材料综合实验2

金属材料综合实验实验指导书

上海理工大学

机械工程学院

一、实验目的

综合实验是提高性试验。运用已学过的材料热处理知识，根据不同专业，对不同的材料的牌号、性能以及使用要求，查阅有关资料，设计并制定出相应的热处理工艺。并将自己的设计方案通过实际操作及检验，找出规律，总结写出较具体的实验报告,重点在于加深对理论知识的巩固、实验方案的设计能力和动手能力及团队精神的培养。

二、实验设备及必备技能

1、设备及材料: 布氏硬度机、洛氏硬度机，抛光机, 抛光磨料，金

相显微镜，。箱式电炉，显微硬度机、砂轮机，电脑，金相镶嵌机，金相砂纸，酒精，腐蚀剂，淬火冷却介质等。

2、必备技能: 要求熟练掌握布氏、洛氏硬度及显微硬度法的操

作、金相试样的制备、显微镜的使用。

3、多媒体系统的应用

三、实验内容与要求

1、内容:模具专业: 模具材料(Gr12,CrWMn,18-4-1等)

机制专业: 轴,齿轮,弹簧等材料(45,40Cr,60Si2Mn等)

汽车专业: 汽车用钢(汽车发动机,底盘等)

对于不同的专业,选择不同的材料,全日制开放实验室,让学生分组进行热处理工艺的设计、制定及专业方案的实际操作，并进行不同材料的分析比较所得的数据及结果。

2、要求：每个小组同学事先必须进行对实验方案进行初步制定。

四、实验进程安排

1：布置任务，给出材料，说明目的要求，学生可根据不同的材料及用途，查阅有关参考资料，完善所制定实验方案

2：根据所设计的方案，实施具体操作，其中，若硬度测定，磨片不会或不熟练者需补上这一环节

3：根据分析处理，若与理论不符，需找出原因重新设计热处理方案及操作。若正常，则进行金相组织分析（磨法），画出示意图，并在图中指出不同的组织，分析数据误差原因。

4：将制备好的试样放入显微镜观察，若符合要求，输入电脑，利用图象分析软件进行分析储存。并根据所有数据、金相组织分析，写出实验报告。

五、实验注意事项

1、实验前须认真写出实验预习报告。

2、同学之间团结互助，实验中遇到各种问题可以互相讨论、研

究但不能代别人做。

爱护实验设备，按规定正确使用仪器设备，有问题及时报告

3、试样丢失或试样交换，本实验记零分。

4、实验过程中应该测量的数据及实验条件，全部如实记录，如

冷却剂的种类成分、温度、热处理中间工序等。

5、带好预习报告及报告纸、笔、尺及计算机和必要的参考书等。

六、实验报告要求

1、对你组制定的热处理工艺、方案、操作过程和试验结果进

行分析总结。

（1）实验结果是否达到设计要求，有何异常现象。

（2）若实验结果与设计要求不符，你们是如何解决的？

2 、将有关数据填入相应的表格中。并根据自己的需要，添加其他有关的说明（备注）。

七、实验参考资料

1、机械工业出版社《模具材料与使用寿命》

2、机械工程材料实验指导及实验报告

3、中国劳动社会出版社《模具制造工》（中、高级）

4、化学工业出版社《锻造模具简明设计手册》

5、机械工业出版社《模具材料应用手册》

6、《塑料模具设计参考资料》

7、《塑料模具典型结构图册》清华大学

8、机械工业出版社《机械工程材料》

9、《金属材料成型与模具》

10、《钢铁材料手册》

11、国家机械工业委员会统编，《失效分析》，机械工业出版社，

12 《钢铁材料金相图谱》，上海科学技术出版社，

13、《热处理手册》，机械工业出版社，

14、《金相分析》，国防工业出版社，

15、史美堂主编，金属材料及热处理，上海科学技术出版社，

16、柴惠芬，《工程材料的性能、设计与选材》，机械工业出版社，

17、郑明新，《工程材料》（第二、三版），清华大学出版社，

18、王运炎，《工程材料及热处理》，机械工业出版社

19、其他（课本及网上有关资料）

综合实验（一）

金属材料的选用及其热处理

前后的组织分析

实验目的

1、了解热处理设备及温度控制方式；

2、掌握热处理操作过程及钢的热处理工艺；

3、加深对不同的热处理工艺将获得不同的金相组织及硬度的

理解；

4、观察不同热处理后的组织形态，并说明各种金相组织对应

的热处理工艺。

5、国内外常用模具材料的牌号及其表示方法，

6、常规热处理方法的选择及应用范围,制定热处理工艺并实施,

7、对照处理前后的显微组织及晶粒度.

实验步骤

1、根据实验要求，写出预习报告，合格后方可进行实验。

2、参观热处理设备及温度控制方式、冷却介质。

3、选定材料的热处理工艺，并进行热处理工艺操作（加热、

保温—冷却——硬度测定——回火——硬度测定）。

4、测定钢淬火后及回火后的硬度。（HRC、HBS、HV的选择）

5、图像分析。

6、数据整理交实验老师签名。

实验报告内容

1、查阅有关资料，详细写出各材料的化学成分（元素）、热处

理工艺及工艺图、硬度（淬火、回火、退火、正火）、锻造工艺、用途、类别（冷模、热模、塑料模等）和使用性能及使用要求。

2、简述你所用到的设备名称及用途；

3、制订所在小组材料的热处理工艺及淬火（前后）和回火后

硬度（HB、HRC、HV）；（已知材料）

４、通过磨片试验和多媒体分析软件，对材料（未知材料）的金相组织进行分析，并指出该材料的处理工艺和对应组织、用途、性能、化学成分、应达到的强度、韧度、塑性、硬度等技术指标。

５、实验结果分析:

表一未知材料分析：

表二已知材料的分析：

热处理工艺曲线

讨论与分析题：

1、常用的淬火冷却方法有哪些？说明各自的特点及应用范围？

2、钢中含碳量增加，或含合金元素量增加时，其热处理工艺及

性能有何变化？

3、分析45#钢正常淬火后应获得什么组织？出现网状屈氏体

T+M+A'的原因？

4、热处理冷却时，搅拌速度会影响组织及性能？为什么？

5、你了解的平衡组织有哪些？非平衡组织有哪些？其性能有何

差异？用那种热处理工艺可获得该组织？

6、谈谈你做了综合实验后有哪些收获？

附表一

附表二几种常用零件的工作条件、失效形式和主要机械性能

附录一

在工业上凡是用于制造各种机械零件以及用于建筑工程结构的钢都称为结构钢。在碳素结构钢的基础上适当加入一种或几种合金元素所形成的结构钢称为合金结构钢。由于合金元素的假如增大了钢的淬透性，使零件在整个截面上容易得到均匀一致的良好的综合机械性能，因此，合金结构钢具有高强度的同时还有足够的韧性。

①调质钢

调质钢一般指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢。大多数调质钢属于中碳钢。调质钢具有高强度与良好的塑性韧性配合的综

合机械性能，常用于制造汽车、机床及其他机械上的重要零件，如柴油机连杆螺栓、汽车半轴以及机床主轴等。

碳素调质钢的机械性能不高，只适用于尺寸较小，负荷较轻的零件。合金调质钢适用于尺寸较大、负荷较重的零件。

调质钢的含碳量一般介于0.20%-0.60%之间。常用的碳素调质钢有40，45，50等牌号，合金调质钢有40Cr、30CrMnTi、42CrMo、37CrNi3等。图2就是45钢经调质后获得的均匀细小、保持马氏体位相的回火索氏体组织。

