第3页
材料科学与工程综合实验
成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。②软化工件以便进行切 削加工。 ③细化晶粒， 改善组织以提高工件的机械性能。 ④为最终热处理 （淬火、 回火）作好组织准备。 常用的退火工艺有： ①完全退火。用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不 佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上 30 ～ 50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变， 即可使钢的组织变细。 ②球化退火。用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢 开始形成奥氏体的温度以上 20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体 中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。 ③等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行 切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥 氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。 ④再结晶退火。 用以消除金属线材、 薄板在冷拔、 冷轧过程中的硬化现象 （硬 度升高、 塑性下降） 。 加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下 50～150℃ ， 只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。 ⑤石墨化退火。用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工 艺操作是将铸件加热到 950℃左右 ，保温一定时间后适当冷却 ，使渗碳体分解 形成团絮状石墨。 ⑥扩散退火。用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。方法是在 不发生熔化的前提下 ，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金 中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。 ⑦去应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后 开始形成奥氏体的温度以下 100～200℃，保温后在空气中冷却，即可消除内应 力。 退火 为了消除塑料制品的内应力或控制结晶过程，将制品加热到适当的温 度并保持一定时间，而后慢慢冷却的操作。
第I 页
材料科学与工程综合实验
I 单相物质的 X 射线衍射物相分析方法
一、实验目的
1、通过配制铝—硅—铜合金，了解金属的配料和熔炼方法。 2、通过对比热处理后和未经过热处理的试样，了解热处理对于材料性能改 进的作用。
二、实验原理
金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射） 、富有延展性、容易导电、导 热等性质的物质。金属材料分为：黑色金属和有色金属。其中黑色金属包括：Fe 及合金钢 Mn、Cr 等；有色金属包括 Al、Mg、Li 等（轻金属） ，Cu、Zn、Ni、Pb （重金属） ，Au、Ag 、Pt 族（贵金属） ，Ti、Zr、V 、W、等（稀有金属） ，Nb、Hf、 Ta、Mo 等（难熔金属） 。合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具 有金属特性的物质。 金属材料设计流程分为以下几个步骤： 1、明确特定零件或结构的服役条件； 2、确定性能需求； 3、材料成分与组织的设计； 4、材料性能测试； 5、材料的工程服役性能； 6、反馈回 3 进行优化设计，重复 4、5、6 。 金属材料熔炼是得到具有一定化学成分和温度的金属材料熔体， 并除去其中 的有害气体和杂质的过程。如：调节合金元素含量、调碳、脱氧、脱气、脱掉非 金属杂质。熔炼过程一般包括配料、装料、熔化、除气和脱氧等工序。按所用设 备分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼；按工艺过程特征分为闪速熔炼、熔 池熔炼、漩涡熔炼、富氧熔炼、热风熔炼、造硫熔炼、硫化精矿直接熔炼和硫化 精矿自热熔炼等。 该过程反映的实质可分为氧化熔炼、 还原熔炼、 还原硫化熔炼、
北京航空航天大学 材料学综合实验
班级：110114 实验名称：材料性能综合实验 小组成员：胡凌越、肖晨兵、徐畅、傅青伟、李娅媛 对应学号： 11011102 、 11011101 、 11011090 、 11011089 、 10005011
材料科学与工程综合实验
目录
I 单相物质的 X 射线衍射物相分析方法..................................................................... 1 一、实验目的........................................................................................................ 1 二、实验原理........................................................................................................ 1 三、实验内容........................................................................................................ 5 四、实验结果........................................................................................................ 5 II 两相（或多相）物质的 x 射线衍射五项分析方法 ................................................. 7 一、实验目的........................................................................................................ 7 二、实验内容........................................................................................................ 7 三、实验原理........................................................................................................ 7 四、实验条件........................................................................................................ 9 五、实验步骤...................................................................................................... 10 六、实验结果讨论.............................................................................................. 10 七、参考文献...................................................................................................... 11 III 金相显微镜的基本知识及操作（含显微数码照相）.......................................... 11 一、实验目的...................................................................................................... 11 二、实验内容...................................................................................................... 11 三、参考文献...................................................................................................... 14 IV 综合实验数据处理 ................................................................................................. 14 一 X 射线衍射分析.............................................................................................. 14 二、金相照片及分析.......................................................................................... 16 三、综合感想...................................................................................................... 18 四、分工.............................................................................................................. 21
第1页
材料科学与工程综合实验
挥发熔炼、沉淀熔炼和反应熔炼等。(下图为熔炼使用的炉子)
金属热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺相比，热处理一 般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或 改变工作表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内 在质量， 而这一般不是肉眼所能看到的， 所以， 它是机械制造中的特殊工艺过程， 也是质量管理的重要环节。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化 学性能，除合理选用材料和各种成型工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢
铁是机械工业中应用最广的材料、 钢铁显微组织复杂， 可以通过热处理予以控制，
第2页
材料科学与工要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金 也都可以通过热处理改变其力学、 物理和化学性能， 以获得不同的使用性能。 （下 图为热处理使用的炉子）