12级金属材料学实验二

合集下载

工程力学实验报告

工程力学实验报告自动化12级实验班§1-1 金属材料的拉伸实验一、试验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度R eH，下屈服强度R eL和抗拉强度R m 。

2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率A和断面收缩率Z。

3．测定铸铁的抗拉强度R m。

4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，并比较其机械性能。

5．学习试验机的使用方法。

二、设备和仪器1．试验机（见附录）。

2．电子引伸计。

3．游标卡尺。

三、试样(a)bhl0l(b)图1-1 试样拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。

为使实验结果可以相互比较，必须对试样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。

我国国标GB/T228－2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图（1-1）所示。

它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。

夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。

过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样破坏时断口在平行部分。

平行部分中测量伸长用的长度称为标距。

受力前的标距称为原始标距，记作l 0，通常在其两端划细线标志。

国标GB/T228-2002中，对试样形状、尺寸、公差和表面粗糙度均有明确规定。

四、实验原理低碳钢（Q235 钢）拉伸实验（图解方法）将试样安装在试验机的上下夹头中，引伸计装卡在试样上，启动试验机对试样加载，试验机将自动绘制出载荷位移曲线（F-ΔL 曲线），如图（1-2）。

观察试样的受力、变形直至破坏的全过程，可以看到低碳钢拉伸过程中的四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段）。

屈服阶段反映在F-ΔL 曲线图上为一水平波动线。

上屈服力eH F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。

下屈服力eL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。

最大力R m 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。

金属材料的硬度实验

目录实验一金属材料的硬度实验 (1)实验二铁碳合金平衡状态显微组织分析 (6)实验三钢的热处理 (9)附表1： (12)附表2：布氏、洛氏、维氏硬度与强度换算对照表 (16)实验一金属材料的硬度实验一、实验目的1、了解硬度测定的基本原理及应用范围；2、测定钢试样的布氏、洛氏硬度值。

二、概述金属的硬度是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念，由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值综合的反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变、抗力塑变强化以及大量形变抗力。

金属表面硬度值越高，抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。

另外，硬度与其他机械性能（如强度指标b σ及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件和工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

三、布氏硬度实验基本原理1、实验原理布氏硬度实验是在布氏试验机上进行。

将直径为D 的硬化钢球在一定的载荷P 下压入金属表面（图1-1），并根据所得压痕d 的大小来断定硬度。

布氏硬度值是根据作用于钢球上的载荷对所得压痕表面积之比来确定，即BA P=HB （Kgf/mm 2）（1）式中：P ——载荷（Kg ）B A —— 压痕的球面体（球缺）HB ——布氏硬度值由几何学可知球缺的面积等于：Dh A B π= （2）式中：D ——钢球直径h ——压痕深度(a) 原理图 (b) h 和d 的关系图1-1布氏硬度测定原理用压痕的直径和表示B A 可得：222d D D h --=（3）如果把所得的B A 值代入公式（1）中，则有：][2][2HB 2222d D D D Pd D D P Dh P --=--==πππKgf/mm 2 （4）式（4）中只有d 是变量，因此只需测出压痕直径，根据已知D 和P 值即可计算出金属表面的布氏硬度HB 的值。

幼儿园科学探索：金属材料实验与观察教案

幼儿园科学探索：金属材料实验与观察教案1. 引言在幼儿园阶段，科学教育扮演着至关重要的角色，帮助孩子们建立对世界的认识。

金属材料实验与观察是一个富有趣味性且具有教育意义的教学活动，有助于幼儿发展他们的观察力和实验能力，培养他们对物质世界的好奇心和探索精神。

2. 教学目标通过金属材料实验与观察，幼儿应能够： - 认识金属材料在日常生活中的应用； - 理解金属材料的特性，如导电性、延展性等； - 提高观察力和实验能力； - 锻炼动手能力和动脑能力。

3. 实施步骤步骤一：材料准备1.铁钉或铜钉2.铝箔3.锌片4.铁丝5.砂纸6.磁铁7.尺子8.容器9.牛奶盒等废弃物步骤二：实验与观察1.实验一：金属的导电性–将铁钉、铝箔、锌片和铁丝分别连接到电源回路上，观察其是否导通。

–让幼儿观察不同金属材料的表现，并记录下观察结果。

2.实验二：金属的延展性–让幼儿用手撕开铝箔，用手捏铁丝，观察金属材料的延展性。

–引导幼儿思考金属材料的延展性与其在日常生活中的应用。

3.实验三：金属的磁性–使用磁铁分别测试铁钉、铝箔、锌片和铁丝的磁性。

–让幼儿观察各种金属材料在磁性上的表现，并进行记录。

步骤三：讨论与总结在实验过程中，鼓励幼儿积极参与，提出问题，并给予其足够的时间进行讨论和探索。

实验结束后，进行全班讨论，总结实验中发现的规律和现象，引导幼儿进行思考和思维整合。

4. 教育意义金属材料实验与观察教案不仅有利于幼儿对金属材料特性的认识，更重要的是培养了他们的观察力、实验能力和思维能力。

通过这样的科学探索，幼儿能够建立起对世界的认知，并提高他们的科学素养。

5. 我的观点和理解金属材料实验与观察教案是一种寓教于乐的教学方法，能够引发幼儿对世界的好奇心，激发他们的科学兴趣。

通过实际操作和观察，幼儿能够更直观地了解金属材料的特性，从而为日后的学习打下扎实的基础。

金属材料实验与观察教案在幼儿科学教育中具有非常重要的意义，能够促进幼儿的全面发展，激发他们对科学的兴趣，培养他们的观察力和实验能力。

金属材料硬度实验测定实验报告

金属材料硬度实验测定实验报告金属材料硬度实验测定实验一、实验目的(1)了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。

