内容简介

本书为高等院校金属材料工程专业实验课程的教材。本书对金属学、钢的热处理、金属材料学、金属力学性能、金属物理性能、X射线衍射和电子显微分析等专业课的课程实验进行了归纳和整合，在介绍基本实验技能、金相组织分析、产品质量检验、热处理工艺制定及仪器仪表的构造和使用等实验内容的基础上，还增加了一些综合性、设计性、高科技设备演示性的实验项目，特别是介绍了美国的大型热力模拟设备(Gleebl-3500)以及最新的图像分析仪的工作原理、设备构造和使用方法。

前言概述

百年大计，教育为本”，为了落实教育部“质量工程”及“卓越工程师”计划，实现培养面向21世纪高等院校材料类创新型综合性应用人才的目的。作为高等教育教学内容重要支撑的实验教学，是培养学生动手能力、分析问题、解决实际问题能力的基础，是学生专业理论知识联系实际问题的纽带和桥梁，是高等院校培养创新开拓型和实践应用型人才的重要课堂。《材料学基础实验》作为高等教育材料类、机械类等专业的基础实验课，旨在培养大学生掌握材料科学实验的基本方法、解决实际工程问题需要的能力。从本科生工程教育专业认证的视角，通过加强常规，基本实验教学的基础上，注重实践操作和应力技能的培养，形成了从基础理论教学、实践，操作及运用为一体的系统化教材，进而满足学生工程实践能力培养的目的，为学生走向企业解决实际问题提供保障。针对目前国内材料类实验教学的现状，归纳总结材料类实验教学的思路、方法、教学经验；精心打造出这本适合时代发展的实验教材。《材料学材料学实验》汇编了金属材料工程专业、材料科学与工程专业基础课程典型的和共性的实验，主要包括材料科学基础、金属材料学、材料热处理、材料力学性能、材料物理性能、材料的分析方法等专业主干课程的相关实验。实验内容以全面提高学生实验技能的常规基础实验为主，按照金属材料学基础实验、材料力学性能实验、材料物理性能实验、电子显微分析实验四大部分进行分模块排序；此外，根据材料科学与工程专业发展的需要，特意编写了以培养学生科学研究能力和创新能力为主的综合性、设计性与研究创新性实验。全书在前人集体智慧结晶的基础上，由编者重新编写，共分为四大部分：一、金属材料学基础实验（18个实验）；二、金属力学性能实验（5个实验）；三、金属物理性能实验（3个实验）；四、电子显微分析实验（5个实验）。每个实验包含实验目的、实验原理、实验设备与材料、实验注意事项、实验报告要求等组成，学生在具体实验时根据相应的实验条件，可以有选择地完成部分实验。金属材料学基础实验主要内容有：全相基本技能实验、热处理工艺制定与操作及组织观察与分析实验、综合性实验。其中张皖菊编写（实验1、实验2、实验3、实验4、实验5、实验8、实验12、实验19）；张义伟编写（实验11、实验14、实验15、实验16、实验17）；丁晓丽编写（实验7、实验13、实验18）；庞刚编写（实验6、实验10、）；杨磊编写（实验9）口材料力学性能实验主要有拉仲、冲击、硬皮、断裂韧性等实验内容，增加了金属的磨损实验，该部分由张义伟编写。材料物理性能实验主要有用双臂电桥测金属的电阻、用悬丝搞合共振法测全属的弹性模量和内耗等内容，由丁晓丽编写。电子显微分析实验主要有X射线衍射分析、透射电镜扫描电镜电子背反射衍射等的构造、原理及分析方法等内容，由李殿凯编写。本书由安徽工业大学张皖菊任主编，张义伟任副主编。由张皖菊统稿。本系列实验教材的编写，主要特点体现为：第一，实验教材的编写与教育部专业设直、专业定位、培养模式等学校实际情况联系在一起，坚持加强基础、拓宽专业面、更新实验教材内容的基本原则。第二，注重突出人才素质、创新意识、创造能力、工程应用的培养，注重动手能力、分析问题及解决问题能力的培养。第三，实验教材编写突出专业特色、难度适中，处理好实验课与基础专业课之间的关系，以编写质量为实验教材的生命线。第四，实验教材编写注重教材体系的科学性、理论性、系统性、实用性，体现教学规律和教学方法，注意与专业知识教材的配套使用，起到真正培养学生的创新意识的目的。《材料学基础实验》可作为高等院校材料类专业，如金属材料工程、材料科学与工程专业、材料加工工程等相关专业本科生系列课程实验教学的教材，也可供有关教师、研究生和工程技术人员参考。在此，要特别感谢在安徽工业大学材料科学与工程学院领导的支持以及实验中心已退休的吴慧英老师对该书编写所傲的贡献。由于编者水平有限，书中不足之处恳请广大读者批评指正。

作者介绍

柳东明，安徽理工大学材料与工程学院副院长，1998年6月获南京化工学院学士学位（无机非金属材料专业）；1998年6月～2001年9月安徽理工大学材料系教师；2006年12月获南京工业大学工学博士学位（材料学专业）；博士毕业后在安徽工业大学从事教学和研究工作，2007年1月晋升为副教授。

目录

第一部分金属材料学基础实验

实验一金相显微镜的构造与使用

实验二金相试样的制备及组织观察与摄影

*常用浸蚀剂

实验三奥氏体晶粒测定

*GB 6394—2002金属平均晶粒度评级图

实验四金属凝固组织观察与分析

实验五铁碳合金平衡组织观察与分析

实验六碳钢热处理基本组织观察与分析

实验七金属冷塑性变形与再结晶

实验八钢的淬透性曲线测定

实验九物理热模拟试验测淬火介质冷却曲线

实验十 钢材质量的高倍检验

*钢铁材料高倍检验标准

实验十一钢中非金属夹杂物的金相鉴定

实验十二铸铁显微组织的观察与分析

实验十三化学热处理后渗层组织的观察及渗层深度的测定

实验十四有色合金显微组织观察与分析

实验十五铝合金时效硬化曲线的测定

实验十六溶胶凝胶法制备铁氧体纳米磁性材料

实验十七机械球磨法制备非晶材料

实验十八碳钢的热处理及性能测定

实验十九低碳钢动态相变过程观察

实验二十金属材料及热处理综合实验

*综合实验项目（参考）

第二部分金属力学性能实验

实验一金属的拉伸实验

*移位法测定断后伸长率

实验二金属的硬度实验

实验三金属的冲击韧性实验

实验四金属的滑动磨损实验

实验五金属材料平面应变断裂韧性K1c的测试

*条件临界载荷pQ的研究

*三点弯曲试验的f（a/W）值

第三部分金属物理性能实验

实验一用双臂电桥研究含碳量及热处理对钢的电阻的影响

实验二悬丝耦合共振法测定金属材料的杨氏模量

实验三用共振法测金属的内耗

第四部分电子显微分析实验

实验一立方晶系粉末相线条的指数标定和点阵类型与点阵参数的确定

实验二利用Ｘ射线衍射仪定性相分析

实验三透射电镜样品制备及典型组织观察

实验四电子衍射分析

实验五扫描电镜结构、原理及微区成分分析