图1 45钢调质后的显微组织

②渗碳钢

渗碳处理是将碳元素渗入钢的表面，使零件表面含碳量增高，随后通过淬火使表层得到高的硬度（60HRC以上），心部为硬度较低而具有良好强韧性组织的一种热处理工艺。

渗碳用钢常使用含碳量较低的低碳结构钢，含碳量在0.1-0.25%之间。为了提高钢的淬透性，防止在渗碳温度下奥氏体晶粒的长大，得到较高强度和韧性的组织，此类钢中往往加入一定量的合金元素形成低碳合金结构钢。目前机械行业中常用的渗碳钢有20、20Cr、20CrMo、

20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等，主要用于齿轮、凸轮轴，活塞销等在复杂交变载荷下服役并承受冲击和磨损的零件。

20CrMnTi渗碳钢经920℃渗碳后，在降温缓冷条件下，由表及里含碳浓度与组织的正常分布情况。最表层是过共析层，是灰黑色细珠光体基体上分布着二次渗碳体，并沿晶界呈极细网状分布。逐渐向里含碳量下降，为细珠光体的共析组织。再向里层，则含碳量更少，基体为黑色细珠光体及白色铁素体的混合组织，越向里，珠光体量越少，铁素体量则增多。此为亚共析过度层。心部原始组织为铁素体及珠光体，珠光体量越为25%。

20CrMnTi渗碳钢经淬火及低温回火处理后的组织，表层为针状马氏体、残余奥氏体及少量的碳化物，心部主要是低碳马氏体、奥氏体及少量铁素体。因此，该渗碳钢具有良好的耐磨性和抗弯强度，也具有较高的抗多次冲击的能力。

③弹簧钢

弹簧钢是专门用于制造弹簧类零件的钢种，根据化学成分的不同，分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两大类。

碳素弹簧钢的含碳量一般为0.60%-0.9%，价格便宜但淬透性差，当截面超过12mm２时在油中不能淬透，因而强度不高。常用于制造尺寸较小的一般用途的弹簧。其钢种有65、70、75和85等。

合金弹簧钢含碳量一般为0.45%-0.7%，加入的合金元素有锰、硅、钒、钼、钨等，它们能提高钢的淬透性，有效的改善钢的机械性能。常用的钢种有65Mn、55Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。50CrVA弹簧钢淬火及中温回火后的正常组织，为回火屈氏体和少量均匀分布的碳化物颗粒。

④轴承钢

用于制造滚动轴承的钢统称为轴承钢，主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针），内外套圈等。

滚动轴承工作时，承受着周期性交变载荷，且滚动体和套圈之间呈点或线接触，应力交变次数每分钟达几万次，接触应力高达1500-5000MN/m２。另外，在滚动体和套圈接触面之间，不仅存在滚动，而且有滑动，因而产生滚动和滑动摩擦，轴承往往因摩擦造成过度磨损而丧失精度。因此，滚动轴承钢必须具有良好的抗接触疲劳破坏能力、高而均匀的硬度和耐磨性、足够的韧性和淬透性。

目前国内外使用最广泛的轴承钢有GCr15、GCr15SiMn等。

综合实验（二）

材料断口的的宏观和微观组织

及其显微硬度

一、实验目的

1、通过实验了解：相同的材料、不同的热处理方法对材料塑性、韧性、强度和硬度的影响

2、利用计算机网络分析软件，经过试样的制备，分析观察其宏观和微观金相组织

二、实验原理

根据Fe—Fe3C相图，合理选择各材料的淬火、回火、退火的加热温度，保温时间，冷却方式。利用金相网络分析系统，对材料冲、拉断后的组织进行分析和对照，找出材料的成分—组织—性能间的关系及其规律

三、实验内容

1、对相同的材料、不同的热处理方法的钢材进行冲击。分析比较其断口的宏观形态和微观组织。测其HV、Ak值。并进行换算。

材料工程基础---教学大纲

材料工程基础》课程教学大纲 课程代码：050231021 课程英文名称：Fundamentals of Materials Engineering 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：金属材料工程专业大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标材料工程基础是金属材料工程专业学生必修的专业基础课，是学位课，是从事材料科学与工程专业技术领域人员必备的课程。 本课程主要讲授液态金属成形工艺、金属塑性成形工艺、金属连接成形工艺、粉末冶金成形、非金属材料成形工艺及各种材料成形工艺方法的选择原则。通过学习，使学生初步具备为不同零件的生产选择合理的制造方法的能力，为其他相关课程如工程材料学、热处理原理与工艺学以及从事新材料成形研究奠定必要的基础，同时使学生具有对典型的金属材料零件分析讨论使用不同的成形方法制造的能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1.掌握液态金属成形的工艺设计、浇注系统、冒口、冷铁等的设计基本原则；掌握顺序凝固的应用，同时凝固的应用；掌握砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造等特种铸造方法的原理、特点和应用；了解3D 打印等先进成形技术； 2．掌握自由锻件图设计和模锻工艺；掌握板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺特点和应用；了解超塑性成形、液态模锻等先进塑性成形工艺。 3.掌握金属连接成形原理和方法；掌握电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等焊接工艺原理、特点及应用；了解焊接缺陷的检验方法；了解电子束焊接等现代焊接方法。 4.掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用。 5.掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用。 6.掌握各种材料成形工艺选用原则和方法。对具体典型的金属材料零件如暖气片、机床床身、大口径地下输水管、黄铜水龙头、发动机缸体、汽车铝轮毂、大型发电子转子、大批量齿轮毛坯、柴油机曲轴、连杆、半轴、硬币、汽车面板、火车钢轨、铜线、钢瓶、船体、硬质合金刀具、显示器壳体等分析讨论使用不同的成形方法制造的合理性。 7.了解国家相关政策，了解“一带一路”政策给材料成形带来的挑战以及机遇。 8.了解各种成形方法的设备。 9.了解各种新的材料成形方法。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握材料成形方法的一般知识，主要掌握金属材料成形的常用方法及特点。 2.基本理论及方法：掌握液态金属各种成形方法及工艺设计，浇注系统、冒口、冷铁的设计基本原则，掌握铸造缺陷及检验方法，掌握特种铸造方法的原理；掌握塑性成形方法的原理及工艺设计，锻件图设计，板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺，掌握模型锻造的零件结构特点；掌握金属连接成形的方法及工艺设计，电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等工艺，掌握焊接接头的组织和性能，掌握焊接缺陷及检验方法；掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用；掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用；

