电子科技大学中山学院《机械工程材料》实验指导书
机械工程材料实验指导书
机械工程材料实验指导书材料科学与工程学院金属材料教研室2010．08．20目录实验一金相试样的制备及金相显微镜的使用实验二铁碳合金的平衡组织观察实验三钢的热处理实验实验一金相试样的制备及金相显微镜的使用一、实验目的1、掌握金相试样制备的基本方法。
2、掌握金相显微镜的使用方法。
二、原理概述（一）金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部分，其中放大系统是显微镜的关键部分。
(二) 使用显微镜时应注意的事项1、操作者的手必须洗净擦干，并保持环境的清洁、并保持环境的清洁、干燥；2、用低压钨丝灯泡作光源时，接通电源必须通过变压器，切不可误接在220V 电源上；3、更换物镜、目镜时要格外小心，严防失手落地；4、调节物体和物镜前透镜间轴向距离(以下简称聚焦)时，必须首先弄清粗调旋钮转向与载物台升降方向的关系。
初学者应该先用粗调旋钮将物镜调至尽量靠近物体，但绝不可接触。
然后仔细观察视场内的亮度并同时用粗调旋钮缓慢将物镜向远离物体方向调节。
待视场内忽然变得明亮甚至出现映象时，换用微调旋钮调至映象最清晰为止。
5、用油系物镜时，滴油量不宜过多，用完后必须立即用二甲苯洗净、擦干；6、待观察的试样必须完全吹干，用氢氟酸浸蚀过的试样吹干时间要长些，因氢氟酸对镜片有严重腐蚀作用。
（三）金相试样制备随着科学技术的发展，研究金属材料内部组织的手段也在不断增加。
然而光学金相显微分析仍然是最基本的方法。
光学金相显微分析的第一步是制备试样，将待观察的试样表面磨制成光亮无痕的镜面，然后经过浸蚀才能分析组织形态。
如因制备不当，在观察面上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析。
因此制备出高质量的试样对组织分析是很重要的。
金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。
1.取样从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为"取样"。
取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。
工程材料及材料成型实验指导书
工程材料及材料成型实验指导书工程材料及材料成型实验指导书一、实验背景在工程领域中，材料是最为重要的基础之一。
材料的性质和成型方式决定了制造出来的产品的性能和质量。
为了深入理解工程材料的性质和成型方式，我们需要了解它们的实验，从而更好地掌握相关知识。
二、实验目的1、了解工程材料的基本性质和特点；2、通过材料成型实验学习材料加工技术，深入了解材料成型的原理；3、掌握常见的材料分析和测试方法；4、提高操作实验技能，加强实验数据处理及实验报告的撰写能力。
三、实验设备1、恒温水浴，用于热胀冷缩实验；2、磨床和车床，用于机械加工实验；3、万能试验机，用于力学性能测试实验；4、光学显微镜，用于金相组织分析实验；5、红外光谱仪、X射线衍射仪等仪器，用于材料性质分析实验。
四、实验内容1、材料性质实验：包括密度、硬度、熔点、导电性、导热性等基本性质的测试。
2、热胀冷缩实验：观察不同材料在温度变化下的变化情况，了解其线膨胀系数的关系。
3、拉伸实验：在万能试验机上对材料进行拉伸试验，得到其力学性能参数，如强度、伸长率、断面收缩率等。
4、压缩实验：在万能试验机上对材料进行压缩试验，得到其力学性能参数，如压缩强度、比压缩强度等。
5、机械加工实验：使用车床和磨床对金属材料进行机械加工加工并观察加工后材料的组织结构变化。
6、金相组织分析实验：使用光学显微镜对不同材料进行金相分析，了解不同材料的组织构成。
7、材料成型实验：通过模具加工和热处理等方式对材料进行成型实验，了解不同材料成型过程的影响因素。
8、材料性质分析实验：使用红外光谱仪、X射线衍射仪等仪器对材料进行成分分析和性质分析。
五、实验安全注意事项1、操作前应认真阅读相关实验指导书，了解实验流程、仪器使用方法和注意事项；2、实验室内应做好防护措施，穿戴好规定的实验服装；3、实验过程中要注意仪器设备的安全使用，避免造成损伤；4、化学试剂和有毒物质应按要求妥善储存和处理，严格遵守实验室规章制度。
实验一 TTL逻辑门功能测试及应用(新版)
电子科技大学中山学院学生实验报告系别：机电工程学院专业：自动化课程名称：数字逻辑设计及应用实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验一 TTL逻辑门功能测试及应用实验时间：成绩：教师签名：批改时间：1.实验目的(1)熟练掌握QuartusII下数字逻辑电路的设计流程与设计方法；(2)加深对常用逻辑门逻辑功能的认识，并培养利用基本逻辑门进行功能变换扩展的能力。
2.实验设备(1)硬件：PC机一台数字电路实验教学平台一台(2)软件：Quartus II 集成开发环境3.实验内容(1) 熟悉Quartus II 集成开发环境,建立工程文件；(2) 编写逻辑门功能测试与功能变换逻辑(与运算、或运算、非运算和复合逻辑运算)。
