【材料课件】工程材料实验指导
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工程材料实验指导手册
《工程材料》实验1、硬度试验（1）布氏硬度试验【布氏硬度计】TH－600型布氏硬度计的构造如图1所示。
它主要由机体、可更换工作台6、大杠杆16、小杠杆l、压轴3、减速器13、换向开关14等部件组成。
工作台机构机体下部安装套筒11，套筒内装有螺杆8，在螺杆上部是工作台立柱7。
立柱上安装可更换工作台6，旋转手轮9，通过螺母l0可使螺杆带动工作台上下垂直移动。
图1 TH－600型布氏硬度试验机简图l-小杠杆；2-弹簧；3-压轴；4-主轴衬套；5-压头；6-可更换工作台；7-工作台立柱；8-螺杆；9-升降手轮；10螺母；11-套筒；12-电动机；13-减速器；14-换向开关；15-砝码；16-大杠杆；17-吊环；18-机体；19-电源开关；杠杆机构它由大杠杆16、吊环17、小杠杆1和压轴3等组成。
载荷是由砝码15通过大杠杆16、吊环17、小杠杆l和压轴3、主轴衬套4、压头5等部件的作用，将钢球压人试样表面。
加载或卸载是由电动机12通过减速器13和一组连杆机构来实现的。
压轴机构它是由弹簧2．压轴3和主轴衬套4等部件组成。
弹簧在非工作状态时是将主轴衬套压靠在锥形座内，使压轴紧靠在小杠杆中间的刀刃支架上，从而保持压轴的准确位置。
【试样的技术条件】1．试样的试验面，应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。
试验面应能保证压痕直径能精确测量，试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。
2．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。
3．布氏硬度试样厚度至少应为压痕深度的l0倍。
4．试验温度一般在10～35oC范围内。
【实验操作步骤】1．根据材料和布氏硬度范围由第1章表1-2选择F／D2值，确定压头直径，载荷及载荷的保持时间。
2．将压头5装在主轴衬套4内，先暂时将压头固定螺钉轻轻地旋压在压头杆扁平处。
3．将试样和工作台6的台面揩擦干净，将试样稳固地放在工作台上，然后按顺时针方向转动工作台升降手轮9使工作台缓慢上升，并使压头与试样接触，直到手轮与升降螺母l0产生相对滑动（打滑）时为止，接着再将压头固定螺钉旋紧。
【精品课件】工程材料实验指导
金相试样的制备过程主要步骤有：
•取样 •磨制 •抛光 •浸蚀
•镶嵌
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法 ➢ 本实验金相试样制备过程的步骤如下:
•抛光液 •砂纸磨 •抛光机 •浸蚀剂 •吹风机 •显微镜
•磨制 •抛光 •浸蚀 •吹干
•水清洗 •水清洗 •酒精清洗
1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.金相显微试样的制备方法。
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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➢ 金相显微镜的构造 及功能
• 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造及 功能
(1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场 (14)-目镜
切割机
镶嵌机
【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
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抛光机（PG-2型）
【精品课件】工程材料实验指导
•取样 •磨制 •抛光 •浸蚀
•镶嵌
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【精品课件】工程材料实验指导
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法 ➢ 本实验金相试样制备过程的步骤如下:
•抛光液 •砂纸磨 •抛光机 •浸蚀剂 •吹风机 •显微镜
•磨制 •抛光 •浸蚀 •吹干
•水清洗 •水清洗 •酒精清洗
1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.金相显微试样的制备方法。
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实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
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实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
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➢ 金相显微镜的构造 及功能
• 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜
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实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造及 功能
(1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场 (14)-目镜
切割机
镶嵌机
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实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
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抛光机（PG-2型）
【精品课件】工程材料实验指导
工程材料实验指导ppt课件
右图为 单相组织和双 相组织的显微组织图
