本書為普通高等教育機械類及近機械類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課《工程材料》的配套實驗教材。全書共四章,包括實驗基本知識、基礎(chǔ)實驗項目、創(chuàng)新綜合實驗項目、創(chuàng)新拓展實驗項目。主要特點是基礎(chǔ)實驗與創(chuàng)新實驗并重,既可以培養(yǎng)學生工程材料基本實驗技能,滿足教學基本要求,又可以培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用工程材料基本理論去分析解決實際問題的創(chuàng)新能力,適應(yīng)現(xiàn)代創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標。教材結(jié)構(gòu)清晰,層次分明,實驗項目編寫分為實驗?zāi)康、實驗設(shè)備及材料、實驗概述、實驗內(nèi)容、實驗報告要求等。實驗概述部分簡要敘述實驗相關(guān)的基本理論知識和實驗設(shè)備的操作等,為實驗提供理論及技術(shù)指導(dǎo),強化重要知識點;實驗報告要求部分設(shè)計有實驗數(shù)據(jù)的測試及計算表格,并列出了實驗結(jié)果分析的主要問題,為實驗總結(jié)及實驗報告提供指導(dǎo),以更好地達到實驗?zāi)康,提高學生分析解決問題的能力。本實驗教材的基礎(chǔ)實驗及創(chuàng)新實驗均包含多個實驗項目,各學?梢愿鶕(jù)自己的教學內(nèi)容及實驗設(shè)備進行選做。本教材適于高等本科院校及高職高專院校的機械類各專業(yè)、近機械類各專業(yè)、材料加工類各專業(yè)本科生的實驗教學;適于相關(guān)專業(yè)研究生、機械行業(yè)工程技術(shù)人員的實驗參考書。
隨著高等工科教育創(chuàng)新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變,機械制造類專業(yè)及近機械類專業(yè)創(chuàng)新教育的實驗教學內(nèi)容需要進行改革與創(chuàng)新,需要增加創(chuàng)新型實驗的內(nèi)容訓(xùn)練,以提高學生的綜合實踐能力及綜合創(chuàng)新能力,適應(yīng)現(xiàn)代智能機械制造技術(shù)及先進實驗技術(shù)的發(fā)展。
本書根據(jù)新版高等教育人才培養(yǎng)方案編寫,突出創(chuàng)新創(chuàng)造、理實一體的實踐教學理念,對工程材料課程實驗的有關(guān)基礎(chǔ)知識,如材料常用力學性能測試、材料顯微組織結(jié)構(gòu)分析、金屬材料成分分析等進行了系統(tǒng)的闡述;在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗項目,如材料硬度測試、常用金屬材料組織觀察、鋼的熱處理工藝等的基礎(chǔ)上,增加了新材料方面的實驗項目,如金屬粉末冶金材料的熱壓燒結(jié)、密度及孔隙率測試等,還增加了材料成形方面的實驗項目,如冷卻速度對金屬鑄造組織的影響、低碳鋼焊接接頭組織觀察及分析等;結(jié)合材料綜合知識增加了創(chuàng)新綜合實驗項目,如鋼鐵材料的成分鑒別,淬火、回火熱處理工藝對鋼組織性能的影響,齒輪類零件的選材及熱處理,刀具類零件的選材及熱處理等;結(jié)合現(xiàn)代材料測試技術(shù),增加了創(chuàng)新拓展實驗項目,如材料組織的計算機定量分析、金屬基復(fù)合材料組織的掃描電子顯微鏡分析、金屬基復(fù)合材料的硬度測試及分析等。
