长安大学材料学院
《综合实验》实验报告
姓 名：
学 号：
专 业： 材料成型及控制工程
时 间： 20##年9月
指导老师：
第一篇：基础实验
1. 金属力学性能实验 指导老师：
2. 金相综合分析 指导老师：
3. 铸造综合设计实验 指导老师：
4. 钢的热处理 指导老师：
第二篇：综合实验
一、 金属力学性能实验
实验一 冲击试验
一、一次摆锤冲击弯曲试验
1、试验机的原理
本实验采用30/15公斤*米摆锤式冲击试验机。试验时把试样放在试验支座上，然后将扬起的一定高度的摆锤释放下来，把试验一次冲断，冲断试样所需的功是靠消耗摆锤的位能来供给的。材料的冲击韧性指标AK值是以冲断试样时单位面积上所消耗的功来衡量的。
2、试样及试验的要求
试样尺寸、形状、加工精度对AK值得影响是很大的。因此，为了使获得数值能相互比较，国家标准钟规定了试样的式样，试样上刻槽的目的是为了使试样处于较硬的应力状态，使试验条件更接近与工程材料的冲击负荷下工作的情况。
如果试样需要经过热处理，开槽工作应该在热处理条件下进行，这样是为了防止热处理时产生氧化、脱碳、裂纹等缺陷而急剧影响AK值。
3、试验程序
① 检验试验机的零点：把摆锤架好释放空打一次，看指针指数是否指“0”若不在“0” 需进行检查、调整
② 试样安放在机座上，刻槽背面应对准摆锤的刀口上
③ 架好摆锤指针拨到最大读数处。
④ 释放摆锤冲击，并制动摆锤，读出AK数值。（冲击过程要注意安全，人要离开摆锤摆动平面）。
⑤ 计算Ak值
⑥ 观察断口形状，并分析其韧脆性。
4、试验目的：1.测定材料的冲击韧性Ak，进行正确认识一次冲击指标的意义。
2.分析断口形貌，确定材料的韧脆性。
实验二 硬度试验
一、实验目的
1、掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度、的试验方法及应用范围
2、验证材料的硬度和抗拉强度之间的经验关系式。
二、布氏硬度试验
1、布氏硬度试验原理：布氏硬度用符号HB表示，布氏硬度的测定原理是在直径为D（毫米）的淬火钢球上施加规定的负荷P（公斤力），压入试样表面，保持一定的时间后卸除负荷。以压痕表面面积F上所承受的平均压力（Mpa/㎡)来表示布氏硬度数值，一般不标单位。
2、布氏硬度机的操作
① 、根据试样形状选择载物台、必须保证所施力与试样表面垂直。
② 、选择负荷和负荷保持时间。
③ 、转动加载手轮、使工作台缓慢上升，使压头与试样接触，压紧、
④ 、打开电源开关，电源指示灯燃亮，然后启动按钮开关，在加荷指示灯燃亮的同时迅速拧紧计时压紧螺母。直至电动机自动停止运转为止，卸下试样。
三、洛氏硬度试验
1、洛氏硬度以符号HR表示，有数种不同的落实硬度标度，我国常用的有三种，即：HRA、HRB、HRC。洛氏硬度试验也是压入硬度法的一种，是以压痕深度大小来表示材料的硬度值。它的压痕较小，可测量较高和较低的硬度，可直接读数，操作方便，生产检验效率高，为热处理车间产品检验主要方法之一。
2、洛氏硬度试验操作方法
① 准备工作：根据试样材料按试验规范选择压头和负荷；根据试样形状选择工作台，务必使试样能稳妥地放在其上，并使试样表面与压头保持垂直；试样表面要磨平，试样的支撑面也应五氧化皮等污染物。
② 将试样放在工作台商，旋转手轮，使工作台上升，试样缓慢与压头接触，直至小指针指到红点，大指针垂直向上在5格范围内，表面已加10公斤力的初负荷；旋转指针表盘，使大指针对准表盘0点。
③ 将操纵手柄推向后方，将主负荷加载压头上，此时，大指针逆时针方向 转动。
④ 当大指针停转后，扳回手轮卸除主负荷，大指针回转一段距离。此时，大指针所指的数字即为洛氏硬度值。
⑤ 下降丝杆，取下试样，试验完毕。
3、洛氏硬度试验注意事项：
① 更换压头或载物台时注意将配合处搽拭干净。放置后，应初步试验几次，直到连续两次所得硬度值相同后才能开始正式试验。目的是为了使压头及载物台接触部分压紧，接触良好。
② 金刚石压头很脆，任何时间都要记住不要与试样、载物台等硬物相碰；当更换压头、载物台时，应先用手轮把载物台旋至较低位置，在用手指覆盖住金刚石尖端，然后在作更换动作。
