材料力学实验报告模板【五篇】

篇1：linux实验报告有关材料_实验报告_网

linux实验报告有关材料

篇一：linux实验报告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY

Linux实验报告

学 院 信息科学与工程学院

学生姓名

班级学号

指导教师胡小龙设计时间 20xx年12月

实验一 Linux的安装

1、实验目的

（1） 了解硬盘分区的概念和方法；

（2） 掌握硬盘的分区规划；

（3） 掌握Linux操作系统的安装和配置过程。

2、实验设备

一台pc机、RedHat Linux 7.2以上版本、VMware Workstation v5.5

3、实验原理

Linux可以以多种方式安装在PC机上： (1)独立分区安装、 (2)DOS分区安装和 (3)虚拟机VMWare下安装。鉴于VMware下安装对原来系统影响较小且不影响本实验目的，因此采用VMWare下安装方式。

4、实验步逐

(1) 在Windows XP下安装VMware 5.5

（2） 配置虚拟机

（3） 启动虚拟机

（4） 启动Linux安装过程

（5） 安装过程配置

（6） 安装后配置

（7） 第1次启动 VMWare下Linux操作系统

5、实验记录

（1） 记录详细安装过程

（2） 安装过程中出现的问题及其解决措施

篇二：LINUX操作系统实验报告

xx学院

LINUX操作系统实验报告

姓 名 班级学号

指导教师

20xx 年 9 月 14 日

实验一 在LINUX下获取帮助、Shell实用功能 实验目的：

1、掌握字符界面下关机及重启的命令。

2、掌握LINUX下获取帮助信息的命令：man、help。

3、掌握LINUX中Shell的实用功能，命令行自动补全，命令历史记录，命令的排列、替换与别名，管道及输入输出重定向。

实验内容：

1、使用shutdown命令设定在30分钟之后关闭计算机。

2、使用命令“cat /etc/named.conf”设置为别名named，然后再取消别名。

3、使用echo命令和输出重定向创建文本文件/root/nn，内容是hello，然后再使用追加重定向输入内容为word。

4、使用管道方式分页显示/var目录下的内容。

5、使用cat显示文件/etc/passwd和/etc/shadow，只有正确显示第一个文件时才显示第二个文件。

实验步骤及结果：

实验二 文件和目录操作命令

实验目的：

1、 掌握LINUX下文件和目录的操作命令，如pwd、cd、ls、touch、mkdir、rmdir、cp、

mv、rm等。

2、 掌握LINUX下建立链接文件的方法。

实验内容：

1、使用命令切换到/etc目录，并显示当前工作目录路径。

2、使用命令显示/root目录下所有文件目录的详细信息，包括隐藏文件。

3、使用命令创建空文件/root/ab，并将该文件的时间记录更改为8月8日8点8分。

4、使用命令创建具有默认权限为744的目录/root/ak，然后将/etc/named.conf文件复制到该目录中，最后将该目录及其目录下的文件一起删除。

5、统计文件/etc/named.conf的行数、字符数和单词数。

6、使用命令创建/root/a文件的硬链接文件/root/b和软链接文件/root/c。

篇2：常用金属材料显微组织观察实验报告

一、实验目的

1.观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。

2.分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。

二、金属材料的显微组织观察及分析

1.几种常用合金钢的显微组织

合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。

1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。

图1、16Mn-淬火-x400

16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。

图2、16Mn-正火-x400

16Mn属于低碳钢，碳含量

16

Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。广泛应用于各种板材、钢管。

图3、65Mn-等温淬火-400

65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。

特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。但有过热敏感性和回火脆性。

1

应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。

图4、等温淬火-30CrMnSi-x400

30CrMnSi是高强度调质结构钢。组织形貌，保持马氏体位向的回火索氏体，并出现极少量的铁素体。

特性：具有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横向的冲击韧性差。焊接性能较好，但厚度大于3mm时，应先预热到150℃，焊后需热处理。一般调质后使用。

用途：多用于制造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子

图5、GCr15-x400

2

GCr15是滚动轴承钢，是一种常用的高铬轴承钢，具有高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度。GCr15经淬火回火处理后，组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物。

特性：综合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且均匀，耐磨性能和接触疲。劳强度高，热加工性能好。含有较多的合金元素，价格比较便宜。但是白点敏感性强，焊接性能较差。

用途：用于制作各种轴承套圈和滚动体。例如：制作内燃机、电动机车、通用机械,以及高速旋转的个高载荷机械传动轴承的钢球、滚子和套圈。除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具。

