材料实验学实验教学大纲

材料实验学实验教学大纲01．教学单位名称：材料科学与工程学院02．实验中心名称：金属材料实验教学中心03．课程名称：材料实验学04．课程代码：00305．课程类别：学科基础课06．课程性质：必修07．课程学时：20学时，其中含实验16学时08．课程学分：109．面向专业：材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程10．实验课程的教学任务和教学要求教学任务：材料实验学是材料专业的必修课。通过实验教学，主要任务是配合材料科学基础课程的理论学习，使学生巩固所学理论知识，进一步加深所学理论知识的理解；掌握基本实验研究方法，掌握常用实验仪器的使用与操作；培养学生动手能力、观察分析问题的能力，使学生成为创新型的大学生。教学要求：从实验理论上：金相试样制备、显微分析的方法与步骤、宏观分析方法及宏观组织缺陷、识别钢铁材料的基本组织，包括铁素体、珠光体、碳化物及莱氏体等组织形态特点；金属塑性变形与回复再结晶机理和特点；铁碳合金的热处理原理。从实验教学上：（1）熟练掌握显微镜使用方法；（2）学会能独立制备金相显微样品—包括样品的取样处理、磨制关键点、腐蚀的要点；（3）掌握宏观分析方法，从中学会从取样到腐蚀处理样品表面、观察，最后分析问题所在；（4）观察铁碳合金的组织特点及掌握硬度测试方法；（5）金属塑性变形与回复再结晶后组织特点，学会拉伸、退火操作、腐蚀样品显示晶粒方法；（6）铁碳合金的热处理后组织及性能的特点，提高学生的综合动手能力。从学生实验能力的培养：能够独立制备各种要求的金相试样及组织观察；显微摄影方法的操作动手能力；学会处理实际中的金相组织问题分析方法。11．学生应掌握的实验技术及实验能力（1）金相显微试样的制备综合实验技术；（2）金相显微组织分析技术；（3）金属宏观组织分析实验能力；（4）金属微观组织及性能分析实验能力。12．开设实验项目（1）显微分析1）对所观察的样品进行观察；2）观察10钢显微组织，画显微组织示意图；3）制备金相试样：每人制备一块合格的材料显微试样。（2）宏观组织检验与断口分析1）试样制备；2）宏观分析的酸蚀检验的原理：酸蚀检验属于电化学腐蚀;3）断口的形貌特征；4）裂纹源位置及扩张方向的判定。（3）塑性变形与再结晶1）纯铝片进行拉伸并退火，然后进行浸蚀，并测定晶粒大小；2）讨论分析实验结果。（4）铁碳合金平衡组织观察及硬度的测试1）观察分析典型铁碳合金的平衡组织及形态特征，画显微组织示意图；2）熟悉布氏硬度计和洛氏硬度计的原理和正确使用，测定退火钢的硬度。3）讨论分析实验结果。（5）碳钢及合金钢的热处理及组织分析1）对碳钢及合金钢进行热处理，并磨制试样；2）测定淬火及回火后的硬度；3）碳钢热处理后的显微组织观察；4）讨论分析实验结果。开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月00301显微分析综合性必做2100302宏观组织检验与断口分析综合性必做4100303塑性变形与再结晶综合性必做4100304铁碳合金平衡组织观察及硬度的测试验证性必做2100305碳钢及合金钢的热处理及组织分析综合性必做4113．实验教材或指导书或主要参考资料（1）王健安，《金属学与热处理》，机械工业出版社，1994年。14．考核要求、考核方式及成绩评定标准考核要求：实验前要求学生预习实验指导书，写预习报告，由指导教师讲解实验原理、方法、内容及仪器操作规程等；学生独立完成实验内容和报告，报告要完整。考核方式：考查。根据学生实验完成的具体情况和实验报告撰写情况，学生成绩采用百分制。成绩评定标准：全面考核参加实验的积极性、主动性、出勤情况，实验原理、相关知识和实验技能掌握程度，实验及数据记录的完整性等；实验报告完整、规范、清楚等。学生对未提交实验报告五分之一以上，或缺做实验项目五分之一以上者，取消实验课成绩，成绩不及格。实际技能掌握和试验任务及实验报告完成情况：成绩考核内容一览表序号内容要求成绩占比%1实验预习预习报告；52实验目的正确全面；53实验原理实验原理阐述正确，完整；254实验过程、材料设备叙述正确全面；105实验结果分析实验数据为原始数据，数据处理及讨论分析正确；406实验思考题实验思考题回答全面准确；107实验报告质量实验报告规范，字迹工整，图表齐全。5

