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

实验一 金相显微镜的原理、构造及使用 实验二 金相显微试样的制备 实验三 金相显微摄影 实验四 结晶过程观察及宏观分析技术 实验五 用热分析法建立二元合金相图 实验六 铁碳合金的平衡组织 实验七 三元合金的显微组织 实验八 固态金属中的扩散 实验九 金属经塑性变形后的显微组织 实验十 塑变硬化及回复再结晶 实验十一 变形度对金属显微组织和性能的影响 实验十二 温度对冷轧纯铁显微组织和性能的影响 实验十三 粉体材料密度和比表面积的测定 实验十四 集料性能试验 实验十五 气硬性胶凝材料－石膏性能试验 实验十六 石油沥青试验 实验十七 粘土阳离子交换容量的测定 实验十八 粘土――水系统的双电层实验

1、 金相显微镜构造及使用（2 学时） .3 2、 金相试样的制备（2 学时） .7 3、 铁碳平衡组织观察（2 学时） .10 4、 显微硬度的测定与数码显微摄影（2 学时）.14 5、 金属的塑性变形与再结晶（3 学时） .21 6、 钢的奥氏体晶粒度的测定（3 学时） .24 7、 淬火钢中马氏体形态观察（3 学时） .28 8、 合金的流动性及其测定（2 学时） .30 9、 典型铸锭组织分析（2 学时） .33 10、 典型焊接接头显微组织观察（2 学时） .35 11、 冲压模具的结构分析与拆装（2 学时） .38 12、 钢的淬透性测定（2 学时） .41 13、 钢的热处理及热处理后的显微组织与性能（4 学时） .43 14、 渗碳目的及渗碳后组织观察（2 学时） .49 15、 一次摆锤冲击弯曲试验（2 学时） .51 16、 断裂韧性 K1C 的测定（4 学时） .55 17、 硬度的测定（2 学时） .59 18、 低碳钢的静拉伸实验（2 学时） .63 19、 X 射线晶体分析仪介绍及单相立方晶系物质粉末相计算（2 学时）.67 20、 利用 X 射线衍射仪进行多相物质的相分析（2 学时） .69 21、 透射电子显微镜的结构、样品制备及观察（2 学时） .72 22、 扫描电子显微镜、电子探针仪结构与样品分析（2 学时） .75 23、 常用结构钢组织观察（2 学时） .77 24、 常用铸铁不同状态组织观察与分析（2 学时）.81 25、 齿轮钢和轴承钢金相组织观察（2 学时）.83 26、 工具钢、模具钢在不同热处理状态下的显微组织（2 学时）.86 27、 常用有色金属与特种合金的组织观察（2 学时） .95 28、 材料表面预处理综合实验(4 学时) .99 29、 金属高温氧化速度的测定（2 学时） .101 30、 电极电位和极化曲线测定（4 学时） .104 31、 动电位扫描测定不锈钢点蚀电位（2 学时） .108 32、 不锈钢表面电化学合成导电涂层的工艺实验（4 学时）.111 33、 金属材料热处理综合实验 .115 34、 附录 1 电化学试样的制备 .120 35、 附录 2 HDV-7 型恒电位仪使用方法 .121

ZG-18铸钢是一种不含镍的铸造结构钢,用代替飞机上的某些受力模锻件。虽然在同强度条件下铸钢的塑性、冲击韧性及疲劳强度比锻钢差,但其KIC和(da/dN)却优于锻钢,所以从破损安全设计观点来考虑,用ZG-18铸钢代替锻钢作受力件是可行的。为了找到具有最佳断裂韧性的工艺条件,我们运用拟因子设计法研究了试验温度,热处理工艺以及硫含量等因素对KIC的影响。结果表明:(1)ZG-18铸钢回火马氏体组织的KIC平均值是356kg·mm-3/2,而上贝氏体组织的KIC平均值是247kg·mm-3/2,相差将近45%。(2)ZG-18铸钢最佳热处理工艺是低于250℃等温处理或油淬后低温((3)无论是等温回火还是油淬回火,降低硫含量将使KIC提高,故应尽量降低材料的硫含量

利用Hopkinson杆技术对经930℃下退火2h的纯铁药型罩材料进行了冲击压缩实验,测定了该材料在不同应变率下的动态应力-应变关系.借助光学显微镜对变形后纯铁的组织进行了观察,研究了在不同应变率下变形过程中纯铁的组织演变和动态应力-应变行为.研究表明:在650~3850s-1的应变率范围内,纯铁药型罩材料有显著的孪生变形,发生了明显的应变强化和应变率强化效应,且最大应变也随应变率的提高而增加;在高应变率冲击下,孪生和滑移是纯铁的主要塑性变形机制,也是纯铁高应变率增强增塑的主要机制

