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文本内容:
材料实睑学
一、课程介绍《材料实验学》是材料类本科专业学科基础必修课其主要任务是配合《材料科学基础》课程的理论学习,理论联系实际,从材料的研究与应用角度出发,阐明材料B实验的基本理论、方法与过程,用以正确理解掌握材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系它是《材料科学基础》课程的重要环节;其目的是加深学生对理论B知识的理解,培养学生对金属组织的宏观分析的能力,掌握材料实验常规仪器的基本功能和操作方法从实验过程中提高学生创新思维和解决问题的能力使学生了解和掌握这些实验技能和方法,了解与掌握实验设备的基本功能和使用特点,以便在实际工作中自如运用,培养适应未来社会与科技发展、较强实践和创新能力的高级专门人才本课程所讲述的内容有金相显微分析、宏观分析、金属材料的组织观察及分析、材料的力学性能实验、金属材料及热处理实验、材料实验学在材料领域中的实际应用共6章教学部分共包含理论学时,实验学时416IntroductionMaterial Experiment*is compulsoryfor studentsmajoring inmaterials.Material Experimentis meantto combinethe theoryof thecourse FoundationsofMaterial Sciencewith itspractice andfrom theperspective of material researchandapplication providesstudents withlaboratory experimentalprinciples,methods andprocessesin orderto gainthorough understandingofmaterialcomposition,processingtechniques,and therelationship ofmaterial structuresand physicalproperties.Materials experimentis animportant partof thecourse Foundationsof MaterialScience;its mainobjectives areto enhancestudents understandingof theory,develop theiranalysisskills ofmaterial macrostructureand masteryof theoperation andfunctionof materiallaboratory instruments.From experimentalprocesses,students willimproveinnovative thinkingand problemsolving ability.Material Experimentenablesstudents tounderstand andmaster the experimental techniquesand methods,to beawareof andmaster thebasic functionsand theoperations oftheexperimentalinstrumentsin orderto applythem inwork practices,and todevelop intohighly skilledexpertswho possessstrong practicaland innovativeabilities andcan adaptwel1to thefuturedevelopment ofscience andtechnology.This courseconsists6chapters,including metallographicmicroanalysis,macroscopic analysis,structure observationand analysisof metalmaterials,materialmechanical propertyexperiments,metallic materialsand heattreatments,andapplications ofmaterial experimentsin thefield ofmaterial science.The teachingpartincluders theoryof4hours andexperiments of16hours.课程基本信息课程名称材料实验学课程编码432003英文名称Material Experiment课程学时20课程学分1课程类别学科基础课程课程性质必修课开课学期第5学期课内实验学时16适用专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型于与控制工程开课单位金属材料工程系选用教材《材料实验学实验指导书》.吉林大学,校内讲义(2018修订版).王渊博主编.
1.《金属学及热处理》.机械工业出版.王健安主编.主要参考书
2.《热处理手册》.机械工业出版.樊东黎,王广生主编.
二、教学大纲
1、教学目的“材料实验学”是材料类本科专业学科基础必修课材料实验学实验教学是材料科学与工程专业实践的重要环节独立开设此课程旨在加深学生对《材料科学基础》课程内容的理解,拓展学生独立创新的视野,掌握材料的基本实验研究方法,熟练掌握材料实验仪器设备的使用与操作,从实验过程中提高学生创新思维和解决问题的能力
2、教学要求授课教师要积极备课,多与学生互动实验教学一定要有预作实验,认真准备、指导实验过程中,对课程所涉及的内容要运作自如,不能死板照课件讲所有授课、实验都采用多媒体教学,做到授课内容与大纲相符,实验过程中充分利用多媒体动画教学课件,结合典型实用案例和相关软件,穿插提问,了解预习情况充分调动学生的实验活动的积极性,充分发挥大学生实践的创新能力,提高学生分析问题和解决问题的能力学生成绩有详细的评分标准,做到真实、严谨、公平、公正、公开
3、预备知识或先修课程要求本课程需要大学物理、普通化学、物理化学、材料力学、材料科学基础
4、教学方式课程由教学与实验混合教学;全部采用多媒体动画教学实验教学中以学生为主体、教师主导理论授课4学时,实验操作16学时
5、实验环境和设备1)硬件环境实验教学平台具备齐全的多媒体教学设备蔡司智能研究级显微镜、数码显微硬度计、微机自动控制拉伸试验机等2)软件环境金相显微镜的数字图像采集系统、显微镜观察互动用局域网等软件
6、课程教学内容及学时分配第1章金属显微分析(
0.5学时)
1.1金属显微样品的制备
1.2光学显微镜的构造与操作
1.3显微摄影及暗室技术
1.4显微镜数字图像采集系统教学重点金属组织显示;教学难点金相显微镜观察是重点难点思考题
(1)金相试样的取样原则
(2)金相组织的显示原理第2章宏观分析(1学时)
2.1宏观分析方法
2.2铸钢的低倍组织
2.3非金属夹杂物分析
2.4断口分析教学重点宏观分析方法教学难点宏观缺陷的形成原因思考题
(1)简述宏观组织的特点及分析方法
(2)钢的低倍缺陷的特征及形成原因第3章金属材料组织的观察及分析(1学时)
1.1二元合金组织观察
3.2铁碳合金平衡组织观察及分析
4.3三元合金组织观察
5.4金属塑型变形与再结晶晟对力学性能的影响教学重点铁碳合金平衡组织观察;教学难点铁碳相图、铁碳合金平衡组织分析与应用思考题
(1)铁碳合金平衡组织有几种渗碳体?它们的形态有什么不同?描述它们的形态、大小、数量及分布对力学性能的影响?
