材料科學(xué)與工程專業(yè)綜合實驗A教學(xué)大綱

材料科學(xué)與工程專業(yè)綜合實驗A教學(xué)大綱01．教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院02．實踐環(huán)節(jié)名稱專業(yè)綜合實驗A03．實踐環(huán)節(jié)代碼43401304.實踐環(huán)節(jié)學(xué)時2周05．實踐環(huán)節(jié)學(xué)分1學(xué)分06．實踐環(huán)節(jié)性質(zhì)必修07．實踐環(huán)節(jié)開設(shè)學(xué)期第7、8學(xué)期08．實踐環(huán)節(jié)面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）09．實踐環(huán)節(jié)教學(xué)目的與任務(wù)綜合實驗是畢業(yè)設(shè)計前本科教育中重要的實踐環(huán)節(jié)，是理論和實踐相結(jié)合的一個重要的過程，通過綜合實驗學(xué)生可以檢驗、鞏固已學(xué)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗方案和獨立思考解決問題的能力。通過綜合實驗，使學(xué)生掌握金屬材料各種熱處理工藝，了解材料成分、熱處理工藝參數(shù)對材料微觀組織與性能的影響。同時通過實驗過程讓學(xué)生掌握熱處理、微觀分析、力學(xué)性能測試設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與正確操作方法。10．教學(xué)基本內(nèi)容、要求與學(xué)時分配金屬綜合實驗A中包括材料有金屬專業(yè)本科生培養(yǎng)方案中專業(yè)課程里所學(xué)到的結(jié)構(gòu)鋼、高速鋼、工模具鋼和有色金屬等，強化工藝包含常規(guī)的熱處理工藝、表面強化熱處理工藝，設(shè)計的實驗項目包含常規(guī)熱處理、非正常熱處理以及不同材料熱處理之間的對比。本綜合實驗共包括9個實驗選項，每組人數(shù)2人，每個項目都為80學(xué)時。開設(shè)實驗項目一覽表實驗項目編號實驗項目名稱實驗類型實驗性質(zhì)實驗學(xué)時每組人數(shù)首次開出年月43401301中碳結(jié)構(gòu)鋼的調(diào)質(zhì)熱處理綜合性必做80220090343401302非正常條件下的淬火設(shè)計性必做80220090343401303高碳鋼球化處理綜合性必做80220090343401304模具鋼熱處理綜合性必做80220090343401305低碳鋼滲碳熱處理綜合性必做80220090343401306彈簧鋼熱處理綜合性必做80220090343401307高速鋼熱處理綜合性必做80220090343401308結(jié)構(gòu)鋼的“C”曲線測定綜合性必做80220160343401309鎂（鋁）合金固溶時效強化研究性必做80220180311．實踐環(huán)節(jié)教學(xué)過程管理本實踐教學(xué)環(huán)節(jié)首先是實驗室安全教育，然后采用分組選題的形式，實驗前要求學(xué)生查閱相關(guān)的文獻以及固態(tài)相變原理、先進熱處理技術(shù)及設(shè)備等課程教材，結(jié)合認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)過程的筆記，參考有關(guān)技術(shù)規(guī)程和手冊，編寫所涉及材料的熱處理工藝、預(yù)期組織和性能的開題報告，制定工藝方案，按照實驗室老師統(tǒng)一安排，有序的進行熱處理實驗、微觀組織分析和性能測試，實驗過程中學(xué)生應(yīng)遵守實驗室及實驗設(shè)備安全操作規(guī)程，獨立正確的分析處理實驗數(shù)據(jù)，按實驗報告要求撰寫實驗報告。提倡學(xué)生之間互相討論，共同協(xié)作,數(shù)據(jù)共享。在教師的原則性指導(dǎo)下，學(xué)生自己獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)。設(shè)計結(jié)束后，通過組織答辯評定實驗成績。具體過程包括：實驗每組1-2名學(xué)生，共同完成一個實驗項目卡的內(nèi)容；學(xué)生領(lǐng)取金屬材料樣品，每組成員共同討論，制定實驗方案；按照實驗室安排有序進行熱處理和顯微組織、力學(xué)性能測試實驗；撰寫實驗報告過程中，提倡數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)結(jié)果分析準(zhǔn)確，報告規(guī)范。12．考核要求、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)考核要求:實驗前要求學(xué)生查閱相關(guān)資料，制定實驗方案，閱讀相關(guān)實驗儀器設(shè)備的安全操作規(guī)程，在指導(dǎo)教師允許的情況下，學(xué)生獨立完成實驗內(nèi)容，分組提交實驗報告?？