第一部分 实验一 金相观察 第一章 金相显微镜的介绍 1．金相显微镜的光学放大原理 2．金相显微镜的主要性能 3．金相显微镜的构造和使用 第二章 铁碳合金的介绍 1 工业纯铁 2 碳钢 3 白口铸铁 4 铸铁 第三章 实验概述 1 实验目的 2 实验内容 第二部分 实验二 材料的塑性变形及回复再结晶 第一章 实验目的 第二章 原理概述 第三章 金相试样的制备 第四章 实验内容 1 绘图 2 制样 第三部分 实验二 热处理、金相制备、力学性能测试 第一章 热处理 2 实验原理 3 实验方法指导 第二章 热处理后的组织观察 1 金相组织观察分析 第三章 钢热处理后的力学性能测试 1 硬度试验 3 拉伸试验 3 冲击试验 4 弯曲试验 第四部分 实验报告 第一章 预习报告 第二章 实验一实验报告 1实验目的 2实验内容 3实验结果 4论述题 第三章 实验二实验报告 3 实验材料及设备 4 实验内容 5 实验结果及分析 6 实验思考题 第四章 实验三实验报告 2 实验仪器、实验材料 3 实验内容 4 实验原理 5 实验结果 6 结果分析 7 思考题

采用单辊熔体快淬法制备宽6~8mm、厚30~40μm的Fe78.3Cu0.6Nb2.6Si9.5B9合金薄带.其直流磁性能为：饱和磁感应强度Bs=1.06T，剩磁Br=0.39T，矫顽力Hc=3.53A/m，最大磁导率μm=2.43mH/m；交流磁性能为：铁损P0.5T/1kHz=22.2W/kg，P0.2T/100kHz=864W/kg，对应的有效磁导率μe分别为833和1225.场发射高分辨扫描电镜观察发现，不同工艺参数制备的快淬带因晶化程度不同，对应的断口形貌特点也不同，非晶相和纳米晶复合的合金带断口可见镜面区和雾状区、周期性褶皱、河流状花样等，而晶化接近完全的合金带呈沿晶断裂.纳米力学探针研究表明，非晶相和纳米晶复合的合金带的微区硬度和弹性模量低于晶化接近完全的合金带.基于Luborsky法，利用自行设计的装置测量断裂应变，对材料的韧性进行半定量分析

为了精确表征轮胎与路面微观摩擦接触特性及分子作用力效应,利用分子动力学模拟分析方法建立轮胎(聚异戊二烯)和集料(二氧化硅)三维单体模型和界面接触模型,在纳米尺度上研究轮胎和集料的微观构造和接触特性.模拟结果表明:链状聚异戊二烯分子链为螺旋状结构,分子间隙较大,易产生较大变形,而二氧化硅则为典型脆性材料,表面较为平整;界面接触模型以二氧化硅为固定基底,聚异戊二烯单链在其上匀速滑动,二者间距离为0.5 nm.接触界面摩擦特性模拟结果表明摩擦系数随着速度增加而变小,其变化趋势与实验结果相同,证明模拟结果有效

使用高功率光纤激光器的快速成形系统和电磁感应加热设备,分别在未预热和预热的情况下成形12CrNi2合金钢.通过扫描电镜观察成形件微观组织、维氏硬度计测试不同部位硬度、万能材料试验机测试不同方向的拉伸性能,研究预热对激光熔化沉积12CrNi2合金钢不同方向的组织、硬度、拉伸性能的影响.结果表明:未预热条件下,单道熔池组织为板条马氏体,块状成形件熔池为回火马氏体与贝氏体混合组织,XOZ截面与YOZ截面组织没有明显的组织差别,但YOZ截面整体硬度大于XOZ截面,同时两个截面均出现了大尺寸宏观裂纹缺陷,力学性能差.在预热条件下,熔池由于温度梯度降低发生贝氏体转变,单道熔池呈现性能优异的下贝氏体组织;块状成形件熔池没有发生回火马氏体转变,主要为粒状贝氏体.截面硬度分布较未预热下更为均匀.在拉伸方向及搭接方向均呈现高强度、低塑性特征,抗拉强度可达1189 MPa,屈服强度为951 MPa,伸长率仅为2.8%,性能没有明显的各向异性.预热能够降低熔池中温度梯度,减小热应力,有效控制裂纹缺陷,促进组织均匀化,降低组织、性能的各向异性,提高合金钢成型件力学性能