(2)室温卜基本相和组织组织物的基本特征是什么?
(3)滑移带为什么在光学显微镜上能看到?从制样方法和组织形貌上来解释滑移带与李晶的区别
(4)试从相组成及形态特点来分析低、中、高碳钢平衡组织的性能第4章材料的力学性能实验(
0.5学时)
5.1材料的硬度
5.2材料的拉伸试验
6.3材料的冲击实验教学重点布氏、洛氏硬度;教学难点???思考题
(1)为什么测量硬度是要设置一定的试验力保持时间?
(2)金属布氏、洛氏、维氏硬度三种硬度试验方法获得实验数据的途径有何不同?
(3)为什么测量压痕直径时应在相互垂直的两个方向测量,取其平均值呢?
(4)低碳钢和铸铁两种材料断口有什么不同它们的力学性能有何不同?(比较强度和塑性)
(5)比较低碳钢与灰铸铁的冲击破坏特点第5章金属材料及热处理实验(
0.5学时)
5.1碳钢及合金钢的热处理
5.2热处理后的显微组织观察分析
5.3铸铁与有色金属显微组织观察教学重点金相观察热处理后的组织;教学难点金相组织与热处理的关系;思考题
(1)马氏体与下贝氏体的组织如何区分?
(2)中碳钢在不同I可火温度得到何种组织及组织特征?
(3)分析T10钢780℃加热和930℃加热冷却后组织、性能差别,并说明原因?
(4)分析热处理连续冷却得到的索氏体、屈氏体、马氏体与回火索氏体、回火屈氏体、回火马氏体在形态和性能上的不同第6章材料实验学在材料领域中的实际应用(
0.5学时)教学重点讲解材料实验学在材料领域中实际应用案例;教学难点如何用所学的知识去掌握与解决实际问题
57、实验项目内容、学时分配、实验小组序实验学时分组实验教学实验项目内容提要号类型分配人数地点要求1对所观察的样品进行摄影;2观察10钢显微组织,画显微组织示意图;1显微分析综合性213制备金相试样每人制备一块合格的材料显微试样金属材1试样制备;依据实验料实验2宏观分析的酸蚀检验的原理报告进行宏观组织检教学中2酸蚀检验属于电化学腐蚀;综合性41评价验与断口分析3断口的形貌特征心4裂纹源位置及扩张方向的判定1纯铝片进行拉伸并退火,然后进行金属塑型变3浸蚀,并测定晶粒大小;综合性42形与再结晶2讨论分析实验结果铁碳合金平1观察分析典型铁碳合金的平衡组4织及形态特征,画显微组织示意图;综合性21衡组织观察及硬2熟悉布氏硬度计利洛氏硬度计的度的测试原理和正确使用,测定退火钢的硬度;3讨论分析实验结果1对碳钢及合金钢进行热处理,并磨碳钢及合金钢制试样;的热处理及组52测定淬火及回火后的硬度;综合性42织分析3碳钢热处理后的显微组织观察;4讨论分析试验结果
8、考核要求、考核方式及成绩评定标准1课程考核成绩采用出勤情况、实验完成情况综合考核由出勤情况占5%,实验报告占95%,两部分组成;2考核形式考查,实验报告有具体的评定标准;3课程考核成绩采用评定采用优秀、良好、中等、及格、不及格五档评定。