材料工程系實驗大綱.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除一、金屬材料科學與工程專業(yè) 1、材 料 科 學 基 礎課程名稱：材料科學基礎實驗英文名稱： Basal experiment of material sctencl實驗指導書名稱：材料科學基礎實驗指導書面對專業(yè)：金屬材料科學與工程專業(yè)本大綱主筆人： 一、學時、學分1.實驗總學時：23學時2.實驗學分：2二、實驗教學目標與基本要求本門課的實驗適用于金屬材料專業(yè)本科生，同時也可提供冶金、無機等專業(yè)選擇部分實驗。主要目標是為進一步提高學生實驗研究的動手能力，進一步加深對金屬材料科學基礎理論的理解。本實驗按金屬材料專業(yè)教學大綱編寫。三、基本原理及課程簡介金屬材料科學基礎是金屬材料專業(yè)的基礎課。此課程為后續(xù)的專業(yè)課,如金屬材料學、熱處理原理、金屬力學性能、金屬加工成型等課程的學習，以及今后的專業(yè)工作所必需的分析問題、解決問題的能力，并提供必要的有關晶體結構、相圖、相變、形變、再結晶、擴散、晶體缺陷等方面的基本概念、基礎知識、基礎理論和基本實驗技能。通過此課程的學習，學生基本掌握金屬材料專業(yè)的基本概念及分析材料組織、性能的基本方法。四、實驗方式與基本要求1.考核與報告(1)在教師指導學生作完每次實驗后，學生必須按要求認真完成實驗報告。實驗報告必須注明實驗名稱、實驗目的、程序及完成每一實驗的具體要求。(2)本門課實驗結束后對學生進行實驗考核。目的在于檢查學生是否達到預期要求，考查內(nèi)容包括理論和實際操作。2.設備與器材配置金屬材料科學基礎課程的教學，除了基本概念、基礎知識和基本理論教學外，更需加強運用這些基本知識解決實際材料問題能力的培養(yǎng)。而在這個過程中，關鍵是培養(yǎng)學生分析材料的能力。這就要求課堂教學過程中配備必要的材料晶體結構及相圖模型、典型材料組織照片等輔助教學。應配備以下設備或設施：各種類型金屬材料結構教學模型；典型材料組織掛圖及實物樣品；典型二元相圖的掛圖、軟件、膠片及三元相圖模型；多媒體投影儀一臺。3各實驗所需的設備序號實驗名稱實驗設備數(shù) 量1澆注條件對鑄錠組織的影響坩堝電阻爐LGT-15-15套SGZ-3-123套砂模10個鋼模10個鋼字碼2套2金相技術金相顯微鏡 4XB20臺大型金相顯微鏡 OPTON2臺砂輪機 2臺預磨機 M-23臺拋光機 P-210臺金相鑲嵌機 XQ-24臺3二元三元合金顯微組織同實驗24碳鋼平衡組織同上5鑄鐵顯微組織同上6范性變形與再結晶大型金相顯微鏡 OPTON2臺金相顯微鏡 4XB20臺洛氏硬度計 HR-150型4臺預磨機 M-23臺拋光機 P-28臺砂輪機 300mm2臺續(xù)前表序號實驗名稱實驗設備數(shù) 量7硬度實驗洛氏硬度計 HR-150型4臺布氏硬度計 HB-3000型4臺維氏硬度計 HBV-30A4臺讀數(shù)顯微鏡 DM-014臺顯微硬度計 HX-1型10臺數(shù)顯顯微硬度計 HVS-10003臺壓平臺 R-12臺預磨機 M-23臺拋光機 P-28臺8金相顯微照相技術大型金相顯微鏡 OPTON2臺照相顯微鏡 XJZ-68臺曝光機 中號4臺烘干機 18寸2臺放大機 中型2臺曝光定時器 SD-14臺9定量金相分析大型金相顯微鏡 OLYMPUS1臺全自動圖像分析儀 XQF-2001臺4實驗項目內(nèi)容提要與學時分配序號實驗名稱內(nèi) 容 提 要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類別開實驗實驗室名備 注1澆鑄條件對鑄錠組織的影響1研究金屬冷卻時不同冷卻速度對鑄錠組織的影響；2過熱的液體及變質處理對金屬鑄錠組織的影響。