固态相变原理实验教学大纲

固态相变原理实验教学大纲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：固态相变原理*04．课程代码：43230105．课程类别：学科基础课06．课程性质：选修（限选）07．课程学时：48学时，其中含实验8学时08．课程学分：309．面向专业：材料科学与工程（金属材料工程模块）10．实验课程的教学任务和教学要求《固态相变原理》实验课程的教学任务：《固态相变原理》课程是金属材料专业非常重要的一门专业课，与工程实际结合较为紧密，实验教学是本课程的重要环节。通过实验教学，使学生能够把各个知识点关联起来认识和学习，掌握知识点的综合应用能力，基本掌握各种材料制备工艺过程的物理化学基础和研究方法，基本掌握常用仪器设备的使用与操作，能够对实验数据进行计算处理与分析，并能够撰写正确规范的预习报告和实验报告。教学要求：掌握奥氏体晶粒度显示和测试方法；学会观察分析典型的珠光体、马氏体和贝氏体显微组织的形貌特征；了解热处理工艺对材料组织和性能的影响，理解金属材料的材料-成分-组织-性能间的相互关系。教学目的：通过实验教学，使学生巩固所学理论知识，加深对所学知识的理解，掌握基本实验研究方法，培养学生的实验技能、工程实践能力和创新能力。使学生掌握用金相显微镜去识别金属材料平衡组织和不平衡组织的形貌特征；掌握热处理工艺对组织和性能的影响，使学生初步具备识别各种金属组织和制定工件的热处理工艺的能力。11．学生应掌握的实验技术及实验能力（1）通过实验使学生了解奥氏体晶粒度的显示和测量方法；掌握显微试样制备过程，掌握金相显微镜的操作，提高实验原始数据记录和分析能力。（2）通过实验中珠光体、贝氏体和马氏体等显微组织观察，进一步分析显微组织形貌特征，更进一步理解金属材料中材料-成分-组织-性能间的相互关系。（3）通过热处理工艺的设计、操作、处理、掌握淬火条件和回火温度对性能的影响。提高学生的动手能力，积累实验的经验，培养学生的科研能力。12．开设实验项目（1）钢的奥氏体晶粒度的测量1)熟悉测定钢的奥氏体晶粒度的方法；2)研究加热温度和保温时间对晶粒大小的影响；3)从晶粒大小的观点出发确定合理的热处理工艺；4)掌握用比较法评定奥氏体晶粒度的方法。（2）珠光体、马氏体、贝氏体显微组织观察及分析1)掌握珠光体、贝氏体和马氏体显微组织形貌特征；2)深入了解金属材料的成分、组织、热处理与性能的关系；3)掌握并能识别珠光体、马氏体、贝氏体显微组织的特点。（3）钢的热处理工艺及性能分析1)观察和分析碳钢经不同热处理后显微组织特征；2)加深理解不同热处理工艺对碳钢组织和性能的影响；3)掌握洛氏硬度计的操作方法。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43230101钢的奥氏体晶粒度的测量综合性必做2120050343230102珠光体、马氏体、贝氏体显微组织观察及分析验证性必做2120050343230103钢的热处理工艺及性能分析综合性必做4120050313．实验教材或指导书或主要参考资料（1）王兆斌，《固态相变原理实验指导书》，自编，2006.（2）周小平，《金属材料及热处理实验教程》，机械基础实验教学系列教程，华中科技大学出版社，2006.（3）戚正风，《金属热处理原理》，高等学校试用教材，机械工业出版社，1986.14．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。本实验课程成绩占本课程总成绩的10%。考核方式：考试。课堂作业、实验和期末考试相结合。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。实验课缺课达1/3，没有实验成绩，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固态相变原理（432301）实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称固态相变原理2课程编号4323013实验项目名称钢的奥氏体晶粒度的测量4实验项目编号432301015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.熟悉测定钢的奥氏体晶粒度的方法；2.研究加热温度和保温时间对晶粒大小的影响；3.从晶粒大小的观点出发确定合理的热处理工艺；4.掌握用比较法评定奥氏体晶粒度的方法。10实验内容1.45钢在860℃、930℃和1000℃进行淬火处理；2.淬火后制成金相试样；3.试样在ZEISS和OLYMPUS智能显微镜100×下观察拍照。利用配套的晶粒度测量模块，完成奥氏体晶粒度的测量。11实验原理金属及合金的晶粒大小对金属材料的力学、工艺及物理性能有很大影响。钢的奥氏体晶粒度是表征材料性能的主要指标之一。直接淬火得马氏体后采用直接腐蚀法，显示原奥氏体晶粒形貌，再采用比较法评定晶粒大小。12实验类型eq\o\ac(□,√)eq\o\ac(□,√)13实验者层次本科生14实验仪器设备热处理电炉3台，ZEISS智能显微镜，OLYMPUS智能显微镜，抛光机，投影仪。15实验套数316开出时间20050317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43221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430，431，442。23一次性材料品名砂纸20张，钢试样3块，脱脂棉1包，化学纯硝酸20毫升，无水乙醇1瓶，抛光液10瓶。24一次性材料50元25面向专业材料科学与工程（金属材料工程模块）26工程师27教授固态相变原理（432301）实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称固态相变原理2课程编号4323013实验项目名称珠光体、马氏体、贝氏体显微组织观察及分析4实验项目编号432301025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.掌握珠光体、贝氏体和马氏体显微组织形貌特征；2.深入了解金属材料的成分、组织、热处理与性能的关系；3.掌握并能识别珠光体、马氏体、贝氏体显微组织的特点。10实验内容观察珠光体、马氏体、贝氏体的金相显微组织。11实验原理1.珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物，根据片层厚薄不同，分为珠光体、索氏体和屈氏体。2.贝氏体是铁素体和渗碳体的机械混合物。上贝氏形态为羽毛状；下贝氏体呈针状。3.马氏体分为板条马氏体和片状马氏体。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备金相显微镜，抛光机，投影仪，计算机。15实验套数1016开出时间20050317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43221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429，431。23一次性材料品名砂纸20张，脱脂棉1包，化学纯硝酸20毫升，无水乙醇1瓶，抛光液10瓶，抛光布。24一次性材料50元25面向专业材料科学与工程（金属材料工程模块）26工程师27教授固态相变原理（432301）实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称固态相变原理2课程编号4323013实验项目名称钢的热处理工艺及性能分析4实验项目编号432301035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.观察和分析碳钢经不同热处理后显微组织特征；2.加深理解不同热处理工艺对碳钢组织和性能的影响；3.掌握洛氏硬度计的操作方法。10实验内容1.试样分组进行淬火热处理；2.进行洛氏硬度的测试；3.观察淬火和回火后的金相显微组织。4.结合硬度及组织判断未知试样的材料。11实验原理1.正确的选择淬火加热温度和保温时间，恰当地选择冷却介质和冷却方法；2.钢件淬火后必须立即进行回火处理；3.钢淬火、回火后对金相显微组织与性能的影响。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备热处理电炉，洛氏硬度计，金相显微镜，抛光机，投影仪。15实验套数816开出时间20050317教学