物理金相實驗工實操任務(wù)書工種：物理金相實驗工時間：2023年10月26日-2023年10月30日一、實驗目的通過本次物理金相實驗實操，使操作人員掌握金相試樣的制備、顯微組織觀察與分析、硬度測試等基本技能，理解金相組織與材料性能之間的關(guān)系，為后續(xù)材料科學研究和生產(chǎn)質(zhì)量控制奠定基礎(chǔ)。實驗內(nèi)容涵蓋試樣制備的各個環(huán)節(jié)，包括鑲嵌、研磨、拋光、腐蝕及顯微組織觀察，同時結(jié)合硬度測試驗證材料性能變化。二、實驗原理金相分析是研究金屬材料微觀結(jié)構(gòu)的重要手段，通過顯微鏡觀察材料的組織形態(tài)、成分分布及缺陷特征，能夠揭示材料性能的內(nèi)在原因。金相試樣的制備過程直接影響觀察效果，因此需嚴格按照規(guī)范操作，確保試樣表面平整、無劃痕及污染物。顯微組織觀察主要通過化學腐蝕揭示金屬的相界、晶粒形態(tài)及第二相分布，而硬度測試則通過壓痕深度反映材料的強度和耐磨性。三、實驗設(shè)備與材料1.設(shè)備-金相顯微鏡（配備物鏡、目鏡及光源）-砂輪機（不同目數(shù)砂紙）-拋光機（水冷式或風冷式）-電解拋光設(shè)備（直流電源、電解液槽）-硬度計（維氏或洛氏）-脫脂槽（酒精或丙酮清洗）-鑲嵌機（熱塑性或冷鑲嵌）2.材料-待測金屬材料試樣（如低碳鋼、鋁合金、不銹鋼等）-環(huán)氧樹脂或冷鑲嵌材料-金相拋光膏（白拋光膏、紅拋光膏、藍拋光膏）-腐蝕劑（如硝酸酒精溶液、草酸溶液等）-硬度測試油（如乙醚酒精混合液）-清洗用品（酒精、丙酮、去離子水）四、實驗步驟1.試樣鑲嵌-清理試樣表面，去除油污及氧化物，確保表面干燥。-將試樣固定在鑲嵌模具中，使用環(huán)氧樹脂或冷鑲嵌材料填充，避免氣泡產(chǎn)生。-放入鑲嵌機中，根據(jù)材料硬度選擇合適的加熱溫度和時間（熱鑲嵌需預熱至120-150℃，冷鑲嵌需常溫操作）。-冷卻后脫模，檢查鑲嵌表面是否平整，如有缺陷需重新鑲嵌。2.試樣研磨-使用800目砂紙將鑲嵌表面研磨至光滑，注意保持試樣方向一致，避免交叉研磨。-每更換一次砂紙，需用酒精清洗表面，去除研磨粉末。-研磨后用金相顯微鏡初步觀察表面，確保無劃痕及凹凸不平。3.試樣拋光-將試樣置于拋光機中，依次使用白拋光膏、紅拋光膏進行拋光。-拋光時需控制壓力，避免試樣變形或產(chǎn)生劃痕。-拋光后用蒸餾水沖洗，去除拋光膏殘留，再用酒精擦拭干燥。4.化學腐蝕-根據(jù)材料類型選擇合適的腐蝕劑，如低碳鋼常用硝酸酒精溶液（2%硝酸+98%酒精）。-將試樣浸入腐蝕槽中，時間控制在10-30秒，觀察表面組織變化。-腐蝕后迅速用蒸餾水沖洗，避免腐蝕劑殘留影響觀察。5.顯微組織觀察-將試樣置于金相顯微鏡下，選擇合適的物鏡和目鏡，調(diào)節(jié)光源亮度。-先用低倍鏡觀察整體組織，再用高倍鏡觀察細節(jié)，記錄晶粒形態(tài)、相界及第二相分布。-拍攝顯微照片，標注組織特征，如晶界、孿晶、析出相等。6.硬度測試-選擇維氏硬度計或洛氏硬度計，根據(jù)材料硬度選擇合適的測試力（如低碳鋼常用300gf）。-在試樣表面均勻分布5-10個測試點，避免相鄰壓痕間距過小。-記錄壓痕對角線長度，計算硬度值，分析硬度分布規(guī)律。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與分析1.金相組織記錄-晶粒尺寸（平均晶粒直徑）-相組成（如鐵素體、珠光體、滲碳體等）-孿晶、裂紋等缺陷分布-第二相顆粒大小及分布2.硬度數(shù)據(jù)-各測試點的硬度值（HV或HR）-硬度平均值及標準差-硬度與金相組織的關(guān)系分析3.問題分析-若組織觀察不清晰，分析可能原因（如研磨不充分、腐蝕時間過長等）。-若硬度值異常，分析可能原因（如測試力不合適、表面污染等）。六、注意事項1.操作時需佩戴防護眼鏡及手套，避免化學腐蝕劑接觸皮膚。2.拋光時需控制壓力，避免試樣變形或產(chǎn)生劃痕。3.腐蝕時間需嚴格控制，避免過度腐蝕影響組織觀察。4.硬度測試時需確保壓痕位置準確，避免相鄰壓痕干擾。5.實驗結(jié)束后需清洗設(shè)備，妥善保存試樣及腐蝕劑。七、實驗報告要求1.實驗目的及原理說明。2.實驗設(shè)備與材料清單。3.實驗步驟及操作細節(jié)。4.金相組織照片及分析。5.硬度測試數(shù)據(jù)及分析。6.實驗問題及改進措施。八、考核標準1.試樣制備的完整性及規(guī)范性。2.顯微組織觀察的準確性及描述清晰度。3.硬度測試數(shù)據(jù)的可