Black66506319
范文一：金属材料实验
兰州理工大学材料科学与工程学院 金属材料
实
验
指
导
书
实验部分Ⅰ:质量检验与成分分析
实验一 冶金质量检验与评级
一、宏观分析
(一)实验目的:
1、 了解宏观分析方法在材料生产及使用中的重要地位。
2、 学习宏观分析的基本原理和方法。
3、 了解铸造、锻压、焊接、热处理等加工后金属的粗视组织特征及一 些常见的缺陷。
(二)实验内容:
1、 观察陈列样品;
(1) 铝锭结晶纵、横断面。
(2) 铝锭表面枝晶。
(3) 钢中常见的一些缺陷。
(4) 锻件、焊件的宏观组织。
(5) 钢材试样及零件的断口。
2、 用磨片法观察铸锭(或煅件、焊件)的宏观组织。
3、 用硫印法检查锻件内硫的分布。
(三)实验内容讨论:
1、概述:
宏观分析也称粗视分析或低倍检验,即用肉眼直接观察或用 30倍以下放大 镜来观察金属断面磨面或断口的组织和缺陷。 这种方法可在较大范围内观察金属 的组织, 分析金属材料的冶金质量和加工质量, 以及一些构件的破坏原因。 该方 法简单迅速,在生产实际中得到广泛应用,但它不能观察金属组织结构的细节, 进一步观察和分析要用显微分析的方法进行。
2、宏观分析的应用范围:
(1) 观察铸锭组织:晶粒大小、形状、相互位置以及树枝状的外貌。
(2) 检查金属铸锭中的缺陷;缩孔、气泡、疏松、白点、裂纹、翻皮、 夹杂物及铸件中的夹砂等。
(3) 检查金属成分的不均匀性:表面淬火层、渗碳层及加工硬化层的分 析及测定。
(4) 检查金属锻件(或轧材)中纤维组织分布的状况及摺叠、裂缝、过 热等缺陷。
(5) 检查热处理后淬火、回火不足、裂纹等缺陷。
(6) 初步检查零件破坏的原因。
(四)实验方法:
1、 磨片分析
把试样用砂轮磨平或锉平后, 在粗砂纸上磨光, 用清水冲洗后在浸蚀液中浸 蚀一定时间, 再用清水冲洗并揩去表面一洁物, 然后观察其表面。 这种分析方法 应用很广泛,除观察塑性材料断面外,也可观察脆性材料的断面。在工厂,此方 法作为低倍检验的主要方法。磨片分析可配用热蚀试验和冷蚀试验 。
热蚀试验:将试样置于热酸中浸蚀一定时间,然后进行检查。常用试剂为 50%(体积)盐酸水溶液加热到 70±5℃,再根据钢材成分、表面光洁度、溶液 新旧程度等腐蚀一定时间即可观察。
冷蚀试验:浸蚀在室温下进行。对于一般碳钢,低中合金钢,先用过硫酸铵 15克,水 85毫升混合液在试样表面擦 10分钟,再用硝酸(1.49克 /毫升) 10毫 升,水 90毫升混合液擦 10分钟,然后进行检查。
磨片分析法的应用:
(1) 观察金属铸锭或金属材料的晶粒大小、形状及分布状况,可研究结 晶过程中各种因素(浇注温度、冷却速度、不熔杂质等)对铸锭组织的影响。
(2) 观察铸、压、焊等加工件的微小缺陷。
(3) 检查化学成分不均匀性及杂质分布状况。
(4) 初步分析零件破坏的原因。
不同材料应选用不同的浸蚀剂,见下表。
2、断口分析
直接观察钢材试样或构件断裂后的断口进行分析, 称为断口分析。 在进行断口分
析时, 要注意保护好断口, 注意表面的完整和清洁, 最好在试样或零件断裂后立 即进行观察。
断口分析法用于:
(1) 观察脆性材料的晶粒大小,形状及分布状况。
(2) 检查缩孔、气泡、白点、裂缝等缺陷。
(3) 观察淬火件的渗碳或表面淬火层厚度是否均匀、合适,表面层有否 脱碳现象等。
(4) 从断口处可判断铸铁的类型及质量。如灰口铸铁断面呈灰色,白口 铸铁断面呈白亮色。
(5) 根据零件破坏,断口可初步分析破坏原因。如通过对疲劳损坏的零 件的断口分析,不仅可以确定破坏的原因,而且可以了解疲劳裂纹的策源中心, 发展过程及零件的实际受力情况等,从而作出导致疲劳损坏原因的判断。
常见的断口形貌有:纤维断口、萘状断口、瓷状断口、木纹状断口、石状断 口等。
3、贴印法
此方法是将试样磨平后,用适当的化学试剂与试样表面某些组织起化学反 应,并用相纸记录下来。常用的有硫印、氧印等。
(1) 硫印:钢中的硫一般为有害杂质,易形成硫化物夹杂影响钢材的质 量。 通过硫印试验可检查钢材或零件中的含硫量及硫的分布状况, 从而确定钢材 质量。
硫印的方法:试样磨平后用水冲洗干净, 将相纸浸入 3— 5%的硫酸水溶液中 5分钟左右,取出将药面紧贴在试样表面并压紧,接触面间不得有气泡,两者不 能相对滑动,以免硫印斑点模糊不清。经 3— 5分钟后揭下相纸,用清水冲洗, 然后放入 10%大苏打水溶液中定影 10— 20分钟,最后水洗,烘干。相纸上的棕 褐色锈点即表示了样品上硫的分布。
硫印原理:由于钢中的硫常以 MnS 或 FeS 的形式存在,硫印时硫化物与相 纸上的醋酸接触后,通过下列反应生成 H 2S :
FeS+H2SO 4→ FeSO 4+H2S
MnS+H2SO 4→ MnSO 4+H2S
生成的 H 2S 又与相纸上的 AgBr 起作用:
H 2S+2AgBr→ 2HBr+Ag2S ↓
生成的 Ag 2S 沉淀即是相纸上的棕褐色斑点。
(2) 氧印:即氧化物贴印,用来检查钢中氧的分布。其操作与硫印相似。 将相纸放入 5%盐酸水溶液中片刻取出, 试样压在相纸上 1— 2分钟, 然后揭下相 纸置于 2%赤血盐溶液中显影约 10分钟。 氧化物存在处, 即是相纸上出现的蓝色 斑点。
(五)实验要求:
1、 陈列样品不得用手抚摸,以保护样品表面清洁。
2、 在实验报告中写出实验目的、实验内容。
3、 简述磨片分析的步骤,并画出磨制的铸锭宏观组织示意图。
二、钢中非金属夹杂物的检验
(一) 实验目的:
1、 了解钢中非金属夹杂物的检验方法——金相法。
2、 用金相法鉴定钢中常见非金属夹杂物。
3、 了解金相显微镜的明场及偏光的使用。
(二)实验内容:
用金相法借助于金相显微镜的明场、 暗场、 偏光来观察氧化物、 硫化物、 硅酸盐等常见非金属夹杂物的形状、大小、分布、色彩等特征,从而对夹杂 物作出定性或半定性的结论。
(三) 实验内容讨论:
钢中的非金属夹杂物主要是指钢中的氧化物、硫化物、硅酸盐和氮化物 等,这些化合物一般不具有金属的性质,并机械的混杂在钢的组织之中。 非金属夹杂物在钢中一般为数很少,但对钢材性能的影响不可忽视。已 有的研究表明,夹杂物对钢的强度影响较小,但对疲劳性能、冲击韧性和塑 性影响很大,其影响程度的大小又与夹杂物的类型、大小、数量、形态和分 布有关。为了减少夹杂物对材质的危害,需要鉴定夹杂物的类型,视察其形 态和分布,测定其大小和数量,并追溯根源,采取相应措施加以控制。对非 金属夹杂物的研究包括定性和定量两个方面。
(1)定性研究:鉴定夹杂物的类型。
(2)定量研究:测定夹杂物的大小、数量、形状及分布。
定性鉴定多用于解决生产中出现的质量问题, 亦常用来分析新钢种中夹 杂物产生的原因,以便改进冶炼方法,控制它的形成。
定量测定一般用于常规检验中,采用标准等级比较法,直接判定金属材 料的质量,作为验收的依据。
1、 定性鉴定
夹杂物的鉴定方法基本上有四种:
(1) 化学法:此法是先把夹杂物从金属中分离出来,然后再进行微量化 学分析。
(2) 岩相法:此法亦须先把夹杂物分离出来,然后在透射显微镜下研究, 根据其光学物理性研究结构。
(3) 金相法:此法应用金相显微镜来研究夹杂物的微观组织形态和分布。
(4) 扫描电镜可分析夹杂物结构、类型、形态及分布。
目前常用的方法还是以金相法为基本方法,辅以其它方法进行鉴定。 金相法在鉴定夹杂物时虽有种种局限, 如不能正确地确定未知夹杂物的 正确组成及某些物理性和结构。但由于金相法操作简便、直观、能迅速确定 已知夹杂物,故目前工厂中仍普遍使用。金相法鉴别夹杂物是以非金属夹杂 物的组织、形状、分布以及它的光学、力学和化学特性等为依据的。
1) 金属夹杂物的组织和性质:
(1) 夹杂物的组织、形状、大小、分布和反射本领:
钢中常有多种类型夹杂物,在形成过程中会相互影响,例如:MnS 与 FeS 会形成固溶体, MnO 中也可固溶大量 FeO ;而 FeO 与 FeS 又会形成共 晶等等。
夹杂物的形状、大小和分布不仅与其本性有关,还受加工过程的影响。 例如硫化锰(MnS ) ,因其塑性较好,锻轧加工后,沿加工方向拉长。氧化 铝 (Al2O 3) 细小而聚集成群,一般氧化物性脆易断,锻轧加工后,沿加工方向
呈链状分布。硫化物有中等反射本领,明场下呈浅灰色,氧化物也是灰色, 比硫化物稍深。硅酸盐夹杂物有易变形与不易变形两类,前者加工后呈条线 状,后者呈链状或球状。明场下呈灰色或暗灰色,色泽不均匀。T iN 、 VN 等一类氮化物,多数成正方形或三角形,在明场下为淡黄色或金黄色。 NiN 一般很细小,在高倍的光镜或电镜下才可分辨。
(2)透明度与色彩:
夹杂物可以分为透明的和不透明的两大类。辨明夹杂物的透明程度,应 在暗场或偏光照明下观察,同时还能观察到夹杂物的色彩。
为什么在暗场中能判别夹杂物的透明度?由于金属基体反射光的混淆, 使明场下无法观察到夹杂物的透明度,但在暗场中,由于金属基体的反射光 不进入物镜,光线透过透明夹杂物后,在夹杂物与金属交界面上产生反射, 因而透明夹杂物在暗场下是发亮的,不透明的夹杂物在暗场下呈黑色,有时 可看到一亮边。
为什么在暗场下能观察夹杂物的颜色?
