工程材料实验指导书
材料工程基础实验指导书
材料工程基础实验指导书材料工程基础实验指导书是针对材料工程专业学生进行教学实践活动所编制的一份指导书。
它是对教学大纲和理论知识进行实践运用，以帮助学生更好地掌握材料工程基础知识，提高实验操作能力的重要教材之一。
下面将就材料工程基础实验指导书的编写、使用及价值等方面展开阐述。
一、指导书的编写材料工程基础实验指导书是基于材料工程专业课程体系，根据实验的性质和实验过程进行编写。
编写者应结合目前教学大纲和课程内容进行详细的设计和计划，包括实验方案的设计、操作方法的详细说明、实验过程中注意事项的提示、问题解答以及结果分析等方面。
指导书的编写需要具有入门性、实用性、操作性、易懂性等特点，以保证学生可以清晰、准确地理解实验的目的和意义，并且有助于学生积极参与，独立思考和探究实验过程中的各种问题。
二、指导书的使用使用指导书时，首先使用教师应根据学生的实验水平和理解程度，在指导书的基础上进行适当的讲解和解释，以让学生更好地理解实验目的和理论基础，理解实验操作的关键点和难点，避免在实验中出现各种问题，从而保证实验的顺利进行。
如果学生在实验过程中出现问题，教师应鼓励他们自主思考和尝试解决方法，不断总结经验和教训，以提高其实践能力和学习效果。
同时，在实验的过程中应注意安全问题，遵守规定，确保实验无风险、无事故，达到安全实验的目的。
三、指导书的价值材料工程基础实验指导书对学生的实验操作和理论知识的掌握在课程学习中具有重要的价值。
通过实验，学生能够更好地体验到理论知识在实际操作中的运用，更深入地了解材料性能、特点和应用领域，在实践中发掘问题，探究问题，理解和掌握基本原理和技能。
指导书的使用还能激发学生的学习兴趣，创造出良好的课堂氛围和共同学习的氛围，使学生在互动、探究、创新和发现中成长，增强其自主学习和合作学习的能力。
总之，材料工程基础实验指导书是提高学生实验操作水平和理论知识掌握水平的重要手段，编写人员和教师应根据实验性质、教学大纲和课程内容设计科学、合理的实验指导书，指导学生循序渐进地掌握实验技能和理论基础，从而达到提高学生综合素质的目的。
建筑材料实验指导书
建筑材料实验指导书1. 引言本实验指导书旨在指导学生进行建筑材料实验，通过实验了解和熟悉常用的建筑材料及其性能测试方法。
本指导书共包含以下几个实验项目：1.试验一：水泥试验2.试验二：混凝土试验3.试验三：砖试验4.试验四：钢筋试验每个试验项目中，将介绍实验的目的、原理、仪器设备、操作步骤、以及实验结果的处理与分析。
2. 试验一：水泥试验2.1 目的本实验旨在通过对水泥样品的试验，了解和检测水泥的物理性能，并掌握水泥试验的整体流程和操作方法。
2.2 原理2.2.1 水泥种类的检测：包括测定水泥的标号、颜色、外观、质量以及坍落度等。
2.2.2 水泥强度的检测：包括测定水泥的初凝时间、终凝时间和抗压强度等。
2.3 仪器设备•水泥试验台•钢尺•试验针•水泥试样2.4 操作步骤1.准备水泥试样，并检查其外观、颜色、标号等信息。
2.使用试验针在水泥试样上进行探测，判断其初凝时间。
3.使用钢尺测量水泥试样的终凝时间。
4.将水泥试样压碎，并使用水泥试验台测定其抗压强度。
5.记录实验数据并进行统计与分析。
2.5 实验结果的处理与分析分析初凝时间、终凝时间和抗压强度的数据，比较不同水泥试样之间的差异，并讨论其原因和影响因素。
3. 试验二：混凝土试验3.1 目的本实验旨在通过对混凝土样品的试验，了解和检测混凝土的工作性能与强度，并掌握混凝土试验的操作流程和方法。
3.2 原理3.2.1 混凝土配合比的检测：包括测定水灰比、砂率、骨料的粒径组成等。
3.2.2 混凝土强度的检测：包括测定混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度等。
3.3 仪器设备•水泥试验台•骨料试验台•称重设备•混凝土试样3.4 操作步骤1.准备混凝土试样，并进行标识。
2.将混凝土试样放入压力机中，根据预定的负荷值施加压力。
3.确定混凝土试样的抗压强度。
4.预测混凝土试样的抗拉强度和抗折强度。
5.记录实验数据并进行统计与分析。
3.5 实验结果的处理与分析比较不同混凝土试样之间的强度差异，分析其原因，并讨论混凝土的工作性能与强度之间的关系。
工程材料实验指导书
工程材料实验指导书班级:_______________姓名:_______________学号:_______________机控学院目录工程材料实验守则 (3)前言 (4)实验一铁碳合金平衡组织观察 (6)实验二碳钢的热处理及硬度实验 (9)实验三、锉刀综合实验 (11)实验四、创新性综合实验一 (14)实验五、创新性综合实验二 (14)附录1 铁碳合金平衡组织 (18)附录2 钢的热处理 (21)附录3 金相显微镜的基本原理、构造及使用 (24)附录4 金相试样的制备 (29)附录5 硬度计的使用 (32)附录6 扫描电子显微镜结构及工作原理 (38)附录7 透射电子显微镜结构及工作原理 (42)工程材料实验守则1．实验前认真做好预习，明确实验目的，了解实验内容，步骤及注意事项。
2．实验不迟到，无故迟到两次者实验成绩记为不及格。
病假、事假需有医生或班主任证明。
无故旷课者，该次成绩记以零分。
3．实验时必须听从辅导教师及实验工作人员的指导，严格遵守设备操作规程，注意人身安全及设备安全，不得随意动用与本次实验无关的设备仪器，不准打闹。
4．损坏设备、仪器根据情节轻重按学校规定必须进行全部或部分赔偿。
5．实验完毕，整理好仪器、设备，清理桌面及场地。
6．认真做好实验报告，按时上交。
前言工程材料是机械类、近机械类各专业学生必修的一门技术基础课，而实验教学则是工程材料课程教学的一个重要环节。
但是目前工程材料实验以验证性、演示观察性的分散小型实验为主，实验内容互相分割，缺乏综合性和连贯性，没有较好的体现《工程材料》学科主线；过分强调理论课程的指导性，忽略了实验的能动性，把实验教学作为理论教学的附属品，使其机械依附于理论课程；方法陈旧单一，给与学生自主方面的机会和空间很少，缺乏对学生动手能力，创造能力和综合分析能力的培养。
为突出浙江理工大学人才培养的创新目标，配合工程材料课程改革的要求，进行工程材料实验的改革，教授工程材料领域的科学实验研究方法，培养和发展综合应用基础知识去分析问题、解决问题的能力，培养开拓精神和创造能力，使学生的综合素质得到全面的提高。
工程材料及其成形基础实验指导书
工程材料及其成形基础实验指导书实验一 硬度试验一、实验目的1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2、熟悉布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
