材料科学基础实验指导书
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材料科学基础实验指导书《材料科学基础》课程实验指导书实验一金属塑性变形与再结晶一、实验目的1、认识金属冷变形加工后及经过再结晶退火后的组织性能和特征变化;2、研究变形程度对再结晶退火前后组织和性能的影响。
3.讨论冷加工变形度对再结晶后晶粒大小的影响。
二、概述1.显微镜下的滑移线与变形孪晶金属受力超过弹性极限后,在金属中将产生塑性变形。
金属单晶体变形机理指出,塑性变形的基本方式为:滑移和孪晶两种。
所谓滑移,是晶体在切应力作用下借助于金属薄层沿滑移面相对移动(实质为位错沿滑移面运动)的结果。
滑移后在滑移面两侧的晶体位向保持不变。
把抛光的纯铝试样拉伸,试样表面会有变形台阶出现,一组细小的台阶在显微镜下只能观察到一条黑线,即称为滑移带。
变形后的显微组织是由许多滑移带(平行的黑线)所组成。
在显微镜下能清楚地看到多晶体变形的特点:①各晶粒内滑移带的方向不同(因晶粒方位各不相同);②各晶粒之间形变程度不均匀,有的晶粒内滑移带多(即变形量大),有的晶粒内滑移带少(即变形量小);③在同一晶粒内,晶粒中心与晶粒边界变形量也不相同,晶粒中心滑移带密,而边界滑移带稀,并可发现在一些变形量大的晶粒内,滑移沿几个系统进行,经常看见双滑移现象(在面心立方晶格情况下很易发现),即两组平行的黑线在晶粒内部交错起来,将晶粒分成许多小块。
(注:此类样品制备困难,需要先将样品进行抛光,再进行拉伸,拉伸后立即直接在显微镜下观察;若此时再进行样品的磨光、抛光,滑移带将消失,观察不到。
原因是:滑移带是位错滑移现象在金属表面造成的不平整台阶,不是材料内部晶体结构的变化,样品制备过程会造成滑移带的消失。
)另一种变形的方式为孪晶。
不易产生滑移的金属,如六方晶系的镉、镁、铍、锌等,或某些金属当其滑移发生困难的时候,在切应力的作用下将发生的另一形式的变形,即晶体的一部分以一定的晶面(孪晶面或双晶面)为对称面,与晶体的另一部分发生对称移动,这种变形方式称为孪晶或双晶。
材料科学基础实验指导书适用专业:材料物理总学时:32学时目录实验一铁磁性材料居里温度的测定 (3)实验二材料导热系数的测定 (7)实验三润湿角(接触角)的测定 (10)实验四四探针法测量半导体电阻率 (14)实验五示波器法测定铁磁性材料的磁化曲线和磁滞曲线 (19)实验六拉伸实验 (26)实验七铸铁显微组织的观察 (32)实验八碳钢金相试样的制备、组织观察及力学性能的测定 (39)实验一铁磁性材料居里温度的测定铁磁性物质的磁性随温度的变化而变化,当温度上升到某一温度时,铁磁性材料就由磁性状态转变为顺磁性状态,即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质,这个温度称之为居里温度,以T C表示,测量T C不仅对磁性材料、磁性器件的研制、使用,而且对工程技术以及家用电器的设计都具有重要的意义。
[实验目的]1. 初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理;2. 学习用JLD-Ⅱ型居里点测试仪测量居里温度的原理和方法;3. 测定5个低温温敏磁环的居里温度。
[实验装置]JLD-Ⅱ型居里点测试仪一套(主机一台,加温炉一台,样品5只)。
[实验原理]1.基本原理在铁磁性物质中,相邻原子间存在着非常强的交换耦合作用,这个相互作用促使相邻原子的磁矩平行排列起来,形成一个自发磁化达到饱和状态的区域,这个区域的体积约为10-8m3,称之为磁畴。