己朔绞剑焊鶕?jù)學(xué)生實驗完成的具體情況和實驗報告撰寫情況，學(xué)生成績采用優(yōu)、良、及格和不及格。成績評定標(biāo)準(zhǔn)：實驗成績分為四級即優(yōu)、良、及格、不及格，實驗成績評定依據(jù)學(xué)生對實驗的態(tài)度、答辯結(jié)果和實驗報告的質(zhì)量為成績的評定標(biāo)準(zhǔn)，對不參加實驗者，本課程不予通過。優(yōu)秀（1）能夠獨立完成實驗過程中所規(guī)定的各項任務(wù)，實驗態(tài)度認(rèn)真，實驗報告規(guī)范完整，綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力強；（2）實驗過程中能夠嚴(yán)格遵守規(guī)章制度和紀(jì)律，沒有缺席、遲到、早退等情況；（3）答辯時能熟練、正確地回答問題，邏輯性強。良好（1）能夠完成實驗過程中所規(guī)定的各項任務(wù)，實驗態(tài)度較認(rèn)真，實驗報告比較規(guī)范，能夠運用所學(xué)知識分析問題和解決問題；（2）實驗過程中能夠遵守規(guī)章制度和紀(jì)律，沒有缺席、遲到、早退等情況；（3）答辯時能正確回答問題。及格（1）基本完成實驗過程中所規(guī)定的各項任務(wù)，實驗態(tài)度一般，實驗報告較不規(guī)范；（2）實驗過程中基本遵守紀(jì)律，有少量缺席、遲到、早退等情況；（3）答辯時回答問題重點不突出，并有個別錯誤。不及格（1）不能完成實驗過程中所規(guī)定的任務(wù)，實驗態(tài)度較差，實驗報告不規(guī)范并有較多錯誤；（2）實驗過程中不遵守紀(jì)律，缺席、遲到、早退等情況次數(shù)超過三分之一；（3）答辯時回答問題有原則錯誤，經(jīng)啟發(fā)、提示仍不能正確回答。13．實習(xí)教材、教學(xué)指導(dǎo)書或參考書目（1）曹占義，《金屬材料熱處理綜合實驗指導(dǎo)書》，自編，2006.（2）夏立方，《金屬熱處理工藝學(xué)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1986.09.（3）劉永銓，《鋼的熱處理》，冶金工業(yè)出版社，1987.11（第二版）.（4）安運錚，《熱處理工藝學(xué)》，機械工業(yè)出版社，1988.06（第二版）.14．現(xiàn)有校內(nèi)實習(xí)基地概況材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心現(xiàn)有校外實習(xí)基地概況無專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡1No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱中碳結(jié)構(gòu)鋼的調(diào)質(zhì)熱處理4實驗項目編號434013015網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.掌握調(diào)質(zhì)熱處理概念及適用范圍；2.正確制定中碳鋼調(diào)質(zhì)熱處理工藝；3.掌握調(diào)質(zhì)熱處理前后組織和力學(xué)性能的變化。10實驗內(nèi)容1.制定中碳鋼調(diào)質(zhì)熱處理工藝；2.中碳鋼其它熱處理與調(diào)質(zhì)處理工藝對比；3.熱處理后微觀組織觀察和力學(xué)性能測試；4.實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果分析；5.實驗報告。11實驗原理工件為了得到良好的強度和韌性綜合指標(biāo)，將工件加熱到奧氏體并均勻化，淬火處理，再通過高溫回火得到回火索氏體。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理電爐，硬度計，顯微鏡，拋光機，電子萬能試驗機，半自動沖擊試驗機15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣20個，棉花1包，無水乙醇5瓶，純硝酸20ml，拋光液5瓶24一次性材料80元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡2No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱非正常條件下的淬火4實驗項目編號434013025網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.掌握正確的淬火熱處理工藝參數(shù)規(guī)范；2.了解非正常淬火工藝參數(shù)下的顯微組織及力學(xué)性能的變化；3.觀察淬火裂紋、硬化層深度不足等缺陷。10實驗內(nèi)容1.自行選擇實驗材料；2.保證可比前提下，制定正常淬火和非正常淬火工藝方案；3.微觀組織分析和力學(xué)性能測試。4.實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果分析。5.實驗報告。