复合材料实验讲义

实验1 环氧树脂的环氧值测定 一、实验目的 掌握分析环氧树脂环氧值的方法。 二、实验原理 环氧值E定义为100g环氧树脂中环氧基团物质的量（摩尔数）。 基于0.1mol高氯酸标准滴定液与溴化四乙铵作用所生成的初生态溴化氢同环氧基的反应。使用结晶紫作指示剂，或对于深色产物使用电位滴定法测定终点。其化学反应方程式为一旦高氯酸过量则HBr就过量。由空白实验与试样所耗高氯酸的差值计算样品的环氧值。该方法的缺点是不适用于含氮元素的环氧树脂。 三、实验仪器和设备 分析天平、滴定管等及必要的分析纯化学试剂。 四、实验步骤 1、取100ml冰乙酸与0.1g结晶紫溶解后作为滴定指示剂。 2、取8.5ml 70%高氯酸水溶液加入1000ml的容量瓶中，在加入 300ml冰乙酸，摇匀后再 加20ml乙酸酐，最后以冰乙酸冲稀到刻度。 3、标定高氯酸溶液。称m克邻苯二甲酸氢钾（分子质量204.22），用冰乙酸溶解，再用V 毫升高氯酸溶液滴定至显绿色终点，高氯酸浓度（单位：mol/L）为： 4、取100g溴化四乙铵溶于400ml冰乙酸中，加几滴结晶紫指示剂于其中。 5、称取环氧树脂0.5g左右（精确至0.2mg）放入烧瓶中，加入10ml三氯甲烷溶解，加入 20ml冰乙酸，再用移液管移10ml溴化四乙铵溶液，立即用已标定了的高氯酸溶液滴定，由紫色变为稳定绿色为滴定终点。记下所耗毫升数V 1 和温度t。 6、同时并行取10ml 三氯甲烷、20ml冰乙酸以及用移液管移10ml溴化四乙铵溶液放入烧 瓶中，立即用高氯酸滴定，同样由紫色变成稳定绿色为滴定终点。记录所耗毫升数V 0（空白实验）。 7、环氧值按下式计算： 式中：m——环氧树脂质量g; N ——高氯酸标准溶液浓度mol/L； V 1、V ——试样和空白试验所耗高氯酸体积ml； 8、注意所用环氧树脂应不含氮元素。

材料工程基础实验指导书

材料工程基础实验指导书王连琪X洁徐兴文 材料科学与工程学院

《材料成形工艺》介绍了铸造、锻压、焊接专业等方面的知识，为配合教材达到教学与实际相结合的目的，使学生能理性认识材料成形的方法，拟定了铸造、锻压、焊接实验。 一铸造性能实验 实验1 铸造合金流动性的测定 1.1实验目的： 1）测定铸造合金成分对该合金流动性的影响。 2）测定浇注温度对该合金流动性的影响。 1.2 实验的基本原理 流动性是铸造合金的重要性能之一，它对铸件质量有较大的影响；如补缩、冷隔、浇不足等。为了获得优质铸件就必须对流动性加以研究。 铸造合金流动性的定义为液态金属本身充满铸型的能力，它与合金的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 合金的流动性与合金的充型能力是两个概念。合金的充型能力是液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。由于影响液态金属充型能力的因素很多，很难对各种合金在不同铸造条件下的充型能力进行比较。所以，常常用固定条件下所测得的合金流动性来表示合金的充型能力。 1.3 实验合金与试样 1）纯铝和铸铝102。 2）试样—取一箱一件螺旋形试样如图1.1 通过实验研究成分对流动性的影响。取纯Al和ZL102合金在相同温度下浇注螺旋形试样，进行比较。在实验时，要求铸型相同（透气性、紧实度等）和过热温度相同条件下进行比较。 研究温度对合金流动性的影响，纯Al和ZL102合金分别在不同温度下浇注螺旋形式样，比较螺旋式样的长度。 1.4 实验设备与材料 1）熔化设备：坩埚电阻炉两台或感应电炉石墨坩埚两个 2）合金材料：工业纯Al 铸铝102 3）铸型：三副模板、三副砂箱、造型型砂及制型工具 4）热电偶（镍铬-镍硅）两支及毫伏表 5）去气剂：氯化锌

材料科学基础实验指导书

《材料科学基础》实验指导书 （试用） 院系： 班级： 姓名： 学号： 大连理工大学 年月日

实验目录 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法（2学时）实验二金属材料的硬度（2学时）实验三 Sn-Pb二元平衡相图测试（2学时）实验四金相定量分析方法（2学时）实验五 Fe-C合金平衡组织观察（2学时）实验六材料弹性及塑性变形测定（2学时）实验七碳钢试样的制备及测试综合性实验（4学时）实验八金属塑性变形及回复再结晶设计性实验（6学时）实验九金属凝固组织及缺陷的观察（2学时）

实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法 一、实验目的 1）了解光学显微镜的原理及构造，熟悉其零件的作用。 2）学会正确操作和使用金相显微镜。 3）掌握金相试样的制备过程和基本方法。 二、实验设备与材料 实验设备：x-1型台式光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机 实验材料：碳钢标准样品 三、实验内容 1.通过本次实验使学生了解光学显微镜并熟悉光学显微镜的构造和使用方法； 2.要求每个学生会实际操作光学显微镜，观察金相样品并测定其放大倍数。 3.演示并初步认识金相试样的制备过程及方法 四、实验报告撰写 撰写实验报告格式要求： 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 包括：1. 光学显微镜的构造及其零部件的作用 2. 使用光学显微镜观察标准样品的收获 3. 概述金相试样制备过程及方法 四、个人体会与建议

实验二金属材料的硬度 一．实验目的 1.了解布氏、洛氏、维氏硬度的测试原理。 2.初步掌握各种硬度计的操作方法和使用注意事项。 二．实验设备和样品 1．布氏、洛氏、维氏硬度计 2．铁碳合金试样 三．实验内容和步骤 1.通过老师讲解，熟悉布氏和洛氏硬度计的原理、构造及正确的操作方法。 2.演示测定维氏硬度值，演示测定布氏和洛氏硬度值， 注：每个样品测量压痕数，由指导老师根据学生人数确定，保证每位学生可以操作硬度计1-2次。因为实验条件限制，所以不需要严格按照多次测量取平均值的要求进行实验。 四．实验报告内容 1．简述实验目的和步骤。 2．简要叙述布氏、洛氏、维氏硬度计的测量原理和特点。 3．写出测量步骤，附上实验结果。 4．总结各种硬度计的使用注意事项和使用体会。

2020年(塑料橡胶材料)橡胶配方设计综合实验

（塑料橡胶材料）橡胶配方设计综合实验

高分子材料和工程专业实验 橡胶配方设计综合实验 实验报告 班级：08030342班 组别：第六组 橡胶配方设计综合实验 一、实验目的 1、加深对丁腈橡胶的配方、各组分的作用原理及加工方法的认识。 2、进壹步领会橡胶的塑炼、混炼的意义和原理。 3、进壹步了解橡胶的硫化模压成型的基本方法，掌握塑炼混炼、压制硫化设备的操作方法及安全措施。 4、掌握炭黑的含量对橡胶力学性能的影响规律。 5、掌握数据处理和分析的方法。 二、实验原理 丁腈橡胶制品的生产，首先有壹个配料的问题，即在丁腈橡胶（生胶）中加入壹定量的硫化剂、补强剂、增塑剂、防老剂等其他助剂，使之形成多组分体系。本实验固定其他组分的含量，改变炭黑的用量，研究炭黑的含量对橡胶力学性能的影响。在壹定的温度下，首先塑炼

丁腈橡胶，再将配好的实验原理进行混炼使各种助剂实现良好的分散，通过辊压成片，剪成壹定形状的胶料，放入试样模具中，经过硫化成型成为所需的试样。通过不同规格的裁刀，冲裁成性能测试的样品。然后测试橡胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度。找出炭黑含量对橡胶力学性能的影响规律。 三、实验所用原料及仪器、设备 1、实验用的原材料及参考配方 2、实验用仪器及设备 （1）开放式炼塑机（SK-160B） 辊筒工作直径=160mm，辊筒工作长度=320mm，前辊转速=24.0r.p.m,后辊转速 =17.8r.p.m,最大辊间距=4.5mm，最小压片厚度=0.2mm。壹次加料量=100～200g，辊筒最高加热温度≤200℃ （2）平板硫化机（XKLB-25D） 额定表压=145kg/cm2，油缸活塞直径D=160mm，电热板面积=360*360mm，模板最大

