金屬材料工程實(shí)驗(yàn)教程

前言

　　材料工業(yè)已成為人類社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)，人類歷史的演變與材料科學(xué)和工程技術(shù)密切相關(guān)，材料的每一次創(chuàng)新都標(biāo)志著人類進(jìn)步的新階段和新發(fā)展。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，在世界范圍內(nèi)21世紀(jì)的高科技包括信息、生命科學(xué)、新能源與再生能源、新材料、空間和海洋，這些高新技術(shù)除了新材料科學(xué)技術(shù)本身，其他也都和新材料科學(xué)技術(shù)息息相關(guān)。　　金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)是隨學(xué)科的變化和課程體系的改革而設(shè)置的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分別屬于原金屬材料與熱處理專業(yè)、鑄造專業(yè)、金屬壓力加工專業(yè)的十幾門實(shí)驗(yàn)課程，不僅實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有些重復(fù)，而且互相之間缺少聯(lián)系，絕大部分實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性的內(nèi)容。2007年，按照國(guó)家教育部關(guān)于本科教學(xué)質(zhì)量工程1號(hào)和2號(hào)文件精神，在上海市教委“金屬材料工程教育高地建設(shè)”、國(guó)家教育部財(cái)政部“金屬材料工程第一類特色專業(yè)建設(shè)”、211重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)、上海市特色學(xué)科建設(shè)等專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的有力資助下，加強(qiáng)教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，深化實(shí)踐教學(xué)建設(shè)。為此本教材的編寫是以“理論教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)，科學(xué)研究”三位一體為建設(shè)目標(biāo)，學(xué)科交叉與綜合背景下的寬口徑專業(yè)教育，使學(xué)生成為具有創(chuàng)新意識(shí)的高質(zhì)量人才，為高層次的后續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)?！　”緯鴥?nèi)容包括9章：金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)，鐵碳合金及其有色合金的熔制，鑄造成型，塑性成型與焊接成型，金屬熱處理，金屬材料物理性能與力學(xué)性能，近代測(cè)試分析技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)安排為：合金熔制合金鑄造綜合塑性成型合金熱處理合金性能測(cè)試合金組織現(xiàn)代測(cè)試計(jì)算機(jī)在金屬材料工程試驗(yàn)應(yīng)用。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)合金基本理論知識(shí)的掌握，培養(yǎng)他們動(dòng)手創(chuàng)造的能力，書中安排了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步加深他們對(duì)合金材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