4.实验预习要求(1) 仔细阅读附件一，了解Quartus II 集成开发环境里的使用方法；(2) 复习课本第三章的逻辑代数基础；(3) 学习基本逻辑门的工作原理。
5.基础知识(1) 基本逻辑门及逻辑的调用基本逻辑门如7408（与门）、7432（或门）、7404（非门）、7400（与非门）都可以在电子供应市场上获得，QuartusII集成开发环境也可调用类似的逻辑器件，而习惯的调用方式如：andN （N输入的与门，如2输入的与门为and2）orN (N输入的或门，如2输入的或门为or2)nandN (N输入的与非门，如2输入的与非门为nand2)xor (异或门)not (非门)wire （导线）QuartusII下高电平可以通过调用器件VCC获得，对应逻辑电平“1”，低电平可以通过调用器件GND获得，对应逻辑电平“0”。
(2) 发光二极管发光二极管简称LED(Light Emitting Diode)，是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，是一个微小的“电灯泡”，发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，是由半导体材料里的电子移动而使它发光，具有单向导电性。
图1.1是两种不同封装类型的LED。
工程材料实验报告及指导书
组织：F组织：F（白块）+P（黑块）
1）铁素体（F）是碳溶于α－Fe中的固溶体，有较高的塑性，但硬度低，经3－5％硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈白色大粒状或块状（见图2）。钢中随含碳量的增加，铁素体量减少。铁素体较多时呈块状分布见图3、图4。当含碳量接近共析成分时，往往呈断续网状，分布在珠光体周围（见图5）。
五、实验方法与步骤
1）熟悉并了解碳钢的几种基本热处理（退火、正火、淬火及回火）原理。
2）保温时间
为了使工件各部分的温度均匀，完成组织转变，并使碳化物完全溶解和奥氏体成分均匀一致，必须在淬火加热温度下保温一定时间，通常将工件升温和保温所需时间计算在一起，统称为加热时间。
热处理加热时间必须考虑许多因素，例如钢的化学成分、工件尺寸、形状、装炉量、加热炉类型、炉温和加热介质等。可根据热处理手册中介绍的经验公式估算，也可以由实验来确定。
亚共晶白口铸铁的组织包括：莱氏体、呈黑粗树枝状分布的珠光体和周围白亮圈的二次渗碳体（图9）。二次渗碳体与莱氏体中的渗碳体相连，无法区别。
过共晶白口铸铁的组织由莱氏体和长白条一次渗碳体组成，（图11）。
四、实验设备与材料
金相显微镜、标准试样、金相砂纸等。
五、实验方法与步骤
1）清洁试样表面；
2）观察各种不同成分的合金试样；
3）珠光体（P）是铁素体和渗碳体的共析混合物。
片状珠光体一般是经退火得到的。它是铁素体和渗碳体交替分布的层片状组织（见图6、图7）。经硝酸酒精溶液浸蚀后，在不同放大倍数显微镜下可以看到具有不同特征的珠光体组织。
在高倍（600倍以上）下观察时，珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈亮白色，而边界呈黑色（见图8）。
实验二 IO 口方式基础应用实验
电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程专业：课程名称：单片机原理与接口技术实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验二I/O 口方式基础应用实验实验时间：成绩：一、实验目的和任务1、掌握80C51单片机程序的调试与下载方法。
2、掌握80C51单片机并口的特性及程序控制方法。
3、掌握步进电机转向、转速和角度控制原理。
4、掌握步进电机与单片机的接口及程序控制方法。
二、实验原理简介P0口控制8个发光管的电路结构，P0口某口线输出低电平时，相应的发光管点亮，口线输出高电平时发光管熄灭。
在做发光管相关实验时，应将实验箱上LED101~LED108发光管右上侧的拨码开关JUMP2拨到ON一侧，使发光管限流电阻公共端连接到MCU1电源正极（即Vcc端）。
VccMCU1JUMP2STC12C5A60S239 L101 470ΩP0.038 L102 470ΩP0.137 L103 470ΩP0.236 L104 470ΩP0.335 L105 470ΩP0.434 L106 470ΩP0.533 L107 470ΩP0.632 L108 470ΩP0.7图2-1 发光管控制电路步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
由于步进电动机能直接接受数字量，所以特别适合利用单片机进行控制。
ZSC-1实验箱MCU1利用P2口的高4位控制一个四相步进电机（其最小步距角为5.625°/64），如图3-1所示。
