实验一脆性断裂和韧性断裂断口失效分析
一、实验目的
了解模具脆性断裂和韧性断裂断口失效分析步骤以及模具脆性断裂和韧性断裂断口的宏观和微观特征。

二、实验内容及步骤
1、模具脆性断裂和韧性断裂宏观断口的观察
（1）操作前的准备工作
a.选定失效模具的待分析部位；
b.选定并切割试样、清洗并擦拭干净。

（2）操作步骤
a.用放大镜或低倍显微镜观察脆性断裂和韧性断裂断口；
b.记录上述所观察到的脆性断裂和韧性断裂宏观断口形貌。

2、模具脆性断裂和韧性断裂微观断口的观察
（1）操作前的准备工作
a.选定失效模具的待分析部位；
b.选定并切割试样、将试样严格清洗干净；
（2）操作步骤
a.将试样放入扫描电子显微镜工作室并将扫描电子显微镜调整到
工作状态；
b.用扫描电子显微镜观察脆性断裂和韧性断裂断口
c.记录上述所观察到的脆性断裂和韧性断裂微观断口形貌。

三、实验设备器材
1、放大镜、低倍显微镜、扫描电子显微镜、试样切割机、无水酒精、丙酮
2、脆断失效模具和韧性断裂失效模具各一副。

四、实验注意事项
1、实验前，试样表面要严格请洗；
2、使用显微镜时要细心操作，以免损坏机件。

3、遇故障及时报告指导教师。

实验二模具表面磨损失效分析
一、实验目的
了解模具磨损失效分析步骤以及模具磨损表面的宏观和微观特征。

二、实验内容及步骤
1、模具磨损表面宏观形貌的观察
i.操作前的准备工作
1.选定失效模具的待分析部位；
2.清洗并擦拭干净。

ii.操作步骤
1.用放大镜或低倍显微镜观察模具磨损表面形貌；
2.记录上述所观察到的磨损表面形貌。

2、模具磨损表面微观形貌的观察
i.操作前的准备工作
1.选定失效模具的待分析部位；
2.将试样严格清洗干净；
ii.操作步骤
1.将试样放入扫描电子显微镜工作室并将扫描电子显微镜调整到
工作状态；
2.用扫描电子显微镜观察模具（或40Cr）磨损表面微观形貌;
3.记录上述所观察到的模具（或40Cr）磨损表面微观形貌。

3、磨损失效机理分析
ⅰ根据模具表面磨损失效的宏观断口分析结果，初步判定模具磨损失效的类型和失效机理。

ⅱ根据模具表面磨损失效的微观断口分析结果，准确判定模具磨损失效的类型和失效机理。

三、实验设备器材
1、放大镜、低倍显微镜、扫描电子显微镜、高纯氩气、无水酒精、丙酮
2、磨损失效模具一副或40Cr经表面强化试样。

四、实验注意事项
1、实验前，试样表面要严格请洗；
2、使用显微镜时要细心操作，以免损坏机件。

3、遇故障及时报告指导教师。

实验三疲劳断口失效分析
一、实验目的
了解模具疲劳断裂断口失效分析步骤以及模具疲劳断裂断口的宏观和微观特征。

二、验内容及步骤
a)模具疲劳断裂宏观断口的观察
i.操作前的准备工作
1.选定失效模具的待分析部位；
2.选定并切割试样、清洗并擦拭干净。

ii.操作步骤
1.用放大镜或低倍显微镜观察疲劳断裂断口；
2.记录上述所观察到的疲劳断裂宏观断口形貌。

b)模具疲劳断裂微观断口的观察
i.操作前的准备工作
1.选定失效模具的待分析部位；
2.选定并切割试样、将试样严格清洗干净；
ii.操作步骤
1.将试样放入扫描电子显微镜工作室并将扫描电子显微镜调整到
工作状态；
2.用扫描电子显微镜观察疲劳断裂断口
3.记录上述所观察到的疲劳断裂微观断口形貌。