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共 晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛 光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精， 脱脂棉等。
实验一 金属的显微分析法
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
切割机
镶嵌机
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
抛光机（PG-2型）
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
实验概述：
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微 组织；
了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本 质、形态及分布特征；
分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能 之间的关系。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 分析各种相组分和组织组成物的特征 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。 ✓ 写出实验目的； ✓ 扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学 系统示意图； ✓ 说明金相试样制备的过程及其注意事项； ✓ 在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显 微组织图，并注明试样的材料、组织类别、浸蚀剂及放大 倍数。 ✓ 报告上交日期：实验后下一周同一时间。
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共 晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛 光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精， 脱脂棉等。
实验一 金属的显微分析法
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
切割机
镶嵌机
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
抛光机（PG-2型）
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
实验概述：
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微 组织；
了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本 质、形态及分布特征；
分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能 之间的关系。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 分析各种相组分和组织组成物的特征 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。 ✓ 写出实验目的； ✓ 扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学 系统示意图； ✓ 说明金相试样制备的过程及其注意事项； ✓ 在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显 微组织图，并注明试样的材料、组织类别、浸蚀剂及放大 倍数。 ✓ 报告上交日期：实验后下一周同一时间。
工程材料试验ppt课件完整版
P
'
V0 'V0 V0 '
100%
1
0 ' 0
100%
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填 充的致密程度。
空隙
课堂练习：
1、有一卵石试样，洗净烘干后质量为1000g，将其
浸水饱和，用布擦干表面称重为1005g，再装入盛满
水后重为1840g的广口瓶内，然后称重为2475g，试
求试样的表观密度。
cm3，质量吸水率为10％，试求该砖的孔隙率和体
积吸水率。
解：
已知条件：ρ0＝1900Kg/m3；ρ＝2.5g/cm3；Ww ＝10％；求：P、Wv
P
V0 V V0
100%
1
0
100%
1
1.9 2.5
100%
24%
（V0为自然状态下体积，V为实际体积）
Wv= Ww×ρ0=10%×1.9=19%
第2章 水泥
2.1 细度
细度是指水泥颗粒的粗细程度，是影响水泥性能的 重要指标。
颗粒越细，与水接触面积越大，水化反应越快，凝 结硬化快。但是也不宜过细，过细一方面硬化时收缩大、 易产生裂缝；另一方面也会大大增加粉磨的能耗，成本 提高。
硅酸盐水泥的细度用比表 面积法表示：单位质量的水泥 粉末缩具有的总表面积，单位 是m2/kg。现行国标规定，硅酸 盐水泥比表面积应不小于 300m2/kg。
I类宜用于高强混凝土（>C60）
II类宜用于C30～C60的混凝土和抗冻、抗渗及 其它要求的混凝土。
III类宜用于＜C30的混凝土和建筑砂浆。
1 、砂的筛分
(1)砂的粗细程度
是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细 程度，常用细度模数（Mx）表示。细度模数越大， 表示砂越粗，细度模数越小，表示砂越细。
土木工程材料实验课件(一)
土木工程材料实验课件(一)土木工程材料实验课是土木工程专业的一门非常重要的实验课程，在这门课程中，学生可以通过实验的方式，对各种土木工程材料进行深入的理解和探究。
在实验课中，一定需要有相应的实验课件来辅助教学，下面就来详细介绍一下土木工程材料实验课件的相关内容。
一、课件的内容1. 材料基本性能测试的实验指导。
包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、刚度试验、蠕变试验等。
2. 材料质量检测的实验指导。
包括水泥、混合料、钢材等各种土木工程材料的质量检测。