材料工程基础实验指导书

班级： 学号： 姓 名：

实验一金相试样制备与组织观察综合实验 实验学时：6h 实验性质：综合性 一、实验目的 1了解金相显微镜的结构及主要零部件的作用；学会正确使用显微镜，提高物像的质量；了解显微镜的维护方法。 2学习金相试样的制备方法；了解金相试样质量对金相分析的影响。 3掌握二元铸态合金的固溶体，共晶（包括亚共晶和过共晶）和包晶组织的特征，能识别这些组织；掌握Fe—C合金平衡和非平衡组织的特征。 二、实验内容 本次实验为综合实验，要求综合运用金相显微镜和各种金相制样设备学会各种不同试样的金相制样要点，并能分析合金尤其是铁碳合金的典型组织。 实验分三阶段进行，首先熟悉金相显微镜的结构、操作方法和维护要求，再进行具体试样的金相试样制备，第三步观察分析常见二元合金和铁碳合金的组织。实验中各阶段每位同学独立完成。通过预习了解显微镜结构、维护要求以及金相制样方法和不同合金的组织特征，写出实验步骤，然后到实验室通过自己的操作体会各个过程。 三、实验仪器、设备及材料 3.1实验仪器、设备 砂轮机、预磨机、抛光机、电吹风、金相显微镜 3.2实验材料试样：铁碳合金试样及有色金属合金试样（用于组织观察）；制备试样材料选用碳 钢。制样材料：砂纸、抛光剂、抛光布、3-4%硝酸酒精、滤纸 四实验原理 4.1 金相显微镜结构与使用 4.1.1成像原理 简单地说，成像原理就是将物像两级放大。如图1—1 所示。物AB 经物镜放大成一倒立的实像 A ′ B′，再经目镜放大成虚像A ″B″。 1）显微镜的放大倍数 显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积： 1 250 M M物?M目 f 物f目 f 物，f 目——物镜和目镜的焦距；l——显微镜的光镜筒长度放大倍数的选择决定于组织的粗细和观察的目的。放大倍数大，则组织清晰，但视域小，不能观察全貌，代表性受局限，放大倍数低，则效果完全相反，如图1-2 所示。在金相分析时，根据需要，往往高、低倍变换使用。

金属的塑性变形与再结晶-材料科学基础学习知识-实验-06

实验六金属的塑性变形与再结晶 （Plastic Deformation and Recrystallization of Metals）实验学时：2 实验类型：综合 前修课程名称：《材料科学导论》 适用专业：材料科学与工程 一、实验目的 1．观察显微镜下变形孪晶与退火孪晶的特征； 2．了解金属经冷加工变形后显微组织及机械性能的变化； 3．讨论冷加工变形度对再结晶后晶粒大小的影响。 二、概述 1．显微镜下的滑移线与变形孪晶 金属受力超过弹性极限后，在金属中将产生塑性变形。金属单晶体变形机理指出，塑性变形的基本方式为：滑移和孪晶两种。 所谓滑移，是晶体在切应力作用下借助于金属薄层沿滑移面相对移动（实质为位错沿滑移面运动）的结果。滑移后在滑移面两侧的晶体位向保持不变。 把抛光的纯铝试样拉伸，试样表面会有变形台阶出现，一组细小的台阶在显微镜下只能观察到一条黑线，即称为滑移带。变形后的显微组织是由许多滑移带（平行的黑线）所组成。

在显微镜下能清楚地看到多晶体变形的特点：① 各晶粒内滑移带的方向不同（因晶粒方位各不相同）；② 各晶粒之间形变程度不均匀，有的晶粒内滑移带多（即变形量大），有的晶粒内滑移带少（即变形量小）；③ 在同一晶粒内，晶粒中心与晶粒边界变形量也不相同，晶粒中心滑移带密，而边界滑移带稀，并可发现在一些变形量大的晶粒内，滑移沿几个系统进行，经常看见双滑移现象（在面心立方晶格情况下很易发现），即两组平行的黑线在晶粒内部交错起来，将晶粒分成许多小块。（注：此类样品制备困难，需要先将样品进行抛光，再进行拉伸，拉伸后立即直接在显微镜下观察；若此时再进行样品的磨光、抛光，滑移带将消失，观察不到。原因是：滑移带是位错滑移现象在金属表面造成的不平整台阶，不是材料内部晶体结构的变化，样品制备过程会造成滑移带的消失。） 另一种变形的方式为孪晶。不易产生滑移的金属，如六方晶系的镉、镁、铍、锌等，或某些金属当其滑移发生困难的时候，在切应力的作用下将发生的另一形式的变形，即晶体的一部分以一定的晶面（孪晶面或双晶面）为对称面，与晶体的另一部分发生对称移动，这种变形方式称为孪晶或双晶。 孪晶的结果是：孪晶面两侧晶体的位向发生变化，呈镜面对称。所以孪晶变形后，由于对光的反射能力不同，在显微镜下能看到较宽的变形痕迹——孪晶带或双晶带。在密排六方结构的锌中，由于其滑移系少，则易以孪晶方式变形，在显微镜下看到变形孪晶呈发亮的竹叶状特征。（注：孪晶是材料内部晶体结构上的变化，样品制备过程不会造成孪晶的消失。） 对体心立方结构的Fe -α，在常温时变形以滑移方式进行；而在0℃以下受冲击载荷时，则以孪晶方式变形；而面心立方结构大多是以滑移方式变形的。 2．变形程度对金属组织和性能的影响

工程材料综合实验报告

工程材料综合实验 1.金相显微镜的构造及使用 2.金相显微试样的制备 3.铁碳合金平衡组织观察 实验目的 1、了解金相显微镜的光学原理和构造，初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显微镜进行显微组织分析。 学习金相试样的制备过程，了解金相显微组织的显示方法。 3、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织，分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系。 实验步骤与过程 金相显微镜的构造及使用 ①．实验原理 由灯泡发出—束光线，经过聚光镜组(一)及反光镜，被会聚在孔径光栏上，然后经过聚光镜组(二)，再度将光线聚集在物镜的后焦面上。最后光线通过物镜，用平行光照明标本，使其表面得到充分均匀的照明。从物体表面散射的成象光线，复经物镜、辅助物镜片(一)、半透反光镜、辅助物镜片(一)、棱镜与半五角棱镜，造成一个物体的放大实象。该象被目镜再次放大。照明部分的光学系统是按照库勒照明原理进行设计的，其优点在于视场照明均匀。用孔径光栏和视场光栏，可改变照明孔径及视场大小，减少有害漫射光，对提高象的衬度有很大好处。

②．主要结构 1．底座组： 底座组是该仪器主要组成部分之一。底座后端装有低压灯泡作为光源，利用灯座孔上面两边斜向布置的两个滚花螺钉，可使灯泡作上下和左右移动；转松压育直纹的偏心圈，灯座就可带着灯泡前后移动，然后转紧偏心圈，灯座就可紧固在灯座孔内。 灯前有聚光镜、反光镜和孔径光栏组成的部件，这织装置仅系照明系统的一部分，其余尚有视场光栏及另外安装在支架上的聚光镜。通过以上一系列透镜及物镜本身的作用，从而使试样表面获得充分均匀的照明。 2.粗微动调焦机构： 粗微动调焦机构采用的足同轴式调焦机构。粗动调焦手轮和微动调焦手轮是安装在粗微动座的两侧，位于仪器下部，高度适宜。观察者双手只需靠在桌上及仪器底座上即可很方便地进行调焦，长时间的使用也不易产生疲劳的感觉。旋转粗动调焦手轮，能使载物台迅速地上升或下降，旋转微动调焦手轮，能使载物台作缓慢的上升或下降，这是物镜精确调焦所必需的。右微动手轮上刻有分度，每小格格值为0．002毫米，估读值为0．001毫米。在右粗动调焦手轮左侧，装有松紧调节手轮，利用摩擦原理，根据载物台负荷轻重，调节手轮的松紧程度(以镜臂不下滑，且粗、微动调焦手轮转动舒适为宜)。这也就解决了仪器长期使用后因磨

