文档介绍：机械工程材料
实验指导书
(适用专业:机制、机化、机电、热动及电气专业)
胡耀华王翔尤芳衣雪梅张卫国编
西北农林科技大学
二〇一三年八月
机械工程材料实验指导书
学生实验守则
,明确本次实验的目的,了解实验内容、步骤及注意事项。
,无故不到,无故迟到按校教学纪律的规定处理。
,严格遵守设备操作规程,注意人身安
全及设备安全,不得随意动用与本次实验无关的设备仪器,遵守实验室一切规章制度。
,损坏设备、仪器根据情节轻重,按学校规定条款进行全部或部分赔偿。
,整理好仪器、设备,清理桌面及场地。
,认真做好实验报告,按时上交。
目录
实验一金属材料及零件的硬度测定∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 1
实验二铁碳合金平衡组织观察与分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 30
实验三碳钢的热处理∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 38
附录一金相显微镜的基本原理、构造及使用∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 48
附录二金相试样的制备∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 53
实验一金属材料及零件的硬度测定
一、实验目的
1. 了解金属材料及零件硬度测定的基本原理;
2. 掌握常用的硬度测定方法及其应用范围;
3. 了解硬度计的构造,学会正确使用硬度计;
二、实验内容
1. 每位学生对备好的材料试块和零件选择合适的硬度实验方法,确定硬度测定规范,
分别进行布氏硬度、维氏硬度和洛氏硬度测定;
,弄清各种硬度计的结构及操作注意事项;
。
三、实验所用设备及材料
1. (数显)布氏硬度、(数显)维氏硬度、(数显)洛氏硬度和读数显微镜。
2. 各种退火状态的碳钢试样、黄铜试样、灰口铸铁试样、淬火态零件等。
四、实验指导
硬度是指一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)
压入其表面的阻力。金属材料的硬度是表示在规定的载荷作用下,材料抵抗硬物压陷的能
力。金属材料硬度测定的方法很多,应用较多的是压入法,它是将一定形状、尺寸的压头
在一定大小静载荷作用下压入被测材料的表层,以留下的压痕表面面积大小或深度计算材
料的硬度值表示材料的软硬程度。因此,实质上压入法获得的材料的硬度也表示了材料抵
抗局部塑性变形的能力。金属材料抵抗塑性变形能力强,其硬度高;反之,则相反。所以,
材料的硬度性能在一定范围内可以反映其强度性能,根据材料的硬度与强度之间存在的内
在联系,可以通过金属材料或零件的硬度值估计其近似的强度值。
与材料或零件的强度测定相比,硬度测定方法简单、迅速,而且可以直接在零件上测
试,对零件造成的损伤小,因此硬度测定在零件性能测定、质量检测和有关的生产和研究
工作中应用十分广泛,而且硬度已成为零件设计图纸上一项重要的技术指标。硬度和抗拉
强度之间有近似的正比关系:
2
σ b=K²HB³10MN/m
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。例如,碳钢的 K 值为
调质状态的合金钢为 ,铸铝为 。
常用的硬度试验方法有:
布氏硬度计:应用于黑色、有色金属原材料检验,也可测一般退火、正火后零件的硬度。
维氏硬度计:应用于薄板材料及材料表层的硬度测定,以及较精确的硬度测定。
洛氏硬度计:主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。
1
显微硬度计:主要应用于测定金属材料的显微组织及各组成相的硬度。
(一)、布氏硬度试验
1. 原理
布氏硬度试验(GB231-84)是用载荷 P(kgf 或 N)把直径为 Dmm 的淬火钢球(S)或
硬质合金球(