二、概 述金属的硬度可以认为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，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其它机械性能(如强度指标b σ及塑性指标ϕ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或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
压入法硬度试验的主要特点是：(1) 试验时应力状态最软(即最大切应力远远大于最大正应力)，因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
(2)金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系； HB b K σ=⋅式中：b σ——材料的抗拉强度值；HB ——布氏硬度值；K ——系数。
退火状态的碳钢36.0~34.0=K合金调质钢 35.0~33.0=K 有色金属合金 53.0~33.0=K(3)硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
(4)硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
(5)设备简单，操作迅速方便。
三、布氏硬度(HB)(一)布氏硬度试验的基本原理布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P ，将直径为D 的钢球压入被测金属表面(如图1-1所示)保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F 凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB 表示。
土木工程材料实验指导书
土木工程材料实验指导书英文回答：Introduction.Civil engineering materials are the physical components used in the construction of civil engineering structures, such as buildings, bridges, roads, and dams. These materials must meet specific performance requirements, such as strength, durability, and resistance to weathering and corrosion. The testing of civil engineering materials is essential to ensure that they meet these requirements.Purpose of Material Testing.The purpose of material testing is to:Determine the physical and mechanical properties of materials.Evaluate the performance of materials under different conditions.Identify and characterize defects in materials.Develop new materials with improved properties.Types of Material Tests.There are a wide variety of material tests that can be performed on civil engineering materials. These tests can be classified into two main categories:Destructive tests: These tests require the material to be destroyed in order to obtain the desired information. Examples of destructive tests include tensile tests, compression tests, and flexural tests.Non-destructive tests: These tests do not require the material to be destroyed. Examples of non-destructive tests include ultrasonic testing, radiography, and magnetic particle inspection.Material Testing Procedures.The procedures for material testing vary depending on the type of test being performed. However, there are some general steps that are common to all material testing procedures:1. Sample preparation: The material sample must be prepared in accordance with the relevant test standard. This may involve cutting, shaping, or polishing the sample.2. Testing: The sample is subjected to the desired test conditions. This may involve applying a load, exposing the sample to a corrosive environment, or heating the sample.3. Data collection: The results of the test are recorded and analyzed.4. Interpretation: The test results are interpreted to