量是使用刀具角度测量仪完成的,刀具角度测量仪即万能量角台的测量原理如图1—1所示，立柱式万能量角台主要由台座、立柱、垂直升降转动套、水平回转臂、移动刻度盘和指度片等零件组成。
松开侧锁紧螺钉，可使垂直升降转动套带动水平回转臂上下移动,松开前锁紧螺钉,可使水1。
台座 2。
立柱 3.前锁紧杆 4.滑套 5. 侧锁紧螺杆 6.挡片 7.水平转臂 8。
挡片 9。
移动刻度盘10。
指度片 11。
紧固螺钉 12.定位销钉图1-1 万能量角台示意图平回转臂和移动刻度盘绕水平轴转动。
移动刻度盘可沿着水平回转臂上的水平槽水平移动，并根据测量需要紧固在某一确定位置。
指度片可绕螺钉销轴转动，其底部靠近被测量的表面，指针指示测量角度.用上述这些零件位置的变动，即可实现各参考平面内刀具角度的测量。
测量时,刀具放在台座上，以刀杆的一侧靠在两定位销内侧定位。
四、实验内容1)测量主偏角滑套上的“0”刻度对准立柱上的标定线,测量时只可上下移动，不得转动。
转动水平回转臂，使其上的“0”刻度线对准滑套上的标定线。
调整测量指度片，使指度片的底面与主切削刃重合，制度片的指针所指的角度为主偏角. 2）测量负偏角方法同上,只是让指度片的底面与副切削刃重合，指针所指读数为负偏角. 3）测量前角滑套上的“0”刻度对准立柱上的标定线后，再把滑套相对于标定线顺时针转动一个主偏角的余角，转动水平回转臂，使水平回转臂上的“90”刻度线对准滑套上的“90”刻度线,调整指度片，使指度片的底面与前刀面重合，制度片的指针所指的角度为。
《机械制造技术基础》课程实验指导书适用专业：机械设计制造及其自动化实验类别：实验实验学时：6 学时工业制造学院实验一 刀具几何角度的测量一、实验目的：通过实验加深对车刀几何角度、参考平面等概念的理解，掌握测量车刀标注角度的方法，能正确测量车刀角度并根据测量结果绘出车刀工作图。
二、实验内容：1、基本掌握车刀量角台的原理、操作方法；2、掌握车刀刀具角度标注的参考系及角度的标注；3、正确地测量车刀的角度；4、了解不同参考系刀具角度换算的基本方法。
三、实验步骤及要求：1、实验条件：. 1）、车刀量角台 2）、车刀车刀量角台（图1—1）简介图1-1所示，回转工作台式量角台主要由圆盘底座1、2、活动底座3、定位块4、大指针5、大扇形板6、立柱7、螺母8、锁紧螺母9、小指针10、小扇形板11等组成。
圆盘底座底盘1周边左右各有1000刻度，用于测量车刀的主偏角和副偏角，活动底座3可绕底座中心在零刻线左右1000范围内转动；通过底座指针2读出角度值；定位块4可在活动底座上平行滑动，作为车刀的基准；大指针5由前面、底面、侧面三个成正交的平面组成，在测量过程中，根据不同的情况可分别用以代表主剖面、基面、切削平面等。
大扇形板6上有正负450的刻度，用于测量前角、后角、刃倾角，通过大指针5 的指针指出角度值；立柱7上制有螺纹，旋转升降螺母8就可以调整测量片相对车刀的位置。
参考系(1)切削平面-----通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面。
(2)基 面-----通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。
(3)正交平面-----通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上投影垂直的平面。
标注角度(1)在正交平面参考系内标注的角度 前角-----前刀面与基面之间的夹角图 1-1 量角台的结构后角-----主后刀面与切削平面之间的夹角。
(2)在基面参考系内标注的角度 主偏角---主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。
《机械⼯程测试技术基础实验指导书》测试技术基础实验指导书机械与汽车⼯程学院机械设计教研室丁曙光、赵⼩勇⼆OO七年⼗⼀⽉实验⼀电阻应变⽚的灵敏的测定⼀、实验⽬的1、掌握电阻应变⽚灵敏系数的⼀种测定⽅法。
2、练习使⽤YJD-1静动态电阻应变仪。
⼆、实验原理1、电阻应变⽚的灵敏系数测定原理：当电阻应变⽚粘贴在试件上受应变ε时，其电阻产⽣的相对变化εK RR=? （1—1）⽐值K 即为应变⽚的灵敏系数。
只要应变量不过分⼤时，K 为常数。
当RR及ε值分别测得后，K 值即可算出。
等强度梁表⾯轴向应变ε，可从挠度计上百分表的读数算出：24lhf=ε（1—2）式中 f ——百分表读出的挠度计中点的挠度值。
h ——等强度梁厚度。
l ——挠度计跨度。
电阻应变⽚的相对电阻变化RR是根据电阻应变仪测出的指⽰应变仪ε和应变仪所设定的灵敏系数值K 仪（通常⽤K 仪=2.0）算得：仪仪ε?=?K RR∴应变⽚的灵敏系数 K=24hf/l K R R仪仪εε?=? （1—3）实验时可采⽤分级加载的⽅式，分别测量在不同应变值时应变⽚的相对电阻变化，以⽽验证它们两者之间的线性关系。