3. 材料物理性能测试的实验指导。
包括密度、抗压强度、热膨胀系数、吸水率等各种物理性能的测试。
4. 材料耐久性能测试的实验指导。
包括抗震性能、耐久性能、防水防潮等各种耐久性能的测试。
5. 材料化学性能测试的实验指导。
包括强酸强碱环境下的耐腐蚀性能、NDT 检测、电化学腐蚀等。
二、课件的设计为了让学生更好地理解和掌握课程，土木工程材料实验课件需要具有以下特点：1.内容分类明确。
根据实验的不同性质和要求，将实验分为不同的类别，比如材料物理性能测试、材料耐久性能测试、材料化学性能测试等。
2.操作步骤清晰。
针对不同实验的具体实施步骤，需要详细介绍如何试样的制备、仪器的使用、实验的操作等细节。
3.实验说明准确。
每一项实验的操作之前，需要介绍该实验的目的、原理、方法等，保证学生在操作之前能够了解实验的背景和内容。
4.数据处理和分析方法详细。
对于实验获得的数据，需要详细介绍如何进行有效的数据处理和分析方法，帮助学生更加准确地理解实验结果。
三、课件的使用1.引导学生进行实验操作。
根据不同实验的设计，向学生介绍实验目的、实验方法以及注意事项等。
在实验过程中引导学生进行操作，检查学生的操作及现场管理，提高实验效果。
2.加深学生对课程的理解。
在实验课结束之后，教师需要给学生详细讲解实验的目的以及案例分析，并在实践中让学生加深对土木工程材料的理解和认识。
3.展示实验结果。
传递实验结果将帮助学生了解实验结果，评价实验效果，并给学生提供参考。
工程材料课件5
淬透性
一、实验目的⏹
⏹
二、实验原理概述
二、实验原理概述
二、实验原理概述
二、实验原理概述
⏹
⏹近端面1.5mm处的硬度可代表钢的淬硬性。
⏹曲线上拐点处的硬度大致是50%马氏体的硬度。
⏹整个曲线上的硬度分布情况，特别是在拐点附近，硬度变化平稳标志着钢的淬透性大，变化剧烈标志着淬透性小。
⏹钢的淬透性不同，可作为选材和制定热处理工艺的重要依据。
⏹确定钢的临界淬火直径。
⏹确定钢件截面上的硬度分布。
三、实验设备及材料⏹
⏹
⏹
四、实验步骤及方法⏹
⏹
四、实验步骤及方法⏹
一般测量至离水冷端30-40mm即可，并做好
⏹
五、实验报告要求⏹
⏹
⏹
Thank You！。
【精品课件】工程材料课程实验
1、碳钢的普通热处理工艺方法 1）钢的退火 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以 上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥 氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态 的组织。一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了 残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180～220）有 利于下一步进行切削加工。
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【精品课件】工程材料课程实验
•表2-1碳钢普通热处理的加热温度
方法 退火
正火
淬火
低温回火 中温回火 高温回火
加 热 温 度 (℃) Ac3+(20~60) Ac1+(20~40) Ac3+(50~100) Accm+(30~50) Ac3+(30~70) Ac1+(30~70) 150~250 350~500 500~650
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【精品课件】工程材料课程实验
1、碳钢的基本组织 （1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素
体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度 较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微 镜下呈现明亮色的多边形晶粒。 物（，2含）碳渗量碳为体6（.6F9e％3C。）用是3％铁～与4碳％形硝成酸的酒一精种溶化液合 侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵 蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
Ac3
735
855
724
780
730
——
730
——
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【精品课件】工程材料课程实验
2）加热时间 热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的
成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设 备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。因此， 要确切计算加热时间是比较复杂的。在实验室中，热 处理加热时间（包括加热、保温时间）通常按工件有 效厚度，用下列经验公式计算加热时间：
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•表2-1碳钢普通热处理的加热温度
方法 退火
正火
淬火
低温回火 中温回火 高温回火
加 热 温 度 (℃) Ac3+(20~60) Ac1+(20~40) Ac3+(50~100) Accm+(30~50) Ac3+(30~70) Ac1+(30~70) 150~250 350~500 500~650
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1、碳钢的基本组织 （1）铁素体（F） 是碳在 中的固溶体。铁素
体为体心立方格。具有磁性及良好的塑性，硬度 较低。用3％～4％硝酸酒精溶液侵蚀后，在显微 镜下呈现明亮色的多边形晶粒。 物（，2含）碳渗量碳为体6（.6F9e％3C。）用是3％铁～与4碳％形硝成酸的酒一精种溶化液合 侵蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液侵 蚀，则渗碳体呈黑色而铁素体仍为白色。
Ac3
735
855
724
780
730
——
730