determine the material's properties or performance.Material Testing Equipment.A variety of equipment is used to perform material testing. This equipment includes:Universal testing machines: These machines are used to perform a variety of destructive tests, such as tensile tests, compression tests, and flexural tests.Hardness testers: These devices are used to measure the hardness of materials.Ultrasonic testing equipment: This equipment is used to perform non-destructive tests to detect defects in materials.Radiography equipment: This equipment is used to perform non-destructive tests to visualize defects in materials.Magnetic particle inspection equipment: This equipment is used to perform non-destructive tests to detect surfacedefects in materials.Material Testing Standards.There are a number of organizations that develop standards for material testing. These organizations include:American Society for Testing and Materials (ASTM)。
《工程材料学》实验指导书
《工程材料学》实验指导书适用专业:材料成型及控制工程课程代码: 6000089 总学时: 56 总学分: 3.5 编写单位:材料科学与工程学院编写人:审核人:审批人:目录实验一金属材料的硬度实验 (2)实验二铁碳合金平衡组织的观察 (7)实验三钢的热处理操作 (10)实验四碳钢的非平衡及铸铁组织观察 (14)注释 (18)主要参考文献 (18)实验一金属材料的硬度实验一、实验目的和任务1. 了解硬度测定的基本原理和应用范围。
2．了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
二、实验仪器、设备及材料1.HB一3000型布氏硬度试验机；2.H－100型洛氏硬度实验机3.读数放大镜4.试样：调质状态45钢和淬火状态T12钢。
三、实验原理硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。
一般认为硬度是金属表面抵抗局部压入变形或刻划破裂的能力。
硬度值越高，金属表面抵抗塑性变形或刻划破裂的能力就越大。
另外，金属的硬度与其它机械性能之间存在一定的内在联系。
例如，硬度和强度之间的联系，可用下式表示：σb＝K•HB式中：σb——材料的抗拉强度值；HB——布氏硬度值；K——系数。
退火状态的碳钢K＝0.34～0.36合金调质钢K=0.33～0.35有色金属合金K＝0.33～0.53利用硬度值还可估算材料的耐磨性。
通常，硬度值意高，材料的耐磨性愈好。
硬度测定迅速方便，试验后仅在金属局部表面留下微小压痕，不会损坏被测试对象。
因此，硬度试验作为测定材料性能、检验产品质量、制定加工工艺的一种简便方法，在生产中得到广泛应用，其中，以布氏硬度和洛氏硬度的应用比例最大。
1、布氏硬度(1)试验原理在一定的压力下，将一定直径的球体，压入金属表面(图1—1)，并保持一定的时间，然后卸除载荷，测量压痕直径，计算压痕单位面积上所受载荷的大小。
由此获得的材料硬度值便称为布氏硬度(值)，用HB表示(当球体是淬火钢球时，HB标识符力HBS；当球体是硬质合金时，HB标识符为HBW)：HB ＝P/ F 凹＝ )(222d D D D P--π 式中：P —试验载荷(10-1N)F 凹—压痕面积(mm 2)D —球体直径（mm)d 一压痕直径(mm)由于金属材料有硬有软，所测工件有厚有厚有薄，因此，在测定布氏硬度值时，就需要有不同载荷P 和球体直径D 。
机械工程材料实验指导书实验一硬度试验
机械工程材料实验指导书实验一硬度实验【实验目的】1．进一步加深对硬度概念的理解。
2．了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。
3．熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。
【实验设备及材料】布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。
【实验原理】硬度计的原理是：将一定直径球体压入试样表面，保持一定的时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径，用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。
1.布氏硬度（HB）以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ，布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。
2.洛氏硬度（HR）当HB大于450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，分三种不同的硬度标尺HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB：是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
一、布氏硬度实验【布氏硬度计】THBS-3000DA采用电子自动加荷，计算机软件编程，高倍率光学测量，采用自动数字式编码器直接测量，测试结果LCD显示。
图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机【试样的技术条件】1．试样的试验面，应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。
