金属材料科学与工程实验教程 -中南大学出版社

金属材料科学与工程实验教程

【作者】：潘清林
【出版时间】：2006-09
【字数】：317（千字）
【定价】：￥28（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：7-81105-438-8/TO·013
【页码】：269（页）
【开本】：16开

本实验教材以材料类专业典型的共性实验为基础，主要包括金属学（材料科学基础）、金属材料及热处理、金属塑性加工原理与技术、材料力学性能与物理性能、金属X射线衍射及电子显微分析（材料近代分析测试方法）、有色金属熔炼与铸造、金属腐蚀与防护等专业主干课程的56个实验。实验内容主要涉及以全面提高学生实验技能为主的常规基础实验，按照金属材料熔铸、塑性加工与热处理实验，金属材料力学性能、物理性能及腐蚀与防护实验，金属材料近代测试方法及微观组织分析实验进行分模块排序。另一方面，根据学科专业发展的需要，还特意编写了以培养学生实验研究能力、创新能力为目的的“三性”实验，即综合性、设计性与研究创新性实验。每个实验既介绍了实验目的、基本原理与实验内容，又说明了实验仪器设备、实验步骤与方法，同时提出了对实验报告的要求，旨在为材料类系列专业课程的实验教学提供指导。本教材可作为高等院校材料类专业如材料学、材料加工工程、材料物理、材料化学及其他相关专业的本科生系列课程实验教学用书，也可供有关教师、研究生和工程技术人员参考。

第一章金属材料熔铸、塑性加工与热处理实验(1)
第一节金属材料熔铸实验(1)
实验1 铝合金的熔炼与铸造(1)
实验2 铜合金的熔炼与铸造(6)
实验3 铝硅合金的晶粒细化与组织变质处理(10)
实验4 铸造工艺对金属铸锭组织的影响(13)
第二节金属材料塑性加工实验(17)
实验5 金属塑性变形基本特点的观察(17)
实验6 平辊轧制前滑值的测定(21)
实验7 最大咬入角及摩擦系数的测定(24)
实验8 金属室温压缩的塑性及其流动规律(27)
实验9 挤压变形力变化规律与金属流动(30)
实验10 拉拔的安全系数及拉伸力的测量(32)
第三节金属材料热处理实验(35)
曲线的测定(39)
实验13 钢的普通热处理(44)
实验14 渗碳及渗碳层厚度的测定(48)
实验15 钢的淬透性测定(52)
实验16 热处理后碳钢显微组织的观察与分析(55)
第二章金属材料力学性能、物理性能及腐蚀与防护实验(60)
3目录第一节金属材料力学性能实验(60)
实验17 金属室温拉伸力学性能的测定(60)
实验18 金属材料硬度测定(67)
实验19 金属缺口试样冲击韧性的测定(74)
实验20 金属平面应变断裂韧度KIC测定(78)
实验21 金属疲劳试验(84)
第二节金属材料物理性能实验(93)
实验22 差热分析实验(93)
实验23 金属材料热膨胀系数的测定(97)
实验24 双电桥法测量金属及合金的电阻(102)
实验25 磁性材料的直流磁特性测量(107)
实验26 共振法测量金属及合金的弹性模量(112)
第三节金属腐蚀与防护实验(118)
实验27 盐雾腐蚀实验(118)
实验28 线性极化法测定金属的腐蚀速度(122)
实验29 重量法测定金属的腐蚀速度(126)
实验30 极化曲线的测定与分析(130)
实验31 铝的阳极氧化与着色(133)
实验32 铝及铝合金氧化膜的封闭处理(136)
第三章金属材料近代测试方法及微观组织分析实验(139)
第一节金相显微分析实验(139)
实验33 金相显微镜的成像原理、构造与使用(139)
实验34 金相样品的制备与显微组织的显示(151)
实验35 二元和三元合金显微组织观察与分析(158)
实验36 铁碳合金平衡组织的观察与分析(166)
实验37 普通铸铁显微组织的观察与分析(171)
实验38 晶粒尺寸的测定及评级方法(174)
实验39 金属塑性变形与再结晶组织的观察与分析(178)
4金属材料科学与工程实验教程第二节电子显微分析实验(182)
实验40 透射电镜的结构、成像原理及操作(182)
实验41 金属薄膜样品的制备及典型组织的观察(190)
实验42 扫描电镜的结构、工作原理及操作(199)
实验43 扫描电镜成分衬度像及高倍组织观察(207)
实验44 能谱仪的结构、原理及其使用(210)
第三节 X 射线衍射分析实验(219)
实验45 X射线衍射技术及物相定性分析(219)
实验46 物相定量分析(223)
实验47 点阵常数的精确测量(226)
实验48 微观应力与亚晶尺寸的测量(229)
实验49 材料表面残余应力的测量(231)
第四章综合性、设计性与研究创新性实验(235)
第一节综合性实验(235)
实验50 热处理综合实验(235)
实验51 力学性能综合实验(238)
实验52 常用金属材料的显微组织观察与分析(243)
实验53 X射线衍射技术在金属材料研究中的应用(255)
第二节设计性与研究创新性实验(257)
实验54 热膨胀法测定钢的连续冷却转变图(257)
实验55 动态热-力学模拟试验测定金属的高温力学性能(261)
实验56 金属压缩过程中摩擦系数的测定及数值模拟(264)
参考文献(268)