在没有外磁场作用时,不同磁畴的取相各不相同,如图1所示。
因此,对整个铁磁物质来说,任何宏观的方向,任何宏观区域的平均磁矩不再为零,且随着外磁场的增大而增大。
当外磁场增大到一定值时,所有磁畴沿外磁场方向整齐排列,如图2所示,任何宏观区域的平均磁矩达到最大值,铁磁物质显示出很强的磁性,我们说铁磁物质被磁化了,铁磁物质的磁导率μ远远大于顺磁物质的磁导率。
外磁场方向图1 图2铁磁物质被磁化后具有很强的磁性,但这种磁性与温度有关,随着铁磁物质温度的升高,金属点阵热运动的加剧会影响磁畴磁矩的有序排列,但在未达到一定温度时,热运动不足以破坏磁畴磁矩的平行排列,此时任何宏观区域的平均磁矩仍不为零,物质仍具有磁性,只是平均磁矩随温度升高而减小。
实验一淬冷法研究相平衡一.实验目的1.从热力学角度建立系统状态(物系中相的数目,相的组成及相的含量)和热力学条件(温度,压力,时间等)以及动力学条件(冷却速率等)之间的关系。
2.掌握静态法研究相平衡的实验方法之一──淬冷法研究相平衡的实验方法及其优缺点。
3.掌握浸油试片的制作方法及显微镜的使用,验证Na2O —SiO2系统相图。
二.基本原理从热力学角度来看,任何物系都有其稳定存在的热力学条件,当外界条件发生变化时,物系的状态也随之发生变化。
这种变化能否发生以及能否达到对应条件下的平衡结构状态,取决于物系的结构调整速率和加热或冷却速率以及保温时间的长短。
淬冷法的主要原理是将选定的不同组成的试样长时间地在一系列预定的温度下加热保温,使它们达到对应温度下的平衡结构状态,然后迅速冷却试样,由于相变来不及进行,冷却后的试样保持了高温下的平衡结构状态。
用显微镜或X-射线物相分析,就可以确定物系相的数目、组成及含量随淬冷温度而改变的关系。
将测试结果记入相图中相应点的位置,就可绘制出相图。
淬冷法是用同一组成的试样在不同温度下进行试验。
将试样装入铂金坩埚中,在淬火炉内保持恒定的温度,当达到平衡后把试样以尽可能快的速度投入低温液体中(水浴,油浴或汞浴),以保持高温时的平衡结构状态,再在室温下用显微镜进行观察。
这是可能出现三种情况:(1)若淬冷样品中全为各向同性的玻璃相,则可以断定物系原来所处的温度(T1)在液相线以上。
(2)若在温度(T2)时,淬冷样品中既有玻璃相又有晶相,则液相线温度就处于T1和T2之间。
(3)若淬冷样品全为晶相,则物系原来所处的温度(T3)在固相线以下。
由于绝大多数硅酸盐熔融物粘度高,结晶慢,系统很难达到平衡。
采用动态方法误差较大,因此,常采用淬冷法来研究高粘度系统的相平衡。
本实验用淬冷法验证Na2O-SiO2系统相图,实验中样品的均匀性对试验结果的准确性影响较大,因此,常常将原料制成玻璃以得到组成均匀的样品。
材料科学基础实验指导书上海工程技术大学材料工程学院中心实验室2003.1目录实验一(1)金相显微镜的构造及使用———2(2)金相试样的制备———————10实验二铁碳合金平衡组织观察————-—17实验一(1)金相显微镜的构造及使用一、实验目的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及利用显微镜进行显微组织分析二、概述利用金相显微镜来观察金属及合金的内部组织及缺陷,是材料研究方法中最基本的实验技术。
它在金相研究领域中占有很重要的地位,利用金相显微镜在专门制备的试样上放大 100~1000 倍来观察金属及合金的组织与缺陷的方法称为金属的显微分析法。