试验面应能保证压痕直径能精确测量，试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。
2．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。
工程材料及成型工艺实验指导书
《工程材料及成型工艺》实验指导书二零一零年九月实验须知1. 实验前应仔细阅读实验指导书和有关教材，认真做好预习。
教师发现无充分准备者，可停止其进行实验。
2. 学生应准时进入实验室，在教师讲解实验内容之前不得擅自操作实验仪器等。
各项实验内容应有始有终独立完成。
3. 实验过程保持严肃、安静、整洁、遵守操作规程、注意安全、例行节约。
若发现故障，应立即报告教师酌情处理，不要擅自拆修。
4. 实验用的一切物品（如试样、图片、试剂和工具等）不准带出实验室。
5. 实验完毕将仪器物品收拾整齐，恢复原状并作好室内外卫生工作。
6. 每次实验后须完成书面实验报告，于下次实验前交给老师，实验报告成绩作为课程考核总评成绩的一部分。
7. 实验报告统一用报告纸撰写，字迹清楚。
8. 进入实验室应遵守实验室的一切规章制度。
实验一 硬度计的结构原理及使用方法一、实验目的1、了解布氏硬度计、洛氏硬度计及维氏硬度计的基本原理及其结构；2、熟悉并掌握洛氏硬度计的使用方法； 二、实验原理概述金属材料的硬度可以认为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；因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性，微量塑变抗力，形变强化能力以及大量形变抗力。
由于硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近似的推算出材料的其它机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。
硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
(一)、布氏硬度1、基本原理及结构根据 GB231-84规定，布氏硬度试验法是用直径为D 的淬火钢球（或硬质合金球），以相应的试验力F 压入被测材料的表面，保持规定的时间后，卸掉试验力，用读数显微镜测出材料表面的压痕直径d 。
计算压痕单位面积上所受的力，即为被测金属的布氏硬度值HBS （或HBW ）。
材料工程实验指导书(2)
实验一沉淀强化铝合金的等时时效前言许多不同的铝合金，他们的强度取决于沉淀硬化。
本实验所提供的样品是一种用于协和式飞机结构件的合金。
这是一种复杂的铝合金，含有Cu，Mg，Ni，Fe，Si 和Ti 元素，最初是由劳斯莱斯在第二次世界大战期间以锻件的形式开发的，主要用于燃气涡轮发动机，当时它被称为RR58。
英国和法国政府选择用它制造协和飞机的决定，导致了对SST应用的要求，也就是明显的抗蠕变性能。
在民用运输飞机中，通常不考虑此属性。
但是当马赫数为2.2和2.5时，飞机表面温度在摩擦加热下分别升高到120℃和150℃；另一方面，由于协和飞机的寿命要求在20000小时到30000小时之间，所以蠕变性能成为关键。
这种合金可以与常见的包括杜拉铝在内的2000多种合金作比较，这2000多种合金的强化原因是形成Cu的析出物CuAl2。
Ni的作用是优先形成NiAl3和复杂的A1CuNi化合物，这两者在高温下均能保持高稳定性；Fe具有与Ni类似的效果；Si的作用是形成Mg2Si，以提高强度；Ti的作用是晶粒细化。
最优的机械性能的组合是通过以下热处理过程获得的：在530℃下进行20小时的固溶处理，再放入冷水中淬火，然后在190℃下进行19小时的沉淀硬化。
根据协和式飞机产品规范CM00I，这种处理应该产生以下性能：* PS = Proof stress** El = Elongation当然，服役温度必须参考沉淀强化温度。
在寿命期限内，服役温度必须低到足以防止过时效。
由于这一限制，飞机似乎不可能以大于2.2马赫的速度飞行。
在本实验中，不可能按照工业热处理的工艺进行，因为那需要一个下午的漫长时间。
但是我们注意到一个规律：随着时效温度的升高，所需的时效时间会相应缩短。
因此，本实验采用在恒定时效时间内确定性能与温度的关系，代替在恒定温度下确定保温时间与性能关系的做法。
图中显示了一些铝合金的典型时效曲线。
注意使用的是对数时间标度。
实验指导书-《材料工程基础实验》要点
湖南工学院材料工程基础实验实验指导书材料与化学工程学院2015 年10 月湖南工学院实验课要求1、按时到达实验室进行实验，无故不得迟到、早退，违者将扣其实验课的平时成绩。
2、必须按照本人课表安排的时间来实验室进行实验，不得私自调换实验时间。
3、每次实验之前必须认真进行预习，并写好实验预习报告，无预习报告的，不得进行实验。
4、实验时，必须认真记录实验数据，不得抄袭别人的实验数据，并在实验结束后，认真撰写实验报告，在规定时间内统一交到办公室进行批改。
5、本实验课共分四次实验，无故缺席一次实验，实验成绩即为不及格，如确有客观原因不能在规定时间内进行实验的，必须及时告知实验老师，并在其安排的其他时间内补做实验。
6、实验课成绩由平时到课表现，预习及实验报告的成绩共同进行评定，实验课结束之后，仍未提交实验报告的，或者实验报告不全的，实验课成绩将记为不及格。
7、实验室的维护是大家共同的工作，所以，每次实验结束后，必须认真打扫后，方可离开，谢谢大家！实验一流体流动阻力的测定实验一、实验目的1、掌握流体流经直管和阀门时的阻力损失和测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。
2、测定直管摩擦系数入与雷诺数Re的关系。
3、测定流体流经闸阀时的局部阻力系数o二、实验内容1、测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数入2、测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数入与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。
3、测定流体流经闸阀时的局部阻力系数o三、实验原理1、概述本实验装置可以测定对比：DN20粗糙直管、光滑管和阀门等阻力系数。
在实际生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动阻力。
流体在流动过程中为克服流动阻力必定要消耗能量。