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【精品课件】工程材料课程实验
2）加热时间 热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的
成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设 备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。因此， 要确切计算加热时间是比较复杂的。在实验室中，热 处理加热时间（包括加热、保温时间）通常按工件有 效厚度，用下列经验公式计算加热时间：
《工程材料》课件
2 材料工程
将工程材料应用于设计、制造和维护。
工程材料的教育及培训机制
大学教育
为学生提供工程材料相关专业的本科和研究生课程。
行业培训
为从业人员提供继续教育和专业培训机会。
工程材料的国际标准和贸易机制
1
贸易机制
2
国际贸易和合作促进工程材料的交流和共享。
国际标准
制定用于评估和比较材料性能的标准。
工程材料企业的管理模式和实践
管理模式
采用现代管理理念和技术，提高企业效率和竞争力。
实践
推行精益生产、质量管理和创新实践等方法。
工程材料相关学科和研究领域
1 材料科学
研究工程材料的性能、制备和改性等方面。
描述材料抵抗断裂的能力， 具有很高的韧性的材料能承 受冲击。
工程材料的加工与制造过程
1
材料选择根据特定需求选择合来自的工程材料。2加工方法
采用锻造、模压或注塑等技术将材料塑造成所需形状。
3
制造过程
通过组装、焊接或粘接等方式将部件制造成成品。
工程材料的表面处理和涂装
表面处理
如喷涂、镀铬等方法，用于增加表面硬度和耐腐蚀性。
高分子材料
具有轻质、柔韧和耐磨损等特点，广泛应用于塑料 和橡胶制品。
陶瓷材料
具有耐高温、耐腐蚀等特性，常用于航空航天和化 工领域。
复合材料
由两种或更多类型的材料组合而成，具有多种优点， 例如高强度和轻质。
工程材料的性质
1 强度
2 硬度
3 韧性
衡量材料抵抗变形和断裂的 能力。
表征材料耐划伤和穿刺的能 力。
制造业
工程材料用于制造机械零件、工具和设备。
软件在工程材料中的应用
将工程材料应用于设计、制造和维护。
工程材料的教育及培训机制
大学教育
为学生提供工程材料相关专业的本科和研究生课程。
行业培训
为从业人员提供继续教育和专业培训机会。
工程材料的国际标准和贸易机制
1
贸易机制
2
国际贸易和合作促进工程材料的交流和共享。
国际标准
制定用于评估和比较材料性能的标准。
工程材料企业的管理模式和实践
管理模式
采用现代管理理念和技术，提高企业效率和竞争力。
实践
推行精益生产、质量管理和创新实践等方法。
工程材料相关学科和研究领域
1 材料科学
研究工程材料的性能、制备和改性等方面。
描述材料抵抗断裂的能力， 具有很高的韧性的材料能承 受冲击。
工程材料的加工与制造过程
1
材料选择根据特定需求选择合来自的工程材料。2加工方法
采用锻造、模压或注塑等技术将材料塑造成所需形状。
3
制造过程
通过组装、焊接或粘接等方式将部件制造成成品。
工程材料的表面处理和涂装
表面处理
如喷涂、镀铬等方法，用于增加表面硬度和耐腐蚀性。
高分子材料
具有轻质、柔韧和耐磨损等特点，广泛应用于塑料 和橡胶制品。
陶瓷材料
具有耐高温、耐腐蚀等特性，常用于航空航天和化 工领域。
复合材料
由两种或更多类型的材料组合而成，具有多种优点， 例如高强度和轻质。
工程材料的性质
1 强度
2 硬度
3 韧性
衡量材料抵抗变形和断裂的 能力。
表征材料耐划伤和穿刺的能 力。
制造业
工程材料用于制造机械零件、工具和设备。
软件在工程材料中的应用
实验报告实验材料课件.doc
专业姓名学号组别华侨大学土木工程学院实验一建筑材料基本性质试验原始记录试验时间2013.03.29 温度干：22℃湿20℃相对湿度82%一、水泥石的表观密度二。
水泥石的密度指导老师签名：实验一建筑材料基本性质试验报告一、实验目的本实验的主要任务就是通过对固体材料密度、表观密度、堆积密度、吸水率检测方法的练习，掌握材料基本物理参数的获取方法，并利用所测得物理状态参数来计算材料的孔隙率及空隙率等构造参数，从而推断其对材料其他性质的影响。
二、实验仪器游标卡尺、直尺、天平、李氏瓶、试样筛、量筒、天平。
温度计、漏斗三、实验内容和步骤a 、表观密度测量1 、用天平称量出试件的质量m（kg）2 、用游标卡尺测量试样尺寸（长，宽，厚），并计算试样的体积v。
（m3）b 、密度试验1 、往李氏瓶注入与试样不发生反应的液体至凸颈下部，记下刻度（v1）2 、称取60~90g 试样，用小勺和漏斗将试样徐徐送入李氏瓶中3 、微倾并转动李氏瓶，用瓶内的液体将粘附在瓶颈和瓶壁的试样冲入瓶内液体中，待液体中（v2）4 、取剩余试样的质量，计算出装入瓶中的试样质量m5、计算瓶中试样所排开水的体积：v=v2- v1四、实验结果计算（一）水泥石的表观密度（二）水泥粉的密度（三）水泥石孔隙率的计算p%=(1-1.663/2.255) ×100%=26.6% 1?(1? ρ0/ ρ)?100p2?(1? ρ0/ ρ)?100%=(1-1.355/2.255) ×100%=39.9%五、实验结果分析（比较两组水泥石的性质差异）由p1<p2 可知，一号水泥石的孔隙率比较小，其材料的力学性能比较好实验二混凝土用砂实验试验原始记录试验时间2013.3.29 温度22 ℃相对湿度82% 一、砂的筛分析试验二、砂的表观密度测定三、砂的堆积密度测定篇二：工程材料实验报告( 完整版)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。
工程材料实验指导书_工程材料
FπD h hHB=P实验一硬度试验一、实验目的1.了解布氏、洛氏硬度的试验原理及适用范围。
2.了解布氏、洛氏硬度计的基本结构，掌握布氏硬度、洛氏硬度的试验方法。
二、实验概述硬度是衡量金属材料软硬程度的一种力学性能指标。
它是材料强度、韧性、塑性和弹性等许多力学性能指标的综合反映。
硬度的试验方法很多，基本可分为压入法和刻划法两大类。
压入法又可分为动载压入法和静载压入法。
常用的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度均属于静载压入法的硬度试验。
硬度值的物理意义随着试验方法的不同，其含义也不同。
压入法的硬度值是材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力。