显微分析方法可以大致了解金属及合金的组织与化学成份的关系;可以确定各类金属经不同的加工与热处理后的显微组织的变化与性能的关系;可鉴别金属材料中存在的缺陷,如各种非金属夹杂物——氧化物,硫化物等在组织中的数量及分布情况,晶粒度大小、裂纹的走向、各种表面组织以及焊接组织的情况等。
在进行显微分析时,使用的主要仪器是金相显微镜。
金相显微镜主要是利用光线的反射将不透明物体(如金属,岩石,塑料等)放大后进行观察研究的。
在讨论金相显微镜的构造和应用之前,需要先简要地介绍一些有关显微镜的基本理论。
三、显微镜理论的基础知识图1—1放大镜的光学原理图众所周知,放大AB—物体A’B’物象f—焦距镜是最简单的一种光学仪器,它实际上就是一块凸透镜,利用它就可以将物体放大,其成像光学原理如图 1—1所示。
当物体 ( AB ) 放在透镜与其焦点 ( F ) 之间,则经过透镜的光线就会分散开来,从放大镜后面观察,可以看到一个放大了的正虚象 ( A’ B’),此像的长度与物体长度的比值(即A’B’/AB)就是放大镜的放大率(放大倍数)。
显微镜不是像放大镜那样由单个透镜组成,而是由两个(实际上是两组)透镜所组成的。
对着所观察物体的透镜叫做物镜,而对着眼睛的透镜叫做目镜。
材料科学基础(金属)试验指导书材料科学基础(金属)试验指导书一、实验目的1.了解金属组织在金相显微镜下的形貌特征。
2.熟悉金属的脱碳淬火工艺。
3.测定金属的机械性能。
二、实验原理1.金相显微镜金相显微镜是一种用于观察金属和其他材料组织的光学显微镜。
它可以显示材料的显微结构,如组织、晶体结构、纤维结构等。
金相显微镜能够显示各种金属的相以及其对应的晶体结构,因此,可以对金属的组织进行观察和分析。
2.脱碳淬火工艺脱碳淬火也称洁净度高温淬火,是在高温下进行的淬火工艺,目的是通过提高温度来提高钢材的洁净度。
在脱碳淬火过程中,首先将钢材加热到高温,然后将其冷却到室温。
这个过程可以增加钢材的硬度和强度,但也会使其更加脆化,因此脱碳淬火常常与调质工艺组合使用。
3.机械性能材料的机械性能包括:拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率和冲击强度等。
用试验仪器进行拉伸、压缩、弯曲等拉伸强度、屈服强度测试,用冲击试验仪进行冲击试验以获得样品的断裂伸长率和冲击强度。
三、实验设备金相显微镜、脱碳淬火炉、恒温箱、淬火槽、打样机、UNI-WD-10型卡氏硬度计、万能试验机、冲击试验机。
四、实验步骤1.制备金属试样将棒材切割成长度30mm,直径12mm左右的试样,然后在打样机上打磨成30mm×2mm×2mm的块状样品;2.脱碳淬火将制备好的金属试样放入脱碳淬火炉中加热至950℃,保温30min,然后冷却到室温后,样品颜色变为深红色;3.磨光、腐蚀用研磨纸将金属样品磨光,然后用氢氧化钠溶液进行腐蚀处理,腐蚀5~10s,然后清洗干净;4.显微观察将样品放入金相显微镜中观察,观察时应选择透射光源,并调整显微镜的放大倍数,观察组织形貌、晶粒大小和形状、相种类和分布等结构特点。
5.硬度测试用UNI-WD-10型卡氏硬度计对样品进行硬度测试,一块样品测试三次,每次测试量程分别为HRA、HRB、HRC,记录三次测试结果的平均值。
6.拉伸、屈服强度测试用万能试验机对样品进行拉伸、屈服强度测试,测量拉伸强度、屈服强度,为了得到更可靠的数据,应测量3个样品每个样品测试3次。
《材料科学基础》课程实验指导书实验一金属塑性变形与再结晶一、实验目的1、认识金属冷变形加工后及经过再结晶退火后的组织性能和特征变化;2、研究变形程度对再结晶退火前后组织和性能的影响。
3.讨论冷加工变形度对再结晶后晶粒大小的影响。
二、概述1.显微镜下的滑移线与变形孪晶金属受力超过弹性极限后,在金属中将产生塑性变形。