实验教学是实现素质教育和创新人才培养的重要环节，对培养学生实验技能、创新能力和综合研究能力有着不可替代的作用。材料科学与工程类专业要求培养的学生既有深厚的基础理论知识，又具备多方面的实验研究能力，因而实验教学越来越受到重视。传统的实验教学分别属于十几门专业课程，不仅相互联系不够密切，而且实验内容有部分重复。为了使实验教学与专业课程教学紧密联系，同时又具有相对的独立性和针对性，并能满足现代开放实验室对实验教学的要求，我们编写了本书。本实验教程以材料类专业典型的共性实验为基础，主要包括金属学（材料科学基础）、金属材料及热处理、金属塑性加工原理与技术、材料力学性能与物理性能、金属X射线衍射及电子显微分析（材料近代分析测试方法）、有色金属熔炼与铸造、金属腐蚀与防护等专业主干课程的实验。在实验内容的选择上，我们尽可能安排以全面提高学生实验技能为主的常规基础实验，并按照金属材料的熔铸、塑性加工与热处理实验，金属材料力学性能、物理性能及腐蚀与防护实验、金属材料近代测试方法及微观组织分析实验进行分模块排序，以实现内容编写的系统性和科学性。另一方面，根据学科专业发展的需要，还特意编写了主要以培养学生综合实验研究能力、创新能力为目的的“三性”实验，即综合性、设计性与研究创新性实验。本实验教程的主要特点是：第一，根据材料学科发展的最新动态和各专业实验教学的要求，坚持面向一级学科，拓宽专业面，加强常规的基础实验。注重协调材料科学与工程一级学科中材料学、材料加工工程、材料物理与化学三个二级学科专业共性与个性的关系，实现同一学科多专业知识的交叉与渗透，满足培养宽口径材料人才的需要。第二，注重实验教材体系新结构的探索。在实验内容的编排上，尽可能安排以全面提高学生实验技能为主的常规基础实验，同时又根据学科专业发展的需要，特意编写了以提高综合研究能力、创新能力为主的“三性”实验。第三，本实验教程吸取了国内同类实验教材的精华，实验内容深度与广度适中，既增强了该实验教材的适用性和针对性，又把握了该教材的科学性和系统性。本书所列实验共56个。每个实验的指导书由实验目的、实验原理、实验设1前言备及材料、实验步骤与方法、实验内容以及实验报告要求等组成。学生在具体实验时根据条件，可以有选择地完成部分内容。建议采用如下的实验教学方法：1.常规的基础实验部分可根据各专业方向，按照专业教学大纲和教材系列选择相关内容，每节可选做2～4个实验，其他实验可由学生自学或选做。2.实验重点应放在材料制备工艺技术、性能测试分析、微观组织观察与分析上。“三性”实验按组进行，采用轮换或每人做一部分，然后集中讨论分析实验结果的形式共同完成。3.实行实验室开放制度，鼓励学生自选实验教材内容或自行设计实验，解决实验教学内容与实验时间的矛盾。本书由中南大学潘清林教授任主编，中南大学黄继武高级实验师和南京航空航天大学薛松柏教授任副主编。参加编写的有中南大学潘清林（实验7～12，20～21，52），黄继武（实验24～26，45～49，53），徐国富（实验33～34，37～39，42～44），曹显良（实验1～4），王德志（实验5～6），李世晨（实验40～41），梁英（实验30～32），伍汰沙（实验22～23），孟力平（实验54～55），何运斌（实验50～51），梁文杰（实验27～29）；南京航空航天大学薛松柏（实验13～17），向定汉（实验18～19，56），王蕾（实验35～36）。何运斌博士对本书的图表进行了校对。全书由汪明朴教授主审。本书在编写过程中，参考了中南大学材料科学与工程学院所使用的实验指导书、兄弟院校的实验教材以及相关著作和论文，尹志民、易丹青、汪明朴、王德志四位教授对本书的初稿提出了宝贵的修改意见，本书的出版得到了中南大学教务处和材料科学与工程学院的大力支持，谨此一并深表谢意。由于编者水平有限，实践经验不足，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者批评指正。编者 2006年7月于中南大学