任何夹杂物都有其固有色彩,如 MnO 呈绿宝石色, Al 2O 3呈淡黄色。 在明场下,因为入射光线的一部分经试片的表面金属反射出来,另一部 分则经过夹杂物而折射入金属基本与夹杂物的交界处再经该处反射出来, 这 两束光混合射入物镜,夹杂物的固有色彩被掩藏,因此明场下看不出夹杂物 的固有色彩。
在暗场下若夹杂物是透明的,而且带有固有色彩,则光线由夹杂物折射 到金属基体界处,被反射后再经夹杂物至物镜,由于金属基体与物镜光轴垂 直,没有反射光线射入物镜,故夹杂物的固有色彩不被掩藏,所以在暗场下 能看到夹杂物的固有色彩。
(3)在偏振光照射下的各向异性效应和黑十字现象。
各向异性效应是区别夹杂物的重要标志之一。 在偏光研究中夹杂物可分 为各向同性与各向异性两大类。
各向同性的夹杂物在正交偏振光下观察时, 从效果看可以认为对入射的
偏振光不起作用,故转动载物台时,不发生亮度变化。
当入射的偏振光射至各向异性夹杂物时,则分解为两个偏振光(平行于 光轴和垂直于光轴两部分)反射出来,这两个反射光出来的分偏振光的振幅 不同,而且有位相差。因而,入射的平面偏振光经各向异性晶体反射后一般 变为椭圆偏振光,而且振动面有旋转。在正交偏光镜下,这椭圆偏振光就可 能有一个分偏振透过检偏镜,便得视场内仍能清晰地看到各向异性的夹杂 物。由于两个分偏振光振幅的变化与入射光、与晶体的取向有关,故形成的 椭圆偏振光的形状、取向与入射光与晶体的取向有关。当载物台旋转时就会 交替出现亮度的最强与最弱即交替地发亮和消光。
偏振光下能观察到夹杂物的颜色和透明度,其原理和暗场一样,不再赘 述。对于透明的、各向同性的球状夹杂物,在正交偏振光下形成中间贯以黑 十字形的明暗交替的继续的同心环,即所谓“黑十字特征” 。黑十字特征仅 决定于夹杂物的形状与透明程度,而与夹杂物的结晶类型无关,与它的位向 亦无关。透明夹杂物,如氧化硅(硅土) ,硅酸盐等均具有此现象。
(4)硬度和脆性
夹杂物的硬度可由显微硬度计测定,根据压痕的形状,还可估计夹杂物 的脆性大小。磨面的抛光性能在一定程度上也能估计出硬度和脆性,硬而脆 的夹杂物易于剥落,或高出磨面,有时会在磨面留下“彗星尾”的擦伤痕。 此外,夹杂物在加工时的可塑性,也是鉴定夹杂物的补充特性。
(5)化学性能
夹杂物受化学浸蚀剂作用后, 或因染上色彩, 改变了夹杂物的颜色, 或 使夹杂物溶入浸蚀剂中, 留下一个坑痕, 或不受化学浸蚀剂的作用而保留原 状,故化学浸蚀是夹杂物金相鉴定的补充方法。
综合上述,金相法的观察项目如下表:
表 1-1金相法的观察项目
编号 研究方法 观察对象
Ⅰ
低倍明视场 (100x ) 1、夹杂物的位置
2、夹杂物的形状、大小及分布
3、夹杂物的可塑性
4、夹杂物的色彩
5、夹杂物的抛光性
Ⅱ
高倍明视场 (500x ) 1、夹杂物组织
2、夹杂物反光能力
3、夹杂物色彩
Ⅲ 高倍暗视场 1
2、透明夹杂物本身的色彩
3、透明及半透明夹杂物的组织
Ⅳ 偏光下观察 1、各向异性效应(强弱程度或各向同性)
2、夹杂物的色彩
3、黑十字现象
Ⅴ 显微硬度计 测定夹杂物显微硬度并估计其脆性
表 1-2 宏观分析用浸蚀剂
序 号 浸蚀剂
名称
成 分 浸 蚀 条 件 用 途
1 盐酸水
溶液
HCl (1.49g/ml) 50ml, H2O
50ml
加热到 60~70℃浸蚀
15— 30分钟
显示碳钢中偏析、 杂质、 裂缝、疏松
2 盐酸硫
酸水溶
液
HCl(1.49g/ml)50ml,H2SO 4
(1.84g/ml) 7ml,H 2O
18ml
加热到 60~70℃浸蚀
15分钟左右,用热水
冲洗
显示各种钢中树枝状、 纤维状组织、疏松、偏 析和其他缺陷
3 硝酸水
溶液
HNO 3(1.49g/ml)
10ml,H 2O 90ml
室温浸蚀
显示碳钢、低合金钢的 宏观组织。
4 过硫酸
铵水溶
液
(NH 4) 2S 2O 3 10g
H 2O90ml
揩试法 显示焊缝宏观组织
5 重铬酸
钾硫酸
水溶液
K 2Cr 2O 7 25g.
H 2SO 4(1.84g/ml) 60ml,
H 2O 500ml
室温浸蚀 显示锻件纤维组织
6 盐酸硝
酸铜水
溶液
Cu 50g,HNO
300ml,HCl 400ml
H 2O 300ml
用棉花沾浸蚀剂擦试
样表面及时用水洗去
表面沉淀物
显示铝锭的宏观组织
7 混合酸 HF(浓 ) 15ml
HCl (1.49g/ml) 45ml
HNO 3(1.49g/ml) 15ml,
H 2O 25ml
浸入法浸蚀 显示铝合金的宏观组织
8 醋酸水
溶液
醋酸(浓) 10ml
H 2O 90ml
揩擦法、浸蚀 2— 3分
钟
显示镁及镁合金的宏观 组织
9 重铬酸
钾硫酸
水溶液
K 2Cr 2O 7 15g
H 2SO 4(1.84g/ml100ml
H 2O 100毫升
加热到 60℃左右浸蚀
5— 10分钟
显示青铜的宏观组织
②检验原理:试样经酸溶解后,钼以 Mo 3+形式存在,它与硫氰酸根离子结 合成红色的钼的硫氰酸盐络合物。
试样溶解后的溶液中,除了 Mo 3+外、还有 Fe 3+存在,它亦可与硫氰酸根离 子结合成红色的铁的硫氰酸盐络合物, 为了消除这一影响, 特加入二氧化锡予以 褪色。
③检验方法:在试样上滴溶化剂 3滴, 用搅棒搅动溶液, 待气泡停止发生后, 用吸管吸取溶液移放至试纸上, 然后加钼试剂 1号及 2号各 1滴, 如试纸显示红 色, 则表明钢中有钼。 淡红色表示钼含量低, 从淡红色至桔红色表示钼含量由少 至多。
4、镍的检验:
①试剂:二甲基己二醛肟 0.5克溶于 30毫升的冰醋酸中,待完全溶解后, 再加入氢氧化钠 15毫升(浓度 6N ) ,再加入醋酸铵 5克。
②检验原理:试样经酸溶解后,镍以 Ni 2+形式存在,在醋酸溶液中, Ni 2+与 二甲基乙醛肟生成红色的不溶性盐类。
③检验方法:在试样上滴溶化剂 3滴, 用搅棒搅动溶液, 待气泡停止发生后, 用吸管吸取溶液置于试纸上, 然后滴试剂 1滴, 如试纸显示红色, 则表明钢中有 镍,如不含镍,试纸显示棕色。
四、实验步骤
1、火花鉴别在指导教师示范讲解后,同学先用半个小时左右的时间熟悉已 知钢号的火花特征, 随后每 2人一组对未知成分之试样进行鉴别, 记下所得的结 果,并在实验报告中作出火花特征图及说明。
2、点滴分析在指导教师作示范讲解后,同学按 2人一小组对 65Mn 、 40Cr 、
35CrNi3A 、 38CrMoAl 三个合金钢试样进行鉴别, 确定每一具体试样属于何种钢 种。记下所得的结果,并在实验报告中简述这一鉴别的操作情况。
五、注意事项
1、 火花鉴别的场所光线应暗弱,以免影响火花特征的辨认。
2、 钢料压向砂轮的压力不宜过大或过小,因为火花束的长度与检查的 正确性是很有关系的。一般说,火花长度应在半公尺左右。对于含碳﹥ 0.45%的 碳钢及一般合金钢,火花长度应在 1/3公尺左右;而对于高速钢、不锈钢、合金
工具钢和特种钢,则可加重压力,使它产生所需长度的火花束。
3、 砂轮的转速、尺寸、粒度、硬度等也会影响火花束的某些特征,对 不同条件下的试验结果就不能一概而论。
4、 在点滴试验中,注意不要弄脏试剂,所用器具必须干净,用毕亦应 洗涤干净。
附表 2.1 碳素钢含碳量对火花的影响
含碳量
(C%)
火 花 特 征
0.10 流线粗长而量少,呈弧形。一次爆花(多分叉) ,量少,色泽草黄带 红。
0.20 流线粗长而量较多。略带弧形,一次爆花(多分叉)量稍有增加,有 时有二次爆花,草黄带红。
0.30 流线粗长较挺直,量多。二次爆花,花型较大,芒线间开始有极小量 花粉,黄而亮。
0.40 流线较细长, 量多挺直。 二次爆花 (多分叉) 量较多, 大型爆花较多, 极少量花粉,黄而明亮。
0.50 流线较细长,量多挺直,有节点。二次爆花(多分叉)量多,大型爆 花显著,爆裂强而有力。有少量花粉,黄而明亮。
0.60 流线细长, 量多挺直。 二、 三次爆花, 量多、 大型爆花多、 爆裂强劲、 有较多花粉,黄亮色。
0.70 流线细而挺直,量多而较短。三次爆花(多分叉) ,量多,爆花较小。 爆裂强劲,有较多花粉,黄亮色。
0.80 流线细而挺直,量多而较短。多次爆花(多分叉) ,量多,爆裂强度 减弱,芒线细密花粉多,色泽趋暗呈橙红色。
0.80以上 流线数量随碳量增加而缓慢增加, 长度逐渐缩短。 爆花数量随碳量增 加而缓慢增加, 花型逐渐变小。色泽由橙红色变暗, 磨削时对手的感 觉渐渐变硬。