內(nèi)容概要

　　《金屬材料工程實(shí)驗(yàn)教程》以金屬材料工程專業(yè)的共性實(shí)驗(yàn)為主題，拓展了新的高水平專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)。包括金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)（金相顯微鏡原理與使用方法、金相試樣的制備、顯微組織觀察），鐵碳合金及其有色合金的熔制（鑄鐵的中頻感應(yīng)電爐熔制、合金鋼的真空電弧爐熔煉、有色電阻爐合金熔制），鑄造成型，塑性成型與焊接成型，熱處理，金屬材料物理與力學(xué)性能，近代測(cè)試分析技術(shù)，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟、思考討論題、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、參考文獻(xiàn)等組成?！　　督饘俨牧瞎こ虒?shí)驗(yàn)教程》可作為高等院校材料工程類專業(yè)（如材料學(xué)、金屬材料工程）及其他相關(guān)專業(yè)的本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書，也可作為相關(guān)教師、研究生和工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)11?1金相顯微鏡原理與使用方法11?2金相樣品制備71?3金相顯微攝影技術(shù)111?4顯微組織觀察16第2章鐵碳合金及其有色合金的熔制252?1中頻感應(yīng)電爐熔制（鑄鐵）252?2合金鋼的真空電弧爐熔煉292?3電阻爐合金熔制（有色金屬）33第3章鑄造成型373?1合金材料流動(dòng)性的測(cè)試373?2鑄鐵的熱分析393?3合金材料線收縮的測(cè)試423?4合金材料的鑄造應(yīng)力測(cè)試453?5造型材料性能的測(cè)定483?6黏土型砂的常溫性能測(cè)定523?7金屬在澆注系統(tǒng)中流動(dòng)的水力模擬試驗(yàn)54第4章塑性成型與焊接成型604?1最大咬入角與摩擦系數(shù)的測(cè)定604?2寬展及其影響因素634?3前滑及其影響因素684?4金屬室溫壓縮實(shí)驗(yàn)704?5鋼板電弧焊焊接實(shí)驗(yàn)及焊接接頭組織觀察72第5章熱處理775?1鋼中常見(jiàn)幾種馬氏體與貝氏體組織形態(tài)的金相觀察775?2金屬的塑性變形和再結(jié)晶805?3奧氏體晶粒度大小的測(cè)定845?4鋼的臨界點(diǎn)測(cè)定875?5鋼的淬透性的測(cè)定905?6碳鋼熱處理及熱處理爐爐溫校驗(yàn)935?7鋼的滲碳與滲碳層的測(cè)定97第6章金屬材料物理與力學(xué)性能1016?1拉伸實(shí)驗(yàn)1016?2沖擊實(shí)驗(yàn)1036?3硬度測(cè)試1066?4差熱分析1116?5熱膨脹法測(cè)定鋼鐵材料的相變溫度1136?6用電阻法研究合金的相變過(guò)程1166?7馬氏體相變內(nèi)耗峰的測(cè)量120第7章近代測(cè)試分析技術(shù)1257?1X射線衍射儀及物相定性分析1257?2透射電子顯微鏡樣品的制備及觀察1287?3掃描電鏡的結(jié)構(gòu)、工作原理及觀察131第8章金屬材料學(xué)工程綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1368?1制定高碳鋼的正常淬火熱處理工藝1368?2制定鋁合金的固溶和時(shí)效熱處理工藝1378?3制定低碳鋼的雙相熱處理工藝138第9章計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)1399?1充型與凝固過(guò)程1399?2旋轉(zhuǎn)澆注過(guò)程1449?3壓室充填1469?4熱應(yīng)力1489?5金屬型模具溫度場(chǎng)的演變1519?6鍛造變形1539?7薄板成形158本章參考文獻(xiàn)163

章節(jié)摘錄

　　第1章金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)　　1.1金相顯微鏡原理與使用方法　　1.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　、倭私饨鹣囡@微鏡的基本原理和構(gòu)造。　?、诔醪秸莆战鹣囡@微鏡的使用方法?！　?.1.2實(shí)驗(yàn)原理　　研究金相組織的光學(xué)顯微鏡稱為金相顯微鏡，利用金相顯微鏡對(duì)金屬材料進(jìn)行顯微組織觀察，是研究金屬的重要方法。而普通光學(xué)顯微鏡，由于方便操作，觀察視場(chǎng)較大，價(jià)格相對(duì)低廉，迄今為止仍然是常規(guī)檢驗(yàn)和研究工作中最常用、最重要的工具之一?！　∧壳埃鈱W(xué)顯微鏡外，電子顯微鏡、場(chǎng)致離子顯微鏡、X射線顯微鏡、電子顯微鏡等許多新型顯微鏡，已獲得廣泛的應(yīng)用。即使在光學(xué)顯微鏡方面，偏振光、相襯、高低溫度等特殊顯微鏡，也已在金相研究上獲得應(yīng)用。但是普通光學(xué)顯微鏡仍是金相研究中最主要、最基本的工具?！　?.1.2.1金相顯微鏡的成像原理　　金相顯微鏡基本放大原理如圖1—1所示。其放大作用主要由焦距較短的物鏡和焦距較長(zhǎng)的目鏡來(lái)完成的。為了便于說(shuō)明，圖中物鏡和目鏡都簡(jiǎn)化為單透鏡。

編輯推薦

　　《金屬材料工程實(shí)驗(yàn)教程》內(nèi)容包括9章：金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)，鐵碳合金及其有色合金的熔制，鑄造成型，塑性成型與焊接成型，金屬熱處理，金屬材料物理性能與力學(xué)性能，近代測(cè)試分析技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)安排為：合金熔制合金鑄造綜合塑性成型合金熱處理合金性能測(cè)試合金組織現(xiàn)代測(cè)試計(jì)算機(jī)在金屬材料工程試驗(yàn)應(yīng)用。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)合金基本理論知識(shí)的掌握，培養(yǎng)他們動(dòng)手創(chuàng)造的能力，書中安排了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步加深他們對(duì)合金材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

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