材料科学与工程基础实验讲义全

华南农业大学材料与能源学院 现代材料科学与工程基础实验讲义 供材料科学专业本科生使用 胡航 2016-02-30

实验一 金属纳米颗粒的化学法制备 一、实验容与目的 1. 了解并掌握金属纳米颗粒的化学法制备过程并制备Au 或Ag 纳米颗粒。 2. 了解金属纳米颗粒的光学特征。 二、实验原理概述 化学制备法是制备金属纳米微粒的一种重要方法，在基础研究和实际应用中被广泛采用。贵金属纳米颗粒的化学法制备主要有溶胶凝胶法、电镀法、氧化还原法等。其中氧化还原法又包括热分解和辐照分解等。贵金属纳米颗粒具有广泛的应用，如生物医学领域的杀菌，物理化学领域的催化等。本实验以金胶为例介绍交替法制备贵金属纳米颗粒，并以硝酸银在烷基胺中的热分解为例介绍表面活性剂中氧化还原法制备贵金属纳米颗粒。 1. 胶体金属（Au 、Ag ）的成核与生长 总的来说，化学法制备金属纳米粒子都是让还原剂提供电子给溶液中带正电荷的金属离子形成金属原子。如，对于制备胶体金，如果采用柠檬酸三钠作为还原剂，其反应过程如下： 2H O -42223222222Δ HAuCl + HOC(CH )(CO )Au +Cl +CO +HCO H+CO(CH )(CO )+......??→粒子 2. 硝酸银热分解法制备银纳米粒子 热分解法制备金属纳米颗粒原理简单，实验过程易操作。对制备数纳米到数十纳米尺寸围的纳米颗粒有较大优势。硝酸银在烷基胺中加热搅拌可形成澄清透明溶液。温度上升到150~200 °C 时，溶液颜色由浅色到深色快速变化，生成的银纳米颗粒被烷基胺包裹，稳定在溶液中。通过对样品洗涤、离心沉淀，可获得烷基胺包裹的银纳米粒子。 三、实验方法与步骤 （一）实验仪器与材料 硝酸银，柠檬酸三钠，油胺或十八胺，十八烯（ODE ），无水乙醇，配有温度调控和磁力搅拌的油浴加热器，三颈瓶，抽气头，滤膜，温度计套管，10 mL 量筒，分析天平，玻璃滴管，离心管，离心机，电热干燥箱 （二）实验方法与操作步骤

材料工程基础实验指导书汇编

姓名：班级：学号：

实验一 金相试样制备与组织观察综合实验 实验学时：6h 实验性质：综合性 一、实验目的 1 了解金相显微镜的结构及主要零部件的作用；学会正确使用显微镜，提高物像的质量；了解显微镜的维护方法。 2 学习金相试样的制备方法；了解金相试样质量对金相分析的影响。 3 掌握二元铸态合金的固溶体，共晶(包括亚共晶和过共晶)和包晶组织的特征，能识别这些组织；掌握Fe —C 合金平衡和非平衡组织的特征。 二、 实验内容 本次实验为综合实验，要求综合运用金相显微镜和各种金相制样设备学会各种不同试样的金相制样要点，并能分析合金尤其是铁碳合金的典型组织。 实验分三阶段进行，首先熟悉金相显微镜的结构、操作方法和维护要求，再进行具体试样的金相试样制备，第三步观察分析常见二元合金和铁碳合金的组织。实验中各阶段每位同学独立完成。通过预习了解显微镜结构、维护要求以及金相制样方法和不同合金的组织特征，写出实验步骤，然后到实验室通过自己的操作体会各个过程。 三、 实验仪器、设备及材料 3.1实验仪器、设备 砂轮机、预磨机、抛光机、电吹风、金相显微镜 3.2 实验材料 试样：铁碳合金试样及有色金属合金试样（用于组织观察）；制备试样材料选用碳钢。 制样材料：砂纸、抛光剂、抛光布、3-4%硝酸酒精、滤纸 四 实验原理 4.1 金相显微镜结构与使用 4.1.1成像原理 简单地说，成像原理就是将物像两级放大。如图1—1所示。物AB 经物镜放大成一倒立的实像A ′B ′，再经目镜放大成虚像A ″B ″。 1） 显微镜的放大倍数 显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积： 目 物目物f f M M M 2501=?= f 物，f 目——物镜和目镜的焦距；l ——显微镜的光镜筒长度 放大倍数的选择决定于组织的粗细和观察的目的。放大倍数大，则组织清晰，但视域小，不能观察全貌，代表性受局限，放大倍数低，则效果完全相反，如图1-2所示。在金相分析时，根据需要，往往高、低倍变换使用。

金属材料工程综合性设计性实验报告

金属热处理综合性、设计性实验报告课题名称：45号钢正常淬火与回火专业:金属材料工程 班级: 3班 姓名：訾春雨 学号：０9０702４３08 指导教师:马臣

实验地点:佳木斯大学金属材料教研室 实验课题名称:4５号钢的淬火与回火 实验课题目的:对比在不同温度下对４５号钢进行淬火，回火实验。后的组织及其硬度HＲC之间的影响 实验组成员: 组长:陈伟强 组员：訾春雨 霍长亮 孙国威 刘继宗 王晓旭 杨建

一、实验目的 通过选材，测试原材料硬度，设计热处理工艺，进行热处理(淬火，回火)，测试处理后材料硬度，制备金相组织，在显微镜下进行观察。研究组织构成，分析材料成分、性能、热处理工艺组织结构之间的关系。培养综合分析能力。 二.实验设备 砂轮机,火花图谱，热处理中温炉5台，高温炉１台,金相磨抛光机４台,金相显微镜３台,布氏硬度计１台,洛氏硬度计3台,盐水1桶，机油1桶。金属材料试件（5种) 三．实验步骤 1．材料选择： 拟制造零件：拖拉机传动轴、活塞销、收割机刀片、锉刀、滚动轴承等。 根据零件挑选试样,后用砂轮机磨试样，观看活化形貌,对照火花图谱，鉴别材料。 材料牌号判定结果：4５号钢 2．试样力学性能测定: 3．设计热处理工艺: 根据材料牌号,计划用于制造活塞销零件。采用回火工艺,零件硬度要求达到5０-65ＨRC 查表制定热处理工艺。 淬火温度:800℃ 保温时间：t=KD K=1.0min/ｍm D为零件直径t＝1×30=30分钟 淬火介质：水 回火温度：４００℃ 回火时间：240分钟 画出热处理工艺