三、实验设备器材
a)放大镜、低倍显微镜、扫描电子显微镜、试样切割机、无水酒精、丙酮
b)疲劳失效模具一副。

四、实验注意事项
a)实验前，试样表面要严格请洗；
b)使用显微镜时要细心操作，以免损坏机件。

c)遇故障及时报告指导教师。

实验三失效模具材料的化学成分测定
一、实验目的
了解模具失效分析步骤以及失效模具材料的化学成分分析方法。

二、实验内容及步骤
a)测试试样的准备及化学成分的测定
i.操作前的准备工作
1.选定失效模具的待分析部位；
2.选定并切割试样、清洗并擦拭干净。

ii.操作步骤
1.用荧光光谱仪测定失效模具材料的化学成分；
2.记录上述化学成分的测定结果。

b)失效模具材料的化学成分快速测定
i.操作前的准备工作
1.选定失效模具的待分析部位；
2.选定并切割试样、将试样严格清洗干净；
ii.操作步骤
1.将试样放入扫描电子显微镜工作室并将扫描电子显微镜调整到
工作状态；
2.用扫描电子显微镜中自带的能谱仪进行化学成分的测定
3.记录上述化学成分的测定结果；
4.对两种实验结果进行比较，分析误差原因。

三、实验设备器材
a)荧光光谱仪、扫描电子显微镜、试样切割机、无水酒精、丙酮
b)失效模具一副。

四、实验注意事项
a)实验前，试样表面要严格请洗；
b)使用显微镜和荧光光谱仪时要细心操作，以免损坏机件。

c)遇故障及时报告指导教师。

实验四失效模具的金相试样制备及组织观察
一、实验目的
了解模具失效分析步骤以及模具的金相组织观察及分析。

二、内容及步骤
A、金相试样的准备
1.选定失效模具的待分析部位；
2.选定并切割试样、清洗并擦拭干净。

3.磨制试样的磨制分粗磨和细磨两道工序。

粗磨：是为了获得一
个较平整的表面，通常在砂轮机上进行。

细磨：是为了获得平整
而光滑的磨面，为下一步的抛光作好准备。

细磨是在一套粗细程
度不同的金相砂纸上，由粗到细依次进行的，每更换一号砂纸时，
须将试样的磨制方向调转900，即与上一道磨痕方向垂直，直到
将上一号砂纸所产生的磨痕全部消除为止。

每更换一号砂纸，需
将试样擦干净。

4.抛光细磨后的试样还需进一步抛光。

抛光目的是去除细磨时遗
留下来的细微磨痕而获得光亮的磨面。

金相试样的抛光方法分为
机械抛光、电解抛光、化学抛光三种。

在此仅介绍机械抛光。

机
械抛光是在专用的抛光机上进行。

抛光织物为细帆布、呢绒、丝
绸等。

抛光液通常采用Al2O3、MgO、Cr2O3在水中的悬浮液。

操作时将试样磨面均匀的压在旋转的抛光盘上，作径向往复运
动，直到试样表面看不出任何磨痕而呈光亮的镜面，即抛光结束。

5.浸蚀除某些非金属夹杂物及石墨等以外，都必须使用浸蚀剂对
试样表面进行“浸蚀”才能清楚显示出显微组织的真实特征。

钢
铁材料最常用的浸蚀剂为3~4%硝酸酒精溶液或4%苦味酸酒精
溶液。

6.在显微镜下观察已制备好试样的金相组织，并画出显微组织示意
图。

最后由指导教师检验评分。

三、设备器材
1显微镜、各种专用金相砂纸及平板玻璃、砂轮机、抛光机、吹干机、浸蚀剂、试样切割机、无水酒精、丙酮。

2疲劳失效模具一副。

四、实验注意事项
1、严格按程序操作，用力要均匀平稳。

2、已制备好的试样严禁用手触摸。

1、使用砂轮机、抛光机时应注意安全，试样旋转的切线方向严禁站人。

2、遇故障及时报告指导教师。

实验五失效模具的力学试样制备及力学性能测试一、实验目的
了解模具失效分析步骤以及失效模具材料力学性能测试。

二、内容及步骤
1、试样的准备
1.选定失效模具的待分析部位；
2.选定并切割试样。

3.机加工成所需要的力学性能测试试样（拉伸或疲劳）；
2、力学性能测试
（1）操作前的准备工作
1.将拉伸试样安装到拉伸试验机（或疲劳试验机）上；
2.选定载荷并加载；
3.将试样拉断（疲劳至断裂）并记录应力应变（疲劳）曲线；
4.换算并记录上述所测定的力学性能数值。

三、实验设备器材
1、电子拉伸试验机（疲劳试验机）、车床、铣床、试样切割机
2、疲劳失效模具一副。

四、实验注意事项
1、试样要严格按照国标加工；
2、使用拉伸试验机（或疲劳试验机）时要细心操作，以免损坏机件。

3、遇故障及时报告指导教师。