硬度实验是金属力学性能试验中最简单、迅速和易行的方法，可对零部件直接进行检验，且损伤小，为非破坏性试验。
此外，硬度值和抗拉强度之间可以近似换算：σb=K⋅HB⨯10MPa式中K为系数，对不同材料和其不同的热处理状态K值不同，碳钢的K值为0.36，调质状态的合金钢为0.34，铸铝为0.26。
正是因为硬度试验由上述优点，所以被广泛地应用于生产和科研等领域，布氏硬度和洛氏硬度就是硬度实验中最常用的两种方法。
1、布氏硬度试验（1）原理用一定大小的载荷P，把直径为D的淬火钢球(或硬质合金钢球)压入被测金属表面，保持一定时间后卸除载P荷，金属压痕的表面积F除载荷所得的商值就是布氏硬度值，用符号HB表示。
试验原理如图1所示。
DHB=PP=（kg/mm2）d实际试验时，由于压痕深度h较难测量，所以将式中h换为压痕直径d的表达式：图1布氏硬度试验原理图h=D1-D2-d2 22因此2P=FπD（D-D2-d2)①布氏硬度值的计算与查表HB=P用读数显微镜测出压痕直径d后代入上述公式，即可算出布氏硬度值，但在实际应用中一般不用公式计算，只须查表（见附表）便可得到相应的布氏硬度值。
②载荷及压头钢球的选择由于金属材料有软有硬，试样有薄有厚，有大有小，如果只采用一种标准的载荷和钢球直径，则可能对有些试样合适，而对另一些试样不合适，例如有些试样会发生整个钢球陷入金属中的现象或有些试样会出现被压透的现象。
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并使试样的磨制方向调转90°。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法➢ 抛光• 目的：源自去除细磨时遗留下的细微磨痕，
以获得光亮而无磨痕的镜面。 • 方法：
机械抛光 电解抛光 化学抛光
• 本实验采用机械抛光方法。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
• 操作：
1. 将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大， 并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。
2.抛光时间不宜过长，磨面上磨痕全部消除而呈光亮的镜面后，即 可停止抛光。
3.抛光后的试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
• 目的：
使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。 光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂物、石 墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。
➢ 磨制
• 方式： 手工磨和机械磨
• 工序： 粗磨和细磨
右图---试样磨面上磨痕 变化情况示意图
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 磨制方法
砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样 磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。
磨制以“单程单向”方式重复进行。 在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，
• 方法：
化学浸蚀法
• 操作：
1.将抛光好的试样磨面用化学浸蚀剂进行一定时间浸蚀； 2.浸蚀后用酒精清洗浸蚀面，再用吹风机吹干浸蚀面及试样整
体，随后观察。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
浸蚀后试样磨面 就形成了凸凹不平的 表面，在显微镜下通 过光线在磨面上各处 的反射情况不同，显 现出各种不同的组织 结构特征及形态。 即能够观察到金属的 显微组织。
工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
实验目的：
➢ 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则； ➢ 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
实验概述：
➢ 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法 金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试 样上观察材料的组织和缺陷的方法。
1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.金相显微试样的制备方法。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微 组织；
了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本 质、形态及分布特征；
分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能 之间的关系。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 分析各种相组分和组织组成物的特征 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、
磨制
抛光
浸蚀
镶嵌
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法 ➢ 本实验金相试样制备过程的步骤如下:
抛光剂 砂纸磨 抛光机
浸蚀剂
吹风机
显微镜
磨制 抛光 浸蚀 吹干
水清洗 水清洗 酒精清洗
观察
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 取样
• 下图为常规取样 • 左图为试样镶嵌
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的使用及注意事项
• 显微镜的操作规程 • 显微镜使用注意事项