材料实验学(003)实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称材料实验学2课程编号0033实验项目名称显微分析4实验项目编号003015网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的1.熟悉金相分析方法，能独立使用金相显微镜；2.掌握显微镜的结构及操作规范；3.学会并能独立制备金相样品；4.掌握金相显微摄影技术。10实验内容1.观察10钢显微组织，画显微组织示意图；2.制备金相试样：每人制备一块合格的材料显微试样。11实验原理1.金相显微镜的结构特点及操作规程；2.显微试样制备过程及组织显示。12实验类型1.演示性□；2.验证性□；3.eq\o\ac(□,√)；4.设计性□；5.研究性□。13实验者层次本科生14实验仪器设备数码显微镜，蔡司显微镜，奥林巴斯显微镜，金相试样抛光机，金相试样预磨机，金相试样切割机，金相试样磨平机，多媒体15实验套数1516开出时间17教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号21实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆419，429，430，23一次性材料品名相样品30个，砂纸150张，抛光液1瓶，棉花1包，化学纯硝酸8ml，无水乙醇1瓶24一次性材料60元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程

材料实验学(003)实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称材料实验学2课程编号0033实验项目名称宏观组织检验与断口分析4实验项目编号003025网络实验06每组人数17计划学时数48实验性质必做9实验目的1.掌握金属的宏观组织检验分析的基本方法，并学会非金属夹杂物的鉴别方法；2.掌握各种碳钢宏观组织缺陷特点。10实验内容1.通过实验教学能制备宏观样品并进行观察；2.掌握非金属夹杂物的鉴别方法；3.用贴印法观察偏析的分布。11实验原理1.试样制备；2.宏观分析的酸蚀检验的原理：酸蚀检验属于电化学腐蚀；3.断口的形貌特征；4.裂纹源位置及扩张方向的判定。12实验类型1.演示性□；2.验证性□；3.综合性eq\o\ac(□,√)；4.设计性□；5.研究性□。13实验者层次本科生14实验仪器设备上光机，蔡司显微镜，奥林巴斯显微镜，数码显微镜，体视显微镜，抛光机，吹风机15实验套数316开出时间17教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号21实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆419，429，43023一次性材料品名砂纸60张，相纸5张，化学纯硫酸50ml，无水乙醇1瓶，定影粉8袋24一次性材料20元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程

材料实验学(003)实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称材料实验学2课程编号0033实验项目名称塑性变形与再结晶4实验项目编号003035网络实验06每组人数17计划学时数48实验性质必做9实验目的1.了解金属的再结晶现象；2.再结晶后晶粒大小与变形度及加热温度之间的关系。10实验内容1.纯铝片进行拉伸并退火，然后进行浸蚀，并测定晶粒大小；2.讨论分析实验结果。11实验原理金属材料在外力作用下，当应力超过金属的弹性极限时金属所发生的变形为塑性变形；冷变形后必然导致组织及性能要变化，经再结晶退火后组织及性能又发生了变化，即回复、再结晶、晶粒长大过程。12实验类型eq\o\ac(□,√)13实验者层次本科生14实验仪器设备微机控制电子万能拉伸机1台，热处理电炉2台，投影仪，体视显微镜15实验套数116开出时间17教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号21实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆419，429，442，12023一次性材料品名纯铝片（150mm×1mm×1mm）1个，化学纯盐酸500ml，化学纯硝酸500ml，无水乙醇250ml，氢氧化钠40g24一次性材料60元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程

材料实验学(003)实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称材料实验学2课程编号0033实验项目名称铁碳合金平衡组织观察及硬度的测试4实验项目编号003045网络实验06每组人数17计划学时数18实验性质必做9实验目的1.能识别铁碳合金平衡组织形态特点；2.加深理解铁碳合金的含碳量与组织之间相互关系；3.掌握各种硬度计的使用的测试方法；验证含碳量对退火钢硬度的影响关系。10实验内容1.观察典型铁碳合金的平衡组织及形态特征，画显微组织示意图；2.熟悉各种硬度计的原理和正确使用，测定退火钢的硬度；3.讨论分析实验结果。11实验原理铁碳合金平衡相图是指在一定温度、一定成分和一定压力下合金处于最稳定状态的组织。硬度是金属材料表面在接触应力作用下抵抗局部塑性变形的一种能力。12实验类型eq\o\ac(□,√)13实验者层次本科生14实验仪器设备数码显微镜，蔡司显微镜，奥林巴斯显微镜，硬度计15实验套数1516开出时间20417教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号21实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆419，，43023一次性材料品名硬度试样10个，化学纯硝酸10ml，化学纯盐酸10ml，苦味酸5g，乙醇0.5瓶24一次性材料20元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程

材料实验学(003)实验项目卡5No字段名填写内容1课程名称材料实验学2课程编号0033实验项目名称碳钢及合金钢的热处理及组织分析4实验项目编号003055网络实验06每组人数17计划学时数48实验性质必做9实验目的1.了解及掌握钢的淬火、回火工艺及操作方法；2.通过实验掌握淬火加热温度，冷却介质，回火温度和含碳量对淬火、回火的组织及性能的影响；3.掌握碳钢热处理后的显微组织，熟悉硬度计的使用。10实验内容1.对碳钢及合金钢进行热处理；2.测定淬火及回火后的硬度；3.碳钢热处理后的显微组织观察；4.讨论分析试验结果。11实验原理热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能的潜在力的重要手段；热处理能改变金属材料的性能，是因为它在一个过程发生了内部的结构的变化。12实验类型eq\o\