突破常规铁基粉末合金的制备工艺，设计出一种制备高密度Fe-Cu-C合金的新工艺.通过对铁粉表面进行硫化处理，Fe与S反应合成FeS，均匀包覆在Fe粉颗粒表面，形成一层FeS润滑薄膜，有利于降低压制摩擦力.通过X射线衍射、扫描电镜、和场发射扫描电镜分析研究材料的物相、元素分布和显微组织.研究结果表明：包覆在铁粉颗粒表面的FeS薄膜，有利于提高压坯密度，活化烧结.当S质量分数为0.5%时，硫化处理的Fe-2Cu-0.8C合金的力学性能优异，压坯密度7.31 g·cm-3，硬度78.6 HRB，抗拉强度485 MPa；当S质量分数达到0.8%时，多余的FeS占压制体积分数，导致试样的压坯密度降低，力学性能降低

本文在考察影响冷轧辊破损的力学因素中选用了缺口和裂纹两种试样进行断裂韧性测试。结果发现对于冷轧辊材料(高硬度,εF≈0)其K1C ≤ 2/3 Kρc(ρ=0.06毫米),即K1C和Kρc值差别较大。故本文认为有的文献提出对于低韧性材料(εF≈0)可用细切口试样代替裂纹态试样测定K1C值不是普遍可行的。这一事实在工程实际中是重要的。在实验分析中,本文主要参考了Tetel man.A.S和Yokobori.T的分析工作,采用了弹塑性宏观力学的方法,近似分析缺口试样弹塑性应力场,建立有关断裂判据,所得结果较好解释实验现象,并可作为Kρc计算的估值公式,亦可供分析缺口断裂问题参考

在垂直稳恒磁场中采用纳米复合电沉积法制备Fe-Si复合镀层.研究了磁场强度和电流密度对阴极电流效率和镀层Si颗粒含量的影响规律，并采用扫描电子显微镜和能谱对所得镀层进行分析.施加垂直磁场后，随着磁场强度增大，阴极电流效率呈现先上升后下降的趋势；镀层Si颗粒质量分数在0.2T达到最大值20.17%，比无磁场下提高了10.4%；镀层表面形貌也发生显著变化，多处形成\山脊\，\山脊\延伸方向与磁流体力学效应方向一致，分布数量和延伸长度与磁场强度成正比.由于磁流体力学效应，施加磁场还改变了镀层表面气孔形貌，促进氢气的析出

含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注.本文利用ThermoCalc热力学计算软件结合TCFE 7数据库,计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态,总结其两相区相比例的变化规律,通过平移和修正等处理方法,绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图.结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能,并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性.绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息,可用于新型含铝低密度钢的合金设计

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求

为研究不同含水状态岩石力学性质的变化规律，并保证仅受含水量这一单一因素的影响，以砂岩作为试验材料，制备饱和系数分别为2.82%、52.11%、100%的干燥、半饱和、饱和三种不同含水状态的岩石试样，进行静载以及8种不同冲击能量作用下的动力学性质的研究.通过试验可知：在静载作用下，相比干燥岩石，半饱和、饱和岩石试样的应力-应变曲线随含水量增加出现了峰值明显降低的现象，抗压强度分别降低了8.12%、19.26%.动载作用下，随应变率的增加，3种岩石强度均呈现不同程度的线性变化，应力-应变曲线出现右移及峰值增加的现象，且干燥岩石与含水岩石在卸载阶段有明显不同的两种趋势，特别是在卸载第二阶段.而在相同冲击能量作用下，岩石的含水量越大，其破碎程度越大