实验部分Ⅱ:基础实验
实验一 金相显微镜的构造、使用与维护
一、实验目的:
1、了解普通金相显微镜的光学原理。
2、熟悉常用金相显微镜的构造、使用及维护
二、实验内容:
熟悉金相显微镜的基本原理、 构造和正确的使用方法, 用不同放大倍数观察 45#钢的显微组织。
三、实验内容讨论:
1、显微镜的光学原理
(1)放大原理
为了了解金相显微镜的操作构造,首先简单介绍一下显微镜的有关光学知 识。
放大镜是在放大状态下研究物体的最简单的光学工具。 放大镜是一个简单的 凸透镜,它的放大原理如图 1— 1所示。物体 AB 置于焦距 f 2之内,这时,通过 放大镜就可以看到物体 AB 放大的直立虚像 B A ′′。 B A ′′/AB的比例称为放大率。
由 相 似 三 角 形
B O A ′′及 AOB 导出
AB B A ′′=a
b 式中:b ——放大镜到像
间的距离 a ——放大镜到物体间
的距离
因为放大镜到物体间的距离,近似等于透镜焦距,即 a ≈ f 2,而距离 b 近似 等于人眼的明视距离,即 250mm ,则放大镜的放大率: M=AB B A ′′=2
250f (1)
a 、实像放大 b 、虚像放大
图 1— 1 放大镜光学原理
式中:M ——放大镜的放大率。
f 2——透镜焦距。
由(1)式可知,透镜的焦距愈小,则放大镜的放大率愈大。简单的放大镜 只在要求不大的放大率(2.5到 30倍)时才适用。若要求得到高倍放大,就要求 透镜有很短的焦距, 这种透镜实际上很难用来观察, 它使像变得模糊不清。 所以 要得到高倍放大, 必须使用显微镜。 显微镜是由两个透镜组成的, 对着所观察的 物体的透镜叫接物镜(或称物镜) ,对着眼睛的叫接目镜(或称目镜) 。物体经物 镜与目镜两次放大,能得到很高的放大倍数。图 1— 2是显微镜光学放大部分的 示意图。 由几何光学可知, 被观察物体 AB , 放在物镜前焦距 F 1略远一点的地方, 形成的放大的倒立实像 B A ′/,恰巧落在目镜焦距之内(其实像位置离开物镜后 焦点 F 1′的距离为△,△称为显微镜的光学镜筒长) 。目镜又使映象 B A ′/放大, 在明视距离处出现了一个倒立的再经放大的虚象 B A ′′′′,所以显微镜的放大倍数 等于物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积。即:
M=M1×M 2
M ——显微镜放大倍数。
M 1——物镜的放大倍数。
M 2——目镜的放大倍数。
由(1)式可知:M 1=1
f Δ M 2=2
250f M=
1f Δ*2250f (2) f 2——目镜焦距
从上式可知显微镜的放大倍数与物镜及目镜的焦距及镜铜长度有关。 焦距愈 短放大倍数愈高。
既然物镜的放大倍数与光学镜铜长度有关, 所以在使用时必须符合设计的物
镜光学镜铜长度,才能得到物镜光学设计应有的放大倍数。
(2)鉴别率和有效放大倍数:
显微镜的鉴别率是指物镜所能清晰分辨出物体彼此相近的两点的最小距离。 鉴别率可用两点之间距 d 表示,理论推导得出:
d=A N ?2λ
λ为光的波长, N*A称为数个孔径。它的物理意义是表示物镜聚光的能力, 可按下式计算:
N ·A=η·sin φ
φ为物镜的孔径半角,如图 1— 3所示。
孔径角越大则 N ·A 也越大, 鉴别率高。 φ在
理论上可达到 90℃, 但实际上是不可能性的,
所以 sin φ一般在 0.95以下。 η为物镜与试样
之间介质的折射率, 空气的折射率η=1, 故在
通常情况下 N ·A 值最大只可达到 0.95。 为了
尽可能提高鉴别率,
高倍放大的物镜可以改变
传光介质, 可使用折射率较大的松柏油 (η=1.51) , 这样数值孔径可达到 1.30~1.40左右。 这种物镜称为油镜, 油镜可使原来空气折射不到物镜内的一部分光线进入 物镜内,提高了光通量,增加了鉴别率。
因为每种物镜都有自己的鉴别率, 所以当选用一种物镜时就应针对鉴别率的 大小选择适当的目镜,使物镜能充分发挥它的鉴别能力。通常人眼在明视距离 250mm 处其鉴别率 e=0.15— 0.30mm 之间, 所以为了使物镜所鉴别的组织能为人 眼看清,就应使放大倍数为 e/d,这个放大到人眼鉴别率的放大倍数称为有效放 大倍数。
M 有效 =
d e =()λe A N ?2 可见, M 有效 和物镜鉴别率及光波波长有关。
设所用的光为黄绿光, λ=0.55μ,则有效放大倍数的范围,经计算应为: M 有效 =(500— 1000) N ·A
这样,就可根据物镜 N ·A 值,正确选用目镜。如果选用的目镜倍数太大, 使 M 有效 值超过 1000N ·A ,则有一部分倍数是“虚放大”并不能看到更多的组织
细节。如果选用的倍数太小,则还未充分利用物镜的鉴别能力。由此可知,采用 黄绿色及松柏油油镜时,光学显微镜的最高有效放大为 1000×1.40=1400倍。
(3)透镜成象的缺陷:
普通透镜不能得到理想的象,它的主要缺陷是球面差和色差。
球面差:是指由透镜的中心部分和边缘部分所折射的光线不能交于一点。 如 图 1— 4所示。靠近中心部分的光线聚焦较远,靠边缘的光线聚焦较近,因此使 映象模糊不清。
色差:照明用的白光包括许多不同波长的光波。 由于透镜对不同波长的光线 折射率不同,因而不能集中在一点,波长最短的紫色光聚焦位置靠近透镜最近, 而红色光折射率小,聚在最远处。如图 1— 5所示,对于某一个位置,如果它成 为某一光波的成象位置, 则其它光线所成的象呈不同颜色的环状, 使映象模糊不 清。
透镜成象的色差及球面差, 可用透镜组合的办法加以改善, 一般采用具有不 同折射率的凸透镜和凹透镜组合在一起改善其质量。 根据色差较正程度可分为消 色差物镜和复消色差物镜。 消色差物镜的球面差能较正黄、 绿光区, 色差的校正
为红、绿光区,所以使用时最好与黄绿色的滤光片配合,适用于低倍观察。复消 色差物镜是各种象差校正最完善的一种物镜,所以适用于高倍观察。
目镜的构造比物镜简单, 目镜可分普通目镜, 补偿目镜两类。 补偿目镜上标 有 k 或 c 字(如 k20x ) ,适宜与复消色差物镜配合高倍观察时使用。
2、显微镜的构造与使用
普通金相显微镜主要有三部分组成:即照明系统、光学系统(放大系统)和 机械系统等。
Ⅰ、照明系统(图 1— 7)
由灯泡 1发出的一束光线,经聚光镜组 2→反光镜 7→孔径光阑 8→聚光镜 组 3→物镜 6→样品表面, 光线经样品表面反射后, 经物镜 6→补助透镜 5→半反 射镜 4→补助透镜 10→棱镜 11、 12→物镜 13→接目镜 14,最后进入观察者的眼 睛内。
金相显微镜对于金相试样的照明可以分为明视场照明法和暗视场两种。
(1)明场照明和暗场照明
明场照明:是金相研究中主要的采光方式, 光源经垂直照明器 (45℃平面玻 璃和棱镜) 反射而转向, 经物镜垂直或近乎垂直地照射在试样表面上, 由试样表 面反射的光线又垂直地进入物镜。 如果试样是一个抛光镜面, 那么所得映象是明 亮的; 如果试样经腐蚀呈凹洼时则有黑色映象衬映在明亮的视域内, 称之为明场 照明。
暗场照明:来自光源的平行线,为环形遮光板所阻,中心部分光线被遮去, 光线成空心园筒形光束射入垂直照光器 (暗场的垂直照明器是一个环形反射镜) 。 筒形光束沿着物镜外壳投射到反射聚光镜的金属弧形反射面上, 靠它的反射使光 线聚焦在试样上。 这种光线其倾斜角度大, 所以如果试样是一抛光镜面, 由试样 上反射的光线仍以极大的倾斜角度向反方向反射, 不可能进入物镜, 所以观察时 呈漆黑一片, 只有试样的凹陷处 (不规则的表面) 才可能使光线被反射进入物镜, 试样上的组织将以明亮的影象衬映在漆黑的视野内, 因而称为暗视场 (图 1— 8) 。
(2)光源:一般小型
金相显微镜都采用低压钨
丝灯泡。
(3)孔径光栏:用来
调节入射光束的粗细。孔
径光栏张得太大,使镜筒
内的反射与内弦增强给试
样影象迭加了一层白光,
降低了影象的衬度,使组
织模糊不清。 故适当缩小孔径光栏, 可提高成象质量。 但是, 孔径光栏缩得太小, 使物镜的鉴别能力降低, 不易辨别微细的组织。 最合适是使光线刚好充满物镜的
后透镜。在使用时一般都是调节到观察物最清晰,光的强弱使人眼舒适为适宜。