2、YJD-1型静动态应变仪的使⽤⽅法：YJD-1型应变仪可⽤于静动态应变测量。
其主要技术参数为：静态时量程0～±16000µε，基本误差<2%，动态测量时量程①0～±2000µε，②0±400µε，⼯作频率0～200HZ ，采⽤应变⽚的灵敏系数在 1.95～2.60范围内连续可调。
配套使⽤的P20R-1预调平衡箱共20点，预调范围为±2000µε，重复误差±5µε。
静态应变测量时操作步骤：①将应变⽚出线与应变仪连接，半桥接法时（参见图2—1），将应变⽚R 1、R 2分别接到AB 和BC 接线柱，此时应变仪⾯板上A ’DC’三点⽤连接铜⽚接好，应变仪内AA ’和CC ’⼀对120Ω精密电阻构成另外半桥；全桥接法时，将A’D C ’三点连接铜⽚拆除，应变⽚R 1，R 2，R 3，R 4分别接到ABCD 接线柱上并拧紧。
《机械设计基础》实验指导书课程学时：80实验学时：12适用专业：编写者：审查者：编写日期：目录（一）机械认知实验 (2)（二）平面机构运动简图的测绘与分析 (4)(附1) 平面机构运动简图的测绘与分析实验报告 (6)（三）渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析 (8)(附2) 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定与分析实验报告 (12)（四）机构运动方案创新设计实验 (14)(附3) 机构运动方案创新设计实验报告 (39)（五）轴系结构设计与分析 (40)（附4）轴系结构设计与分析实验报告 (43)（六）减速器拆装及结构分析 (44)（附5）减速器拆装及结构分析实验报告 (47)（一）机械认知实验实验学时：2学时实验类别：验证性实验目的：1.了解机器的组成原理，加深对机器总体感性认识。
2.了解机器的常用机构的结构、类型、特点及应用。
3.了解机器的运动原理和分析方法，使学生对机器总体感性认识上升为理性认识。
实验过程要点：通过观察陈列室展示各种常用机构模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。
实验教师作以简单介绍，提出问题，供学生思考。
学生通过观察，对机器的组成、常用机构的结构、类型、特点有一定的了解。
(一) 机器观察实物模型和机构，使学生认识到机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。
因此掌握各种机构的运动特性，有利于研究任何机器的特性。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二)平面四杆机构四杆机构在平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛。
四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构、单移动副机构、双移动副机构。
1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
它们根据两连架杆为曲柄或摇杆来确定。
2.单移动副机构：是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
《机械设计基础》实验指导书及报告姓名______________________学号______________________自然班级______________________成绩任课教师______________________兰州理工大学机电学院目录1、实验一机构运动简图测绘与分析 (1)2、实验二齿轮齿廓范成原理 (4)3、实验三轴系结构测绘与分析 (7)4、实验四减速器拆装 (8)实验报告 (10)实验须知1.开课后根据自己课程安排要及时选课，不要多选或者少选；2.如有特殊情况不能参加实验，应提前向实验室老师请假。
进行必要调换。
否则一律按自己选定的时间参加实验，并在规定的时间内完成实验；3.参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习；4.携带实验指导书及实验相关的用具；5.在实验的过程中，要遵守实验室的各种规章制度；爱护仪器设备；注意节约原材料；不要做与实验无关的事情；6.各种实验设备在使用前要仔细检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好，发现丢失或损坏应立即报告；7.要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全；8.要保持实验室内和仪器设备的清洁和整齐美观。
工作台面要干净并要搞好室内卫生；9.在离开实验室前，应由指导教师在相关的实验数据的记录纸上签字，以求确认对设备仪器的完好和已完成了在实验室内应完成的工作；10.对实验结果要进行分析、整理和计算，认真填写实验报告；11.按要求及时交实验报告；12.由于结课后实验报告要由实验室统一保管，因此做过的实验报告若有丢失其成绩只能按不及格处理；13.考核按五级记分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。