流体流动阻力产生根本的原因是流体具有粘性，流动时存在着内磨擦，而固定的管壁或其它形状固体壁面，促使流动流体的内部发生相对运动，为流体流动阻力的产生提供了条件，因此液体阻力的大小与流体的物性、流动状况及壁面等因素有关。
工程材料及热加工实验指导书-《工程材料及热加工》4学时
工程材料与热加工实验指导书九江学院机械与材料工程学院金属材料教研室实验一铁碳合金平衡组织的显微分析一、实验目的1、观察和分析铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织，2、结合课堂内容了解含碳量对铁碳合金中的相及组织组成物的本质、状态和相对量的影响。
3、熟悉金相显微镜的基本原理、构造及使用。
二、概述：铁碳合金的显微组织是研究和分析钢铁材料性能的基础。
所谓平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下（如实际生产中的退火状态，即接近平衡状态）所得到的组织。
根据课堂讲授的Fe-Fe3C相图中可以看出，所有碳钢和白口铸铁的室温组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）的这两个基本相组成。
但由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对量、析出条件以及分布情况均有所不同，因而呈现各种不同的组织形态。
各种不同成分的铁碳合金在室温下（接近平衡状态得到的试样的显微组织见表2-1）。
用浸蚀显露的碳钢和白口铸铁，在金相显微镜下具有下面几种基本组成物。
①铁素体（F）——用3～4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的等轴晶粒；亚共析钢中铁素体呈块状分布，当含碳量接近于共析成分时，铁素体则呈断续的网状分布于珠光体周围。
②渗碳体（Fe3C）——是Fe与C的化合物，含量为6.69%，质硬而脆，耐腐蚀。
经3--4%硝酸酒精溶液浸蚀后，Fe3C呈亮白色；若用苦味酸钠浸蚀，则Fe3C被染成暗黑色或综红色。
按成分和形成条件的不同，Fe3C可呈现不同的形态。
一次Fe3C（或Fe3Cr）是直接从液体中析出的，故在白口铸铁中呈粗大的条件片状；二次Fe3C（或Fe3CⅡ）是从奥氏体中析出的，往往呈网络状沿奥氏体晶界分布；三次Fe3C是由铁素体中析出，通常呈不边疆薄片状存在于铁素体晶界处，数量极微，可忽略不计。
③珠光体（P）——是F与Fe3C的机械混合物，在一般退火处理情况下（近于平衡状态）是由铁素体与渗碳体相互混合交替排列形成的层片状组织。
材料工程基础实验指导书
材料工程基础实验指导书1. 实验目的本实验旨在通过实际操作加深学生对材料工程基础知识的理解，培养学生的实验技能和分析问题的能力。
具体目标包括：•熟悉常用材料工程实验仪器的使用方法；•掌握材料的取样、制备和测试方法；•学会对实验数据进行处理、分析和结果判断。
2. 实验仪器和材料•金相显微镜•电子显微镜•扫描电子显微镜•金属材料样品•试样切割机•研磨机•电解腐蚀仪3. 实验步骤3.1 样品制备1.使用试样切割机根据需要制备样品，并在样品上进行标记。
2.使用研磨机对样品进行粗磨，直到表面光洁。
3.使用细研磨纸进行细磨，直到样品表面无瑕疵。
4.清洗样品，确保表面无污染物。
5.在电解腐蚀仪中对样品进行电解腐蚀处理，以去除样品表面的氧化物和污染物。
3.2 金相显微镜观察1.将样品放置在金相显微镜上，并调整焦距和光源亮度，使样品清晰可见。
2.使用目镜和物镜对样品进行观察，并记录所观察到的结构特征。
3.3 电子显微镜观察1.将样品放置在电子显微镜上，并调整电子束亮度和对比度，使样品清晰可见。
2.使用电子显微镜观察样品，并记录所观察到的微观结构特征。
3.4 扫描电子显微镜观察1.将样品放置在扫描电子显微镜上，并调整电子束亮度和扫描速度，使样品清晰可见。
2.使用扫描电子显微镜观察样品，并记录所观察到的表面形貌特征。
4. 数据处理与分析在实验过程中，需记录实验数据并进行处理与分析。
数据处理主要包括：•实验数据的整理与分类；•对观察到的结构特征和形貌特征进行描述；•运用相关理论知识对观察结果进行解释和分析。
5. 实验结果实验结果应包括实验数据记录、结构特征描述和形貌特征描述。
针对实验结果，可进一步进行数据图表绘制、实验结果分析和相关结论总结。
6. 实验注意事项1.在操作实验仪器时要遵循相应的操作规范，严格遵守安全操作规程。
2.在样品制备过程中，应保持样品的完整性和纯净性，确保实验结果的准确性和可靠性。
3.在观察样品时，应注意调整仪器参数，保证样品清晰可见。
《土木工程材料实验》实验指导书
《土木工程材料实验》实验指导书实验一、水泥胶砂强度检验（一）试验目的根据国家标准要求，测定水泥各龄期的强度，从而确定或检验水泥的强度等级。
（二）主要仪器设备水泥胶砂搅拌机、胶砂振实台（台面有卡具）、模套、试模（三联模）、抗折试验机、抗压试验机及抗折与抗压夹具、刮平直尺等。
（三）试验方法及步骤1. 试验前准备（1）将试模擦净，四周模板与底座的接触面应涂黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一层薄机油。
（2）水泥与标准砂的质量比为1：3，水灰比为0.5。
（3）每成型三条试件需称量水泥450±2g，标准砂1350±5g。
拌合用水量为225±1ml。
（4）标准砂应符合国标要求。
2. 试件成型（1）把水加入锅里，再加入水泥，把锅固定。
然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入，把机器转至高速再加拌30s。
停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。
在高速下继续搅拌60s。
各个搅拌阶段，时间误差应在±1s之内。
（2）将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽内约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。
再装入第二层胶砂，用小播平器播平，再振实60次。
（3）从振实台上取下试模，用一金属直尺以近90?的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。
（4）在试模上作标记或加字条表明试件编号和试件相对于振实台的位置。
（5）试验前和更换水泥品种时，搅拌锅、叶片等须用湿布抹擦干净。