(4)视场光栏:装在孔径光栏之后,用来调节视域的大小,减小镜筒内的 反射光与内弦光,以提高影象的清晰度。
(5)垂直照明器:是将光源的光线以垂直的方向投射到试样表面,可分为 平面玻璃反射器及棱镜反射器。
平面反射器:平面玻璃与光源光束呈现 45℃,使光线反射进入物镜并在试 样上获得直射照明。 使用这种反射器可获得清晰平坦的影象。 另外, 由于充分地 利用了物镜的数值孔径(光束充满物镜) 。所以鉴别率高,适用于中倍或高倍观 察。 它的缺点是平面玻璃不可能将光源的所有光完全反射, 即使最好的平面玻璃 反射最后达到目镜筒内的光线也只有 25%。 因此, 亮度较弱, 影象的衬度也较差。 棱镜反射器:光源光束被棱镜全反射,故亮度高。由于光呈斜射,试样的高 低部分产生阴影, 提高了影象的衬度并富于立体感。 缺点是由于成象时只用了物 镜孔径的一半,所以鉴别率低,只适用于 100倍左右的观察。
Ⅱ、光学系统:主要是物镜和目镜。
物镜:物镜有消色差物镜、平面消色差物镜、复消色差物镜等几种。物镜的 主要性能包括放大倍数、 数值孔径、 鉴别率、 景深等。 物镜的类型、 放大倍数 (或 焦距) 、数值孔径等通常刻在物镜的金属外壳上。
物镜上刻有如 45X/0.63“∞”或“ 0/∞”等符号,其中 45X 表示放大倍数, 0.63表示数值孔径, “∞”或“ 0/∞”表示此物镜是按无限镜筒长度设计的。 XJB — 1型金相显微镜备有 8X (干系) 、 45X (干系)及 100X (油系)三个物镜。 目镜:目镜有普通目镜、 补偿目镜、 测微目镜、 照相目镜等等。 目镜的类型、 放大倍数等也刻在目镜的金属外壳上。 普通目镜与消色差物镜配合使用。 补偿目 镜带“ K ”字标记与复消色差物镜配合使用。测微目镜内附有细微标尺,可测量 金相组织中如晶粒大小、 石墨长短、 表面脱碳层厚度以及显微硬度压痕等等。 照 相目镜在进行金相摄影时使用。 XJB — 1型金相显微镜备有 5X 、 10X 、 15X 三个 目镜。
Ⅲ、机械系统
粗调焦手轮:调节物镜与试样表面的距离,以得到最清晰的图象。
载物台:放置样品; 可以用手在水平面各方向上自由移动, 以便观察样品的 各个部位。
物镜转换器:可以方便地更换不同倍数的物镜, 并保证使视场中央区域保持 在观察范围内。
底座:为整个显微镜的支撑部件,并可安装金相摄影装置。
3、金相显微镜的使用及注意事项
金相显微镜是贵重的精密光学仪器,在使用时一定要自觉遵守实验室的制度 和必要的规定:
(1) 初次操作显微镜前,应首先了解显微镜的基本原理、构造、各主要 附件的作用、位置等。并了解显微镜使用注意事项。
(2) 金相样品要干净,不得残留有酒精和浸蚀剂,以免腐蚀物镜的透镜。 不能用手摸透镜,擦镜头要用镜头纸。
(3) 照明灯泡电压一般为 6V 、 8V 。必须通过降压变压器使用,千万不可 将其直接插入 220V 电源,以免烧毁灯泡及发生触电事故。
(4) 操作要细心。安装、更换镜头,及其它附件时要小心,不得摔在地 上或桌上。
(5) 调焦距时要避免物镜与样品接触。应先将载物台下降,使样品尽量 靠近物镜(但不得接触) ,然后从目镜中观察,先用双手旋转粗调焦手轮,使载 物台慢慢上升,待看到组织后,再调节细调焦手轮,直到图象清晰为止。
(6) 使用中出现故障立即报告老师,不得私自处理。
(7) 作用完毕,关闭电源,把镜头与附件放回附件盒,把显微镜恢复成 使用前状态,认真填写使用登记本,经老师检查无误后方可离开实验室。
四、实验要求
1、 简述实验目的,实验内容。
2、 回答下列问题
(1) 什么是金相显微镜的有效放大倍数?如何合理选用物镜和目镜?
(2) 利用金相显微镜观察试样时,如何正确调焦。
由以上叙述可以看出, 盐液滴由于蒸发而进行的结晶过程及所得的结晶组织 与铸锭的结晶过程与组织很相似。
金属是不透明度的。 因此一般不能用显微镜来观察液态金属的结晶过程。 但 是金属凝固后可以将铸锭沿纵剖面或横剖面切开, 经过磨制和浸蚀后就可以分析 它的组织和形成过程。 另外, 我们也可以利用化学中的取代现象来观察金属晶体 的生长过程。例如:在硝酸银的水溶液中放入一小段铜丝,铜将开始溶解,而银 则沉淀出来,其反应式如下:
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3) 2
又如在硝酸铅的水溶液中,放入一小块锌,则铅将沉淀出来,其反应式为: Zn+Pb(NO3) 2=Pb+Zn(NO3) 2
如果在生物显微镜下观察,则可以看到银(或铅)的枝晶的生长过程。 需要说明, 金属的结晶是在液态冷却的过程中进行的, 当具有一定的过冷度 时, 金属就开始结晶。 而所观察的氯化铵和金属银的沉淀枝晶都是在室温下进行 的, 它们结晶显然不是依靠过冷度。 氯化铵是依靠水分的蒸发使溶液过饱和而结 晶, 银则是化学取代反应中被取代出来的金属进行沉聚而得到枝晶。 虽然有上述 差别,但我们可通过这个实验看到晶体成长的共同特点,即以枝晶的形式长大。 对纯金属只在铸锭的表面, 特别是缩孔处, 可以很清楚地看到枝晶组织, 而 在铸锭内, 只能看到外形不规则的晶粒。 在铸造状态的合金中, 由于晶内偏析或 结晶顺序的不同,在合金的内部可以用显微镜看到金属结晶的枝晶组织。
铸锭的结晶过程及其组织与模子的种类和预热温度, 以及浇铸温度, 过热温 度, 变质处理条件等因素有关。 改变模子的材料也就改变了金属的冷却条件, 例 如金属模可以比砂模获得更大的柱状晶区。 如果将模子预热, 其实质是降低了冷 却速度,预热温度越高,等轴晶区也越大。
改变金属的浇铸温度对结晶过程也有影响。 当液态金属过热越多时, 浇铸后 沿铸锭截面的温度差也就越大, 使其到达结晶温度所要排除的热量也就越多, 因 此有足够的时间使柱状晶发展。
通过加入一定的变质剂进行变质处理, 能够增加结晶时的核心数。 因此在其
它条件相同时, 可以得到细小的晶粒。 不同纯度的金属, 由于其非自发核心数目 不同, 结晶后的晶粒粗细也不同。 但是如果液态金属过热程度较大, 将使非自发 核心数目减少,因此得到粗大的柱状晶粒。
四、实验方法指导
1、实验材料及设备:
(1) 氯化铵、硝酸银溶液。
(2) 干净清洁的玻璃板、玻璃棒。
(3) 铜丝。
(4) 生物显微镜。
2、实验步骤:
(1) 观察氯化铵溶液的结晶过程
用玻璃棒引一小滴已配好的氯化铵水溶液到玻璃片上,放在生物显微镜载物 台上,调焦进行观察。
注意液滴不宜太大,否则蒸发太慢,不容易结晶。另外还要注意清洁,不要 让外界物质落入液滴而影响结晶过程。
(2) 将一小滴硝酸银溶液滴在玻璃片上,并将此玻璃片放在生物显微镜 的载物台上, 调好焦距后, 将一小段细铜丝放在液滴中, 随即观察银晶体的生长 过程。
在使用生物显微镜时,应注意防止液滴流到载物台上或显微镜的其他部分。 尤其是不能让液滴碰到物镜,以防损坏物镜。
四、 实验报告要求
1、 简述实验目的、实验内容。
2、 画出从生物显微镜中观察到的氯化铵和银的结晶组织示意图。
3、 简述结晶过程。
实验四 用热分析法测定二元相图
一、 实验目的
熟悉用热分析法测定纯金属与合金的临界点,并根据临界点绘制二元合金的 状态图。
二、 实验内容
用热分析法测定铅锑二元合金的临界点,所选定的合金成分及其熔点如下表 所示:
表 5— 1
编号 成分 熔点℃
1 纯铅 327
2 95%Pb, 5%Sb 315
3 88.9%Pb, 1.1Sb 252
4 80%Pb, 20%Sb 300
5 60%Pb, 40%Sb 460
6 纯锑 630.5
三、 实验内容讨论
状态图是一种表示合金状态及成分随温度而变化的图形。 根据状态图可以确 定各种合金的浇铸温度、进行热处理的可能性以及形成各种组织结构的条件等。 状态图大都是根据实验制出的。 由于纯金属及合金的状态发生变化将引起性质发 生相应的变化, 如液态金属结晶或固态相变时将会产生热效应; 合金中的相变将 会伴随着电阻、 体积以及磁性等物理性质的变化, 纯金属及合金发生相变 (包括 液体结晶和固态相变) 所引起的纯金属和合金的性质发生变化时所对应的温度称 为临界点。 这样我们就可以通过测定纯金属和合金的性质来求出临界点, 然后把 不同合金中同类的临界点连接成线, 从而绘制了完整的状态图。 显然, 状态图的 制作过程就是纯金属和合金临界点的测定过程。