(2)学会正确使用硬度计。

二、实验设备（1）布氏硬度计（2）读数放大镜（3）洛氏硬度计（4）硬度试块若干（5）铁碳合金退火试样若干（ф20×10mm的工业纯铁，20，45，60，T8，T12等）。

（6）ф20×10mm的20，45，60，T8，T12钢退火态，正火态，淬火及回火态的试样。

三、实验内容1、概述硬度是指材料抵抗另一较硬的物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。

与其它力学性能相比，硬度实验简单易行，又无损于工件，因此在工业生产中被广泛应用。

常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验――主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。

洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后产品性能检验。

维氏硬度试验——用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。

显微硬度试验——主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度。

2、实验内容及方法指导（1）布氏硬度试验测定。

（2）洛氏硬度试验测定。

（3）试验方法指导。

3、实验注意事项（1）试样两端要平行，表面要平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测定。

（2）圆柱形试样应放在带有“V”形槽的工作台上操作，以防试样滚动。

（3）加载时应细心操作，以免损坏压头。

（4）测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。

（5）金刚钻压头系贵重物品，资硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。

（6）应根据硬度实验机的使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围，将不能获得准确的硬度值。

四、实验步骤1、布氏硬度试验布氏硬度试验是用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d，从而计算出压痕球面积A，然后再计算出单位面积所受的力（P/A值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HB 表示。

实验二金属材料系列冲击试验与低温脆性

金属材料系列冲击试验与低温脆性姓名：班级：日期：指导老师：一、试验内容与目的:试验测定3种不同金属材料的冲击吸收功随温度变化，比较分析低温脆性特点二实验原理：本次试验采用国标编号为GB/T 229-1994。

用规定高度的摆锤对一系列处于不同温度的简支梁状态的缺口试样进行一次性打击，测量各试样折断时的冲击吸收功。

冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。

摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（A k ）。

所谓脆性断裂是一种快速的断裂，断裂过程吸收能量很低，断裂前及伴随着断裂过程都缺乏明显的塑性变形。

包括铁素体钢在内的中、低强度体心立方金属以及合金，密排六方的锌、铍及其合金的冲击功A k 值随温度的下降而有显著降低的过程，也就是说，在一个有限的温度范围内，受到冲击载荷作用发生断裂时吸收的能量会发生很大的变化。

这种现象称为材料的韧脆转变。

改变试验温度，进行一系列冲击试验以确定材料从人性过渡到脆性的温度范围，称为“系列冲击试验”。

韧脆转变温度就是A k -T 曲线上A k 值显著降低的温度。

曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT ）。

当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（FATT ）。

脆性断裂百分数的测量：在显微镜下观察断裂试样的断裂面，脆性断裂部分一般是白亮的梯形，通过测量计算可得出梯形的面积，按下式计算出脆性断裂百分数：%100%η=⨯脆性区面积脆性断裂百分数端口横截面积三、实验要求：(1)阅读相关的国家标准(GB229)，做好试验预习工作。

(2)按照国标文件中的试验报告内容要求编写试验报告。

(3)试验报告中，另外要包含下面两项内容的分析讨论：第一，关于金属冷脆性的材料方面影响因素；第二，冲击试验中致脆的因素。

金属材料的物理性质实验

金属材料的物理性质实验
实验目的
本实验旨在通过对不同金属材料的物理性质进行实验研究，以探究金属材料的性质差异以及其应用。

实验材料
- 不同金属材料（铁、铜、铝等）
- 导线、电池、电流表
- 木板、弹簧等辅助材料
实验步骤
1. 将不同金属材料分别制成相同的形状和尺寸，称其质量并记录。

2. 将导线接在电池正负极上，形成电路。

3. 将电流表置于电路中，记录电路中的电流强度。

4. 依次将不同金属材料放入电路中，再次记录电路中的电流强度。

5. 将实验结果进行归纳、总结，分析不同金属材料的导电性能差异以及对应的应用情况。

实验注意事项
- 在实验过程中应该注意电路的连通性以及操作的安全性，避免产生电击等不良影响。

- 实验前应检查实验器材的完整性并认真了解实验步骤，保障实验数据的准确性。

- 实验完成后，应当及时清洗实验器材并完善实验报告。

实验价值
本实验对于深入了解金属材料的物理性质、提高实验技能，具有重要的意义。

同时，通过对实验结果的分析与总结，亦可为工程技术及材料科学领域的相关研究提供参考价值。

实验二动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量

实验二动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量杨氏模量是工程材料的一个重要物理参数，它标志着材料抵抗弹性形变的能力。