图6、Cr15-上贝+M-x400

性能：冷变形塑形高，焊接性良好，在退火状态下可切削性甚好

应用：这种钢主要用来制造工作速度较高而断面不大(≤30mm)，但心部要求较高强度及韧性而表面耐磨的渗碳零件，如齿轮、凸轮、滑阀、活塞、衬套、曲柄销、活塞销、活塞环、联轴节、轴、轴承圈等。此外，这种钢也可以用作低碳马氏体淬火钢，用来制造对变形要求不严、但要求强度、韧性的零件。

图7、铸态-2GMn13-x400

高锰钢(high manganese steel)是指含锰量在10％以上的合金钢。

性能：高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。

用途：高锰钢是专为重工业提供使用的一种防磨钢材，应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。

图8、水韧处理-2GMn13-x400

水韧处理：碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。

用途：水韧处理后，碳化物减少，高锰钢是专为重工业提供使用的一种防磨钢材，  应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。

篇3：材料加工实验报告注塑成型CAE分析实验

一、实验目的

1、掌握注塑成型工艺中各参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对其成型质量的影响大小。

2、了解塑件各种成型缺陷的形成机理，以及各工艺参数对各种缺陷形成的影响大小。 3、初步了解注塑成型分析软件Moldflow的各项功能及基本操作。 4、初步了解UG软件三维建模功能。 5、初步了解UG软件三维模具设计功能。

二、实验原理

1、Moldflow注塑成型分析软件的功能十分齐全，具有完整的分析模块，可以分析出注塑成型工艺中各个参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对成型质量的影响，还可以模拟出成型缺陷的形成，以及如何改进等等，还可以预测每次成型后的结果。

2、注射成型充填过程属于非牛顿体、非等温、非稳态的流动与传热过程，满足黏性流体力学和基本方程，但方程过于复杂所以引入了层流假设和未压缩流体假设等。最后通过公式的分析和计算，就可以得出结果。

三、实验器材

硬件：计算机、游标卡尺、注塑机、打印机

软件：UG软件、Moldflow软件

四、实验方法与步聚

1、UG软件模型建立和模具设计（已省去）； 2、启动Moldflow软件； 3、新建一个分析项目； 4、输入分析模型文件； 5、网格划分和网格修改； 6、流道设计； 7、冷却水道布置； 8、成型工艺参数设置； 9、运行分析求解器； 10、制作分析报告

11、用试验模具在注塑机上进行工艺试验（已省去）；

12、分析模拟分析报告（省去与实验结果相比较这一步骤）； 13、得出结论

五、前置处理相关数据 1.网格处理情况

1）进行网格诊断，可以看到网格重叠和最大纵横比等问题； 2）网格诊断，并依次修改存在的网格问题； 3）修改完后，再次检查网格情况。

2.材料选择及材料相关参数

在在方案任务视窗里双击第四项材料，弹出如图材料选择窗

可直接选常用材料，也可根据制造商、商业名称或全称搜索

3. 工艺参数设置

双击方案任务视窗里的“成型条件设置”，这里直接用默认值。

4. 分析类型设置（1）最佳浇口位置分析

分析结果：

理论最佳浇口在深蓝色区，但实际选浇口位置还需根据模具结构设计等综合因素考虑。在方案任务视窗里双击第三项，弹出选择分析系列窗口，选择浇口分析，最后选择如图位置。

（2）最佳浇口位置处的充填分析及分析结果说明

分析目的：浇注系统的性能直接影响到制件的填充行为，因此进行填充分析的最后目的是为了获得最佳浇注系统设计；

点击菜单里的文件另存方案为，在对话框输入 “填充分析”。在方案任务视窗里双击第三项，选择分析系列为“充填”，双击方案任务视窗的第五项 “设定注射位置”点击注射点，在充填控制中，按默认选项“自动”进行填充分析

双击方案任务视窗里的“立即分析”，在弹出窗口中，选择运行完整的分析，然后按“确定”。

结果分析：如图所示填充时间图

充填结束时如图所示压力分布图

（3）设计浇注系统和冷却系统，并进行冷却、翘曲分析 浇注系统设计：

浇注系统的设计，采用双浇道口。

冷却分析结果分析：

冷却主要分析结果是制件上表面温度和冷却剂温度

翘曲分析结果分析：

翘曲是由收缩变化过大引起的制件缺陷。原则上，导致收缩变化过大的原因有：收缩不均、冷却不均、取向不均。本例主要是由制件不同区域收缩不均和冷却不均引起，因此需改进冷却系统和制件结构。

篇4：工程力学实验报告

拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。这不仅因为拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。更重要的是，工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。