纯金属和合金临界点的测定方法很多,其中最常用,最简单的方法是热分析 法。 这种方法就是在纯金属和合金冷却时, 每隔相等时间测量一次温度, 这样就 可以得到温度与时间的关系曲线, 这一曲线叫冷却曲线。 当纯金属和合金在冷却 过程中, 由于只进行简单的冷却过程, 冷却曲线是平滑的; 如果有某种转变而产 生热效应时, 冷却曲线上就会出现转折, 其转折点对应的温度就是我们所要求的 临界点。
在进行热分析实验时, 我们利用热电偶及电位差计来测量温度, 有关热电偶、 电位差计的原理和使用方法如下:
(一)加热炉
实验室用加热炉一般都是电阻炉。按其形状可分为箱式炉(即马弗炉) 、管 式炉和坩埚炉三种。按其最高使用温度可分为高温炉(最高 1350℃左右) 、中温 炉(最高 950℃左右)和低温炉(最高 650℃左右) 。
根据使用温度选用不同的电热材料。 高温炉用碳化硅棒作电热体, 炉膛最高 温度可达 1350℃左右。中温炉和低温炉用高电阻的 Ni — Cr 电阻丝或 Fe — Cr — Al 电阻丝作电热体,使用时电阻丝的温度不能超过 1100℃,炉膛内温度不能超 过 950℃左右。
采用金属电阻丝电阻炉,可以直接用普通的线路电压(220V )作为工作电 压。 采用非金属电热体的电阻炉, 由于发热体的电阻值很小, 必须通过降压器将 线路电压(220V )降低后作为工作电压,否则将使发热体严重过载而烧毁发热 体,甚至能烧毁供电线路或引起火灾。
电阻炉由炉体及炉门两大部分组成。 炉门装有开启机构, 便于迅速开闭。 炉 体由炉膛、发热体、耐火层、炉壳等部分组成。炉膛由高级耐火材料制成(例如 金刚砂) 金属电热体缠绕在炉膛外面。 在炉子后墙开有小孔, 以便放入热电偶测 量炉温。
(一) 温度测量
温度测量的正确与否对实验的质量起着重要的作用。 实验室常用热电偶—— 毫伏计或热电偶——电位计组成温度测量系统。它被广泛用来测量 100~1300℃ 范围内的温度, 在个别情况下, 还可用来测量更高的温度。 下面主要介绍热电偶 ——电位计的原理及使用方法。
1、热电偶
两根化学成分不同的金属导线(A 、 B ) ,将其任意一端焊接在一起,就构 成一支热电偶。 组成热电偶的两根导线称为热电极, 焊接的一端称为热端 (或工 作端) , 另一端称为冷端 (或自由端) 。 当热端与冷端存在温差 (例如将热端加热, 冷端恒定在某一温度)时,热电偶便产生热电势,两端温度差越大,产生的热势 也越大,仪表指针偏转也就越厉害,那么,热电偶的热电势是怎样产生的呢? (1)热电效应
热电偶所产生的热电势是下述两种效应的总和:
① 两种不同的导体接触后,在接触处会产生电势,即所谓接触电位差。 ② 同一导体的两端,若温度不同(即有温度梯度)时,在导体两端产生电 位差,因而也有热电热势产生。
接触电位差产生的原因:不同导体单位体积内的自由电子数是不同的, 电子 数的多少取决于导体本身的温度及构成导体的材料, 对于金属来说, 自由电子数 一般都随温度的增高而增加,但是,它的增加速度是变化的。
同一导体的两端温度不同而产生热电势的原因:从导体温度较高一端往温度 较低一端扩散的电子数,较由相反方向扩散的电子数来得多。
实践证明:起决定作用的还是接点处所产生的热电势。
(2)热电偶测定温度的原理
如图 5— 2是不同导体 A 和 B
所组成的最简单的电路。设接点 1
具有较高的温度 t , 接点 2具有较低
的温度 t 0,同时设 N A >N B (N A 、
N B 分别表示导体 A 和 B 的自由电
子数) , 且此不等式在所有温度下都
适用(其中包括 t 和 t 0) 。这样,这两种不同的导体 A 和 B 相接触时,就会发生 电子的扩散作用,即:由导体 A 扩散到导体 B 中去的自由电子,将比由 B 到 A 中去的要多。所以导体 A 将带有正电荷,而导体 B 将带有正电荷;与此同时在 接触的地方将产生电场, 此电场将要阻止扩散作用的进行。 当电子由扩散作用所 产生的电子迁移速度与电场所产生的反方向的电子迁移速度相同时, 就达到了动 平衡,这时在 A , B 两导体间就形成了一定的电位差 e,称为热电势。显然,温 度不同电子扩散作用的强弱不同, 因此达到动平衡时的电位差也就不同, 所以热 电势不仅与两种导体的性质有关而且还与接点的温度有关。
在接点 1处所产生的热电势用 e AB (t ) (热电势符号中第一个字母为带正电的导 体)表示,它的方向是由接点 1沿着 A 向着回路。
同理在接点 2处所产生的热电势 e AB (t 0)表示,其方向恰与 e AB (t )相反。
此外,对于同一导体,如导体 A ,由于两端温度不同,其两端的自由电子密度也 将不同, 高温端的自由电子密度大于低温端, 因而由高温端向低温扩散的自由电 子数较反方向扩散的自由电子数要多, 故每个导体的被加热端带正电荷, 这两个 热电势在电路内的方向彼此相反,同时它们的数值(特别是它们的差数)很小, 可以忽略。
因此图 5— 2所示电路内产生的总电势为
E AB (t , t 0) =eAB (t )-e AB (t 0) =f(t )-f (t0)
由此可见,总电势 E 是 t 和 t 0的函数差。
E AB (t , t 0) =f(t )— C=φ(t )
这样,总电势仅决定于热端温度。如果 E AB (t , t 0)与 t 的关系为已知时, 同时 t 0保持 不变,那么,只要测得总热电势后,就能求出热端温度 t 。通常, 每一类热电偶都有自己的刻度(或分度) ,即当 t 0=常数时, E AB (t , t 0)和 t 的 一定关系。该刻度一般做成表格或图表 E=φ(t )的形式。
为了统一和比较,热电偶的刻度是 t 0=0℃条件下进行的。
(3) 冷端温度的修正
如前所示,热电偶的刻度表是在冷端温度为零时作出的,但在实际测量时, 这一点很难做到, 而经常只能使冷端保持在室温。 为了使用刻度表, 必须知道折 算到相当于刻度时的冷端温度下的热电势。
假设, 在刻度时冷端温度为 t 0, 而使用时冷端温度不是 t 0而为 t 0′ (t0′﹥ t 0) 。 那么,在热端温度相同的条件下,热电偶所产生的总热电势 E AB (t , t 0′)与刻 度时的热电势 E AB (t , t 0)也将不同。二者之差为:
E AB (t , t 0)-E AB (t , t 0′) =〔 e ab (t)-e ab (t0) 〕-〔 e ab (t)-e ab (t0′ ) 〕 = eab (t0′ ) -e ab (t0)=EAB (t 0′ ,t 0)
上式也可改写成:
E AB (t , t 0) = EAB (t , t 0′) + EAB (t 0′ ,t 0)
即热电偶在冷端温度为 t 0′时所产生的热电势加上这个热电偶在热端温度为 t 0′,冷端温度为 t 0时所产生的热电势,就等于冷端温度为 t 0时所产生的热电势。 例如,镍铬——镍硅热电偶刻度表,其标记为 EU — 2(旧 XA ) 。这种热电偶刻 度表是在 t 0=0℃条件下进行标度的。 今用它来测量某一炉子温度, 在冷端温度为 20℃时用电位计测得总热电势 E (t , 20℃) =29.13mV,求炉子温度。
E (t , 0℃) =E(t , 20℃) +E(20℃, 0℃)
由 EU — 2刻度查得:
E (20℃, 0℃) =0.8mV
E (t , 0℃) =29.13mV+0.8mV=29.93mV
再从 EU — 2刻度表中查得 t=719℃
表 5— 2 常用热电偶特性
热电极材料
测量温度范围(℃) 热电偶名称 分度号
极性 化学成分
长期使用 短期使用 误差 +
铂 90%
铑 10%
铂铑—铂 — 3 -铂 100%
0~1300 0~1600 +0.5%
+铬 10%
镍 90%镍铬—镍硅 (镍
铬—镍铝 )
EU — 2
-
硅 3%
镍 97%
0~9000~1100 ±% +铁 100%铁—康铜 — 2
-镍 40%
铜 60%0~6000~800 ±0.75%
2、电位计
热电偶的热电势可以用毫伏计或电位差计来计量。 毫伏计构造简单, 使用简 便。但测量的精度受到限制。为了准确测定温度,常用电位差计来测量热电势。 (1)电位计作用原理
电位计的作用原理是利用电阻器上产生的已知电压降来和所测量的电动势 (包括热电势)相平衡的作用。