没有实验成绩以及实验成绩不合格的同学不能参加正式考试（确有特殊原因者可申请补做或重做实验）。
兰州理工大学机电学院2015年11月实验一机构运动简图的测绘与分析一、实验目的1、能够熟练的掌握测绘实际机器和模型机构运动简图的基本技能；2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法；3、加深对机构结构的了解。
《机械设计基础》实验指导书黄钧文肖勇编写机械原理/设计实验室实验守则1、实验之前认真阅读实验指导书，做预习报告。
2、实验课必须按照安排好的时间提前10分钟到达指定实验教室，进行签到考勤。
3、实验之前，要注意安全!未经老师允许不得擅自动用仪器、设备，特别小心贴有警示标志的设备！4、实验时，先听老师讲解和演示，然后严格按照操作程序和步骤进行实验，如发现有任何异常情况，应及时报告老师处理。
5、认真实验，细致操作，做好记录，实验完成后交给老师检查盖章。
6、遵守实验室规章制度，不喧哗、打闹。
爱护仪器设备，如故意损坏，则照价赔偿。
7、保持实验室整洁，不得在室内吃零食，下课离开时排好桌椅，带走垃圾。
8、课后认真书写实验报告，负责实验的班委收齐报告后按照学号顺序排好，交到工程中心7-204或206。
目录实验一、机构运动简图的测绘和分析 (1)实验二、渐开线齿廓范成实验 (6)实验三、带传动实验 (9)实验一、机构运动简图的测绘和分析一、实验目的1、掌握按实际机械的结构画出机构运动简图的方法；2、熟悉机构自由度的计算及机构运动是否确定的判别方法。
二、实验设备和用具1、机构动图：（1）牛头刨床机构；（2）曲柄滑块机构；（3）抽水唧筒机构；（4）缝纫机下针机构；（5）正弦机构或偏心轮机构。
2、自备三角尺、圆规、铅笔、稿纸等。
三、测绘方法和步骤测绘指定的几个机构的运动简图或机构示意图，其中至少应有一幅机构简图，测绘方法和步骤如下：1、确定各机构的构件数，用手驱动被测绘的机构，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定各运动副的种类及代表符号，熟悉常用运动副的符号表示方法，根据两联接构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各运动副的种类。
3、绘制机构的运动简图（1）先在草稿纸按GB138-74所规定的机构示意图的代表符号画出草图，选择好投影面和长度比例尺μl;μl=构件的实际长度(m)/ 图上长度（mm）a）b）图1-1实物——简图示例从原动件开始，循着运动传递的路线即构件联接的顺序，在草稿纸上标出各运动副的位置与运动有关的尺寸．转动副之间用直线连接即代表该构件，一般不考虑构件本身的形状和大小。
机械基础实验指导书房强汉景艳山东交通学院二〇一四年二月实验要求1．实验课是巩固课堂理论教学、培养实际工作能力的重要方面。
因此学生在实验前必须认真复习与本次实验有关的教材和预习实验指导书，明确实验目的，了解实验内容、操作步骤及注意事项等。
2．按规定时间准时进入实验室。
有特殊情况必须请假，并及时与实验室联系，尽快补做，不能无故缺席。
为保证测量结果的正确性和仪器的正常使用，入室必先换拖鞋或穿上鞋套，入室后必须保持安静、清洁、卫生，不得随地吐痰，严禁吸烟。
3．必须听从实验指导教师指挥，严格遵守纪律；不准打闹、大声喧哗，不得随意动用与本次实验无关的设备、试样等，严格遵守操作规程，切实注意人身及设备、仪器安全。
4．实验时应按操作程序正确使用量具、量仪，不得任意拆卸、摆弄。
实验所用量具、量仪，在使用中发生故障时，应立即报告指导教师，不得自行处理。
损坏仪器、设备根据情节轻重按学校规定须进行全部或部分赔偿。
5．实验时专心、细心。
对量仪、量具要轻拿轻放，调整仪器的活动部分动作要缓慢，对锁紧机构锁紧时用力不要过大。
6．实验完毕后，按量具、量仪等保养要求，进行清洗保养，将所有物品归还原位，并整理工作现场。
按时完成并上交实验报告，并须经指导教师评阅。
实验一铁碳合金平衡组织和铸铁组织的观察与分析一、实验目的1. 观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织和铸铁的显微组织结构。
2. 了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征。
3. 进一步熟悉金相显微镜的使用。
二、实验说明碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系。
因此，熟悉并掌握它们的组织结构是对钢铁材料使用者最基本的要求。
1. 碳钢和白口铸铁的平衡组织平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。
铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe-Fe3C相图来分析。
从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)组成。
但是，由于碳质量分数的不同、结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。
碳钢和白口铸铁在室温下的显微组织见表1-1。
表1-1 各种铁碳合金在室温下的显微组织2. 各种相组分或组织组分的特征碳钢和白口铸铁的金相试样经浸蚀后，其组织中各相组分和组织组分的形状和性能如下：铁素体：铁素体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后，在显微镜下观察呈白亮色多边形晶粒，如图1-1所示。
随着钢中碳质量分数的增加，铁素体质量分数减少，当其质量分数较多时呈块状分布(图1-2)，碳质量分数接近共析成分时，铁素体往往呈断续的网状分布在珠光体的周围。
铁素体具有良好的塑性和韧性，但硬度较低，一般为80-120HBS，强度也较低。
图1-1 工业纯铁的显微组织图1-2w(C)==0.45%碳钢的显微组织渗碳体：渗碳体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后，也呈白亮色。
一次渗碳体呈长条状分布在莱氏体之间，如图1-3所示；二次渗碳体呈网状分布在珠光体的边界上，如图1-4所示；三次渗碳体分布在铁素体晶界处；珠光体中的渗碳体一般呈片状，如图1-5、1-6所示。
图1-3 过共晶白口铸铁组织中的一次渗碳体图1-4 过共析钢(w c=1.2%)组织中的二次渗碳体铁素体和渗碳体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后都呈白亮色，若用苦味酸纳溶液热浸蚀，则渗碳体被染成黑褐色，而铁素体仍为白色。
用此方法可以区别铁素体和渗碳体。
渗碳体的硬度为800HBW，强度、塑性、韧性都很差，它是一个硬、脆相。
珠光体：珠光体是由铁素体片和渗碳体片相互交替排列形成的层片状组织。
它经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后，其组织中的铁素体和渗碳体都呈白亮色，而铁素体和渗碳体的相界被浸蚀后呈黑色线条。
在600倍以上的显微镜下观察时，珠光体中的片状渗碳体呈白亮色分布在白亮色铁素体的基体上，而其相界是黑色线条，如图1-6所示。
图1-5 中倍下的珠光体图1-6 高倍下的珠光体在200倍以下的显微镜下观察时，由于放大倍数低，难以分辨出哪是铁素体，此时珠光体是一片黑暗，成为黑块的组织，如图1-2中黑色部分。
珠光体硬度为190-230HBS，随片层间距的变小，硬度升高。
莱氏体：莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体的机械混合物。
渗碳体中包括共晶渗碳体和二次渗碳体，两种渗碳体相连在一起，没有边界线，无法分辨开。
莱氏体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后，其组织特征是在白亮色渗碳体基体上分布着许多黑色点(块)状或条状珠光体，如图1-7所示。
莱氏体硬度为700HBS，性脆。
它一般在w(C)>2.11%的白口铸铁中，在某些高碳合金钢的铸造组织中也常出现。
在亚共晶白口铸铁中，莱氏体被黑色粗枝状的珠光体所分割，而且可以看到在珠光体周围有一圈白亮的二次渗碳体，如图1-8所示。
图1-7 共晶白口铁（莱氏体）组织图1-8 亚共晶白口铸铁组织3. 铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁。
白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨，即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。
因此，灰口铸铁的组织可以看成是由钢基体和石墨所组成，其性能也由这两个组织的特点所决定；麻口铸铁的组织介于灰口铸铁与白口铸铁之间。
白口铸铁和麻口铸铁由于莱氏体的存在而有较大的脆性。
(1) 石墨石墨本身的强度、硬度、塑性都很低，几乎等于零。
因此，石墨对铸铁性能的影响极大。
石墨的形状愈细长、粗大或分布不均匀，则产生应力集中的程度就愈严重，从而大大降低铸铁的强度和塑性。
(2) 基体组织根据石墨化程度不同，铸铁的基体组织不同，一般情况下，可分为三种：铁素体、珠光体+铁素体、珠光体。
(3) 各种铸铁的显微组织特征普通灰铸铁：石墨呈粗片状析出，如图1-9所示。
变质灰铸铁：在铸铁浇注前，往铁水中加入变质剂增多石墨结晶核心，使石墨以细小片状析出。