实验目的（二级标题左起空两格，四号黑体，题后为句号）

1、验证胡可定律，测定低碳钢的E。

2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力Rel和抗拉强度Rm。

3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率A和断面收缩率Z

4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度Rm

5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。

实验设备和仪器

万能试验机、游标卡尺，引伸仪

实验试样

实验原理

按我国目前执行的国家GB/T 228—20xx标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。

将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。

应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

1.低碳钢（典型的塑性材料）

当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP

后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。

在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。

当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的屈服。低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈服点B则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值FeL作为材料屈服时的力值）。确定屈服力值时，必须注意观察读数表盘上测力指针的转动情况，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力FeH（上屈服荷载）和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力FeL（下屈服荷载）或首次停止转动指示的恒定力FeL（下屈服荷载），将其分别除以试样的原始横截面积（S0）便可得到上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。

即ReH=FeH/S0 ReL=FeL/S0屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升，这说明材料又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称为材料的强化。在强化阶段内，试样的变形主要是塑性变形，比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力Fm之前，试样标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，这时可明显地看到整个试样的横向尺寸在缩小。此最大力Fm为材料的抗拉强度力值，由公式Rm=Fm/S0即可得到材料的抗拉强度Rm。

如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图2－3所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回，而是沿近乎平行于弹性阶段的直线卸回，这说明卸载前试样中除了有塑性变形外，还有一部分弹性变形；卸载后再继续加载，曲线几乎沿卸载路径变化，然后继续强化变形，就像没有卸载一样，这种现象称为材料的冷作硬化。显然，冷作硬化提高了材料的比例极限和屈服极限，但材料的塑性却相应降低。

当荷载达到最大力Fm后，示力指针由最大力Fm缓慢回转时，试样上某一部位开始产生局部伸长和颈缩，在颈缩发生部位，横截面面积急剧缩小，继续拉伸所需的力也迅速减小，拉伸曲线开始下降，直至试样断裂。此时通过测量试样断裂后的标距长度Lu和断口处最小直径du，计算断后最小截面积（Su），由计算公式ALuL0SSu100%Z0100%L0S0、即可得到试样的断后伸长率A和断面收缩率Z。

2 铸铁（典型的脆性材料）

脆性材料是指断后伸长率A＜5％的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都很小。而且，大多数脆性材料在拉伸时的应力－应变曲线上都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，也不会出现屈服和颈缩等现象（如图2－2b所示），只有断裂时的应力值——强度极限。

铸铁试样在承受拉力、变形极小时，就达到最大力Fm而突然发生断裂，其抗拉强度也远小于低碳钢的抗拉强度。同样，由公式Rm=Fm/S0即可得到其抗拉强度Rm，而由公式ALuL0  L0100%则可求得其断后伸长率A。

实验结果与截图

篇二：力学实验报告标准答案

1、 为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同

答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).

2、 分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.

答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。.

3.分析铸铁试件压缩破坏的原因.

答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。

4、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料

答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。

5.试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响为什么

答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。

6.逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量

答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。

7.试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么应采取什么措施

答：检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限，应调整百分表位置。

8.测G时为什么必须要限定外加扭矩大小

答：所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得，故必须控制外加扭矩大小。

9.碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同分析其原因.

答：碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横断面，为剪切破坏。铸铁扭转形变小，没有屈服阶段，断口为和轴线成约45°的螺旋形曲面，为拉应力破坏。

10.铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭转的方向有无直接关系为什么

答：有关系。扭转方向改变后，最大拉应力方向随之改变，而铸铁破坏是拉应力破坏，所以铸铁断口和扭转方向有关

11.实验时未考虑梁的自重,是否会引起测量结果误差为什么

答：施加的荷载和测试应变成线性关系。实验时，在加外载荷前，首先进行了测量电路的平衡（或记录初读数），然后加载进行测量，所测的数（或差值）是外载荷引起的，与梁自重无关。

12.画出指定A、B点的应力状态图.A点 B点σx σx τ τ

13.DB DB测取弯曲正应力测取扭转剪应力

14.压杆稳定实验和压缩实验有什么不同答：不同点有：

1、目的不同：压杆稳定实验测临界力，压缩实验测破坏过程中的机械性能。

2、试件尺寸不同：压杆试件为大柔度杆，压缩试件为短粗件。

3、约束不同：压杆试件约束可变，压缩试件两端有摩擦力。

4、实验现象不同：压杆稳定实验试件出现侧向弯曲，压缩实验没有。

5、承载力不同：材料和截面尺寸相同的试件，压缩实验测得的承载力远大 于压杆稳实实验测得的。

6、实验后试件的结果不同：压杆稳定试件受力在弹性段，卸载后试件可以反复使用，而压缩件已经破坏掉了，不能重复使用。

篇三：力学实验报告标准答案

目 录

一、 拉伸实验···············································································2

二、 压缩实验···············································································4