2-4人30本科金相實驗室已開2金相基本技術1了解金相顯微鏡的基本原理及構造，初步掌握顯微鏡的正確使用方法；2了解金相樣品的制備過程，初步掌握顯微樣品制備的基本方法；3學習金相分析技術在金屬材料科學中的應用。1人30本科金相實驗室已開3二元三元合金的顯微組織1熟悉基本類型的二元三元合金的顯微組織與其狀態(tài)圖的關系；2了解偏析的形成原因及組織特性。1人20本科金相實驗室已開4碳鋼的平衡組織1用金相顯微鏡觀察及研究碳鋼在平衡狀態(tài)下的組織，并建立組織與鐵碳狀態(tài)圖的關系；2練習按照平衡組織來確定組織組成物的相對量與含碳量的關系；3認識不同腐蝕劑對碳鋼組織的不同腐蝕作用。1人20本科金相實驗室已開5鑄鐵顯微組織1.了解幾種常見鑄鐵的顯微組織特征。2.掌握鑄鐵組織對性能的影響及應用范圍。1人20本科金相實驗室已開6金屬的范性變形與再結晶1研究冷變形對金屬及合金的顯微組織和性能的影響；2掌握再結晶溫度對冷變形后的顯微組織和性能的影響；測定變形程度對再結晶后的晶粒大小的影響。3-4人30本科金相實驗室已開7硬度實驗1掌握各類硬度計的基本原理及使用方法；2學會測定材料硬度、金相組織中某個組織或相的硬度，以及較小零件的硬度的技能。4人30本科金相實驗室已開8金相顯微照相技術1學會金相顯微照相的操作技能；2了解影響金相顯微照相質量因素。4人30本科金相實驗室已開9定量金相分析1了解定量金相分析原理及方法、儀器功能。2進行金相組織的定量分析。2人20本科金相實驗室未開（注：熱處理方向的學生上述實驗全部進行，壓力加工方向的學生在此門課中只進行前4個實驗）2、材 料 工 程 基 礎 課程名稱：材料工程基礎英文名稱： Basal experiment of material engineering實驗指導書名稱：材料工程基礎實驗指導書面對專業(yè)：金屬材料科學與工程本大綱主筆人：顧星、熊永壽等一、學時、學分1.實驗總學時：24學時2.實驗學分：2二、實驗教學目標與要求材料工程基礎實驗課程，主要是通過實踐性教學，提高學生動手、動腦、查閱資料以及分析和解決實際問題的能力。加深對材料的制備原理、方法和設備等方面的認識，了解及掌握材料的基本工藝技術，使學生畢業(yè)后具備參與社會生產(chǎn)及競爭的能力。三、基本原理及課程簡介材料工程基礎”課程涉及材料工程中有關材料的設計、制備和加工等多方面內(nèi)容，著重于在熔煉、壓力加工、熱處理、粉末冶金、復合材料制備和表面工程等六個與實際生產(chǎn)結合最為 密切的方向上開設實驗，學生通過這些實驗，可以對材料工程的基本技術方法有一個全面深入的了解，并將書本知識（理論）與實踐相結合，有利于培養(yǎng)和提高材料專業(yè)學生的工程能力。四、實驗方式與基本要求 1學生在老師指導下，熟悉實驗設備，了解各實驗的操作過程，并按要求親自動手以基本理論為指導，通過資料查詢，完成各個實驗，并在規(guī)定日期內(nèi)，對實驗報告進行分析、整理、寫出報告，并交老師進行批改。2老師根據(jù)實驗要求，認真批閱報告，完成實驗的質量考核。 3.設備及器材配置全自動大型金相顯微鏡 OLYMPUS PMG3 2臺普通小型顯微鏡 4XB 20臺砂輪機 ZOS 2臺截割機 Q-2 2臺預磨機 M-2 5臺拋光機 P-2 10臺金相鑲嵌機 XQ-2 4臺坩鍋電阻爐 1.5KW 10套 3KW 5套小型高頻感應爐 2臺小型可控氣氛爐 2臺壓平臺 R-1 2臺數(shù)顯洛氏硬度機 HR-150 4臺數(shù)顯布氏硬度機 HB-3000 4臺數(shù)顯維氏硬度機 HBV-30A 2臺讀數(shù)顯微鏡 DM-01 4臺 數(shù)顯顯微硬度計 HVS-1000 2臺全自動圖相分析儀 XQF-2000 1臺4.