本書中的實驗基本知識的敘述簡明精煉;基礎(chǔ)實驗項目重點突出,并做了適當擴充;創(chuàng)新綜合實驗項目突出綜合設(shè)計及創(chuàng)新;創(chuàng)新拓展實驗項目突出實驗的新方法和新技術(shù)、新材料的測試分析等。實驗項目的增加、綜合及拓展,可以使學生了解材料試驗及研究的前沿技術(shù),擴大試驗知識面,提高學生的實驗技能,適應(yīng)材料的發(fā)展趨勢。所有實驗項目均按照實驗?zāi)康摹嶒炘O(shè)備及試樣、實驗概述、實驗內(nèi)容、實驗報告要求等統(tǒng)一格式編寫,設(shè)計了實驗數(shù)據(jù)的測量及計算表格,并給出了實驗結(jié)果分析的主要問題,可以使學生針對實驗中的重點問題及主要現(xiàn)象進行分析,提高學生解決問題的能力。
本書圖文并茂,增加了大量自制的材料圖片,生動易懂;各實驗項目的編寫思路清晰,并設(shè)計了大量實驗數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果分析表格,便于學生理解基本知識,總結(jié)分析實驗結(jié)果。
本書可作為普通高等院校及高職高專院校機械制造及自動化、機械設(shè)計、機械電子工程等機械類專業(yè),以及模具制造、能源與動力、農(nóng)業(yè)機械、過程裝備、交通運輸?shù)冉鼨C械類專業(yè)和高分子、電化學等材料加工相關(guān)專業(yè)的工程材料課程的配套實驗教材,也可作為機械類、材料類、材料加工類等相關(guān)專業(yè)的研究生實驗參考書,還可作為成人教育及有關(guān)工程技術(shù)人員的自學參考書。
本書由鄭州輕工業(yè)大學高紅霞教授等編著,并負責全書的統(tǒng)稿與審校。具體編寫分工為:高紅霞編寫第1章的11節(jié)、13節(jié),第2章的23~26節(jié)、210節(jié),第3章的32節(jié)、33節(jié),第4章的42節(jié),附錄;樊江磊編寫第1章的121小節(jié),第2章的27節(jié)、29節(jié);吳深編寫第1章的124小節(jié),第2章的22節(jié),第3章的34節(jié);王艷編寫第1章的123小節(jié),第2章的21節(jié),第4章的41節(jié);李瑩編寫第2章的28節(jié),第3章的31節(jié),第4章的43節(jié);周向葵編寫第1章的122小節(jié)。
哈爾濱工業(yè)大學的郭景杰教授、武漢紡織大學的龔文邦教授參與了本書編寫的總體規(guī)劃,其他高校的同行教師也提出了不少寶貴意見,王蒙同學做了一些資料整理及圖片制作等工作。在此深表感謝!
由于編者水平有限,書中難免存在疏漏和不妥之處,懇請各位同仁及廣大讀者批評指正。
編者
前言
第1章工程材料實驗基本知識1
11材料常用力學性能測試1
12材料的顯微組織結(jié)構(gòu)分析7
13金屬材料成分分析23
第2章工程材料基礎(chǔ)實驗35
21實驗一材料硬度測試35
22實驗二鐵碳合金平衡組織觀察
分析38
23實驗三鋼的熱處理工藝43
24實驗四鋼的熱處理組織觀察47
25實驗五合金鋼、鑄鐵、有色金屬
組織觀察52
26實驗六工程塑料、陶瓷、復(fù)合材料
組織觀察59
27實驗七粉末冶金的熱壓燒結(jié)成形62
28實驗八粉末冶金材料的密度與孔隙
率測試66
29實驗九冷卻速度對金屬鑄造組織的
影響68
210實驗十低碳鋼焊接接頭組織觀察及
分析73
第3章工程材料創(chuàng)新綜合實驗77
31實驗一鋼鐵材料的成分鑒別77
32實驗二淬火、回火熱處理工藝對
鋼組織性能的影響81
33實驗三齒輪類零件的選材及
熱處理85
34實驗四刀具類零件的選材及
熱處理89
第4章工程材料創(chuàng)新拓展實驗94
41實驗一材料金相組織的計算機定量
分析94
42實驗二金屬基復(fù)合材料組織的掃描
電子顯微鏡分析100
43實驗三金屬基復(fù)合材料的硬度測試
及分析106
附錄A 鋼鐵材料硬度對照及鋼的硬度
與強度換算表111
附錄B常用鋼的熱處理工藝規(guī)范113
附錄C常用化學浸蝕試劑115
附錄D壓痕直徑與布氏硬度
對照表116
參考文獻118