（详见实验指导书）
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到 金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。
金相试样的制备过程主要步骤有：
取样
右图为 单相组织和双 相组织的显微组织图
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共 晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛 光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精， 脱脂棉等。
实验一 金属的显微分析法
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
切割机
镶嵌机
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
抛光机（PG-2型）
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。 ✓ 写出实验目的； ✓ 扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学 系统示意图； ✓ 说明金相试样制备的过程及其注意事项； ✓ 在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显 微组织图，并注明试样的材料、组织类别、浸蚀剂及放大 倍数。 ✓ 报告上交日期：实验后下一周同一时间。
➢ 实验内容及步骤
✓ 实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；
✓ 听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使 用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操 作规程；
✓ 由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作 过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过 程的操作，直至制成合格的金相试样；
✓ 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特 征，并用铅笔描绘出画。
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造 及功能
• 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造及 功能
(1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场光栏 (14)-目镜
过共晶白口铸铁 相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体 区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体 估算：亚共析钢中碳的质量分数
二、实验概述
各种碳钢和白口铸铁的显微组织
二、实验概述
各种碳钢和白口铸铁的显微组织
工业纯铁显微组织
亚共析钢钢的显微组织
二、实验概述
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法➢ 抛光• 目的：源自去除细磨时遗留下的细微磨痕，
以获得光亮而无磨痕的镜面。 • 方法：
机械抛光 电解抛光 化学抛光
• 本实验采用机械抛光方法。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
• 操作：
1. 将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大， 并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。
2.抛光时间不宜过长，磨面上磨痕全部消除而呈光亮的镜面后，即 可停止抛光。
3.抛光后的试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
• 目的：
使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。 光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂物、石 墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。
➢ 磨制
• 方式： 手工磨和机械磨
• 工序： 粗磨和细磨
右图---试样磨面上磨痕 变化情况示意图
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 磨制方法
砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样 磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。
磨制以“单程单向”方式重复进行。 在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，
• 方法：
化学浸蚀法
• 操作：
1.将抛光好的试样磨面用化学浸蚀剂进行一定时间浸蚀； 2.浸蚀后用酒精清洗浸蚀面，再用吹风机吹干浸蚀面及试样整
体，随后观察。
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
浸蚀后试样磨面 就形成了凸凹不平的 表面，在显微镜下通 过光线在磨面上各处 的反射情况不同，显 现出各种不同的组织 结构特征及形态。 即能够观察到金属的 显微组织。
工程材料实验指导
实验一 金属的显微分析法
实验目的：
➢ 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则； ➢ 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。
实验概述：