见附图 5-3, 当某一已知大小不变的电流 I 通过已知电阻器 AC 段时, 即 R AC 时,则在该电阻器的不同长度上,就会产生一恒定的已知电压降 IR AC 。假如把 热电偶的“ +”极接于电阻器的“ A ”端,另一极接到滑点 C ,通过改变滑点 C 的位置,当电阻器上的电压降 IR AC 与热电偶的总热电势相等时,则热电偶电路 内电流等于零。这样,我们就能利用电阻器上已知电压降,测出未知热电势。 (2)电位计原理线路图
为了通过电阻器上的电流 I 在测量过程中保持不变, 电位计的原理线路图要 复杂得多,见附图 5— 4。电位计由三个互相联接的电路组成。 I 为测量电路;其 中包括:直流电源 B ,调节电阻 R ,检查电阻 R K ,测量电阻 R P 和开关 C 。Ⅱ为 标准电池电路;Ⅲ为热电偶电路。 E H 为标准电池, G 为检流计, S 为切换开关。
(3)测量步骤:
① 将热电偶接入电路Ⅲ,注意电极正负,不要接反。热电偶的正极对应于 干电池的 B 的正极。
② 校正工作电流:接通 C ,再把双向开关 S 接到位置“ 1” ,调节 R 以改变 测量电路中的工作电流,直到检流计 G 指到零。这时标准电池电路中没有电流。 即标准电池的电势 E H 与检查电阻 R K 上电压降相平衡,即 E H =IRH ,这时,测量 电路中的电流即达到规定值:I=EH /RH =常数
③ 测量:把 S 接到位置“ 2” ,调节 R P 的滑点,直到检流计 G 指到零,这 时热电势与电阻 R P 上的电压降平衡,即 E AB (t , t 0) =I·R P
将工作电流 I 值代入上式可得:E AB (t , t 0) =K
H R E ·R P 由于 E H 及 R K 均为固定值,因此,只要测出 R P 值即可求得热电势 E 。因此 沿着滑线 R P 上电位计标尺可以直接刻成毫伏数,当热电偶电路平衡后,即可直 接读出热电势的数值。 在使用电位计时, 为了使工作电流保持恒定值, 需要经常 校正工作电流。
四、 实验方法及步骤
1、 实验材料及设备
(1) 表 5— 1所列纯锑、纯铅及合金材料各 250克。
(2) 石墨粉。
(3) 坩埚电炉、氧化铝坩埚。
(4) 镍铬—镍硅热电偶、 UJ — 36直流电位计、秒表。
(5) 夹钳、石棉板、石英棒等。
2、实验步骤及注意事项
实验前仔细阅读实验指导书相关内容,预习热处理炉测温仪表的构造原理及 操作要领。
(1) 实验时分六个小组,第小组 2~3人。
(2) 进入实验室后,每小组到指定的地点熟悉实验设备,如坩埚电炉、 坩埚、热电偶、电位计、秒表等。
范文二：金属材料实验室
北华航天工业学院
--材料系实验中心
材料系主任：庞国星教授 电话：0316-2085741 实验室中心主任：陈志勇 电话：0316-2080713
金属材料实验室简介
材料工程系金属材料工程实验室是在原金工技术基础实验室的基础上建设的，近几年经过中央财政共建实验室项目的建设，目前设有材料制备及加工处理、材料性能检测、材料显微组织分析三个分室，现有仪器设备118台套，总价值330余万元，实验室使用面积近700平方米。该实验室主要承担材料类和机械类各专业课程的实验教学和科研任务，也是学生专业技能培训、毕业设计工作、学生科技活动的重要基地。
目前，实验室拥有材料制备及加工处理类型设备包括：真空热处理炉1台，深冷处理箱1台，箱式电阻炉7台，井式电阻炉1台，真空离子氮化炉1台，井式脉冲气体渗碳炉1台，铝合金固熔炉、时效炉各1台，电火花沉积刷镀机1台，中、高频感应加热装置各1套，火焰喷涂装置2套。材料性能检测类型仪器包括：布洛维硬度计4台，显微硬度计2台，里氏硬度计1台， 环块等磨损试验机5台，涂层附着力划痕测试仪1台，涂层测厚仪1套，涡流、超声等无损检测仪器4套，合金流动性测试仪等3套，型砂性能测试仪器6台，盐雾等环境试验仪器2台，腐蚀速度测定仪2台。材料显微组织分析类型仪器包括：日立S-3400N Ⅱ型扫描电镜及能谱仪1套，莱卡金相显微分析系统1套，原子力显微镜1台，普通金相显微镜14台，金相照片冲印放大装置1套，金相试样镶嵌机1台、抛光机5台，体式显微镜1台。其中大型设备6台，精密检测分析仪器8台
金属材料实验室仪器明细表
单位具有表面检测设备、金相显微镜、化学实验仪器和设备、表面喷涂设备、电镀设备、电火花强化设备、造型材料检测仪器和设备、热处理实验设备等，可进行热处理实验、磨损性能实验、金相组织、硬度分析实验和化学成分分析试验等。
具体仪器及其参数如下：
ML-100磨料磨损试验机
仪器介绍：
该试验机系干式固定磨料磨损实验机。主要与砂石、矿石、泥沙等固体发生磨擦情况下金属材料的耐磨性能实验。通过试验，得出各种金属材料的抵抗磨料磨损性能，并能进行磨粒磨损机理的研究。从而使从事农业机械、矿山机械、运输机械等设计、生产和科研部门选择合理的金属材料和工艺。本机包括机座、转盘、试样进给机构、弹性夹头及砝码、控制台等。主要技术规格如下：
负载范围： 2-100牛顿 圆盘转速： 60-120转/分 试样进给量： 1、2、3、4毫米/转 试样直径： 2、3、4毫米
MLS-225湿砂橡胶轮式磨损试验机
仪器介绍：
该试验机为湿砂半自动磨料磨损试验机。它利用转动的橡胶轮带动与水混合的矿砂、砂石、泥沙等磨料对各种金属或非金属材料产生磨损，从而对材料进行耐磨性实验。本机可为农业机械、建筑机械、矿山机械、采掘机械、运输机械等各行各业，在试验室内进行耐磨材料的筛选试验。本机也能更好地为科研部门使用，进行磨料磨损机理的研究。它由转动系统、试样夹具部分、夹具调整装置、测硬度装置、转数控制系统、电气部分及底座、泥浆槽等组成。主要技术规格如下：
最大负载 225牛顿
橡胶轮转速 240转/分、181转/分
374转/分、498转/分 橡胶轮直径 178毫米
橡胶轮硬度 50、60、70（邵尔硬度） 试样尺寸 长×宽×高＝57×25.5×6毫米
MR-H3高速环块磨损试验机
仪器介绍：
该试验机用于固体润滑材料的润滑性能评定及各种金属与非金属材料的磨损试验，也用于各种润滑油和脂的润滑性能评定。包括：机座、主轴座、控制箱、试验腔体、摩擦力传感器、调速系统和试验力实加、测量与控制系统。主要规格、参数及指标如下：
最大试验力
3000N
测定最大摩擦力 300N
主轴无级调速范围 100-2000（5000）r/min 主轴转数显示及控制范围 9999999 时间显示及控制范围 10-9999s(min) 试验油温 室温-100℃
WTM-1E 可控气氛微型摩擦磨损试验仪
一. 概述
WTM-1E 微型摩擦磨损试验仪，用于研究涂层或固体润滑材料摩擦学性能的试验装置。可在真空或不同组分的气氛中进行栓—盘或球—盘两组不同摩擦副的测试实验。该设备由高灵敏度加载和摩擦力测量系统，样品旋转平台及电机传动机构、精密X 方向位移平台、精密升降支架、计算机自动控制系统组成。主要技术性能指标如下：
试验载荷范围 10 ----250 g 主轴转速 (无级调速) 100----3000 r /m 对磨球直径3mm ，试样平台直径46mm
位移平台位移量 20mm ，升降支架调整量25mm 真空度 10ˉ1Pa
WS-2005涂层附着力自动划痕仪
一. 概述
涂层附着力划痕试验仪运用声发射检测技术、摩擦力检测技术及微机自控技术，检测硬质涂层与基体的结合强度。该设备包括：高精度连续加载系统、声发射检测系统、摩擦力检测系统、样品拖动平台、底座、支架和控制系统。主要技术性能指标如下：
加荷范围 0.01N-200N 划痕速度 2mm/min-10mm/min 加荷速率 10N/min-100N/min 测量范围 0.5μm-40μm 划痕范围 2mm-30mm，自动 摩擦力显示 0.5-1000g
LDM2等离子渗氮设备
一、概述
等离子渗氮是在10-1000Pa 的真空容器中使用含氮稀薄气体在直流（直流脉冲）电场中电离，正离子轰击金属零件表面并向内部热扩渗形成渗氮层，以达到表面硬化的方法。等离子渗氮对于球墨铸铁、合金钢、不锈钢、粉末冶金制品、钛合金、高速钢、工具钢等均有显著氮化效果。该设备由炉体、交频脉冲电源、真空获得系统、供电系统、供气系统、温度测量五部分组成。主要参数如下：
输出电压 0-1000V 最大电流 25A 导通比 0.1-0.9 脉冲频率 20000HZ 灭弧速度 ＜10μm 极限真空 6.67Pa 有效工作空间 φ600×800mm 最大加热面积 1.25×104 CM 2 装炉量 0.5t 最高工作温度 650℃