③ 压痕间距或压痕试样边缘距离：HRC、HRA、应大于2.5毫米，而HRC应大于4毫米。
四、维氏硬度法试验原理
1、维氏硬度以符号HV表示，与布氏硬度一样，维氏硬度也是根据压痕凹面积上所承受平均压力来确定的，即：
HV=
公斤/毫米2
式中：P——负荷（公斤）
F——压痕凹陷面积（毫米2)
但维氏硬度所用的压头不是钢球，而是锥面夹角为136o的金刚石四方角锥。
2、维氏硬度试验注意事项
① 试样的准备；维氏硬度试验时一般压痕较小。为了保证测量准确。试样表面光洁度的要求比其他方法的高，加工精度在-5以上。表面不应有锈蚀，机加工粗划痕及油污等。试验面与支撑面应平行，保证试验面能与压头轴线垂直。
② 当硬度HV>500时，不允许选用超过50公斤的负荷。为了使压痕测量准确性高些，压痕大一些好。试验薄片或薄层时，为了防止压透，其负荷应根据压痕对角线长度至少应小于零件厚度的1.5倍选择之。
③ 加荷时，保荷时间应不小于10秒。
④ 压痕间距离应不小于压痕对角线的2.5倍。
⑤ 测量压痕对角线时，应两对角线同时测量求平均值，然后在查表或计算的HV值。由于维氏硬度试验压痕一般较小，代表性差，因而最好多测几点，取其硬度值的平均值。
五、显微硬度试验
用布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等等试验法测定材料的硬度时，只能得到金属材料组织的平均值硬度。这就是说，当金属材料是由几个相的机械混合物组成时，测得硬度值只是这个混合物的平均硬度。当测量某个相、某个晶粒、夹杂物或其他组成物的硬度时，或者对于研究扩散层组织，偏析相、硬化层深度以及极薄层试样等等，这时就可应用显微硬度试验法。
实验三 疲劳实验
一、实验目的
1、描绘疲劳曲线，并求疲劳极限σ-1。
二、试验用设备
疲劳极限是疲劳曲线的水平部分，它表征材料能够承受无限次循环交变载荷的作用而不被破坏的能力。一般是在旋转对称弯曲疲劳试验机上测定纯弯曲的对称疲劳极限σ-1。
三、试验过程
在同样的试样选取6-8根，第一根试样上所施加的应力，对钢为0.6σb，对有色金属及基合金0.4σb，以后每根试样应根据断裂周次相应地递减或增加2-4公斤力/毫米2，要做到断而不断之应力差<1公斤力/毫米2，如有多余试样，即可在断与不断之间重复几次试验，以取得精确的试验结果。
试验时的注意事项：
① 试样不得有偏心现象。将试样安上后，静态检查用手旋转试样，并用磁座千分表的杆端与试样接受，偏差不得大于±0.01毫米，空载开动试验机，其偏差不得大于±0.03毫米。
② 曾作过的试验但未断的试样，决不允许在其他应力下进行试验。
③ 试验中途因故障停车的试验，不许重新再试，应做报废处理。
④ 断与圆弧和明显可见的冶金缺陷处的试样，结果无效。
实验四 静拉伸试验
一．试验目的
1、掌握拉伸试验机和引申义等设备仪器的使用方法。
2、掌握钢材的强度指标σb、σs、（σ0.2）、σk及塑性指标δ、ψ的测试方法。
3、对拉伸试样断口进行初步宏观分析，并说明其韧脆性。
二、试验用设备与仪器
静拉伸试验在万能材料试验机上进行，万能材料试验机有机械式和油压式，最新的电子拉伸试验机。
三、测试过程
在试样上打好标距100mm，并分成10格。
检查设置，调整使之处于工作状态。
装好试样，放好记录仪及记录纸。
试验在20±10℃的温度范围内进行，如试验温度超多了。这个限制，试验报告中应给予说明。
试验拉伸速度，在达到σs或σ0.2之前，应力增加速度不大于9.8MP/S，对do=100mm的试验，即为764.4N/S，屈服后，活动夹头移动速度不大于0.5L/min，整个加载过程必须平衡而无冲击。
1、屈服点σs的测定
对有明显屈服现象的材料其屈服点可借助于试验机测力表盘的指针或拉伸曲线来确定之，也就是拉伸曲线上的屈服平台的恒定载荷或第一次下降的最小载荷即为PS,用下式计算： 屈服点： σS=
2、屈服强度σ0.2的确定
对拉伸曲线上无明显屈服现象的材料，则必须测其屈服强度。
屈服强度σ0.2为试样在拉伸过程中标距部分残余伸长达原标距长度的0.2%时之应力。残余伸长量0.2%是根据需要人为规定的数值。