4．热处理试验: 将淬火炉 炉温升到8００℃ 回火炉 炉温升到４00℃、放入工件，保温６0分后，进行淬火和回火。 5．热处理后材料硬度测试: 用ＨR150洛氏硬度计测量淬火,回火后试样硬度。 测试淬火后硬度值：56.4ＨRC 回火后硬度值：３1．2ＨRC- 6．制备金相试样: 通过磨平、粗磨、抛光、腐蚀与吹干等制样步骤，制备金相试样。(写明过程） 1.取样 用金相切割机或线切割机床截取，切割时要用水冷却，以免试样受热引起组织变化纵向取样,大小通常一般为φ1２×15mm 圆柱体 ２．磨光 目的是得到一个平整光滑的表面。磨光分粗磨和细磨。 粗磨：一般材料可用砂轮机将试样磨面磨平；要倒角倒边。 细磨:目的是消除粗磨留下的划痕，为下一步的抛光作准备，细磨又分为手工细磨和机械细磨。 手工细磨：选用不同粒度的金相砂纸(１８0、240、４00、600、８０0),由粗到细进行磨制。磨时将砂纸放在玻璃板上,手持试样单方向向前推磨，切不可来回磨制，用力均匀，不宜过重。每换一号砂纸时,试样磨面需转90°,与旧划痕垂直，以此类推,直到旧划痕消失为止。试样细磨结束后,用水将试样冲洗干净待抛。 ３．抛光 目的是去除试样磨面上经细磨留下的细微划痕,使试样磨面成为光亮无痕的镜面。此次使用的是机械抛光。 机械抛光在金相抛光机上进行。抛光时，试样磨面应均匀的轻压在抛光盘上。并将试样由中心至边缘移动。并做轻微移动。在抛光过程中要以量少次数多和由中心向外扩展的原则不断加入抛光微粉乳液,抛光应保持适当的湿度,因为太湿降低磨削力，使试样中的硬质相呈现浮雕。湿度太小,由于摩擦生热会使试样生温,使试样产生晦暗现象，其合适的抛光湿度是以提起试样后磨面上的水膜在3~５秒钟内蒸发完为准。 抛光压力不宜

材料科学与工程实验室建设规划

成都理工大学材料与化学化工学院实验室“十二·五”建设规划 系、部、室名称：材料科学与工程 编制日期：2010年3月

一、“十一·五”期间学院实验室建设概况 1、实验室设臵情况 经过多年的建设，目前本学科点基本具备课程实验教学条件，初步建立了材料组成与结构表征、材料加工与制备、材料性能测试等三大类11个专业教学实验室，总面积360m2，各实验室功能及承担教学科研工作具体情况见下表1。 表1 专业实验室设臵情况 2、实验仪器设备投入情况 除学院公用大型仪器设备外，材料科学与工程专业实验室现有设备见附表2。总价值

为2137929元。其中2006-2009年投入占70%左右，约150万元。 3、主要成绩 十一五期间，按照材料科学与工程专业内涵及我校材料科学与工程专业办学特色，构建了材料科学与工程专业实验教学体系，规划和建立了材料组成与结构表征、材料加工与制备、材料性能测试等三大类教学实验室，重点建设了材料制备实验室，材料力学性能实验室，材料显微结构实验室。 材料制备实验室主要购臵了用于无机非金属材料烧成的高温电阻电炉、微波烧结炉、气氛炉，热压烧结炉等，用于金属材料熔制的真空熔炼炉、电阻炉，以及用于金属热处理改性的真空热处理炉、渗碳炉等，基本能满足金属材料工程、无机非金属材料工程教学需要。 材料力学性能实验室主要购臵了液压万能试验机、冲击试验机、蠕变试验机、疲劳试验机、各类硬度仪等设备，基本满足结构材料教学需要。 材料显微结构实验室主要购臵了金相显微镜及金相制备相关设备，可以同时满足一个自然班的教学实验，是十一五期间建设较好的一个实验室。 这些实验室共承担结晶学与矿物学、材料科学基础、材料科学研究方法与测试技术、材料设计与制备、金属学、金属热处理原理与工艺、合金熔炼原理、材料物理性能、材料力学性能，课程设计、现代金相实验技术、材料显微组织与结构实验、特色与创新实验等专业基础和专业综合实验教学课程，同时承担每年约150名专业毕业生的毕业设计、毕业实习教学任务、每年50名左右研究生的教学和科研任务。 十一五期间，依托金刚石薄膜实验室、材料科学与技术研究所及现有专业实验室，承担项国家自然科学基金项目3项、国家科技攻关、科技支撑项目和四川省等省部级项目16项，发表论文100余篇，被3大检索收录40余篇。 总之，较好地完成了上一个五年规划中提出的各项实验室建设任务。 4、教学队伍 专业实验室设有管理人员3名（初级2名、中级1名），专职实验教师1名（热分析实验室），所有实验课程教学完全由专业教师执行。 5、存在的问题 尽管通过多年建设，材料科学与工程专业实验教学平台建设取得了明显成效， 但是随着本科教学模式改革的不断深化，工程化教育理念的不断深入，对本科生工程能力、创新能力要求的不断提高，现有实验室很难满足新的培养方案对于学生实验能力培养的要求，存在突出问题主要表现在以下几个方面：

材料工程基础实验指导书

材料工程基础实验指导书王连琪郑洁徐兴文 材料科学与工程学院

《材料成形工艺》介绍了铸造、锻压、焊接专业等方面的知识，为配合教材达到教学与实际相结合的目的，使学生能理性认识材料成形的方法，拟定了铸造、锻压、焊接实验。 一铸造性能实验 实验1 铸造合金流动性的测定 1.1 实验目的： 1）测定铸造合金成分对该合金流动性的影响。 2）测定浇注温度对该合金流动性的影响。 1.2 实验的基本原理 流动性是铸造合金的重要性能之一，它对铸件质量有较大的影响；如补缩、冷隔、浇不足等。为了获得优质铸件就必须对流动性加以研究。 铸造合金流动性的定义为液态金属本身充满铸型的能力，它与合金的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 合金的流动性与合金的充型能力是两个概念。合金的充型能力是液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。由于影响液态金属充型能力的因素很多，很难对各种合金在不同铸造条件下的充型能力进行比较。所以，常常用固定条件下所测得的合金流动性来表示合金的充型能力。 1.3 实验合金与试样 1）纯铝和铸铝102。 2）试样—取一箱一件螺旋形试样如图1.1 通过实验研究成分对流动性的影响。取纯Al和ZL102合金在相同温度下浇注螺旋形试样，进行比较。在实验时，要求铸型相同（透气性、紧实度等）和过热温度相同条件下进行比较。 研究温度对合金流动性的影响，纯Al和ZL102合金分别在不同温度下浇注螺旋形式样，比较螺旋式样的长度。 1.4 实验设备与材料 1）熔化设备：坩埚电阻炉两台或感应电炉石墨坩埚两个 2）合金材料：工业纯Al 铸铝102 3）铸型：三副模板、三副砂箱、造型型砂及制型工具 4）热电偶（镍铬-镍硅）两支及毫伏表 5）去气剂：氯化锌

复材综合实验报告

本科实验报告 课程名称： 复合材料工程综合实验 姓 名： 贾高洪 专业班级 复材1301 学 号： 130690101 指导教师： 母静波、侯俊先、王光硕 2016年 5 月 27 日 装备制造学院实验报告 课程名称：__复合材料工程综合实验__________指导老师：实验名称： 手糊成型工艺实验 实验类型：_____操作实验_ 同组学生姓名：_____ _____ 一、实验目的和要求 1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧； 2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡； 3.进一步理解不饱和聚酯树脂、脱模剂和胶衣树脂配方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意义。 二、实验内容和原理 实验内容： 1.根据具体条件设计一种切实可行的制品（脸盆、垃圾桶）。 2.制品约为3mm ～4mm 厚，形状自定。 3.按制品要求剪裁玻璃布、毡。