WZC-20型双室真空油淬气冷炉
WZC-20型真空炉是具有油冷和加压气冷功能的双室卧式真空热处理设备。适用于合金钢、合金工具钢、模具钢、高速钢、轴承钢、不锈钢等材料的光亮油淬、气淬、退火等多种真空热处理工艺。
真空炉主体为双层水冷结构，由炉体、炉胆、热闸阀、送料机构、淬火机构、加热系统、风冷系统、真空系统、充气系统、水冷系统和电控系统等组成。
主要技术参数为：
(1) 炉体型式 双室卧式
(2) 有效加热区 200W×300L ×180H （mm ） (3) 额定装炉量 20公斤/炉 (4) 最高温度 1320℃ (5) 加热功率 20KW (6) 加热室极限真空度 ≤4.0×10-3Pa (7) 炉温均匀性 ≤±5℃ (8) 压升率 ≤6.5×10-1Pa/h (9) 空炉升温时间 ≤30min (10)整机功率 ≤35 KW
(11)冷却室气冷压强 ≤0.2MPa (12)工件转移时间 ≤
15s
Leica DMI5000M倒置金相显微镜及图像分析系统
用于观察分析材料的金相显微组织，具有高性能无限远光学系统、完善的观察功能、先进的图像采集分析系统，可进行自动智能管理、控制操作、图像分析并生成报告。主要技术指标：
光学系统： 校正多重色差，消除杂散光干扰 目镜： 25mm宽视场双目镜
物镜： 5、10、20、50、100倍平场复消色差 物镜转盘： 5位电动控制 观察方式： 明场、暗场、偏光
光源： 12V、100W 卤素灯，自动调光 载物台： 127x83mm移动范围
HXD-1000TMC/LCD显微硬度计及图象分析系统
仪器用于测定精密零件、金属组织及渗碳等硬化层的显微硬度，完成硬化层深度测量及曲线绘制，能够进行数据测量、统计分析、报告存储打印。还可用于观察和拍摄金相显微组织。包括机体、升降工作台、物镜压头转塔、自动加载机构、摄像照明系统、测微目镜系统、控制系统、图象分析系统等。主要技术指标：
试验力：1000、500、300、200、100、50、25、10gf 试验力保持时间： 5～60秒（12级）
放大倍率： 物镜：40倍、10倍；测量目镜：15倍 硬度测试范围： 5～3000HV
物台调节范围： 15×15×90mm 分度值：0.01mm 物镜压头切换： 自动转换、自动加卸载
GDW-100高低温试验箱
本品用于高、低温的可靠性试验。对电子电工、汽车摩托、航空航天、橡胶、塑胶、金属、船舶兵器、高等院校、科研单位等相关产品的零部件及材料在高、低温变化的情况下，检验其各项性能指标。
1. 技术参数：
适用范围： -80～150℃ 温度均匀度：±2℃ 升温时间：60分钟； 降温时间：140分钟 箱体尺寸：400×500×500mm 制冷方式：覆叠式 总功率： 6.5KW
井式脉冲真空渗碳炉
井式脉冲真空渗碳炉主要用于零件的渗碳、碳氮共渗等化学热处理，
也可用
于保护气氛加热和低真空退火、回火处理。
设备以抽低真空的方法排放、更换炉气，操作简便。对带有窄缝、凹槽、小孔、盲孔的零件，有促使渗层均匀的独特功能，注入不同的有机液和通入不同气体，调节工艺参数，可在宽阔的领域内实现对不同零件的热处理技术要求。主要包括：炉体、循环风机、三头有机液滴注装置、流量计、真空泵及控制系统等。 主要技术指标：
额定温度： 1050℃ 空炉升温时间： ≤2.5小时 有效工作区： φ200×400mm 额定功率： 15千瓦 炉温均匀性： ±5℃ 最大装炉量： 30公斤
全洛氏硬度计TH320
适用范围：
TH320全洛氏硬度计为集洛氏硬度试验机、表面洛氏硬度试验机、塑料洛氏硬度试验机一体的多功能硬度计，采用洛氏（ROCKWELL ）测量原理，可直接进行洛氏硬度测量、表面洛氏硬度测量、塑料洛氏硬度测量，并可以将洛氏硬度值转换为HB 、HV 、HLD 、HK 、σb 值。适用于碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及工程塑料等材料的硬度检测，具有测试精度高，测量范围宽，主试验力自动加卸载，测量结果数字显示并自动打印或与外部计算机通讯等特点。可广泛应用于计量、机械
制造、冶金、化工、建材等行业的检测、科研与生产。
时代TH320全洛氏硬度计主要性能参数:
测试分辨率 0.1HR洛氏单位 净重：100kg 净重：100kg
最大外形尺寸：720mm ×240mm ×815mm
超声CTS-9002超声波探伤仪
CTS-9002 型超声探伤仪为小型轻便的数字化仪器，是一种用途广泛的通用型探伤仪。
超声CTS-9002超声波探伤仪主要特点: ·超大屏幕、高亮度电致（EL ）发光显示屏，明亮清晰，CTS-9002 能在低温条件下、光线不足 或阳光直射的环境中使用。 ·超薄超轻（含电池重1.8Kg ），适宜高空作业和移动性大的环境使用。 ·全中文操作提示和菜单显示，易学易用。 ·国内独创的万能旋钮调节参数，小键盘选择菜单，方便快捷。 ·高性能和高稳定性，功能齐全，实用性强，具备打印机口和标准RS －232通讯口。 ·D/A曲线制作，调用方便。 ·可交直流供电工作，采用环保的镍氢电池供电
S-3400N 扫描电镜
用于各种材料样品的形貌组织观察、断口分析、结构研究及样品的成分分析。该机为扫描工作方式，具有计算机自动控制、图像采集、数据处理和图像处理功能、自动调校自检自验功能。广泛应用于金属材料、半导体、陶瓷、动植物、医学、化工等领域。
主要性能指标：
高压二次电子像分辨率 3nm 低压二次电子像分辨率 10nm 高压被反射像分辨率 4nm 图像畸变小于10%
能谱（锰）分辨率达到133eV
S-3400N 扫描电镜还装配了一系列的功能，附件如能谱仪，可以进行表面和横截面成分分析。
近期待够仪器设备
范文三：金属材料压缩实验
金属材料压缩实验
一、实验目的
1．测定低碳钢压缩时的下屈服强度ReL（或屈服极限σs）；
2．测定铸铁压缩时的抗压强度Rm（或抗压强度极限σb）；
3．观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时的缩短变形和破坏现象。
二、预习思考要点
1．用短圆柱状低碳钢和铸铁试样做压缩实验时，怎样才能做到使其轴向（心）受压？放置压缩试样的支承垫板底部为什么制作成球形？
2．圆柱状低碳钢试样被压缩成饼状而不破碎，而圆柱状铸铁试样被压破裂面常发生在与轴线大致成45°～55°方向上，二者的变形特征与破坏形式为什么不同？
三、实验仪器和设备
1．万能材料试验机；
2．游标卡尺。
四、实验试样
对于低碳钢和铸铁类金属材料，按照GB 7314—1987《金属压缩试验方法》的规定，金属材料的压缩试样多采用圆柱体如图1-9所示。试样的长度L一般为直径d的2.5～
3.5倍，其直径d = 10mm～20mm。也可采用正方形柱体试样如图1-10所示。要求试样端面应尽量光滑，以减小摩阻力对横向变形的影响。
图1-9 圆柱体试样 图1-10 正方形柱体试样
五、实验原理
Ⅰ低碳钢：以低碳钢为代表的塑性材料，轴向压缩时会产生很大的横向变形，但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力，约束了这种横向变形，故试样出现显著的鼓胀效应如图1-11所示。为了减小鼓胀效应的影响，通常的做法是除了将试样端面制作得光滑以外，还可在端面涂上润滑剂以利最大限度地减小摩擦力。低碳钢试样的压缩曲线如图1-12所示，由于试样越压越扁，则横截面面积不断增大，试样抗压能力也
随之提高，故曲线是持续上升为很陡的曲线。从压缩曲线上可看出，塑性材料受压时在弹性阶段的比例极限、弹性模量和屈服阶段的屈服点（下屈服强度）同拉伸时是相同的。但压缩试验过程中到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显，因此要认真仔细观察才能确定屈服荷载FeL，从而得到压缩时的屈服点强度（或下屈服强度）ReL = FeL/S0。由于低碳钢类塑性材料不会发生压缩破裂，因此，一般不测定其抗压强度（或强度极限）Rm，而通常认为抗压强度等于抗拉强度。
图1-11 低碳钢压缩时的鼓胀效应 图1-12 低碳钢压缩曲线