3. 养护（1）试件编号后，将试模放入雾室或养护箱（温度20±1℃，相对湿度大于90%），箱内篦板必须水平，养护20～24h后，取出脱模，脱模时应防止试件损伤，硬化较慢的水泥允许延期脱模，但须记录脱模时间。
材料科学与工程基础实验指导书
第六章 X射线衍射
实验1物相定性分析 实验2物相定量分析
第七章材料的热学性能
实验1无机材料导热系数测定 实验2差热分析 实验3热重分析 实验4膨胀分析
第八章电子显微镜
实验1透射电镜复型样品的制备 实验2透射电镜薄膜样品制备 实验3透射电镜结构及薄膜样品观察 实验4透射电镜电子衍射 实验5透射电镜样品衍衬像及高分辨像观察（选做） 实验6扫描电镜结构、原理及应用 实验7电子探针结构、原理及应用
第十章材料科学与工程综合实验
实验1真空感应悬浮熔炼实验 实验2玻璃熔制实验 实验3酒精热法和超声波辐射法合成ZnO纳米晶
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淬内容摘要
本书内容涵盖材料科学专业所应用的基础实验，包括材料制备、结构表征及性能测试，通过此类实验能使学 生在材料科学实验基本技能方面得到训练并有利于巩固和深化课堂学到的知识，建立起完整的知识体系，从而有 效地提高学生的科研及创新能力，适合材料类各专业。
谢谢观看
4 第十章材料科
学与工程综合 实验
5 第十一章实验
材料力学实验指导书(工科类专业)
实验一 拉伸实验一、 实验目的1.测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ10）和断面收缩率Z （ψ）。
2.测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。
3.比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。
注：括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。
二、 设备及试样1.电液伺服万能试验机。
2.0.02mm 游标卡尺。
3.低碳钢圆形横截面比例长试样一根。
把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。
4.铸铁圆形横截面非比例试样一根。
注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。
比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。
比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。
非比例试样0L 与0S 无关。
三、实验原理及方法低碳钢是指含碳量在0.3％以下的碳素钢。
这类钢材在工程中使用较广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。
ΔL （标距段伸长量）低碳钢拉伸图（F —ΔL 曲线）以轴向力F 为纵坐标，标距段伸长量ΔL 为横坐标，所绘出的试验曲线图称为拉伸图，即F —ΔL 曲线。
低碳钢的拉伸图如上图所示，F eL 为下屈服强度对应的轴向力，F eH 为上屈服强度对应的轴向力，F m 为最大轴向力。
F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。
为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示。
同样，试样在标距段的伸长ΔL 除以试样的原始标距ＬO 得到名义应变，也叫工程应变，用ε表示。
σ—ε曲线与F —ΔL 曲线形状相似，但消除了儿何尺寸的影响，因此代表了材料本质属性，即材料的本构关系。
低碳钢应力—应变图（σ—ε曲线）典型低碳钢的拉伸σ—ε曲线，如上图所示，可明显分为四个阶段：（1）弹性阶段oa ’：在此阶段试样的变形是弹性的，如果在这一阶段终止拉伸并卸载，试样仍恢复到原先的尺寸，试验曲线将沿着拉伸曲线回到初始点，表明试样没有任何残余变形。
材料工程基础实验指导书
材料工程基础实验指导书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2姓名：班级：学号：实验一 金相试样制备与组织观察综合实验实验学时：6h 实验性质：综合性一、实验目的1 了解金相显微镜的结构及主要零部件的作用；学会正确使用显微镜，提高物像的质量；了解显微镜的维护方法。
2 学习金相试样的制备方法；了解金相试样质量对金相分析的影响。
3 掌握二元铸态合金的固溶体，共晶(包括亚共晶和过共晶)和包晶组织的特征，能识别这些组织；掌握Fe —C 合金平衡和非平衡组织的特征。
二、 实验内容本次实验为综合实验，要求综合运用金相显微镜和各种金相制样设备学会各种不同试样的金相制样要点，并能分析合金尤其是铁碳合金的典型组织。
实验分三阶段进行，首先熟悉金相显微镜的结构、操作方法和维护要求，再进行具体试样的金相试样制备，第三步观察分析常见二元合金和铁碳合金的组织。
实验中各阶段每位同学独立完成。
通过预习了解显微镜结构、维护要求以及金相制样方法和不同合金的组织特征，写出实验步骤，然后到实验室通过自己的操作体会各个过程。
三、 实验仪器、设备及材料3.1实验仪器、设备砂轮机、预磨机、抛光机、电吹风、金相显微镜3.2 实验材料试样：铁碳合金试样及有色金属合金试样（用于组织观察）；制备试样材料选用碳钢。
制样材料：砂纸、抛光剂、抛光布、3-4%硝酸酒精、滤纸四 实验原理4.1 金相显微镜结构与使用4.1.1成像原理简单地说，成像原理就是将物像两级放大。
如图1—1所示。
物AB 经物镜放大成一倒立的实像A ′B ′，再经目镜放大成虚像A ″B ″。
1） 显微镜的放大倍数显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积：目物目物f f M M M 2501=•= f 物，f 目——物镜和目镜的焦距；l ——显微镜的光镜筒长度放大倍数的选择决定于组织的粗细和观察的目的。
工程材料金相实验指导
《工程材料》课程实验指导书目录实验一 45钢金相样品制备及其平衡组织观察 (2)实验二 45钢的热处理实验 (7)图1.1 XQT 透反射显微镜图1.2 XJP-3A 金相显微镜 实验一 45钢金相样品制备及其平衡组织观察一、目的与要求1．初步掌握金相样品制备的基本方法。
2．熟悉金相显微镜的基本原理及使用方法。
3．初步认识金相显微镜下45钢的组织特征。