金属单晶体变形机理指出,塑性变形的基本方式为:滑移和孪晶两种。
所谓滑移,是晶体在切应力作用下借助于金属薄层沿滑移面相对移动(实质为位错沿滑移面运动)的结果。
滑移后在滑移面两侧的晶体位向保持不变。
把抛光的纯铝试样拉伸,试样表面会有变形台阶出现,一组细小的台阶在显微镜下只能观察到一条黑线,即称为滑移带。
变形后的显微组织是由许多滑移带(平行的黑线)所组成。
在显微镜下能清楚地看到多晶体变形的特点:①各晶粒内滑移带的方向不同(因晶粒方位各不相同);②各晶粒之间形变程度不均匀,有的晶粒内滑移带多(即变形量大),有的晶粒内滑移带少(即变形量小);③在同一晶粒内,晶粒中心与晶粒边界变形量也不相同,晶粒中心滑移带密,而边界滑移带稀,并可发现在一些变形量大的晶粒内,滑移沿几个系统进行,经常看见双滑移现象(在面心立方晶格情况下很易发现),即两组平行的黑线在晶粒内部交错起来,将晶粒分成许多小块。
(注:此类样品制备困难,需要先将样品进行抛光,再进行拉伸,拉伸后立即直接在显微镜下观察;若此时再进行样品的磨光、抛光,滑移带将消失,观察不到。
原因是:滑移带是位错滑移现象在金属表面造成的不平整台阶,不是材料内部晶体结构的变化,样品制备过程会造成滑移带的消失。
)另一种变形的方式为孪晶。
不易产生滑移的金属,如六方晶系的镉、镁、铍、锌等,或某些金属当其滑移发生困难的时候,在切应力的作用下将发生的另一形式的变形,即晶体的一部分以一定的晶面(孪晶面或双晶面)为对称面,与晶体的另一部分发生对称移动,这种变形方式称为孪晶或双晶。
孪晶的结果是:孪晶面两侧晶体的位向发生变化,呈镜面对称。
材料科学基础(金属)试 验 指 导 书编者:赵品景勤等教务处2006 年 11月引论一、遵守实验室的规章制度1.实验时应严肃认真,保持安静。
2.爱护仪器,并应严格遵守操作规程。
3.非本实验所用设备及仪器切勿任意动用。
4.实验完毕后,应将设备仪器恢复到原来正常状态。
5.发生损坏、丢失仪器、设备、工具等,根据具体情况,给予批评教育或赔偿处理。
二、做好实验前的准备工作1.预习实验指导书,明确本次实验的目的、方法和步骤。
2.结合课堂有关内容,弄清本次实验的基本原理。
3.对实验所用仪器,实验前要有一定的了解,阅读教材有关仪器的工作原理和使用说明。
4.明确本次实验需要记录的数据项目及数据处理的方法,实验前做好记录表格,并初步估计实验的预期结果。
三、实验要求1.实验前认真听指导老师对本次实验的讲解。
2.清点实验所用的仪器及有关器材,发现问题及时报告。
3.实验时严格按照实验指导书中要求的实验方法与步骤逐步进行实验。
4.对带电的实验装置及仪器,接线后应经老师检查确定无误后,才能开始实验。
5.实验中应注意观察,若发现异常现象(如发烫、冒烟、有味等)应立即切断电源,保持现场,报告指导老师,排除故障后方可继续实验。
6.仔细观察实验现象,随时进行分析,记录下全部所需测量数据,以及所用仪器的型号、精度、量程、最小分度等,还需记录下实验时的环境温度,对原始数据不得随意修改。
7.教学实验是培养学生动手能力的一个重要环节,因此学生在实验小组中虽有一定的分工,但每个学生必须亲自动手,完成所有的实验环节。
8.实验记录需交老师审阅,如不符合要求,应重做。
四、撰写实验报告实验报告是实验的总结,通过实验报告的书写,可以提高学生的分析能力,因此报告必须由每个学生独立完成。
报告要求整洁、清楚,要有分析及讨论,一般实验报告应具有下列基本内容:1. 实验名称、实验日期、室温、实验者及同组者。
2. 实验目的。
3. 实验原理、方法及步骤简述。