“静态拉伸法”由于受弛豫过程等的影响不能真实地反映材料内部结构的变化，对脆性材料无法进行测量。

目前工程技术上常用“动态悬挂法”测量杨氏模量,也是国家标准指定的一种测量方法。

其基本操作是：将一根截面均匀的试样（棒）悬挂在两只传感器（一只激振，一只拾振）下面。

在两端自由的条件下，使之作自由振动。

测出试样的固有基频，并根据试样的几何尺寸、密度等参数，测得材料的杨氏模量。

一、实验目的1、用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量。

2、培养学生综合应用物理仪器的能力。

3、学习确定试样节点处共振频率的方法。

二、仪器与用具动态杨氏模量实验仪（包括试样、杨氏模量测试台、信号发生器），存贮示波器，电子天平，螺旋测微器，游标卡尺三、实验原理对于一根水平放置的细棒，以水平方向为x 轴，竖直方向为轴，由棒的横振动方程：044222=∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂x yS EJ t y ρ （2.1）用分离变量法解以上方程对圆形棒得：。

2436067.1fd m l E = （2.2）上两式中，E 为杨氏模量，l 为棒长，d 为棒的直径，m 为棒的质量，S 为棒的截面积，ρ为棒的密度。

如果在实验中测定了试样（棒）在不同温度时的固有频率f ，即可计算出试样在不同温度时的杨氏模量E 。

在国际单位制中杨氏模量的单位为（2-⋅m N ）。

本实验的基本问题是测量试样在不同温度时的共振频率。

由信号发生器输出的等幅正弦波信号，加在传感器I （激振）上。

通过传感器I 把电信号转变成机械振动，再由悬线把机械振动传给试样，使试样受迫作横向振动。

试样另一端的悬线把试样的振动传给传感器II （拾振），这时机械振动又转变成电信号。

该信号经放大后送到示波器中显示。

当信号发生器的频率不等于试样的共振频率时，试样不发生共振，示波器上几乎没有信号波形或波形很小。

实验二__透射电镜结构原理、样品制备及观察

实验二参观透射电子显微镜时间：2015年12月1日第一组：14:30-15:30 2013级金属材料工程专业一班第二组：15:30-16:30 2013级金属材料工程专业二班地点：材料科学与工程学院一楼TEM室讲解：龚伦军老师实验二透射电镜结构原理、样品制备及观察一、实验内容及实验目的1．结合透射电镜实物介绍其基本结构及工作原理，以加深对透射电镜结构的整体印象，加深对透射电镜工作原理的了解。

2．掌握材料薄膜样品的制备方法—双喷电解减薄法和离子薄化法。

3．选用合适的样品，通过明暗场像操作的实际演示，了解明暗场成像原理。

4. 通过选区电子衍射的实际操作演示，加深对选区电子衍射原理的了解。

二、透射电镜的基本结构及工作原理透射电子显微镜是一种具有高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器，被广泛应用于材料科学等研究领域。

透射电镜以波长极短的电子束作为光源，电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成一束近似平行的光线穿透样品，再经成像系统的电磁透镜成像和放大，然后电子束投射到主镜简最下方的荧光屏上而形成所观察的图像。

在材料科学研究领域，透射电镜主要可用于材料微区的组织形貌观察、晶体缺陷分析和晶体结构测定。

透射电子显微镜按加速电压分类，通常可分为常规电镜(100kV)、高压电镜(300kV)和超高压电镜(500kV以上)。

提高加速电压，可缩短入射电子的波长。

一方面有利于提高电镜的分辨率；同时又可以提高对试样的穿透能力，这不仅可以放宽对试样减薄的要求，而且厚试样与近二维状态的薄试样相比，更接近三维的实际情况。

就当前各研究领域使用的透射电镜来看，其主要三个性能指标大致如下：加速电压：80～3000kV分辨率：点分辨率为0.2～0.35nm、线分辨率为0.1～0.2nm最高放大倍数：30～100万倍尽管近年来商品电镜的型号繁多，高性能多用途的透射电镜不断出现，但总体说来，透射电镜一般由电子光学系统、真空系统、电源及控制系统三大部分组成。

材料加工原实验

实验一金属结晶过程及铸锭组织观察实验项目性质：普通实验实验计划学时：2学时一、实验目的1．观察盐类及金属的结晶过程2．了解并掌握金属及合金铸锭组织的形成，明确金属及合金铸锭组织的控制方法3．观察并描绘不同条件下纯铝的铸锭组织二、实验概述结晶过程包括晶核的形成和长大两个过程。

晶粒的形状及大小，根据冷却条件及其他因素不同而不同。

金属及盐类最常见到的晶体形状是树枝状晶体，又称枝晶。

用生物显微可以直接观察透明盐类（如氯化铵、硝酸银等）的结晶过程。

在玻璃片上滴一滴接近饱和的氯化铵溶液，放在生物显微镜下观察它的结晶过程。

随着溶液的蒸发，溶液逐渐变浓而达到饱和，由于液滴边缘处最薄，因此蒸发得最快，结晶过程将从边缘开始向内扩展。

结晶的第一阶段是在液滴的最外层形成一圈细小的等轴晶粒，这是由于此时液滴外层较薄，蒸了很快，在短时期内产生大量的晶核之故。

结晶的第二阶段是较为粗大的柱状晶，其成长的方向是伸向液滴中心，这是由于此时液滴的蒸发已比较慢，而且液滴的饱和顺序也是由外向里的，最外层的细小等轴晶只有少数的位向有利于向中心生长，因此形成了比较粗大的，带有方向性的柱状晶。