4.手糊工艺操作，贴制作人标签。 5.固化后修毛边，如有可能还可装饰美化。 6.对自己手糊制品进行树脂含量测定。 实验原理： 手糊成型是最早使用的一种工艺方法。随着坡璃钢工业的迅速发展，尽管新的成型工艺不断涌现，但由于手糊成型具有投资少；无需复杂的专用设备和专门技术；可根据产品设计要求合理布置增强材料的材质、数量和方向，可以局部随意加强；不受产品几何形状和尺寸限制，适合于大型产品和批量不大的产品的生产等特点，至于仍被国外普遍采用，在各国玻璃钢工业生厂中仍占有工要地位。象我国这样人口众多的国家，在相当长的一段时间内，手糊成型仍将是发展玻璃钢工业的一种主要成型方法。 不饱和聚酯树脂中的苯乙烯既是稀释剂又是交联剂，在固化过程中不放出小分子，手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂作为基体。模具结构形式大致分为阴模、阳模、对模三种。 阴模可使产品获得光滑的外表面，因此适用于产品外表面要求较光，几何尺寸较准确的产品，如汽车车身、船体等。阳模能使产品获得光滑的内表面，适用于内表几何尺寸要求较严的制品，如浴缸、电镀槽等。 脱模材料是玻璃钢成型中重要的辅助材料之一，如果选用不当，不仅会给施工带来困难，而且会使产品及模具受到损坏。脱模材料的品种很多，而且又因选用的粘接剂不同而各有所别。常用的脱模剂可归纳为三大类：即薄膜型脱模材料、混合溶液型脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。薄膜型脱模材料有：玻璃纸、聚酯薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜等等。本次实验我们选用聚乙烯醇做脱模剂。 本实验利用手糊工艺制备简单的玻璃纤维增强聚合物基复合材料制件。常温常压固化。 三、主要仪器设备 管式炉：差示扫描量热仪 仪器型号：OTF-1200X 生产厂商：合肥科晶材料技术有限公司 1.手糊工具：辊子、毛刷、刮刀、剪刀。 2.玻璃纤维布、毡，不饱和聚酯树脂，引发剂，促进剂，塑料盆，塑料桶。 四、操作方法和实验步骤 （1）配制脱模剂：聚乙烯醇8克溶解于64克水，在缓慢的加入64克乙醇。 （2）按制件形状和大小裁剪玻璃布或毡备用。 （3）在模具表面均匀连续的用纱布涂上一层聚乙烯醇溶液，脱模剂完全干透后，应随即上胶衣或进

《材料科学基础》-实验报告###

实验报告 实验课程：材料科学基础 学生姓名： 学号： 专业班级： 年月日

实验一浇注和凝固条件对铸锭组织的影响 一、实验目的 1. 研究金属注定的正常组织。 2. 讨论浇注和凝固条件对铸锭组织的影响。 3. 初步掌握宏观分析方法。 二、实验内容说明 金属铸锭（件）的组织一般分为三个区域：最外层的细等轴晶区，中间的柱状晶区和心部的粗等轴晶区。最外层的细等轴晶区由于厚度太薄，对铸锭（件）的性能影响不大；铸锭中间柱状晶区和心部的粗等轴晶区在生产上有较重要的意义，因此认为地控制和改变这两个区域的相对厚度，使之有利于实际产品，有很大意义。 铸锭的组织（晶区的数目、相对厚度、晶粒形状的大小等）除与金属材料的性质有关外，还受浇注和凝固条件的影响。因此当给定某种金属材料时，可借变更铸锭的浇注凝固条件来改变三晶区的大小和晶粒的粗细，从而获得不同的性能。 本实验是通过对不同的锭模材料、模壁厚度、模壁温度、浇注温度及用变质处理和振动等方法浇注成的铝锭的宏观组织的观察，对铸锭的组织形成和影响因素进行初步的探讨，并对金属研究中经常要采用的宏观分析方法进行一次初步的实践。 本实验用以观察的铸锭样品浇注和凝固条件如后表： 三、实验步骤 1. 教师介绍金属宏观分析方法，讲解各样品浇注和凝固条件。 2. 学员轮流观察各种样品，结合已知的浇注和凝固条件分析各样品宏观组织的形成过程。 3. 描述所观察到的各样品的宏观组织。 四、实验报告要求 1. 叙述浇注正常组织的形成过程。 2. 逐一描绘各试样的宏观组织图，分析浇注和凝固条件对铸锭（件）组织的影响。 五、思考题 1. 简述宏观组织的特点及分析方法。

建筑材料综合实训报告

建筑材料综合实训报告 去

建筑材料综合实训报告 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 二〇一一年十二月

目录 1、综合实训的目的 (3) 2、工程资料 (3) 3、实训安排及要求 (3) 4、实训内容 (4) 4.1材料的检测 (4) 水泥检测报告 (5) 水泥检测委托单 (6) 水泥检测原始记录 (7) 砂检测报告 (8) 砂检测委托单 (9) 砂检测原始记录 (10) 石子检测报告 (11) 石子检测委托单 (12) 石子检测原始记录 (13) 4.2混凝土的配合比设计 (14) 混凝土初步配合比计算依据 (14) 混凝土初步配合比计算过程 (14) 4.3混凝土的试拌与调整 (16) 混凝土配合比设计原始记录 (16) 混凝土配合比设计检测报告 (18) 混凝土配合比设计委托单 (19) 5、实训收获、意见与建议 (20)

6、实训参考资料 (21)

1、综合实训的目的 《工程材料》是一门实践性比较强的基础课程，重点在于培养学生的实践动手能力，为今后学生走上工作岗位，打下实践操作基础。本次实训的目的为： 1）巩固《工程材料》课程中有关章节的知识，掌握不同建筑材料的实验原理，方法和步骤，提高学生的实际动手能力，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 2）按照材料检测实际工作过程，让学生练习常用建筑材料的检验委托、试验、试验结果分析、报告的编制与审核、试验报告的发放等整个过程，培养学生的实际工作能力，以便学生将来毕业后即可顶岗工作。 3）培养学生实事求是，一丝不苟的科学态度和扎实的工作作风。 4）培养学生吃苦耐劳的品格。 2、实际工程资料 3、实训的时间及要求

“材料工程基础综合实验”——教学大纲

北京工业大学 “材料工程基础综合实验”——教学大纲 英文名称：Systematic Experiment on Fundamental of Materials Engineering 课程编号：***** 课程类型：学科基础必修课 学时：64 学分：2.0 适用对象：材料类本科生 先修课程：大学物理、材料科学基础、材料工程基础、材料性能学、材料现代分析方法 使用教材及参考书： [1] 许并社，材料工程基础综合实验指导书，北京工业大学出版社，2010 [2] 张廷楷、高家诚、冯大碧，金属学及热处理实验指导书，重庆大学出版社，1998 [3] 葛春霖、盖雨聆，机械工程材料及材料成型技术基础实验指导书，冶金工业 出版社，2001 [4] 王祥生，铸造实验技术，东南大学出版社，1990 [5] 吕立华，金属塑性变化与轧制原理，化学工业出版社，2007 [6] 刘军、佘正国，粉末冶金与陶瓷成型技术，化学工业出版社，2005 [7] 果世驹，粉末烧结理论，冶金工业出版社，1998 [8] 廖寄乔，粉体材料科学与工程实验技术原理及应用，中南大学出版社，2001 [9] 刘新年、赵彦钊，玻璃工艺综合实验，化学工业出版社，2005 [10] 赵彦钊、殷海荣，玻璃工艺学，化学工业出版社，2006 [11] 张文钺，焊接工艺与失效分析，机械工业出版社，1989 [12] 吴林，焊接手册/ 第1卷/ 焊接方法及设备，机械工业出版社，2001 [13] 左铁镛、聂祚仁，环境材料基础，科学出版社，2003 [14] 聂祚仁，生态环境材料学，机械工业出版社，2004 一、课程性质、目的和任务