4. 实验所用的仪器设备名称、型号、精度、量程等。
装备制造学院实验指导书课程名称材料科学基础教学系、部、室金属材料工程专业金属材料工程指导教师刘晓艳编定时间2014.10学生实验守则1、实验前,必须仔细阅读实验指导书,熟悉实验目的、原理、方法和要求。
2、到实验室后,必须严格遵守实验室的制度和纪律,遵守各项操作规程。
3、实验时,应集中注意力,认真做好实验。
注意培养自己实事求是的科学态度,如实记录实验数据。
4、必须尊重指导教师的指导,注意人身安全,爱护仪器设备。
如发生事故,应立即向指导老师报告。
5、爱护公共财物,除本实验所用的仪器外,不得动用其它设备。
6、实验完毕后,必须将实验现场及仪器设备整理干净,恢复原状。
在实验记录送交指导老师检查签字后,经指导老师同意,方可离开实验室。
7、认真仔细分析实验数据,完成实验报告,并在规定时间内送交指导老师批改。
目录实验一金相显微样品的制备 (1)实验二光学金相显微镜的成像原理、构造及使用 (6)实验三金相显微镜数字图像采集系统应用 (9)实验四盐类结晶过程及晶体生长形态的观察 (11)实验五铁碳合金平衡组织观察与分析 (14)实验六金属的塑性变形与再结晶 (18)实验一金相显微样品的制备一、实验目的1、掌握金相显微试样的制备原理和制备过程2、熟悉常用的金相显微组织显示方法二、实验用设备及工具1、切割机、砂轮机、预磨机、抛光机、吹风机、金相显微镜等。
2、金相砂纸、钢棒、玻璃板、镶嵌料、牙托粉、牙托水、浸蚀剂(HF酸)、抛光液、镊子、脱脂棉等。
三、实验原理金相显微分析是研究材料内部组织的重要方法之一。
借助于光学显微镜观察和研究任何金属内部组织,一般要分为三个阶段来进行:1)制备所截取试样的表面2)采用适当的腐蚀剂和操作方法显示表面的组织3)用金相显微镜观察和研究试样表面的组织这三个阶段是一个拥挤的整体,无论哪一个阶段操作不当,都会影响最终的分析结果。
因此,首先要制备出能用于微观分析的样品——金相显微试样,简称试样。
一个合格的试样必须保证:具有代表性、组织要真实、无划痕、无污染、无变形层、平坦光滑以及夹杂物完整。
要制备出合格的试样,必须严格按照下列步骤精心制作,否则不仅得不到合格的试样,而且会导致错误的分析结果,给生产和科研带来损失。
因此,制备金相试样是从事材料科学工作技术人员的基本功之一。
试样制备过程流程如下:取样→镶嵌→磨光→抛光→浸蚀→保存1、取样取样时应根据被分析材料或零件的特点。
选择有代表性的部分。
试样最适合的尺寸是直径为12mm,高为10mm的圆柱体或面积为12*12㎜²,高10mm的长方体。
根据材料性质不同,可用手锯、用车床切削、用锤子击碎以及用砂轮切割等方法截取试样。
在取样过程中应注意防止试样受热组织发生变化。
取得试样后,应将试样表面制成平面,同时边缘要倒成圆角(如分析化学热处理表面组织时则不能倒角)。
2、镶嵌当试样尺寸过小(如:薄板、丝材、金属丝、碎片、钢皮以及钟表零件等)不易握持或要求保护试样边缘(如:表面处理的检测、表面缺陷的检测等),则要对试样进行镶嵌。
再之,在现代金相实验室中广泛使用半自动化或自动化的磨光机和抛光机,要求试样的尺寸规格化才能装入夹持器中,因此也要进行镶嵌。
镶嵌时要注意根据原则:1)不允许影响试样显微组织,如机械变形及加热。
2)镶嵌介质与被镶嵌试样硬度、耐磨性相近,否则对保护试样边缘不利。
3)镶嵌介质与被镶嵌试样有相近的耐腐蚀能力,避免在浸蚀时造成一方被强烈腐蚀。
试样镶嵌分为冷镶嵌和热镶嵌。
冷镶嵌是指在室温下使镶嵌介质固化,一般适用于不宜受压的软材料及组织结构对温度变化敏感或熔点较低的材料。