结晶的第三阶段是在液滴的中心部分形成不同位向的等轴晶。

这是由于液滴中心此时也变得较薄，蒸发也较快，同时溶液的补给也不足，在此可以看到明显的树枝晶组织。

从而可以看出，盐液滴由于蒸发而进行的结晶过程及所得的结晶组织与铸锭的结晶过程与组织是很相似的。

金属不透明，因此一般不能用显微镜直接观察液态金属的结晶过程。

但是金属凝固后可以将铸锭沿纵剖面或横剖面切开，经过磨制和浸蚀后就可以分析它的组织和形成过程。

另外，也可以利用化学中的取代（置换）现象来观察金属晶体的生长过程。

例如：硝酸银的水溶液中放入一段细铜丝。

铜将开始溶解，而银则沉淀出来，其反应如下：Cu + 2AgNO3 2Ag↓+Cu(NO3)2如果在生物显微镜下观察，则可以看到银的枝晶生长过程。

需要说明，金属的结晶是在液态金属冷却的过程中进行的，当具有一定的过冷度时，金属就开始结晶。

材料力学实验

同时受到弯曲和扭转两种载荷作用下，用应变仪
测定已知点在不同方向上的应变值，并计算出实
验的正应力，从而验证理论计算值。
理论值计算主应力公式
1, 2
1 2
(
x
( x )2 4(t xy)2 )

tg 2 2t xy x
实验六弯扭组合变形主应力测试实验
利用已知参数的材料和专用设备，在标准试件
选择测力度盘。调整指针，对准零点，并调整自动绘图器。
实验二金属材料的压缩实验
四、实验步骤
3）安装试件将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验
机球形承垫的中心处。 4）检查试件 5）进行试验
缓慢均匀地加载，注意观察测力指针的转动情况和绘图纸上的压缩图，以便及时而正确地测定屈服载荷，并记录下来。
4、记下试验中试样屈服时的扭矩Ts和破坏时的最大扭矩Tb。
5、试样扭断后，立即关机，取下试样，试验结束。
实验三金属材料的扭转实验
五、思考题
1.铸铁试件扭转实验，从加载到破坏你看到哪些现象。 2.为什么铸铁试件在扭转时沿着与轴线大致成45°的斜截面上破坏？ 3.低碳钢试件扭转实验，从加载到破坏你看到哪些现象。 4.分析两种材料的断口形状及产生原理。 5.铸铁在压缩和扭转破坏时，其断口方位均与轴线大致成45°角，其破坏原因是否相同？
实验五测定材料的剪切弹性模量
四、实验步骤
1.卡取试件直径，为了避免试件加工的锥度和椭圆度影响，在标距内选取3个卡点，3个卡点的位置分别选在标距中间和接近标距的两端。
2.将已卡取直径为、长为260mm的试件安装在NY— 4型测G扭转试验机上，并固紧。
3.调整两悬臂杆的位置。 4.调整设备加码进行试验。

