《工程材料》实验教学大纲.docx

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1、工程材料实验教学大纲一、课程的基本信息课程编号：实验类型：课内实验学 时：8 （其中：实验学时：8考试学时：（）学 分：2.5开课单位：光电系适用专业：光电系所有专业先修课程：工程力学、材料力学二、实验教学目的与基本要求1、实验教学的目的：工程材料是机械类专业的一门技术基础课程，而工程材料实验是其配套的极为 重要的实践环节。实验不仅可使学生通过实践来验证和加深课堂基本理论，而且对培养 学生严肃认真工作作风、实事求是的科学态度有着十分重要的作用。2、实验教学的基本要求：1、学会观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织；了解铁碳合金中的相及组 织组成物的本质、形态和分布特征。了解金相显微镜的基本原

2、理、构造及使用方法；金 相试样的制备方法。2、在钢的热处理方面，熟悉钢的几种基本热处理操作（退火、正火、淬火、回火 等）；了解成分、加热温度、冷却速度等因素对碳钢热处理后硬度的影响。学会布氏、 洛氏硬度计的使用方法。3、在合金钢、有色金属显微组织观察方面，观察常用合金钢和有色金属的显微组 织；分析上述金属材料成分一热处理一组织一性能的关系及应用。三、实验课程教学内容和学时分配（一）实验学时分配序 号实验项目名称实验类别实验性质学时人/组验证综合设计必做选做1铁碳合金平衡组织分析V218-222钢的热处理及热处理后的金相 组织观察218-223硬度计的使用V218-224常用工程材料的金相组织观

3、察V218-22（二）实验内容实验一：铁碳合金平衡组织分析实验目的和要求：（1）了解铁碳合金中的相和组织组成物的形态及分布特征。（2）观察和分析不同成分的铁碳合金在平衡状态下的显微组织。（3）掌握铁碳合金成分与组织变化的关系和规律，能够根据显微组织的特征估算 亚共析钢中碳的质量分数。（4）熟悉金相显微镜的结构与使用。（5） 了解金相试样的制备实验内容：（1）根据观察要求选配物镜和目镜，并安装到相应位置。（2）将显微镜照明系统的电源插入低压变压器插孔中，接通电源。（3）将金相试样放在载物台中心，如需要固定应当用载物台上的固定装置进行固 定。（4）进行调焦。调焦过程是首先通过粗动调焦机构使试样与物

4、镜之间达到一定成 像的距离（物镜与试样不能接触），然后通过微动调焦机构进一步精确调焦，使成像达到 最佳。（5）根据观察试样的要求，适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最好的物像效 果。（6）将要观察的试样20,45,T8,T12,并画出要求的试样的显微组织。主要实验仪器与器材：金相显微镜、试样20, 45, T8, T12实验二：钢的热处理及热处理后的金相组织观察实验目的和要求：（1）熟悉碳钢热处理的基本操作：退火、正火、淬火、回火。（2） 了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能（硬度） 的影响。（3）观察碳钢热处理后的显微组织。实验内容：1）介绍电炉、金相显微镜、抛光机

5、的使用方法及安全注意事项。（2）取一组45或DO钢试样（共7块，其中一块退火试样已提前备好）。（3）将试样放入箱式电炉中加热至一定温度（45钢为860 ； T10为780）,保 温时间为10分钟。（4） 2人一组，分别进行水冷（4块）、油冷（1块）、空冷（1块）操作。（5）将水冷试样取出3块分别放入200 C、400 、600 的炉火中回火，保温 时间为30分钟。（6）热处理后的试样依次用砂纸进行粗磨去两端氧化皮，经过抛光、腐蚀后观察表 3-6中45钢的显微组织。主要实验仪器与器材：电炉、金相显微镜、抛光机、45或口0钢试样共7块、砂纸、冷却水、冷却油等。实验三：硬度计的使用实验目的和要求：（