11實驗原理淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉(zhuǎn)變，從而獲得高的強度和耐磨性。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理電爐，硬度計，顯微鏡，拋光機，電子萬能試驗機，半自動沖擊試驗機15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣20個，棉花2包，無水乙醇5瓶，純硝酸20ml，拋光液5瓶24一次性材料80元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡3No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱高碳鋼球化處理4實驗項目編號434013035網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.掌握球化退火工藝概念及適用范圍；2.正確制定球化退火熱處理工藝。10實驗內(nèi)容1.領(lǐng)取項目卡，查閱資料并制定實驗方案；2．依據(jù)方案進行熱處理；3．熱處理后樣品的微觀組織分析；4．熱處理后樣品的力學(xué)性能測試；5．實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析、撰寫實驗報告。11實驗原理中碳或高碳鋼在加熱到Ac1+(20～30)℃時，片狀珠光體中的滲碳體開始局部溶解，彌散分布在奧氏體基體上，在隨后的緩冷過程中，以原有的細(xì)碳化物質(zhì)點或奧氏體的富碳區(qū)產(chǎn)生新的碳化物核心，形成均勻而細(xì)小的顆粒狀碳化物。這些碳化物在緩冷過程中或等溫過程中聚集長大，并向能量最低的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為球狀滲碳體。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理電爐，硬度計，顯微鏡，拋光機，電子萬能試驗機，半自動沖擊試驗機15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣20個，棉花1包，無水乙醇5瓶，純硝酸20ml，拋光液5瓶24一次性材料60元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡4No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱模具鋼熱處理4實驗項目編號434013045網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.了解模具鋼的分類；2.掌握每種模具鋼的熱處理規(guī)范；3.了解微觀組織和力學(xué)性能之間的關(guān)系。10實驗內(nèi)容1.查閱文獻，根據(jù)模具鋼材料的不同制定相應(yīng)的熱處理工藝；2.依據(jù)不同的工藝進行熱處理；3.熱處理后微觀組織觀察和力學(xué)性能測試；4.實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果分析；5.撰寫實驗報告。11實驗原理模具鋼分為冷作模具鋼和熱作模具鋼，冷作模具含碳量較高，通過淬火加低溫回火得到高的硬度和耐磨性。熱作模具含碳在中碳范圍，通過淬火后中高溫回火，得到充分的韌性。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備高溫?zé)崽幚黼姞t，硬度計，奧林巴斯顯微鏡，磨拋機，電子萬能試驗機，半自動沖擊試驗機，冷熱臺15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣20個，棉花1包，無水乙醇5瓶，分析純硝酸20ml，拋光液5瓶24一次性材料80元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡5No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱低碳鋼滲碳熱處理4實驗項目編號434013055網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.了解滲碳工藝；2.了解鋼滲碳時滲層深度與滲碳參數(shù)間的關(guān)系；3.學(xué)會測定滲層深度的方法。10實驗內(nèi)容1.選一種低碳鋼材料，制定實驗方案；2.依據(jù)方案進行滲碳熱處理；3.熱處理后滲層深度和硬化層顯微硬度梯度測量；4.實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析、撰寫實驗報告。11實驗原理將某一種或幾種活性原子滲入并擴散工件表面一定深度，改變表層的化學(xué)成份和組織，從而獲得與心部不同的性能。