實施項目內(nèi)容提要與學時分配序號實驗名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類 別開實驗實驗室名備 注1鑄鐵顯微組織1.了解幾種常見鑄鐵的顯微組織特征。2.掌握鑄鐵組織對性能的影響及應用范圍。1人20本科金相實驗室已開2金屬的范性變形與再結晶1研究冷變形對金屬及合金的顯微組織和性能的影響；2掌握再結晶溫度對冷變形后的顯微組織和性能的影響；測定變形程度對再結晶后的晶粒大小的影響。3-4人30本科金相實驗室已開3硬度實驗1掌握各類硬度計的基本原理及使用方法；2學會測定材料硬度、金相組織中某個組織或相的硬度，以及較小零件的硬度的技能。4人30本科金相實驗室已開4金相顯微照相技術1學會金相顯微照相的操作技能；2了解影響金相顯微照相質量因素。4人30本科金相實驗室已開5定量金相分析1了解定量金相分析原理及方法、儀器功能。2進行金相組織的定量分析。2人20本科金相實驗室未開6鋁-硅合金熔鑄及組織分析1了解鋁硅合金的熔煉、鑄造的基本操作過程及工藝條件。2分析幾種典型鑄造組織及其缺陷特征。340本科熱處理實驗室已開7鋼的熱處理及性能1了解碳鋼的熱處理原理工藝；2研究冷卻速度與鋼性能關系；3研究分析淬火回火溫度對鋼性能影響。330本科熱處理實驗室已開8復合材料組織結構觀察觀察各種復合材料（聚合物基、無機非金屬基、金屬基復合材料、纖維增強和顆粒增強復合材料）的組織結構。120本科金相實驗室已開9表面處理及組織分析1.解幾種表面組織的特征。2.學會表面層深的測量。120本科金相實驗室已開（注：材料工程方向的學生上述實驗全做，熱處理方向的學生僅進行后4個實驗。）3金屬塑性加工原理（14學時）（一）設備及器材配置（1）冷軋機 （2）萬能材料試驗機 （3）靜、動態(tài)電阻應變儀（4）光線示波器（二）實驗項目內(nèi)容提要與學時分配序號實驗名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類 別開實驗實驗室名備 注1軋制時的體積不變定律驗證體積不變定律及熟悉和確定不同道次軋制時金屬變形過程中的各種變形系數(shù)。6人/組10本科壓力加工實驗室已開2軋制過程中的不均勻變形通過實驗了解軋制過程中出現(xiàn)不均勻變形的現(xiàn)象及其影響因素。6人/組1本科壓力加工實驗室已開3最大咬入角和摩擦系數(shù)的測定進一步加深對咬入角、摩擦系數(shù)、軋制過程基本概念的理解，并用實驗方法求出鉛的最大咬入角和摩擦系數(shù)。6人/組2本科壓力加工實驗室已開4寬展概念及其影響因素通過實驗驗證軋件寬度、軋制道次及摩擦系數(shù)對寬展的影響。6人/組1本科壓力加工實驗室已開5軋制過程中前滑現(xiàn)象通過實驗觀察前滑現(xiàn)象及影響因素，并測出鉛金屬在軋制時的前滑值。6人/組1本科壓力加工實驗室已開6電阻應變片的貼片和組橋及靜態(tài)應變測量1電阻應變片貼片和組橋；2電橋特性和靈敏度系數(shù)測量；3等強度梁靜態(tài)及動態(tài)應變測量。6人/組20本科壓力加工實驗室已開7壓力傳感器的貼片及標定1圓筒形壓力傳感器的貼片、組橋；2壓力傳感器的標定。6人/組20本科壓力加工實驗室已開8軋制工藝參數(shù)的綜合測試1軋制力、軋制力矩的測試；2軋件變形功測量；3軋件幾何尺寸和輥縫測量；4主電機電參數(shù)測量。