金属材料实验报告

金属材料实验报告金属材料实验报告引言：金属材料是工业生产中广泛应用的材料之一，其强度、导电性和导热性等特性使其成为制造各种产品的理想选择。

本实验旨在通过对金属材料的实验研究，探索其物理和化学特性，并分析其应用潜力。

实验一：金属材料的导电性导电性是金属材料的重要特性之一，本实验通过测量不同金属材料的电阻来比较它们的导电能力。

我们选取了铜、铁和铝作为实验样品，并使用恒流源和电阻计进行测量。

实验结果显示，铜具有最低的电阻，表明其导电能力最强，而铝的电阻最高，导电能力最弱。

这个实验结果与金属的导电性质的普遍规律相符。

实验二：金属材料的强度金属材料的强度是指其抵抗外力破坏的能力。

本实验通过拉伸实验来测量不同金属材料的强度。

我们选取了钢、铝和铜作为实验样品，并使用拉力计逐渐施加力量。

实验结果显示，钢的强度最高，能够承受最大的拉力，而铝的强度最低。

这个实验结果与金属的强度特性相一致，也验证了金属材料在结构工程中的广泛应用。

实验三：金属材料的热传导性金属材料的热传导性是指其传导热量的能力。

本实验通过测量不同金属材料的热传导速率来比较它们的热传导性能。

我们选取了铜、铝和铁作为实验样品，并使用热传导计进行测量。

实验结果显示，铜的热传导速率最高，铝的热传导速率最低。

这个实验结果与金属材料的热传导性质相一致，也验证了金属材料在热工业中的广泛应用。

实验四：金属材料的化学性质金属材料的化学性质对于其在化工和环境工程中的应用至关重要。

本实验通过浸泡实验来观察不同金属材料在不同溶液中的反应。

我们选取了铁、铜和铝作为实验样品，并将它们分别浸泡在酸性、碱性和中性溶液中。

实验结果显示，铁在酸性溶液中会发生腐蚀反应，而铜和铝对酸性溶液相对稳定。

这个实验结果表明，金属材料的化学性质与其在不同环境中的耐腐蚀性能密切相关。

结论：通过以上实验研究，我们得出以下结论：1. 铜具有良好的导电性，适用于电子产品和电气工程。

2. 钢具有出色的强度，适用于结构工程和机械制造。

《专题二第二节金属材料》作业设计方案-中职化学高教版21加工制造类

《金属材料》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《金属材料》课程的学习，使学生掌握金属的基本概念、分类及性质，能够识别和应用常见的金属材料，并培养其分析问题和解决问题的能力。

通过作业实践，加深学生对金属材料相关知识的理解和应用。

二、作业内容作业内容主要围绕金属材料的认知和基本性质展开。

1. 金属材料的基本概念与分类：学生需查阅资料，总结金属材料的定义、分类及特点，并以报告形式呈现，报告中需包含至少三种常见金属材料的详细介绍。

2. 金属材料的物理性质与化学性质：学生需通过实验或查阅资料，了解金属材料的硬度、延展性、导电性等物理性质，以及与酸碱等物质的化学反应。

需以实验报告或图表形式记录并分析。

3. 金属材料的应用与选择：学生需分析生活中常见的金属制品，探讨其材料选择的原因，并就某一具体产品提出自己的材料选择建议。

4. 思考题：结合所学知识，思考金属材料在环境保护和可持续发展中的作用，并探讨金属材料未来的发展趋势。

三、作业要求1. 作业需在规定时间内完成，并按时提交。

2. 报告要求条理清晰，内容详实，数据准确。

实验报告需附有实验过程和结果的详细记录。

3. 金属材料的应用与选择分析需结合实际生活案例，具有现实意义。

4. 思考题需有自己的见解和分析，不得抄袭他人观点。

四、作业评价作业评价将根据以下标准进行：1. 知识的掌握程度：学生对金属材料基本概念的掌握情况。

2. 实践能力的体现：实验报告的完整性和准确性，以及实际问题的分析能力。

3. 创新思维的展现：思考题的见解和分析是否具有独创性。

4. 作业的规范性：作业格式、字迹、标点符号等是否符合要求。

五、作业反馈1. 教师将对每份作业进行详细批改，指出优点和不足。

2. 针对学生的共性问题，将在课堂上进行讲解和讨论。

3. 鼓励学生之间互相交流学习，取长补短。

4. 作业反馈将作为学生平时成绩的一部分，以激励学生认真完成作业。

通过上述的作业设计方案将能够使学生们更加深入地理解金属材料的特性和应用，提高他们的实践能力和问题解决能力。

材料力学性能实验(2个)

《材料力学性能》实验教学指导书实验总学时：4实验项目：1.准静态拉伸2. 不同材料的冲击韧性材料科学与工程学院实验中心工程材料及机制基础实验室实验一准静态拉伸一、实验目的1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

2．测定低碳钢的屈服极限σs ，强度极限σb ，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。

3．测定铸铁的强度极限σb 。

4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。

二、概述静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。

一方面，由静载拉伸试验测定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际意义。

另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能的基本试验方法。

静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合，载荷缓慢施加。

在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一系列的强度指标（屈服强度s σ和抗拉强度b σ）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）。

通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线，即P —Δl 曲线，习惯上称此曲线为试样的拉伸图。

图1即为低碳钢的拉伸图。

试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。

当载荷增加到一定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。

这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ，s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ：ss A P =σ 试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。

这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。

由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。

实验二金属的塑性变形与再结晶

实验二金属的塑性变形与再结晶一、实验目的1、了解工业纯铁经冷塑性变形后，变形量对硬度和显微组织的影响2、研究变形量对工业纯铝再结晶退火后晶粒大小的影响二、实验原理金属在外力作用下，当应力超过其弹性极限时将发生不可恢复的永久变形称为塑性变形。

金属发生塑性变形后，除了外形和尺寸发生改变外，其显微组织与各种性能也发生明显的变化。

经塑性变形后，随着变形量的增加，金属内部晶粒沿变形方向被拉长为偏平晶粒。

变形量越大，晶粒伸长的程度越明显。

变形量很大时，各晶粒将呈现出“纤维状”组织。

同时内部组织结构的变化也将导致机械性能的变化。

即随着变形量的增加，金属的强度、硬度上升，塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化或应变硬化。