冷镶嵌时,将金相试样置于模子中,注入冷嵌剂中冷却后脱模。
常用的冷嵌剂有环氧树脂、牙托粉。
热镶嵌是指把试样和镶嵌介质一起放入钢模内加热、加压固化,冷却后脱模。
该方法是目前最为广泛一种。
常用的镶嵌介质有聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、与电木粉。
常用的设备为XQ-2B型金相镶嵌机,镶嵌机主要包括加压、加热装置与压模三部分。
镶嵌时将准备好的试样磨面产下,放入下模,在套筒中根据试样大小和高低放入适量镶嵌介质后,装上模,固紧顶压螺杆,先转动加压手轮到压力指示灯亮,再加热,设定温度与实测温度具有数字显示,并能自动控温。
加热后,由于镶嵌介质逐渐软化,压力指示灯会熄灭,此时应增加压力至指示灯亮,稍等几分钟(一般8-10min),停止加热,此时镶嵌已完成。
去掉压力,转开顶压盖,上升压模,即可取出镶嵌好的试样。
3、磨光试样抹平后,须用清水冲洗干净并擦干,然后进行磨光,磨光可用手工或机械两种方法。
(1)手工磨光手工磨光是在不同号数的金相砂纸上进行。
砂纸型号有800,1000,1200。
800砂纸最粗,1200砂纸最细。
磨光时所用砂纸从粗到细顺序进行,磨削压力不宜过大,用力要均匀且在同一个方向进行磨光。
在一张砂纸上磨好后,应将试样冲洗干净,然后将试样转90°换细一号的砂纸再磨。
这样,又粗到细依次磨削,磨好后将试样洗净,然后在抛光机上抛光。
(2)机械磨光一般是在预磨机上进行,即把砂纸用水玻璃粘在预磨盘上使用,试样易从粗砂纸到细砂纸依次分别进行磨光。
4、抛光抛光的目的是除去试样表面的细磨痕,最后得到一个光亮的镜面。
抛光分为机械抛光、电机抛光和化学抛光三种方法,其中以机械抛光应用最广。
机械抛光是在抛光机上进行。
抛光机是由电机和水平抛光盘(直径200‐250mm)组成。
抛光盘上铺有固紧的抛光织物,抛光钢试样时一般使用细呢绒,抛光铸铁时则使用如帆布、白色的确良等绒毛较短的抛光织物,以防止灰口铸铁中的石墨脱落,抛光铝、镁、铜等有色金属可用细丝绒。
在抛光过程中,应不断将抛光液洒在抛光盘上,抛光液是由抛光粉与水配成细的悬浮液。
抛光钢和铸铁使用的抛光粉为氧化铝和氧化铬,有色金属等软材料可用细粒度的氧化镁。
抛光时压力不宜过大,抛光时间取决于试样表面磨光的质量,一般约为5-15分钟。
金相试样经抛光后,其磨面应光亮无痕,且石墨或夹杂物等不应抛掉或有拽尾现象。
这时试样先用清水冲洗,在用无水酒精清洗磨面,然后用吹风机吹干。
5、显微试样的浸蚀金相试样经抛光后,在显微镜下观察只能看到光亮的表面和夹杂物、石墨、孔洞、裂纹等。
要观察金属的组织,必须经过适当的腐蚀,使显微组织能正确的显示出来。
浸蚀方法有化学浸蚀方法和电解法两种。
化学浸蚀是将抛光好的试样磨面在化学浸蚀剂(常用酸、碱、盐的酒精或水溶液)中浸润或拭擦一定时间。
由于金属材料中各相的化学成分和结构不同,故具有不同的电极电位,在浸蚀剂中就构成了许多微电池,电极电位低的相位为阳极而被溶解,电极电位高的相位阴极而保持不变。
故浸蚀后就形成凹凸不平的表面,在显微镜下,由于光线在各处的反射情况不同,就能观察到金属的组织特征。
纯金属及单相合金浸蚀时由于晶界原子排列较乱,缺陷及杂质较多,具有较多的能量,故晶界易被浸蚀而呈沟壑。
在显微镜下观察时,使光线在晶界处被浸射而不能进入物镜,因次显示出一条条黑色的晶界。
应当指出,纯金属与单相合金中各个晶粒的成分虽然相同,但由于其原子排列位相不同,也会使磨面上个晶粒的浸蚀程度不一致,在垂直光线照射下,个个经历就呈现出明暗不一的颜色。