二、主要设备与仪器1、主要设备（1）XQT 透反射显微镜（如图1.1所示）主要技术参数 ：总放大倍数： 125X-1560X 目镜： 10×平场目镜、12.5×广角平场目镜、10×分划目镜 物镜：10、40、100×平场消色差物镜（2）XJP-3A 金相显微镜（如图1.2所示）主要技术参数：总放大倍率：1250倍 目镜：5x 、10x 、 12.5x 分划目镜：10×平场消色差物镜：10×、 40× 、100× 电源：220V ， 6V/15W 卤素灯（3）XJG-05型大型金相显微镜＋TDY －J 金相分析软件（如图1.3、图1.4所示）图1.3 XJG-05大型金相显微镜图1.4 金相图像分析系统 图1.5 PW-1B 磨抛机 图1.6 QG-3切割机（4）PW-1B 型柜式多能磨抛机（如图1.5）主要技术参数： 砂纸直径：230mm 抛盘直径：220mm转速：50/1400r/min （无级） 电 动 机：80变频电机三相220V 0～50Hz（5）QG-3金相试样切割机（如图1.6所示）主要技术参数：最大切割截面：Φ85mm 转速：2800/min 砂轮片规格： 300×1.5×32mm 电 动 机：Y100L2-2 电源：380V 功率： 3kW2、其它仪器金相砂纸、4%的硝酸酒精溶液、吹风机、医用脱脂棉、镊子等。
三、内容与步骤1、金相试样的制备金相样品的制备过程一般包括取样、镶嵌、粗磨、细磨、抛光和腐蚀步骤。
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实验一金属材料的洛氏硬度测试一、实验目的1．了解不同种类硬度测定的基本原理及应用范围；2．了解布氏、洛氏硬度实验的操作方法及设备特点；3．学会使用硬度计。
二、实验原理金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。
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，因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力，是表征材料性能的一个综合参量。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念。
硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类。
在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没有什么必然的内在关系。
压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用：1、硬度实验设备简单，操作迅速方便；2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样，而且实验时一般不会破坏成品零件；3、作为一种综合的性能参量，硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。
如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系：бb=K*HB式中：б b —材料的抗拉强度；K—系数，取值见表一；HB—布氏硬度。
表一系数K取值表材料及状态退火碳钢合金调质钢有色金属合金K 0.34~0.36 0.33~0.35 0.33~0.534、材料的硬度还与工艺性能之间有联系，可以作为评定材料工艺性能的参考；5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量。
（一）布氏硬度：布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入试样表面（如图1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在试样表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，用符号HB表示。
计算公式如下：HB=P/F凹式中：HB—布氏硬度；P—施加外力，N；F凹—压痕面积，mm2。
根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径D之比的几何关系，可以求出：F凹=πDh式中：D—压头直径，mm；h—压痕深度，mm。
由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，而在数学表达式中可将h的改换成d 来表示，这样，在实际测量时，可由压痕直径d直接查表得到HB值。
当压头为淬火钢球时，硬度符号为HBS，适用于布氏硬度值低于450的金属材料；当压头为硬质合金球时，硬度符号为HBW，适用于布氏硬度值为450~650的金属材料。
由于金属材料有软有硬，所测工件有厚有薄，若只采用一种载荷和同一个压头直径，则可能对有些试样合适，而对另一些试样不合适，会发生整个压头陷入试样中或将试样压透的现象。
所以，在测定不同材料时应用不同的载荷P和不同的直径D的钢球。
但为了得到统一的、可以进行相互比较的数据，必须使D和P之间维持一定的比值关系，以保证所得到的压痕形状的几何相似关系。
经数学推导可知，只要满足P/D2=常数，所得到的HB值就是一样的，不同材料、不同载荷P和压头直径D所得到的HB可以进行相互比较。
国标GB231-88对此进行了规定，具体实验数据和适用范围参见表一布氏硬度试验规范。
表一布氏硬度试验规范材料硬度范围试样厚度/mmP/D2压头直径/mm载荷P/N载荷保持时间/s黑色金属140~450＜1406~34~2＜2＞66~3＜330101052.51052.52940073501837.598002450612.510铜合金及镁合金36~130＞66~3＜3101052.598002450612.530铝合金及轴承合金8~35＞66~3＜32.51052.52450612.5152.8860试样厚度不应小于压痕深度的10倍。
压痕中心距试样边缘的距离不应小于压痕直径的2.5倍，而距相邻压痕中心距离不小于压痕直径的4倍。
用读数显微镜测量压痕直径时，应从相互垂直的两个方向测量，精确到小数点后两位的毫米值，并取其算术平均值。
压痕直径之差应不大于较小直径的2%。
实验后压痕直径大小应在0.25D＜d＜0.6D范围内，否则认为试验结果无效；试验后试样边缘与试样背面呈变形痕迹，则试验无效，这时均应重新选择试验条件重做。
（二）洛氏硬度：洛氏硬度试验常用的压头为圆锥角1200、顶部曲率半径0.2MM的金刚石锥体或直径D=1.588mm的淬火钢球。
试验时先对试样施加初试验力F0，在金属表面得一压痕深度h0，以此作为测量压痕深度的基线，随后再施加主试验力F1，此时压痕深度的增量为h1。