(a) F灰铸铁 (b) F+P灰铸铁 (c) P灰铸铁图1-9 灰铸铁的显微组织球墨铸铁：在铁水中加入球化剂。
浇注后石墨呈球状析出，如图1-10所示。
(a)F球墨铸铁 (b)F+P球墨铸铁 (c)P球墨铸铁图1-10 球墨铸铁的显微组织特征可锻铸铁：将白口铸铁石墨化退火，使石墨呈团絮状析出，如图1-11所示。
三、实验内容1. 观察表1-2中所列试样的显微组织，研究每一个试样的组织特征，联系Fe-Fe3C相图分析其组织形成过程，并绘出所观察试样的显微组织示意图。
2. 熟悉金相显微镜的构造和正确使用。
(a) F可锻铸铁 (b) P可锻铸铁图1-11 可锻铸铁的显微组织表1-2 铁碳合金试样牌号及处理状态试样号码牌号碳质量分数/% 处理状态浸蚀剂1 工业纯铁～0.05 退火3%HNO3酒精溶液2 20 0.15～0.25 退火3%HNO3酒精溶液3 45 0.40～0.50 退火3%HNO3酒精溶液4 T8 0.75～0.80 退火3%HNO3酒精溶液5 T12 1.20～1.25 退火3%HNO3酒精溶液6 T12 1.20～1.25 退火碱性苦味酸钠溶液7 亚共晶白口铁～3.5 铸造3%HNO3酒精溶液8 共晶白口铁～4.3 铸造3%HNO3酒精溶液9 过共晶白口铁～4.3 铸造3%HNO3酒精溶液四、实验方法指导1. 操作金相显微镜时，应先了解显微镜的原理、构造、各主要附件的作用和位置等，并要了解显微镜使用注意事项，要按显微镜操作程序细心操作。
2. 观察试样的组织时，先明确材料成分、处理条件及浸蚀剂等。
动用试样时，不能用手摸试样磨面，或将试样磨面随意朝下乱放，或将试样叠起来，以免损坏试样。
3. 观察组织前先选显微镜放大倍数，其选用原则是先用低倍观察，找出典型组织，然后再用中、高倍对这些典型组织进行仔细观察，这样，整体和局部观察结合起来，才能对一块金相试样做出全面分析。
金相显微镜放大倍数小于200倍时称低倍，200~600倍时称中倍，大于600倍时称高倍。
4. 仔细阅览碳钢与白口铸铁的金相图片，认真观察每一个试样的组织，注意组织中每个相组分和组织组分，如铁素体、渗碳体、珠光体等的形态、数量、大小及分布特征。
并联系铁碳相图分析其结晶过程及组织。
5. 待认识了各组织特征后，再画每个试样中典型区域的显微组织示意图，但注意不要把杂质、划痕等画在图上。
五、实验报告要求1. 写出实验目的。
2. 画出所观察样品的显微组织示意图(用箭头和代表符号标明各组织组成物，并注明样品成分、浸蚀剂和放大倍数)。
3. 根据所观察的组织，说明碳质量分数对铁碳合金的组织和性能的影响的大致规律。
六、思考题1. 珠光体组织在低倍观察和高倍观察时有何不同?为什么?2. 渗碳体有哪几种?它们的形态有什么差别?3. 根据杠杆定律确定(或估算)未知样品的碳质量分数。
实验二 材料硬度实验测定一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。
2. 学会正确使用硬度计。
二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬的物体压人表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。
与其他力学性能相比，硬度试验简单易行，又无损于工件，因此在工业生产中被广泛应用。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。
维氏硬度试验——用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。
显微硬度试验——主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度。
1. 布氏硬度试验(1) 原理 用载荷F 把直径为D 的硬质合金压头球压人试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量压头在试样表面上所压出的压痕直径d ，从而计算出压痕球面积A ，然后再计算出单位面积所受的力(F /A 值)，用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HBW 表示。
布氏硬度试验原理如图2-1所示。
压痕平均直径 122d d d += 设压痕深度为h ，则压痕的球面积为(2D A Dh D ππ==布氏硬度值0.1200.102F HBW A =⨯= 式中 F ——施加的载荷，kg ； D ——硬质合金压头球直径，mm ；A ——压痕面积，mm 2；d ——压痕平均直径，mm 。
图2-1 布氏硬度试验原理由于金属材料有硬有软，工件有厚有薄，有大有小，为适应不同的情况，布氏硬度的压头球直径有φ1mm、φ2.5mm、φ5mm、φ10mm四种。
工作载荷有9.087N……、9807N、14700N、29400N等不同试验力。
试验力的保持时间一般为10s~15s。