Ⅱ铸铁：对铸铁类脆性金属材料，压缩实验时利用试验机的自动绘图装置，可绘出铸铁试样压缩曲线如图1-13所示，由于轴向压缩塑性变形较小，呈现出上凸的光滑曲线，压缩图上无明显直线段、无屈服现象，压缩曲线较快达到最大压力Fm ,试样就突然发生破裂。将压缩曲线上最高点所对应的压力值 Fm 除以原试样横截面面积S0，即得铸铁抗压强度Rm = Fm / S0。在压缩实验过程中，当压应力达到一定值时，试样在与轴线大约45°～55°的方向上发生破裂如图1-14所示，这是由于铸铁类脆性材料的抗剪强度远低于抗压强度，从而使试样被剪断所致。
六、实验步骤 图1-13 铸铁压缩曲线 图1-14 铸铁压缩破坏示意图
1．用游标卡尺在试样两端及中间三处两个相互垂直方向上测量直径，并取其算术
平均值，选用三处中的最小直径来计算原始横截面面积S0。
2．根据低碳钢屈服荷载和铸铁最大实际压力的估计值（它应是满量程的40%～80%），选择试验机及其示力度盘，并调整其指针对零。对试验机的基本要求，经国家计量部门定期检验后应达到1级或优于1级准确度，实验时所使用力的范围应在检验范围内。
3．调整好试验机上的自动绘图装置。
4．将试样端面涂上润滑剂后，再将其准确地置于试验机活动平台的支承垫板中心处。对上下承压垫板的平整度，要求100mm应小于0.01mm。
5．调整好试验机夹头间距，当试样端面接近上承压垫板时，开始缓慢、均匀加载。在加载实验过程中，其实验速度总的要求应是缓慢、均匀、连续地进行加载，具体规定速度为0.5～0.8MPa/S。
6．对于低碳钢试样，若将试样压成鼓形即可停止实验。对于铸铁试样，加载到试样破裂时（可听见响声）立即停止实验，以免试样进一步被压碎。
7．做铸铁试样压缩时，注意在试样周围安放防护网，以防试样破裂时碎碴飞出伤人。
七、实验结果处理
根据实验测定的数据，可分别计算出低碳钢和铸铁的强度性能指标，并按前述拉伸实验中表1-6规定进行修约。
1．低碳钢的下屈服强度（或屈服极限σs）指标
ReL = FeL/S0 （1-22）
2．铸铁的抗压强度指标
Rm = Fm/S0 （1-23）
范文四：金属材料拉伸实验
金属材料拉伸实验
一、实验目的
、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。 1(测定低碳钢的屈服强度,,,,sb
2(测定铸铁的抗拉强度。 ,b
3(比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)在拉伸时的力学性能和断口特征。
4( 观察金属材料在拉伸过程中的变形与破坏。
二、实验设备
1(WE-300型、WE-600型液压式万能材料试验机。
2(游标卡尺、米尺。
三、实验原理
1( 试件:拉伸试验所用试件如图2-1所示。夹持部分用来装入试验机夹具中以便夹紧试件，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试件的截面形状和尺寸以及机器夹具类型。标距是待试部分，也是试件l0
的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大。为了能正确地比较各种材料的力学性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。
图2-1
根据国标GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。比例试
L,kS样的原始标距与原始横截面积的关系满足。比例系数k取5.65LS0000
时称为短比例试样，k取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k取5.65。非比例试样与无关。本次试验所用试件为长比例试件。 LS00
2( 实验原理:低碳钢拉伸过程经历四个过程,如图2-2所示。
图2-2 图2-3
1) 弹性阶段:包括正比例阶段，其正切值tg,为弹性模量E，此阶段任意一点处卸载，试样能沿着原来的曲线恢复到零点的状态。
2) 屈服阶段:载荷不增加而变形急剧增大，材料失去抵抗变形的能力，产生屈服。此时，测力度盘指针来回摆动，其摆动的所指的最小值即是屈服载荷P。 S 3) 强化阶段:继续加载，材料继续产生变形，这一阶段，低碳钢材料重新恢复了抵抗变形的能力，实际的生产中，对低碳钢加工，使其达到强化阶段，可使材料的强度极限提高，达到节约材料的目的。在强化阶段达到最大载荷P 。 b4)径缩阶段:低碳钢产生明显的径缩现象，断口处有热量产生。
图2-3为铸铁拉伸图。铸铁在变形很小时被拉断。铸铁的延伸率和截面收缩率很小，很难测出。
3(低碳钢与铸铁强度指标与塑性指标
1)低碳钢
PS 屈服极限 () MPσ=aSA0
Pb强度极限 () MPσ=abA0
L-L，，10延伸率 δ=×100%
L0
A-A01截面收缩率 ψ=×100%A0
2)铸铁
Pb强度极限 () MPσ=abA0
四、实验步骤
1( 用直尺，测量出试件的原始标距 L,并在标距范围内测出试件初始直径d,00 测量完后作好记录。
2. 选好测力盘,调整好测力指针,并使主动针从动针靠拢。先将试件装入上夹头
内,再移动下夹头，使其到达合适的位置，把试件下端紧。 3. 关闭回油阀、送油阀，启动电机，缓慢打开送油阀，开始对试件加载。 4. 加载过程中注意观察测力指针的变化，用慢速加载，使试件的变形匀速增长。
国家标准规定的拉伸速度是:屈服前，应力增加速度为10MPa,s，屈服后，
试验机活动夹头在负荷下的移动速度不大于0.5,min。在试件匀速变形的l0
过程中，测力盘上的指针起初也是匀速前进的，但是，当指针停止前进或倒
退时就表明试样进入屈服阶段，读出指针来回摆动的最小载荷P。试件拉断S
后立即停机并由表盘上被动指针读出最大的拉伸载荷P b
5. 取下试件,用游标尺测量断口处最小的直径d，对齐标记将被拉断试件的两段1
对接在一起，用直尺测出断后标距L。 1
6. 铸铁拉伸实验方法与低碳钢基本相同，注意铸铁没有屈服过程。在表盘上只
读最大拉伸载荷P。 b
五、实验数据记录与处理
1(试验原始数据记录在附录一的相应表格里。
2(试样直径的测量与测量工具的精度保持一致。
3(横截面面积的计算值取4位有效数字。
4(拉伸力学性能指标的数值应保留计算过程。
范文五：金属材料压缩实验
金属材料压缩实验
一、实验目的
1. 测定低碳钢压缩时的屈服强度σS 。
2. 测定铸铁压缩时的抗压强度σb 。
3. 观察低碳钢和铸铁在压缩时的变形规律和破坏现象，并进行比较。
二、实验设备
1．WE-300型、WE-600型液压式万能材料试验机。
2．游标卡尺、米尺。
三、实验原理
1
为试件高度，d 为试
件直径。为了使在相同实验条件下，对不同材料力学性能进行比较，金属材 料压缩实验所用试件规定，高度h 与直径d 之比应满足1≤h/d≤3, 为使试件尽可能承受轴向压力，试件上下端面必须平行，并且与轴线垂直。
2． 实验原理：压缩实验在万能试验机工作台上进行。在工作台上附有球形支座，如图2-5所示。在球形支座内涂有润滑油，当试件上下端面稍有不平行时，球形支座可自动调节，使压力趋于均匀分布。做低碳钢压缩实验时，当测力指针稍稍停顿时，表示压缩进入屈服阶段，读出此时载荷为屈服载荷P S 。此后继续加载，
试件塑性变形增大，横截面也随之增大，直至压成铁饼而不会破裂。
铸铁受压时，试件也会发生一定变形。铸铁破裂时的最大压力，称为最大压
缩载荷P b 。最大压缩载荷与试件破坏前截面积之比，称为抗压强度，铸铁试件
受压后，随着载荷增加，变形也随之增大，最后沿与轴线成45°的断裂面破坏。
3．低碳钢与铸铁强度指标
1）低碳钢材料
屈服极限 σS =
2） 铸铁材料
强度极限 σb =
四、实验步骤 P S （MP a ） A 0P b （MP a ） A 0
1. 用游标卡尺测量试件直径和高度。
2. 根据铸铁强度极限，估计破坏时最大载荷，选择合适的测力表盘，和相应的配重盘。
3. 调整实验机指针使其对准零点，将从动针与主动针靠拢。
4. 将试件放在实验机台中心位置上，合上电源，关闭回油阀，打开送油阀，使工作台上升，当试件与压头靠近时，应减慢上升速度。
5. 试件受力后，应缓慢均匀地加载，注意记录低碳钢的屈服载荷。铸铁试件压缩时试件断裂后，要先停机然后记录最大载荷。
6. 打开回油阀，使工作台下降，取下试件，观察破坏情况。
五、实验数据记录与处理
1．试验原始数据记录在附录一的相应表格里。
2． 压缩力学性能指标的数值应保留计算过程。