在本实验中，首先以工业纯铁为研究对象，了解不同变形量对硬度和显微组织的影响。

冷变形后的金属是不稳定的，在重新加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。

其中再结晶阶段金属内部的晶粒将会由冷变形后的纤维状组织转变为新的无畸变的等轴晶粒，这是一个晶粒形核与长大的过程。

此过程完成后金属的加工硬化现象消失。

金属的力学性能将取决于再结晶后的晶粒大小。

对于给定材料，再结晶退火后的晶粒大小主要取决于塑性变形时的变形量及退火温度等因素。

变形量越大，再结晶后的晶粒越细；金属能进行再结晶的最小变形量通常在2~8%之间，此时再结晶后的晶粒特别粗大，称此变形度为临界变形度。

大于此临界变形度后，随变形量的增加，再结晶后的晶粒逐渐细化。

在本实验中将研究工业纯铝经不同变形量拉伸后在550℃温度再结晶退火后其晶粒大小，从而验证变形量对再结晶晶粒大小的影响。

三、实验设备和材料1、实验设备箱式电阻炉、万能拉伸机、卡尺、低倍4X型金相显微镜、洛氏硬度计等2、实验材料(1)变形度为0%、30%、50%、70%的工业纯铁试样两套，其中一套用于塑性变形后的硬度测定，一套为已制备好的不同变形量下的金相标准试样，用于观察组织（2）工业纯铝试样，尺寸为160mm×20m m×0.5mm，（3）腐蚀液：40mlHNO3+30mlHCl+30mlH2O+5g纯Cu），硝酸溶液四、实验内容及步骤1、测定工业纯铁的硬度（HRB ）与变形度的关系，观察不同塑性变形量后工业纯铁的金相显微组织（1）将工业纯铁的试样在万能拉伸实验机上分别进行0%、30%、50%、70%的压缩变形。