《材料工程基础综合实验》是面向北京工业大学材料学院三年级本科生开设的专业基础必修课。课程内容以学生的创新能力及环境友好意识的培养为核心，目的是提高学生的实践能力、知识运用能力及团队合作能力，培养综合能力强、具有环境责任感的人才。为此，以材料四要素（成分、制备加工、组织及性能）为主线，结合我院在国内外具有广泛影响的特色优势学科（环境材料）的重要科研成果--自行研发的材料环境评估系统，开设了六类综合实验。本门课程属于实验教学类课程，集中安排在两周之内完成，共64学时。 实践教学内容 实践教学地点在北京工业大学材料学院中的各个实验中心、实践教学基地内进行，主要包括了新材料开发中心、药芯焊丝生产中心、材料分析中心、材料力性检测室、焊接实验室、轧制实验室、高分子材料研究室及环境材料评价中心。主要内容是进行金属材料、无机非金属材料、高分子材料等典型材料的生产加工过程实验。通过实践教学，使学生认识到材料四要素中“合成与加工”与“成分结构”、“性质与使用性能”各要素间的关系，强化课堂教学内容。此外通过环境评价了解材料生产的环境负荷主要环节，并提出降低其环境负荷的方法和途径，培养学生的环境意识和作为材料科学工作者的环境责任。 理论教学内容 主要讲解材料四要素之间的内在联系，将课程的宏观结构及内容大纲进行介绍。系统地讲解本课程的基本理论、基本方法、主要实验内容及与所学课程的关系。 二、课程教学内容及要求 材料工程基础综合实验绪论（4学时） 综合实验一铝合金制备、加工及改性（10学时） 1.1 铝合金的熔炼、铸锭与固溶-时效处理实验（3学时） 1.2 铝合金轧制工艺实验（3学时） 1.3 铝合金铸锭、轧制、改性的金相组织的检验及力学性能实验（4学时）综合实验二铝材料及其产品的环境协调性评价（3学时） 2.1 铝合金材料制备工艺流程（0.5学时） 2.2 功能单位的数据收集与计算（1学时） 2.3 清单分析，材料环境影响评价（1学时）

含孔复合材料实验相关

开孔对平纹编织C/SiC 陶瓷基复合材料力学行为的影响 1.试样与实验过程 实验所用平纹编织C/Si复合材料试样有西北工业大学超高温复合材料实验室采用化学气相渗透（CVI）工艺制造，其主要组分为T2300碳纤维和Si基体。材料密度大约为2.1~2.2g/cm3，孔隙体积分数约15%，基体体积分数40%。平纹编织C/Si复合材料板加工成型后，用金刚石线切割机将其切割成狗骨状试样，在其中心钻出半径为3mm的通孔，试样如图所示（mm） （图画好） 开孔试样的拉伸,压缩和疲劳实验均在MTS810液压伺服疲劳试验机上进行。拉伸和压缩实验采用位移控制加载，加载速率为0.5mm/min，载荷从零开始直至试样断裂。通过拉伸实验，确定疲劳实验峰值应力取值范围，单向等幅疲劳实验采用位移控制加载，加载速率为0.6mm/min，应力比和加载频率分别取0.1和10Hz。实验中利用MTS Model632引申全程记录应力应变曲线。 2.实验结果与分析 开孔试样的拉压应力—应变曲线为非线性过程，在低应力时就出现损伤。压缩过程开始阶段呈线弹性，当应力增加到裂纹闭合点（Crack Clo2 sure Point）后，由于基体裂纹闭合引起材料宏观模量增加，开始出现非线性过程，直至试样断裂破坏。 根据拉伸实验结果确定开孔试样的极限拉伸强度（Ultimate Tension Strength，UTS）为233.2Mpa。

表1为开孔试样的，拉伸，压缩和疲劳性能，可看出，开孔使平纹编织C/Si陶瓷基复合材料的性能有一定程度降低。拉伸强度和破坏应变分别降低了12.2%和54.9%，压缩强度和破坏应变分别降低了12.2%和54.9%，拉破坏应变降低的程度比较大，说明开孔使试样的韧性降低。

材料科学基础实验课程教学大纲(实验课程类)

材料科学基础实验课程教学大纲（实验课程类） 课程名称：材料科学基础实验 英文名称：Material Science Foundation Experiments 课程编号：1200303 面向专业：材料类各专业(金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先进材料及成形) 学时学分：3周3学分 本大纲主撰人：王仕勤、庞超明（Tel：52090661，E—mail: wsqwyd@https://www.wendangku.net/doc/e516829726.html,） 一、课程作用和具体目标 本实验课程面向全院材料类各专业（包括金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先进材料及成形）学生开设，着重加强与“材料科学基础”课程相关的基本知识、基本理论、基本方法的学习和训练，它是“材料科学基础”课程中的重要环节。通过实验使学生进一步掌握材料晶体学基础理论；掌握相图的基本构成和应用；了解晶体缺陷对形变行为的作用；初步掌握材料实验的主要方法和操作技术，并能对测试结果进行综合评定。从而初步掌握材料研究的基本手段与方法，包括宏观分析方法与微观分析方法。使学生在实验技能和动手能力方面得到系统的训练，以培养从事科研活动严谨的工作作风，培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，提高学生的科研动手能力，为后续课程教学和实验教学打下坚实的基础。

三、教学管理模式与注意事项 1、学生必须完成全部“必做实验”。在此基础上，可根据自己的兴趣爱好、能力强弱和 时间多少，进行“选做实验”。 2、学生在实验前必须认真预习实验指导书等相关内容。教师在实验前作必要的讲解和辅 导。 3、学生应严格遵守实验室规章制度和安全规范，确保安全。 四、设备及器材配置 1、制样设备：砂轮机、切割机、镶嵌机、水磨机、抛光机、电解抛光仪等。 2、加热、温控及加工设备：热处理炉、坩埚电炉、烘箱、温度控制仪、离心机、小型轧 机、大型轧机等。 3、分析测试设备：拉伸机、抗折试验机、抗压试验机、硬度计、体视显微镜、金相显微 镜、荧光显微镜、反光显微镜、偏光显微镜、混凝土气孔分析显微镜。放大机、数码相机、计算机、打印机、分析天平、酸碱滴定管、U型管界面移动电泳仪、离心分离机、李氏瓶、稠度仪、试模、勃氏比表面仪、套筛、沥青延度仪、沥青软化点仪、不透水仪、沥青针入度计、直流稳压电源、水泥水化热测定仪等。 4、各种耗材若干 五、考核与成绩评定 1、采用实验出勤情况、实验报告完成情况以及笔试考试情况综合考核。 2、成绩评定采用优秀、良好、中等、及格、不及格五档评定。(相应于百分制为：大于 等于90、80～89、70～79、60～69、小于60)。出勤情况占10％，实验报告占40％，笔试成绩占50%。 六、教材与参考资料 1、王仕勤、庞超明等材料科学基础实验. 南京：东南大学讲义，2006.6 2、秦鸿根编建筑材料试验指导书. 南京：东南大学讲义，2003.10 3、伍洪标主编无机非金属材料试验. 化学工业出版社，2002.6 4、硅酸盐物理化学实验指导书，南京：东南大学讲义