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理電爐，顯微硬度計，奧林巴斯顯微鏡，拋光機，冷熱臺15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣30個，棉花2包，無水乙醇5瓶，純硝酸20ml，固體化學(xué)滲劑2kg，氮氣1瓶，拋光液5瓶24一次性材料100元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡6No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱彈簧鋼熱處理4實驗項目編號434013065網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.了解彈簧鋼的成分及性能要求；2.掌握彈簧鋼的熱處理規(guī)范。10實驗內(nèi)容1.選材料，查文獻，制定實驗方案；2.依據(jù)方案進行熱處理；3.熱處理后微觀組織觀察及力學(xué)性能測試；4.實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析、撰寫實驗報告。11實驗原理彈簧鋼應(yīng)具有高的彈性及高的屈強比，材料成分選擇中高碳含量，通過淬火加中溫回火，得到回火屈氏體組織。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理電阻爐，金相磨拋機，奧林巴斯顯微鏡，硬度計，數(shù)碼顯微鏡15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣30個，棉花1包，無水乙醇5瓶，純硝酸20ml，拋光液5瓶24一次性材料80元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡7No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱高速鋼熱處理4實驗項目編號434013075網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.了解高速鋼的成分及熱處理規(guī)范；2.掌握高速鋼合金元素的作用及二次硬化。10實驗內(nèi)容1.選材料，查文獻，制定實驗方案；2.依據(jù)方案進行熱處理；3.熱處理后微觀組織觀察及力學(xué)性能測試；4.實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析、撰寫實驗報告。11實驗原理高速鋼要求有較高的硬度、熱硬性和耐磨性，成分特點是高碳，高的Cr、W、Mo、V等元素。原始鋼必須要鍛造使魚骨狀萊氏體中的碳化物破碎轉(zhuǎn)變成粒狀，等溫球化退火后淬火，高溫回火產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理電爐，顯微硬度計，奧林巴斯顯微鏡，拋光機，冷熱臺15實驗套數(shù)1016開出時間20090317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂紙60張，熱處理試樣30個，棉花1包，無水乙醇5瓶，純硝酸20ml，拋光液5瓶24一次性材料80元25面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程（金屬材料工程模塊）26研究員27教授專業(yè)綜合實驗A（434013）實驗項目卡8No字段名填寫內(nèi)容1課程名稱專業(yè)綜合實驗A2課程編號4340133實驗項目名稱結(jié)構(gòu)鋼的“C”曲線測定4實驗項目編號434013085網(wǎng)絡(luò)實驗06每組人數(shù)1-27計劃學(xué)時數(shù)808實驗性質(zhì)必做9實驗?zāi)康?.了解C曲線的意義和實際應(yīng)用中的作用；2.認(rèn)識和掌握過冷奧氏體轉(zhuǎn)變規(guī)律；3.掌握根據(jù)冷卻曲線確定相變溫度的方法。10實驗內(nèi)容1．查閱資料，制定CCT曲線實驗方案；2．依據(jù)方案進行熱處理；3．測量不同冷卻條件下的冷卻曲線；4．金相法驗證并修正曲線；5．實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析、撰寫實驗報告11實驗原理鋼的C曲線是依據(jù)過冷奧氏體連續(xù)冷卻條件下轉(zhuǎn)變規(guī)律而得到的，是制定熱處理工藝的重要依據(jù)。利用過冷奧氏體轉(zhuǎn)變過程中的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，在連續(xù)冷卻曲線形成拐點。12實驗類型13實驗者層次本科生14實驗儀器設(shè)備熱處理爐，金相磨拋機，蔡司顯微鏡，奧林巴斯顯微鏡，顯微硬度計，數(shù)碼顯微鏡，熱重差熱分析儀，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)15實驗套數(shù)1016開出時間20160317教學(xué)單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗教學(xué)中心18教學(xué)單位編號4319實驗單位名稱金屬材料實驗教學(xué)中心20實驗中心編號43221實驗地名稱金屬材料工程實驗室22實驗地編號逸夫機械材料館429,430,431,427,442,438,434,41923一次性材料品名砂