利用定性分析法测定金属材料成分的实验操作

利用定性分析法测定金属材料成分的实验操作在材料科学研究中，了解金属材料的成分对于设计合适的合金或选择适用的金属具有重要意义。

定性分析是一种常用的方法，通过观察金属材料在特定试剂作用下产生的反应，推测其成分以及所含的化合物。

本文将介绍利用定性分析法测定金属材料成分的实验操作。

实验一：酸碱反应第一步：准备材料，包括待测金属材料和稀硝酸。

将金属材料取适量置于试管中，并加入少量稀硝酸。

第二步：观察反应。

如果金属材料在稀硝酸中迅速反应，生成气泡并产生明显的变色，说明金属材料可能含有镧、铈、钕等活泼金属。

实验二：氢氧化物沉淀反应第一步：准备材料，包括待测金属材料和氢氧化钠溶液。

将金属材料取适量置于试管中，并加入少量氢氧化钠溶液。

第二步：观察反应。

如果金属材料与氢氧化钠反应产生混浊沉淀，通过观察沉淀的颜色和形态可以初步推测金属材料中可能含有铜、铁、锰等金属。

实验三：硫化物沉淀反应第一步：准备材料，包括待测金属材料和稀盐酸、硫化氢气体。

将金属材料取适量置于试管中，并加入少量稀盐酸。

第二步：加入硫化氢气体，观察反应。

如果金属材料与硫化氢气体反应产生黑色沉淀，说明金属材料可能含有铅、银等金属。

如果产生黄色沉淀，则可能含有汞、锑等金属。

实验四：高温氧化反应第一步：准备材料，包括待测金属材料和梯度升温的炉子或加热器。

将金属材料置于炉子中或加热器上进行加热。

第二步：控制加热温度，并观察金属材料的氧化情况。

不同金属材料在不同温度下氧化的颜色不同，通过观察可以初步判断金属材料中可能存在的成分。

需要注意的是，定性分析法只能推测金属材料中可能含有的成分，不能提供精确的百分比。

因此，在进行实验操作之前，应该对待测金属材料的性质进行初步了解，以便选择适合的试剂和条件进行定性分析。

总结利用定性分析法测定金属材料成分是一个重要的实验操作，可以帮助研究人员了解金属材料的组成。

通过酸碱反应、氢氧化物沉淀反应、硫化物沉淀反应和高温氧化反应等实验操作，我们可以初步推测金属材料中可能含有的成分。

2020-2021学年高中化学铁金属材料实验活动2铁及其化合物的性质巩固练习(人教版2019必修

高中化学人教版（2019）必修第一册第三章铁金属材料实验活动2铁及其化合物的性质巩固练习一、单选题1.实验室用如图所示装置制取Fe(OH)2，下列说法正确的是（）A. FeSO4溶液为黄色B. 苯的作用是隔离氧气C. 可将苯换成酒精进行实验D. 沉淀的颜色变化是白色→灰绿色→红褐色2.为了检验某FeSO4溶液是否变质，可向溶液中加入（）A. 铁片B. NaOH溶液C. 新制氯水D. KSCN溶液3.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是（）A. 先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B. 先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C. 滴加NaOH溶液，产生白色沉淀D. 只需滴加KSCN溶液4.将铁粉、铜粉混合物加入FeCl3溶液，充分反应后仍有固体存在，则下列判断错误的是（）A. 溶液中一定含Cu2+B. 溶液中一定含有Fe2+C. 加入KSCN溶液一定不变红色D. 剩余固体中一定含Cu5.下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是（）A. 用图甲所示装置收集NOB. 用图乙所示装置制备NH3C. 用图丙所示装置制备Fe(OH)2D. 用图丁所示装置稀释浓H2SO46.下列各图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是（）A. ①②④B. ①②③C. ①③④D. ②③④7.能与Fe3＋反应，且能证明Fe3＋具有氧化性的是①SCN－②Fe ③Fe2＋④Cu ⑤Zn ⑥OH－( )A. ①②③B. ②④⑤C. ①③⑥D. ①②⑤8.下列各组物质反应后，再滴入KSCN溶液，显红色的是（）A. CuCl2溶液中加入铁粉B. 单质Fe与过量稀盐酸反应后的溶液中再加入少量氯水C. 向FeO中加入稀硫酸D. Fe(OH)3与过量稀盐酸反应后的溶液中再加入过量铁粉9.检验KCl溶液中是否混有Fe3＋时，可选择的试剂是（）A. 硫氰化钾溶液B. 硝酸C. 盐酸D. 硫酸10.已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+．下列物质反应后能使KSCN溶液变红的是（）①过量的Fe与Cl2反应②Fe和过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中⑤向Fe（NO3）2溶液中加入过量稀硫酸．A. 只有①B. 只有①③⑤C. 只有①②③D. 全部11.检验实验室配制的FeCl2溶液中的Fe2+是否被氧化生成Fe3+，应选用的最适宜的试剂是（）A. 稀硝酸B. 溴水C. KSCN溶液D. 酸性高锰酸钾12.X、Y、Z、W四种物质的转化关系．下列组合中不符合该关系的是（）A. AB. BC. CD. D13.下列能达到实验目的是（）A. 作为安全瓶防止倒吸B. 喷泉实验C. 干燥HBrD. 制取Fe（OH）214.下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是（）A. AB. BC. CD. D15.在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，过滤后，向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是（）A. 白色沉淀是BaSO4和BaSO3B. 溶液的酸性增强C. 白色沉淀是BaSO4D. FeCl3全部被还原为FeCl2二、综合题16.电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。

金属材料专业综合实验报告

综合实验报告课程名称：金属材料专业综合实验专业：金属材料工程班级：金属材料姓名：学号：指导教师：冶金工程学院2011-2012 学年第 1 学期目录实验一轧测力能参数综合测试实验二金属材料力学性能综合测试实验一轧制力能参数综合测试一、实现轧件咬入轧制参数的设定1.实验目的（1）掌握轧件咬入的条件(2) 掌握最大咬入角的测定(3) 学会分析最大咬入角与各轧制参数的关系2、相关理论知识背景轧辊与轧件的接触弧所对应的角称为接触角或咬入角。

为使轧件能够咬入轧辊，作用于轧件的出轧辊方向摩擦力F的水平分量必须大于或等于作用于轧件的轧制力Pr的水平分量.轧件能够被咬入的条件为:由上式可见，只有摩擦系数大于咬入角的正切值时，轧件才能被咬入轧辊。

对于给定的辊缝值，摩擦力越大，能够咬入的轧件的高度也越大。

tan α的值与轧辊的半径R,轧件的轧前高度h0和轧件的轧后高度h f有关。

轧辊的中心线与轧件和轧辊的入口接触点的距离用g表示. 用简单的几何学知识，可得下式:tan α为对边与邻边的比值，可得:3、实验内容根据设置辊子直径、轧件轧前厚度、轧件轧后厚度、摩擦系数不同的轧制参数实现轧件的咬入。

4、实验步骤（1）设置轧制参数：辊子直径为350㎜，轧件轧前厚度为134㎜，摩擦系数为0.4，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为84㎜。

如下图所示：（2）设置轧制参数：辊子直径为450㎜，轧件轧前厚度为174㎜，摩擦系数为0.4，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为110㎜。

如下图所示：（3）设置轧制参数：辊子直径为550㎜，轧件轧前厚度为204㎜，摩擦系数为0.4，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为126㎜。

如下图所示：5、实验结果在实现轧件的咬入的前提下选择不同的参数，通过调节压下量来达到最大咬入h R g f。

所以，对于确定的轧辊直径和摩擦系角。

由前面的公式得到压下量2(/)数及轧件轧后厚度后，通过改变轧前厚度来达到最大咬入角。

金属材料力学性能试验规范

金属材料力学性能试验规范一、目的为保证金属材料力学性能试验的科学性，特对力学性能试验的试样取样方法、位置及判定规则进行了规范。

二、适用范围板材、铸钢件、锻件及对接焊缝焊接接头的力学性能试验。

三、引用标准GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第一部分室温试验方法JB/T 5000.8 重型机械通用技术条件第8部分：锻件JB/T 5000.6 重型机械通用技术条件铸钢件GB 50661 钢结构焊接规范四、取样数量五、取样方法、位置、尺寸及判定方法5.1 板材5.1.1拉伸试样1、切取样坯时，应防止因过热、过冷、加工硬化而影响其力学性能及工艺性能，采用火焰切割法取样时，样坯切割线至试样边缘必须留有足够的切割余量，应不小于钢材的厚度，但最小不得少于20mm，一般样坯的尺寸为300×150（长×宽）即可。

2、样坯在钢板一端取样，对于碳素结构钢和公称宽度不小于600mm的低合金高强度结构钢，试样为横向试样，即试样的轴线垂直于轧制方向，如下图所示；公称宽度小于600mm的低合金高强度结构钢，试样为纵向试样；取样部位板材表面应无缺陷。