➢ 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法 金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试 样上观察材料的组织和缺陷的方法。
1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.金相显微试样的制备方法。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
一、实验目的
通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微 组织；
了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本 质、形态及分布特征；
分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能 之间的关系。
实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的 显微组织
二、实验概述
观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 分析各种相组分和组织组成物的特征 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、
磨制
抛光
浸蚀
镶嵌
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法 ➢ 本实验金相试样制备过程的步骤如下:
抛光剂 砂纸磨 抛光机
浸蚀剂
吹风机
显微镜
磨制 抛光 浸蚀 吹干
水清洗 水清洗 酒精清洗
观察
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
➢ 取样
• 下图为常规取样 • 左图为试样镶嵌
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的使用及注意事项
• 显微镜的操作规程 • 显微镜使用注意事项
（详见实验指导书）
实验概述：
2.金相显微试样的制备方法
为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到 金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。
金相试样的制备过程主要步骤有：
取样
右图为 单相组织和双 相组织的显微组织图
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验设备及材料
• 设备仪器有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。
• 实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共 晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛 光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精， 脱脂棉等。
实验一 金属的显微分析法
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜（4XB型 ）
金相显微镜（4XC-TV型）
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
切割机
镶嵌机
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机（PG-1型）
抛光机（PG-2型）
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用 ➢ 金相显微镜的光学原理
实验一 金属的显微分析法
➢ 实验报告要求
在指定的报告纸上完成报告。注意：必须要写明实验 名称、实验日期、学生姓名、学号及组别。 ✓ 写出实验目的； ✓ 扼要描述光学金相显微镜的使用规程，画出显微镜的光学 系统示意图； ✓ 说明金相试样制备的过程及其注意事项； ✓ 在报告纸上所给定的圆圈内，用铅笔画出所制备试样的显 微组织图，并注明试样的材料、组织类别、浸蚀剂及放大 倍数。 ✓ 报告上交日期：实验后下一周同一时间。
➢ 实验内容及步骤
✓ 实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；
✓ 听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使 用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操 作规程；
✓ 由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作 过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过 程的操作，直至制成合格的金相试样；
✓ 在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特 征，并用铅笔描绘出画。
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造 及功能
• 光学系统 • 照明系统 • 调焦装置 • 载物台（样品台） • 孔径光栏和视场光栏 • 物镜转换器和物镜 • 目镜筒及目镜
实验概述：
1.金相显微镜的原理、构造及使用
➢ 金相显微镜的构造及 功能
(1)-灯泡 (2)-聚光镜组Ⅰ (3)- 聚光镜组Ⅱ (4)-半透反光镜 (5)-辅助透镜 (6)-物镜组 (7)-反光镜 (8)-孔径光栏 (9)-视场光栏 (10)- 辅助透镜Ⅱ (11)-棱镜Ⅰ (12)-棱镜Ⅱ (13)-视场光栏 (14)-目镜
过共晶白口铸铁 相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体 区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体 估算：亚共析钢中碳的质量分数
二、实验概述
各种碳钢和白口铸铁的显微组织
二、实验概述
各种碳钢和白口铸铁的显微组织
工业纯铁显微组织
亚共析钢钢的显微组织
二、实验概述