6、1） 熟悉布洛维三用硬度计的原理、构造。（2） 学会布洛维三用硬度计的使用o实验内容：（3） 学习布洛维三用硬度计的使用。（2） 测量实验2中热处理试样的布氏与洛氏硬度值，并将洛氏硬度值换算成布氏硬度值。主要实验仪器与器材：布洛维三用硬度计，砂纸、45钢、GCrl5钢、T10钢。实验四：常用工程材料的金相组织观察实验目的和要求：（1）观察了解碳钢几种典型金属热处理后的显微组织特点。（2） 了解合金钢、有色合金的金相组织及特征。（3）分析上述材料的金相组织与性能的关系。实验内容：观察下表里的试样显微组织序号材料热处理工艺显微组织1T12780C水淬M+ A残+Cm粒2T12780C水淬+200C

7、回火M回+ A残+Cm3T10球化退火F+ Cm 粒440Cr调质处理回火索氏体5GCrl5840c油淬+200回火M回+A残+碳化物620Cr淬火板条状马氏体7W18Cr4V1280油淬M+ A残+粒状碳化物8W18Cr4V油淬+560三次回火M回+粒状碳化物9!Crl8Ni9Ti固溶处理A主要实验仪器与器材：金相显微镜、T12、T10、40Cr GCrl5. 20Cr、W18Cr4V lCr18Ni9Ti五、考核方式与成绩评定1、考核方式：实际操作与实验报告完成情况相结合给出实验成绩。2、成绩评定：每个实验项目按四个方面考核，实验预习（占15%）、实验操作（占55%）、实验 报告（占20%

8、）,实验纪律（占10%）。实验课考核成绩为平时成绩占70% （预习占10%、考勤20%. 记录20以操作50%）和实验报告占30%：每次实验成绩;平时成绩+实验报告，实验总评成绩;每次 实验成绩叠加总和+实验次数，每缺少一次实验报告，总评成绩向下浮动10分；实验课成绩占课 程总成绩的比例10%计入课程期末成绩中。期末总评成绩为各实验项目的分数按照课时进行加权平均。其中：预习成绩：上课铃响之后，实验教师在实验室中巡视，检查学生的预习报告，并当场给出预 习分数，如有学生迟到，则酌情扣分；若迟到超过20分钟，则取消其本次实验资格。操作成绩：教师讲课结束后在实验室中巡回指导，考核学生的操作情况，对思维

9、敏捷、操作 灵巧、有创造性的，独立完成实验全过程的学生，则给出较好的操作分数；而对于操作不认真，抄 袭别人数据的学生则酌情扣分。报告成绩：实验结束后，批改学生的实验报告，给出实验报告成绩；实验报告的关注点包括 实验的原始数据、数据的分析及处理、回答预习思考题，实验总结等。要求书写整洁、文字符号规 范等。（4）实验纪律：考核学生的出勤率、对仪器设备的爱护、对实验室环境卫生的维护等。补考办法：总评成绩不及格的学生，必须重修实验课，可以下一年在教务系统中自行选课，然 后自选时间到实验室做实验（跟随下一年级的学生），并将实验报告交给指导老师。重修所有的实验项目之后能够而且仅能够获得及格的成绩。六、实验

10、教材或讲义、参考书实验教材或讲义：工程材料习题与辅导实验讲义：自编教材：工程材料，朱张校主编，清华大学出版社，2009年9月第四版。参考书：1、金属学与热处理，崔忠圻，机械工业出版社，1988。2、机械工程材料，王适炎，机械工业出版社，2004o七、实验大纲编写必要的说明（1）预习成绩：上课铃响之后，实验教师在实验室中巡视，检查学生的预习报告，并当场给出预 习分数，如有学生迟到，则酌情扣分；若迟到超过20分钟，则取消其本次实验资格。操作成绩：教师讲课结束后在实验室中巡回指导，了解学生的操作情况，若发现思维敏捷、 操作灵巧、有创造性的学生，则给出实验操作分数；也可以对实验完成最早的一批学生进行特别考 查，如果发现对实验理解比较深刻的，给出实验操作分数，为区分真正优秀的学生并控制教师的工 作强度，有1/5左右的学生能够获得操作成绩，其余表现普通的学生则不再给出操作过程分数。报告成绩：实验结束后，批改学生的实验报告，给出实验报告成绩；实验报告的关注点包括 实验的原始数据、数据的分析、书写整洁度、文字符号的规范性等。然后将预习、操作、报告三部 分成绩相加，得出本次实验的总分数。执笔人签字：教研室主任签字：教学主任签字：制订日期：年 月 日