6人/組40本科壓力加工實驗室已開（注：實驗8為選做實驗）4金屬材料熱處理（10學時）（一）設備與器材配置各類熱處理樣品及金相掛圖實驗所需設備坩鍋電阻爐 1.5KW 10套 3KW 5套小型高頻感應爐 2臺小型可控氣氛爐 2臺砂輪機 ZOS 2臺截割機 Q-2 2臺預磨機 M-2 5臺拋光機 P-2 10臺數(shù)顯洛氏硬度機 HR-150 4臺數(shù)顯布氏硬度機 HB-3000 4臺數(shù)顯維氏硬度機 HBV-30A 2臺數(shù)顯顯微硬度計 HVS-1000 2臺全自動大型金相顯微鏡 OLYMPUS PMG3 2臺普通小型顯微鏡 4XB 20臺全自動圖相分析儀 XQF-2000 1臺（二）實驗項目內(nèi)容提要與學時分配序號實驗名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類別開實驗實驗室名備 注1奧氏體晶粒度測定1熟悉了解鋼A晶粒的顯示方法及優(yōu)缺點、范圍；2掌握測定A晶粒大小的方法及評級標準。1-230本科金相實驗室已開2碳鋼熱處理及組織1 了解碳鋼的熱處理原理工藝；2研究冷卻速度與鋼性能關系；3研究分析淬火回火溫度對鋼性能影響。4.觀察及研究碳鋼經(jīng)不同熱處理后的顯微組織5.了解熱處理工藝對組織及性能的影響。1-230本科熱處理實驗室已開3鋼的化學熱處理1了解各類化學熱處理設備、方法；2讓學生進行一種化學熱處理；3觀察各類化學熱處理組織及特性。420本科熱處理實驗室已開組織，觀察一部分4鋼熱處理缺陷分析1了解各種熱處理缺陷組織；2研究各種熱處理缺陷產(chǎn)生原因及防止方法。120本科金相實驗室已開（5、現(xiàn)代材料分析測試技術課程名稱：現(xiàn)代材料分析測試技術實驗英文名稱： Modern Examination Technology in Material實驗指導書名稱：現(xiàn)代材料分析測試技術（1-7）實驗指導書面對專業(yè)：無機非金屬材料工程、金屬材料工程本大綱主筆人：周融等一、學時、學分1實驗總學時：40學時2學分：1.5二、實驗教學目標與基本要求材料科學與工程研究是建立在對材料的成分、組織結構和性能了解的表征基礎之上的。學生通過專業(yè)理論學習后，還必須實際了解各種材料的分析測試方法，熟悉相關儀器設備以及具體的測試操作步驟，并能正確分析實驗結果。通過本課程實驗教學，要求學生獲得一定的材料測試分析能力和實際動手能力，從而為今后從事材料生產(chǎn)和研究打下實踐基礎。三、基本原理和課程簡介本實驗課程包含了對材料的化學成分、宏觀和微觀組織結構、物理性能、力學性能、化學（腐蝕）性能等若干方面的分析測試內(nèi)容。它們的基本原理在相應的理論（課堂）教學中已作了闡述。如利用X射線衍射方法測定材料的相組成結構；用電子束與材料的相互作用所產(chǎn)生的一些信號來分析測定材料的顯微形貌和結構、微區(qū)化學成分等；用超聲波、射線、磁、電等來檢測材料的缺陷。具體分成7部分：X射線衍射分析；電子顯微分析；無損檢測；物理性能測試；力學性能測試；化學（腐蝕）性能測試；材料加工工藝參數(shù)電測實驗。四、實驗方式與基本要求 1在老師指導下，學生通過觀察了解和親自動手，熟悉各種實驗儀器設備及操作方法，完成各個實驗。在規(guī)定日期內(nèi)，對實驗結果進行分析、整理，寫出實驗報告。2老師根據(jù)學生的實驗報告完成情況及現(xiàn)場表現(xiàn)情況，進行實驗成績評定。（1）X射線衍射分析（實驗8學時）（一）設備與器材配置 1X射線晶體分析儀（含德拜照相） 2X射線衍射儀 （二）實驗項目與內(nèi)容提要、學時分配序號實驗名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類 別開實驗實驗室名備 注1X射線晶體分析儀介紹單相立方晶系粉末相的攝照及其分析計算1了解儀器構造、配置；2用德拜相機對單相立方晶系粉末相攝照；3正確選擇陽極靶及濾波片；4對德拜照片進行分析計算，求點陣參數(shù)。