3、当钢板厚度t＜20mm时，采用矩形全厚度截面试样，取样位置如图1，试样的加工尺寸见图2和表1。

图1 全厚度截面取样位置图2 试样尺寸表1 常用规格钢板具体尺寸规格表序号比率定尺R bo t Lt≥7.65So Lc1 12 12.5±0.05 10 184903 12 12.5±0.05 12 189 952 12 12.5±0.05 16 204 1104、当钢板厚度20≤t时，采用圆形试样；其中，钢板厚度20≤t ＜25时，样坯应在钢板厚度中心取样；钢板厚度t≥25时，取样位置见图3，样品尺寸见图4（图样为集团公司试验的样品，其它单位试验可根据标准要求自定尺寸）。

25≤t＜50 t≥50图3 t≥25时的取样位置图4 圆形试样尺寸5、试验不合格时，可以加倍取样复试，复试仍有不合格项的，该批次不合格。

金属材料试验

金属材料试验金属材料试验是金属材料科学研究的重要环节，通过试验可以获取金属材料的各种性能参数，为材料的设计、选材和工程应用提供依据。

本文将介绍金属材料试验的一般步骤和常用方法。

首先，金属材料试验的一般步骤包括试样的制备、试验参数的选择、试验设备的准备和试验数据的处理。

试样的制备是试验的基础，其质量和形状应符合试验要求。

试验参数的选择包括试验温度、应力、应变等，这些参数将直接影响试验结果。

试验设备的准备包括试验机、测量仪器等，其准确性和可靠性对试验结果具有重要影响。

试验数据的处理包括数据采集、处理和分析，以获取准确的试验结果。

其次，金属材料试验的常用方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。

拉伸试验是最常用的金属材料力学性能试验方法，通过拉伸试验可以获取材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数。

冲击试验是评价材料脆性的重要方法，通过冲击试验可以获取材料的冲击韧性参数。

硬度试验是评价材料硬度的方法，通过硬度试验可以获取材料的硬度数值。

最后，金属材料试验在工程应用中具有重要意义。

通过试验可以评价材料的力学性能、物理性能、化学性能等，为材料的设计、选材和工程应用提供依据。

同时，试验还可以指导材料的加工工艺和质量控制，确保材料的可靠性和安全性。

综上所述，金属材料试验是金属材料科学研究的重要环节，通过试验可以获取材料的各种性能参数，为材料的设计、选材和工程应用提供依据。

金属材料试验的一般步骤包括试样的制备、试验参数的选择、试验设备的准备和试验数据的处理。

金属材料试验的常用方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。

金属材料试验在工程应用中具有重要意义，可以指导材料的设计、选材、加工工艺和质量控制。

金属材料学实验指导书

金属材料学实验指导书工程材料实验教学中心河南科技大学材料科学与工程学院学生实验守则1、实验前，必须仔细阅读实验指导书，熟悉实验目的、原理、方法和要求。

2、到实验室后，必须严格遵守实验室的制度和纪律，遵守各项操作规程。

3、实验时，应集中注意力，认真做好实验。

注意培养自己实事求是的科学态度，如实记录实验数据。

4、必须尊重指导教师的指导，注意人身安全，爱护仪器设备。

如发生事故，应立即向指导老师报告。

5、爱护公共财物，除本实验所用的仪器外，不得动用其它设备。

6、实验完毕后，必须将实验现场及仪器设备整理干净，恢复原状。

在实验记录送交指导老师检查签字后，经指导老师同意，方可离开实验室。

7、试验目的和要求，认真仔细分析实验数据，完成实验报告，并在规定时间内送交指导老师批改。

目录实验一高速钢及其显微组织分析……………………………….错误!未定义书签。

实验二铸铁及其显微组织分析 (6)实验三有色金属及其显微组织分析….………………………. ..10实验一高速钢及其显微组织分析一、实验目的:观察及分析高速钢在铸态及正常热处理、过热、过烧等状态下的显微组织和缺陷，供分析高速钢及其热处理做参考。

二、内容说明:图1 高速钢变温截面图Fe-18%W-4%Cr-C系C1－M6C，C2-Fe3C1、高速钢的铸态组织：高速钢因含有大量合金元素，虽然含碳量只有0.7—0.8%,已属莱氏体钢，其结晶过程及铸造组织很复杂。

W18Cr4V高速钢状态图可用图1近似表示。

当W18Cr4V 钢平衡凝固时，发生下列反应：开始结晶时析出δ（高温α）固溶体；冷到1400℃发生L+δ→γ的包晶反应；在1345℃附近很窄的温度范围进行L+δ→γ＋M6C的包晶反应，M6C指Fe3W3C类的复杂碳化物，当冷速快，扩散不够充分，包晶反应来不及进行，发生δ→γ＋M6C的反应，称δ共析反应。

在1330～1300℃之间发生L→γ＋M6C的共晶反应，一直到完全凝固，形成由奥氏体和碳化物组成的共晶莱氏体，其中碳化物呈鱼骨状，骨骼之间为γ相。