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《材料科学基础II》实验教学大纲

大纲主撰人：xxx大纲审核人：xxx

一、课程基本情况

课程代码：课程名称（中/英文）：材料科学基础II/FundamentalsofMaterialsScienceII

课程类别：专业必修课

课程性质：必修

课程类型：课程实验

总学分：2

总学时：32

实验/实践学时：6

适用专业：材料成型及控制工程

适用对象：本科

先修课程：机械制造基础、金工实习、材料科学基础

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

本课程的主要内容包括碳钢的热处理操作及硬度测定、碳钢热处理后的组织观察、合金钢及热加工后的组织观察，通过实验使学生掌握不同热处理工艺的操作过程以及硬度计和金相显微镜的正确使用方法，并能使用金相显微镜观察不同材料的金相组织，并能够通过组织观察来分析材料的相应性能特点，在实际生产中可以结合组织与性能之间的关系来检测工件的缺陷及工艺问题等的产生原因，从而寻找解决办法。通过实验课的学习，不仅可以培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，还能够培养学生的动手操作能力和团队合作精神。

三、实验教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点1.2]能够根据工程力学、机械设计、材料科学、电工电子等工程基础知识，运用模具设计及材料成型过程中的工作原理分析典型工程问题。

[毕业要求指标点2.1]掌握材料成型及控制工程专业的基础知识和基本原理，能够运用专业知识识别分析工程基本问题。

[毕业要求指标点3.1]能够根据工程实际要求，明确设计需求，利用自然科学、材料科学及工程的基本原理和技术手段，提出模具设计与制造、型材成型工艺开发及优化等过程中的具体解决方案。

2.课程教学目标

1.掌握金属材料热处理的基础知识，并用其解释材料成型过程中组织转变规律。（支撑毕业要求1.2）

2.掌握金属材料热处理的组织转变规律及性能特点，并将其应用于材料成型过程中工艺、组织与性能之间关系的分析。（支撑毕业要求2.1）

3.掌握金属材料的加工工艺与组织、性能之间的内在关系，能够根据机器零件的工况条件制定出切实可行的热处理工艺方案。（支撑毕业要求3.1）

四、实验项目及学时安排

序号

实验项目名称

实验

学时

实验

类型

实验

要求

每组

人数

备注

1

碳钢的热处理操作及硬度测定

2

验证性

必做

1

2

碳钢热处理后的显微组织观察

2

验证性

必做

1

3

合金钢和热加工缺陷的显微组织观察

2

验证性

必做

1

五、实验内容

实验一碳钢的热处理操作及硬度测定

实验目的：

1.了解碳钢的热处理操作过程。

2.分析淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45钢和T12钢性能的影响。

3.掌握洛氏硬度计的正确使用方法。

4.培养学生的动手操作能力和团队合作精神。

实验设备：

热处理炉、淬火槽、钳子、洛氏硬度计

实验内容及步骤：

1.按组领取带编号的试样一块。

2.选用合适的加热温度对试样进行加热，加热时试样应尽量靠近热电偶测量端，以保证温度测量准确。

3.根据试样大小确定保温时间，保温后，立即取出正火或淬火。淬火槽应尽量靠近炉门，操作要迅速，并搅动试样，否则有可能淬不硬。

4.试样经处理后，用砂布磨去氧化皮，擦净后在洛氏硬度计上测量硬度值。

5.进行回火操作的同学，将正常淬火的试样，按照所需温度回火，回火后再次测量硬度值。

实验二碳钢热处理后的显微组织观察

实验目的：

1.观察热处理后碳钢的金相组织。

2.熟悉钢热处理后的典型组织和性能。

3.培养学生的动手操作能力和团队合作精神。

实验设备：

金相显微镜、金相试样一套

实验内容及步骤：

1.观察所给试样的组织特征。

2.画出所给试样的组织示意图。

3.分析组织与性能之间的对应关系。

实验三合金钢和热加工缺陷的显微组织观察

实验目的：

1.分析几种合金钢的显微组织及特点。

2.识别热加工后钢中常见的几种微观缺陷的特征。

3.分析热加工缺陷的形成原因。

4.培养学生的动手操作能力。

实验设备：

金相显微镜、金相试样一套

实验内容及步骤：

1.对已准备好的试样进行观察，并分析其组织和性能的关系。

2.画出所给试样的组织示意图。

3.分析热加工缺陷产生的原因及其对性能的影响。

六、实验报告格式

实验名称

（一）实验目的

（二）实验设备

（三）实验内容及步骤

（四）结果与分析

（五）问题讨论

七、考核方式

1.实验成绩的构成

实验成绩占课程总成绩比例的20%，作为课程综合成绩的一部分。

2.评分标准

1.实验成绩以百分制或五级制填报，然后按比例记入该课程的总成绩中。

2.多个实验项目的按平均成绩填报。

3.根据学生的试验态度、实验操作及实验报