8-10人/組2學時0金材X射線衍射實驗室部分開出2用X射線衍射儀進行多相物質的相分析1了解儀器構造；2用衍射儀獲取多相物質的衍射圖譜；3正確選擇實驗條件；4利用PDF進行定性物相分析；8-10人/組2學時0金材X射線衍射實驗室開出3利用衍射卡進行物相定性分析利用衍射圖譜獲得的數(shù)據(jù)進行物相定性分析。8-10人/組2學時0金材X射線衍射實驗室開出4用勞埃法測定單晶體的取向1弄清晶體取向，勞埃圖相、吳氏網(wǎng)、標準極圖之間的關系；2學會用立方晶系物質單晶的背射（或透射）勞埃圖相來測定晶體取向的基本方法。8-10人/組2學時0學時材冶、地礦類本科生研究生、長學時專業(yè)X射線衍射實驗室部分開出（2）電子顯微分析技術（14學時）（一）設備及器材配置 1）透射電子顯微鏡 2）掃描電鏡 3）電子探針 4）雙噴電解拋光儀 5）離子減薄儀（一） 實驗項目內(nèi)容提要與學時分配序號實驗名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類 別開實驗實驗室名備 注1透射電鏡的結構、操作和倍率標定1透射電鏡的構造、配置；2樣品架、燈絲柵帽、照相底片盒，光欄的認識；3基本操作：加高壓、抽真空、成像放大、電子衍射像的獲得；4放大倍率的標定。8人/組2學時金材實管處電鏡室已開2復型（塑料一碳）二級復型制備1認識真空鍍膜儀的構造及操作，傾斜投影；2制備二級復型的步驟及注意事項；3復型的電子圖像觀察。8人/組2學時金材實管處電鏡室已開3粉末試樣的制備1粉末試樣的分散；2支持膜的制備；3粉末試樣的電子圖像觀察，粉末粒度的測量及其物相分析。8人/組2學時金材實管處電鏡室未開4晶體薄膜試樣的制備及選區(qū)電子衍射1由大塊晶體到薄晶試樣的制作過程；2熟悉雙噴電解拋光儀；3進行選區(qū)電子衍射操作并分析電子衍射花樣。8人/組2學時金材實管處電鏡室已開5萃取復型的試樣制備和電子衍射花樣的指數(shù)標定1萃取復型試樣制備步驟及注意事項；2電子衍射及其結果分析。8人/組2學時金材實管處電鏡室部分開出6掃描電鏡結構及其形貌襯度1了解掃描電鏡構造、成像原理；2對試樣表面形貌進行觀察；3采用二次電子信號和背散射電子信號成像。8人/組2學時金材省新材料制備與加工重點實驗室已開7波譜儀與能譜儀的結構、原理及應用1了解波譜儀與能譜儀的結構；2用能譜進行定性分析（點、線、面）3用波譜進行定量分析。8人/組2學時金材省新材料制備與加工重點實驗室目前無此儀器（3）無損檢測（8學時）（一）設備及器材配置 JD-2000型磁力探傷機、電磁鐵式磁力探傷儀、CTS型超聲波探傷儀、100-4型X射線探傷機、渦流探傷儀。（二）實驗項目內(nèi)容提要及學時分配序號實驗名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實驗時數(shù)上機時數(shù)實驗者類 別開實驗實驗室名備 注1磁粉探傷掌握磁粉探傷儀的基本原理和使用方法；根據(jù)工件形狀、尺寸和要求正確選用磁化方法；確定磁化電流強度和選用探傷設備；根據(jù)磁粉痕跡確定缺陷類型；對缺陷產(chǎn)生的原因進行分析。102本科X射線室已開2超聲波探傷掌握超聲波探傷儀的基本原理和使用方法；掌握儀器的水平線性、垂直線性和動態(tài)范圍、盲區(qū)、分辨率、靈敏度的測試方法；掌握縱波平底孔一波幅的測試方法；準確確定缺陷的位置；對缺陷產(chǎn)生的原因進行分析。102本科X射線室已開3X射線探傷掌握X射線探傷的基本原理和操作方法；掌握攝照X射線照片的技術；了解各種缺陷在照片上的特征；確定缺陷的大小、性質