二、金相综合分析
一、实验介绍
金相分析是研究金属及合金内部组织及缺陷的主要方法之一，它在金属材料研究领域中占有很重要的地位。利用金相显微镜在专门制备的试样上放大100～1500倍研究金属及合金组织的方法称为金相显微分析法，它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。显微分析可以研究金属及合金的组织与其化合物成分的关系，可以确定各类合金材料经不同的加工及热处理后的显微组织，可以判别金属材料质量的优劣，如各种非金属夹杂物，如一氧化碳，硫化物等在组织中的数量及分布情况以及金属晶粒度的大小等。
在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类，现在就光学显微镜作一般介绍。
二、金相显微镜的构造和使用
（一）金相显微镜的构造
金相显微镜的种类和类型有很多，通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的还附有摄影装置，现在以XJB—1型台式金相显微镜为例加以说明。照明系统：在底座内有一低电压（6-8V，15W）灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6-8V）来改变灯光的亮度。聚光镜、孔径光栏及反光镜等装置均安装在圆形底座上，视场光栏及另一聚光镜则安在支架上，他们组成显微镜的照明系统，使试样表面获得充分、均匀的照明。
显微镜调焦装置：在显微镜的两侧有粗动和微动调焦轮，两者在同一部位，随粗调手轮的转动，支撑载物台的弯臂作上下运动。在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。微调手轮使显微镜本体沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每一格表示物镜座上下微动0.002毫米。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有两条白线，用以指示微动升降范围，当旋到极限位置时，微动手轮就自动被限制住，此时，不能再继续旋转而应倒转回来使用。
载物台（样品台）：用于放置金相样品，载物台和下面托盘之间的导架，用手推动可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动，以改变试样的观察部位。
孔径光栏和视场光栏：孔径光栏装在照明反射镜座上面，调整孔径光栏能够控制入射光束的粗细，以保证物象达到清晰的程度。视场光栏设在物镜支架下面，其作用是控制视场范围，使目镜中视场明亮而无阴影。在刻有直纹的套圈上还有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。
物镜转换器：转换器成球面形，上有三个螺孔，可以安装不同放大倍数的物镜，旋转转换器可使各物镜镜头进入光路，与不同的目镜搭配使用，可获得各种放大倍数。
目镜筒：目镜筒成45°倾斜安装在附有棱镜的半球形座上，还可将目镜转向90°呈水平状态以配合照相装置进行金相摄影。
（二）金相显微镜镜头使用方法及注意事项
金相显微镜是一种精密的光学仪器，使用时要求细心谨慎。在使用显微镜工作之前首先应熟悉其构造特点及各主要部件的相互位置和作用，然后按照显微镜的使用规程进行操作。
1. 金相显微镜的使用规程
1) 首先将显微镜的光源插头插在变压器上，通过低压（6～8 V）变压器接通电源。
2) 根据放大倍数选用所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上及目镜筒内，并使转换器转至固定位置（有定位器定位）
3) 将试样放在样品台中心，使观察面朝下并用弹簧片压住。
4) 转动粗调手轮，先使载物台下降，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面但不得与试样相碰，然后相反转动粗调手轮，使载物台渐渐上升以调节焦距，当视场亮度增强时再改用微调手轮调节，直到物象调整到最清晰程度为止。