金属在F1作用下产生的总变形h1中包括弹性变形和塑性变形。
当卸载后，总变形中的弹性变形恢复，使压头回升一段距离，于是得到金属在F1作用下的残余压痕深度h（将此压痕深度h表示成e，其值以0.002为单位表示）。
e值越大表示金属洛氏硬度越低，反之，则表明硬度越高。
为了照顾习惯上数值越大硬度越高的概念，用一常数k减去e来表示洛氏硬度值，并以符号HR表示，即：HR=k—e当使用金刚石圆锥体压头时，常数k定为100；当使用淬火钢球压头时，常数k定位130。
实际测量洛氏硬度时，由于在硬度计的压头上方装有百分表，可直接测量出压痕深度，并可直接按上式换算出相应的硬度值。
因此，在实验过程中金属的洛氏硬度值可直接读出。
为了测定软硬不同的金属材料的硬度，在洛氏硬度计上可配有不同的压头与试验力，组合成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在HR后注明。
我国常用的标尺有A、B、C三种，其硬度值的符号分别用HRA、HRB、HRC表示。
他们的试验条件、硬度值计算公式及应用实例如表二所示。
表二洛氏硬度标尺试验条件、硬度值计算公式及应用实例标尺压头类型初试验力/kgf(N)主试验力/kgf(N)硬度值计算公式硬度值测量范围应用实例HRA 金刚石圆锥体10(98)50(490) HRA=100-e 65~85高硬度的薄件、表面处理钢件、硬质合金等HRC 140(1372) HRC=100-e 20~67 调质钢、淬火钢等HRB∮1.588mm淬火钢球90(882) HRB=130-e 25~100有色金属、退火及正火钢等三、实验设备、仪器和试样1．硬度计。
布氏、洛氏硬度计；2．读数显微镜。
最小分度值为0.01MM；3．标准硬度块。
不同硬度方法的标准二等硬度块各一套；4．试样。
制备试样时表面应平整、光滑，不应有氧化皮和污物，并应避免由于冷热加工而影响表面硬度。
四、实验方法及步骤1．了解硬度计的构造、原理、使用方法、操作规程和安全注意事项。
见图一、二；图一洛氏硬度计图二布氏硬度计2．对各种试样选择合适的实验方法和仪器，确定实验条件。
根据实验和实验条件选择压头和载荷（砝码），必要时根据试样形状更换实验台；3．用标准硬度块校验硬度计。
校验的硬度值不应超过标准硬度块硬度值的3%（布氏）或1~1.5%（洛氏）；4．试样支撑面、工作台和压头表面应清洁。
将试样平稳地放在工作台上，保证在实验加载过程中不发生移动和翘曲。
实验力平稳地加在试样上，不得造成冲击和震动，施力方向与试样表面垂直。
保证载荷规定的时间，卸载后测量读数（布氏硬度）或直接读数（洛氏硬度），准确记录试验数据。
五、实验报告要求1．说明本实验所用硬度计的型号、操作规程和注意事项；2．说明实验方法及选择实验条件的原则；3．列举实验结果，并加以分析；4．说明硬度值的表示方法。
六、参考资料及附件1．参考资料：1）GB321-84金属布氏硬度试验方法2）GB230-83金属洛氏硬度试验方法2．附件：压痕直径与布氏硬度值对照表压痕直径与布氏硬度值对照表压痕直径d0/mm在下列载荷P/kgf下的硬度值(HB)压痕直径d0/mm在下列载荷P/kgf下的硬度值(HB)压痕直径d0/mm在下列载荷P/kgf下的硬度值(HB) 30D210D2 2.5D230D210D2 2.5D230D210D2 2.5D22.50 601 2003.65 277 92.3 23.14.80 156 51.9 13.0 2.55 578 193 3.70 269 89.7 22.4 4.85 152 50.7 12.7 2.60 555 185 3.75 262 87.2 21.8 4.90 149 49.6 12.4 2.65 534 178 3.80 255 84.9 21.2 4.95 146 48.5 12.2 2.70 514 171 3.85 248 82.6 20.75.00 143 47.5 11.9 2.75 495 165 3.90 241 80.4 21.1 5.05 140 46.5 11.6 2.80 477 159 3.95 235 78.3 19.6 5.10 137 45.5 11.4 2.85 461 154 4.00 229 76.3 19.1 5.15 134 44.6 11.2 2.90 444 148 4.05 223 74.3 18.6 5.20 131 43.7 10.92.95 429 143 4.10 217 72.4 18.1 5.25 128 42.8 10.73.00 415 138 34.6 4.15 212 70.6 17.65.30 126 41.9 10.5 3.05 410 133 33.4 4.20 207 68.8 17.2 5.35 123 41.0 10.3 3.10 388 129 32.3 4.25 201 67.1 16.8 5.40 121 40.2 10.1 3.15 375 125 31.3 4.30 197 65.5 16.4 5.45 118 39.4 9.86 3.20 363 121 30.3 4.35 192 63.9 16.0 5.50 116 38.6 9.66 3.25 352 118 29.3 4.40 187 62.4 15.6 5.55 114 37.9 9.46 3.30 341 114 28.4 4.45 183 60.9 15.2 5.60 111 37.19.27 3.35 331 110 27.5 4.50 179 59.5 14.9 5.65 109 36.4 9.10 3.40 321 107 26.7 4.55 174 58.1 14.5 5.70 107 35.5 8.90 3.45 311 104 25.9 4.60 170 56.8 14.2 5.75 105 35.0 8.76 3.50 302 101 25.2 4.65 167 55.5 13.9 5.80 103 34.3 8.59 3.55 293 98 24.5 4.70 163 54.3 13.6 5.85 101 33.7 8.34 3.60 285 95 23.7 4.75 159 53.0 13.3 5.90 99 33.1 8.26实验二铁碳合金平衡组织观察一、实验目的1．观察和识别铁碳合金（碳素钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织特征；2．了解铁碳合金成分（含碳量）对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织、性能之间的关系；3．悉金相显微镜的使用。