利用Gleeble 3500热力模拟试验机对22MnB5板材进行高温拉伸试验,研究了该材料在变形温度为700、800和900℃以及应变速率为0.01、0.1、1和10 s-1下的高温变形行为.在同一温度下,22MnB5的断裂应变随应变速率增加而呈现增加趋势,温度升高加剧这种趋势.建立了耦合损伤基于位错密度的统一黏塑性本构模型,该模型考虑了高温变形中损伤的演化规律,能够描述了应力-应变曲线后期的陡降段.利用遗传算法确定并优化该本构模型中的材料常数,所得材料常数确定的本构模型能够较好地预测22MnB5高温拉伸变形下的流变应力,并能较好地描述材料损伤演化规律

以Al-12%Si和Zr(CO3)2作为反应组元,通过原位反应法制备出Al2O3,Al3Zr颗粒增强铝硅基复合材料,通过快速凝固成型得到铸态试样.用热膨胀仪测试了材料在50~500℃范围内的膨胀位移与温度的关系,进而得出平均线膨胀系数.结果表明:在同一温度条件下,随颗粒理论体积分数增加,复合材料的平均线膨胀系数减小.温度是影响平均线膨胀系数的重要因素.当试样温度在50~300℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐增加;当试样温度在300~500℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐减小;300℃时平均线膨胀系数最大.用Rom、Turner和Kerner模型计算了理论热膨胀系数.比较发现,实测值更接近Turner模型理论预测值.最后通过界面残余热应力分析指出具有高温低膨胀性的(Al2O3+Al3Zr)p/Al-12%Si颗粒增强铝基复合材料能有效防止材料高温时的塑性变形

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析对采用真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔双联工艺生产的617B合金电渣锭进行组织分析、析出相和元素偏析情况研究.依据残余偏析指数模型通过Dictra热力学软件计算提出七种不同的均匀化制度，并结合均匀化后的组织分析和热模拟压缩试验，确定了617B合金的最终均匀化制度.结果表明：经双联工艺生产的617B合金电渣锭中存在枝晶和元素偏析，其中Mo和Ti是主要的偏析元素；电渣锭组织的晶内存在较多的块状碳化物，表现为多种碳化物共生生长.经过1210℃保温48h均匀化处理后，枝晶和元素偏析基本消除，晶内的块状碳化物部分溶解，且均匀化后的合金表现出良好的塑性

在其他工艺相同条件下,对钢中全氧、Al含量、H含量、夹杂物成分、炉渣等进行了对比分析.在真空时间相同的情况下,RH脱氢能力优于VD,VD脱氧能力优于RH,但VD精炼后钢中Al含量偏高,炉渣碱度偏大,夹杂物易偏离塑性区.RH精炼后渣中MgO含量明显升高,夹杂物成分也比较分散,可能是耐火材料尤其是插入管喷补料脱落导致外来夹杂物增多,而VD精炼后渣中MgO含量变化不大,夹杂物成分相对集中.建议采用RH精炼时,应提高耐火材料质量,减少插入管喷补次数,采用VD精炼时,应适当减少石灰加入量,降低渣中碱度并延长真空处理时间

为解决矿山高水充填材料成本较高、粉煤灰等工业废料大量剩余造成资源浪费、环境污染等问题,借助微机控制电子万能试验机(ETM)力学试验系统、扫描电镜扫描装置和X射线衍射分析仪,研究粉煤灰掺量对高水材料物理力学性能的影响规律,并通过物相和微观结构分析探讨其影响机理.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,高水材料的凝结时间逐渐延长,含水率逐渐降低,容重基本不变;掺杂粉煤灰前后高水材料均是一种弹塑性材料,其变形破坏过程可以分为孔隙压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;高水材料的峰值强度、弹性模量和变形模量均随粉煤灰掺量的增加略有降低,残余强度却有所提高;综合考虑高水材料的强度、模量和成本,粉煤灰掺量a为15%是最优掺量,此时峰值强度、弹性模量和变形模量仅分别降低了25%、8.6%和10%,残余强度却提高了50%.物相和微观形貌分析结果表明:粉煤灰的掺量影响了β-C2S的水化进程,导致钙矾石生成量减少,其他水化产物生成量增多,进而破坏了钙矾石结构的整体性和均匀性,最终降低了高水材料的抗压强度