5) 适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最佳质量的物象。
6) 如果使用油浸系物镜，则可以在物镜的前透镜上滴一点松柏油，也可以将松柏油直接滴在试样上，油镜头用后应立即用棉花蘸取二甲苯溶液擦净，再用擦镜纸擦干。
2、使用注意事项
1) 操作时必须特别细心，不能有任何剧烈的动作，光学系统不允许自行拆卸。
2) 显微镜镜头的玻璃部分和试样磨面严禁手指直接接触，若镜头中落有灰尘，可用镜头纸或软刷轻轻擦拭。
3) 显微镜的灯泡（6～8V）插头，切勿直接插在200V的电源插座上，应当插在变压器上，否则灯泡会立即烧坏，观察结束后及时关闭电源。
4) 在旋转粗调（或微调）手轮时动作要慢，碰到某种阻碍时应立即停止操作，报告指导教师查找原因，不得用力强行转动，否则会损坏机件。
三、铸造综合设计实验
在进行高铬铸铁试样制备之前先了解一下铸造实验室主要大型设备和常用设备的原理，使用维护和注意事项。
1、中频感应电炉
使用可控硅元件连接成三相全控桥电路，将三相工频交流电压整流为单相直流电压。（电压从0伏-540伏可调节）为逆变电路提供了电源。炉体的感应线圈（铜管绕制）与补偿电容组成振荡电路，从而将三相工频电压转换成单相的中频电压（1000Hz）。此电压通入感应线圈就可熔炼金属，也可中频淬火。
中频感应电炉在使用过程中一定要保证冷却水管畅通无阻。在调节功率时不要超过额定值（电压<750V,电流<300A）。
2、真空热电炉
利用可控硅调压器以及大功率变压器提供给石墨发热体可调节电压（0-30伏），石墨发热体安置在耐用钢板制作的炉体内，此炉体通过机械真空泵及扩散泵的工作将炉体内的空气抽出形成真空。这样在一定的真空度夏可烧结材料。真空热压炉在使用过程中同样保持冷水管畅通。
实验一 铸造合金流动性测定
实验内容：
配制Al—Cu5%的合金，用螺旋型板制作砂型，将熔化好的试验材料浇入砂型，等凝固后，清理出螺旋形试样，测量出螺旋形试样长度，分析浇注温度、铸型性质对合金流动性的影响。
实验数据：
实验分析：
1、同种合金，铸型性质相同，分析浇注温度对合金流动性的影响。
由实验数据可知，同种合金，铸型性质相同，浇注温度越高，凝固后清理出的螺旋线长度就越长，说明合金流动性越好。
2、同种合金，浇注温度相同，分析铸型性质对合金流动性的影响。
由实验数据可知，同种合金，浇注温度相同，型腔内涂了黑烟的砂型比普通砂型凝固后清理出的螺旋线长度长，说明合金流动性较好。
实验二 高铬铸铁试样的制备
1、概述
高铬铸铁是一种耐磨合金白口铁，它具有很高的抗磨料磨损性能、适当的韧性以及较高的抗磨蚀性，并且经退火后能被切割加工。因此在世界上它得到了越来越多的应用，已被成功地用于各种磨煤机，矿石破碎机、水泥磨机、抛丸机、泥浆泵等受磨损严重的零件上，并获得显著的经济效益。
2、高铬铸铁成分设计
为了保证高硬度及强韧性，高铬铸铁成分设计为：
2.8—3.90％ C 15％Cr 1％Cu 1％Mo 0.8—1％Mn
0.5％Si <0.08％S、P 。
3、配料
我们使用的原材料化学成分如下表：
根据选定的高铬铸铁成分，就可以计算出各种原材料加入百分比，在配料过程中，碳烧损按5-10％考虑，Mo烧损按5％考虑，其他元素烧损不予考虑。
4、造型
试样尺寸12普通砂型铸造。
5、浇注
浇注温度1450，等试样完全冷却后清理出试样，根据综合实验要求可测定铸态、淬火态、退火态的硬度及冲击韧性，耐磨性等机械性能。
四、钢的热处理
实验目的
1、 了解45钢的淬火工艺方法。
2、 认识45钢淬火后的金相组织。
3、 分析淬火对碳钢性能的影响。
（见第二篇）
第二篇：长安大学理论力学实验报告
走上社会前最好要学会使用的7款软件，都是通用的，大家都可以用的，和专业无关
大家有别的意见，可以跟帖
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不用说了吧，你别以为你会，试试编个自动生成的目录，会吗？
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