三、 拉压弹性模量E测定实验···················································6

四、 低碳钢剪切弹性模量G测定实验·······································8

五、扭转破坏实验····································································10

六、 纯弯曲梁正应力实验··························································12

七、 弯扭组合变形时的主应力测定实验··································15

八、 压杆稳定实验······································································18

一、拉伸实验报告标准答案

实验目的： 见教材。 实验仪器 见教材。

实验结果及数据处理： 例:(一)低碳钢试件

强度指标:

Ps=__22.1___KN屈服应力 ζs= Ps/A __273.8___MPa P b =__33.2___KN强度极限 ζb= Pb /A __411.3___MPa 塑性指标:

伸长率L1-LL100%AA1A

33.24 %面积收缩率

100%

68.40 %

低碳钢拉伸图:

（二）铸铁试件

强度指标:

最大载荷Pb =__14.4___ KN

强度极限ζb= Pb / A = _177.7__ M Pa

问题讨论：

1、 为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同

答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.

材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).

2、 分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.

答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。.

教师签字:_ _______

日 期:___ _____

二、压缩实验报告标准答案

实验目的：见教材。 实验原理： 见教材。

实验数据记录及处理： 例：(一)试验记录及计算结果

问题讨论：

分析铸铁试件压缩破坏的原因.

答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。

篇5：关于工程材料综合实验报告_实验报告_网

关于工程材料综合实验报告

篇一：工程材料综合实验报告

一 ，实验目的

1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；

2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之 间的相互关系；

3、了解碳钢的热处理操作；

4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化；

6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。

二 ，实验设备及材料

1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；

3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10）

三， 实验内容

三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，

均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。

1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方 式）

实验中对低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10进行如下表热处理

2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。 3、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。

4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。

四 ，实验步骤：

1、观察平衡组织并测硬度：

（1） 制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2） 观察并绘制显微组织； （3） 测试硬度。

2、进行热处理。

3、观察热处理后的组织并测硬度：

（1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2）察并拍摄显微组织。

五 ，实验处理：

1,观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织

平衡组织一般指合金在极为缓慢冷却的条件下所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织，可以根据Fe-Fe3C相图来分析，从相图来看，所有碳钢和白口铸铁在室温下的显微组织均由铁素体和渗碳体所组成。但是由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。

2、铁碳合金在室温下的组织

3、铁碳合金的成分--组织--性能关系

组织：在室温下，碳质量分数不同时，合金的组织在变化。随着碳质量分数的 增大，组织按下列顺序变化：F、F+P、P+Fe3CⅡ、P+Fe3CⅡ+Le’、Le’+Fe3CⅠ、 Fe3C。 性能：硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和相对数量，而受他们 的形态影响比较小，随着碳质量分数的增加，由于硬度高的Fe3C增多， 硬度低的F减少，所以合金的硬度呈直线关系增大，由全部为F的硬度 约为80HRB增大到全部为Fe3C时约800HRB。

强度是一个对组织形态很敏感的性能。随碳质量分数的增加，亚共析钢中 P增加而F高，F的强度值较低，所以亚共析钢的强度随碳质量分数的增 大而增大。减少，P的强度比较高，其大小与细密程度有关，组织越细密 则强度值越当碳质量分数超过共析成分之后，由于强度较低的Fe3CⅡ沿晶 界出现，合金强度增高变慢，到W(C)为0.9%时，Fe3CⅡ沿晶界形成完整的 网，强度迅速降低，随着碳质量分数的增加，强度继续降低。塑性变形全部由F提供，所以随碳质量分数的增加，F量不断减少时，合 金的塑性连续下降。

4、热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相的组织结构来控制其性能的一种金属热加工工艺。其基本的工艺过程有退火、正火、淬火、回火。 它的特点是：只改变金属材料内部组织结构，获得所需性能，尽量避免改变零件的形状。 同样的材料经过不同的热处理方法，可以得到不同的内部组织，因此，热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。

5、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响

淬火加热温度的选择：对于亚共析钢采用Ac3+30~50°，对于共析钢和过共析钢采用Ac1+20~40°。对于亚共析钢如果淬火温度过高，奥氏体晶粒就会粗大，淬火后严重影响和降低塑性和韧性，如果淬火温度过低，奥氏体化就会不完全，淬火后会有铁素体，导致淬火硬度不够，强度降低。

对于共析钢和过共析钢，淬火温度高了，同样奥氏体晶粒就会粗大，同时碳化物溶入奥氏体过多，淬火后容易变形开裂，同时严重降低硬度和强度，如果温度低了，碳化物溶入奥氏体过少，大部分碳化物保留下来，淬火后也容易变形开裂，奥氏体化后奥氏体含碳量过低，导致淬不上火，导致淬火后马氏体硬度不够，强度降低。