化学浸蚀剂的种类很多,浸蚀剂的选用是根据试剂材料的性质及浸蚀的目的来决定。
对于碳钢及铸钢,最常用的浸蚀剂为4%硝酸酒精溶液或4%苦味酒精溶液。
浸湿时,应将试样浸入一盛有浸蚀剂的容器内,并不断的轻微移动。
待浸蚀适度后取出试样,迅速用水冲洗,再用无水酒精冲洗,然后用吹风机吹干,其表面须严格保持清洁。
浸蚀时间取决于金属的性质、浸蚀剂的浓度以及显微镜下观察时的放大倍数。
总之,浸蚀时间以在显微镜下能清晰地揭示出组织的细节为准。
若浸蚀不足,可再继续进行浸蚀,但一旦浸蚀过度。
试样则需要重新抛光再进行浸蚀。
金相试样的质量鉴别与保存金相试样的质量鉴别方法应将宏观法与微观法相结合,有下面几点:1)试样磨面要求平整、无划痕、无污染。
2)对于脆性剥落的夹杂物,不应出现曳尾现象。
3)对于软硬不均的试样,不应出现浮雕现象。
4)浸蚀要均匀,没有锈斑。
5)组织真实,不应有假象产生。
已经制备好的试样应保存好,主要是防止生锈和机械损伤。
一般将试样放在装有干燥硅胶的干燥箱内,并在缸盖上涂上凡士林密封,在缸内应铺上绒布。
四、实验内容及步骤1)每组镶嵌一块试样,冷镶或热镶。
2)1、每人制备一块20钢的试样。
2、用手工或机械磨制法从粗到细磨光。
3、用机械抛光法进行抛光。
4、在浸蚀之前,先在显微镜下观察抛光的磨面状况,然后进行浸蚀。
5、观察金相试样制备过程中所出现问题的原因,了解消除假象的方法。
6、实验完毕后清理仪器设备。
五、实验结果分析与讨论1、写出实验目的、实验设备。
2、简述金相试样的制备过程。
3、试样切取的原则是什么?4、金相试样磨光的方法与注意事项时什么?抛光的原理是什么?5、变形层是如何形成的?如何消除变形层?6、金相显微组织的显示有几种方法?各是什么原理?7、用的浸蚀剂有哪些?浸蚀原则是什么?如何判断试样浸蚀的深浅程度?8、需观察脱碳层、夹杂物的试样制备时应注意什么?9、金相试样制备质量如何评定?10、分析试样制备过程中出现的问题,总结如何制备出高质量的试样。
11、对本次试验的体会与建议。
实验二光学金相显微镜的成像原理、构造及使用一、实验目的1、理解金相显微镜的成像原理。
2、熟悉金相显微镜的结构与主要部件的作用。
3、掌握金相显微镜的使用方法。
二、实验用设备及工具1、台式金相显微镜2、制备好的金相试样三、实验原理材料的微观组织形貌,主要是依靠显微镜技术。
光学显微镜是在微米尺寸上观察材料组织的主要设备,而扫描电子显微镜与透射电子显微镜的观察的尺度则是纳米级。
本实验主要讲述光学金相显微镜的工作原理、功能、使用方法与维护。
1、光学金相显微镜的放大成像原理金相显微镜是利用光线的反射原理,将不透明的物体放大后进行观察的,最简单的显微镜由两个透镜组成,因此,显微镜是经过两次成像的光学仪器。
将物体进行第一次放大的透镜称为物镜,将物镜所称的像再经过第二次放大的透镜称为目镜。
显微镜的基本成像原理图如下:显微镜总的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数。
目前普通光学显微镜的最高有效放大倍数是1600-2000倍。
2、光学金相显微镜的构造显微镜的结构可以分为:照明系统、光路系统、机械系统与摄影系统。
图3、金相显微镜的使用金相显微镜属于精密的光学仪器,操作者必须充分了解其结构特点、性能以及使用方法,并严格遵守操作规程。
1)使用步骤①接通电源②选择合适的物镜与目镜③使载物台对准物镜中心④视野光阑与目镜筒大小合适⑤先粗调再微调⑥聚焦使映像清晰2)使用注意事项①接通电源时,一定要注意光源所使用的电压值,对于台式显微镜电压为6V,切勿插到220V。