某口线输出低电平时，相应的功率三极管导通，其所连接的一相线圈通电，口线输出高电平时线圈断电。
程序以单4拍、双4拍或4-8拍方式依次输出各相序字，就可控制步进电机转动，颠倒相序顺序，可改变步进电机的转向。
改变各相序字之间的时间间隔可控制步进电机的转速。
图3-1中4个独立按键可用于电机控制命令的输入。
自动控制原理实验-典型系统的时域响应和稳定性分析
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：一、目的要求1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。
2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3．熟悉 Routh 判据，用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、实验设备PC机一台，TD—ACC教学实验系统一套三、实验原理及内容1．典型的二阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图 1.2-1 所示。
图1.2-2(2) 对应的模拟电路图：如图 1.2-2 所示。
图1.2-2系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：(3) 理论分析系统开环传递函数为：；开环增益：(4) 实验内容先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。
在此实验中(图 1.2-2)，系统闭环传递函数为：其中自然振荡角频率：2．典型的三阶系统稳定性分析(1) 结构框图：如图 1.2-3 所示。
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：图 1.2-3(2)模拟电路图：如图1.2-4 所示。
图 1.2-4(3)理论分析：系统的特征方程为:(4)实验内容：实验前由Routh 判断得Routh 行列式为：系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别：实验名称：实验时间：学生成绩：教师签名：批改时间：为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有五、实验步骤1．将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。
由于每个运放单元均设臵了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。
工程材料及成形技术基础实验指导书
工程材料及成形技术基础实验指导书机械与材料工程学院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 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。
机械设计实验报告
基本内容
1．熟悉减速箱的基本结构，了解常用减速箱的用途及特点。
2．了解减速箱各组成零件的结构及功用，并分析其结构工艺性。
3．了解减速箱中零件的装配关系及安装、调整过程。
4．测定方法。
实验步骤
1．观察减速器的外形，用手来回推动减速器的输入输出轴，体会轴向窜动；打开观察孔盖，转动高速轴，观察齿轮的啮合情况。注意观察孔开设的位置及尺寸大小；通气器的结构及特点；螺栓凸台位置（并注意扳手空间是否合理）；轴承座加强筋的位置及结构；吊耳及吊钩的型式；减速器箱体的铸造工艺特点以及加工方法。特别要注意观察箱体与轴承盖接合面的凸台结构。
4、绘制轴系结构草图
5、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。
6、将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。
7、根据结构草图及测量数据，在图纸上用1：1比例绘制轴系结构装配图要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如轴承跨距，齿轮直径与宽度，主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。
三、实验总结：
(2)了解轴、轴承、联轴器与离合器等轴系零部件的类型、结构特点、工作原理、装配型式、常用材料、失效形式及应用场合等。
2．机械传动
(1)了解各种带传动的类型、结构特点、工作原理、运动特性、张紧方法及失效形式等。
(2)了解齿轮传动的类型、常用材料、加工原理、结构形式、工作原理、受力分析及失效形式等。
(3)了解蜗杆传动的类型、常用材料、结构形式、工作原理、受力分析、自锁现象及失效形式等。
通过本次实验，让我脱离课本实践了解轴的作用，通过课本学到的知识，会考虑轴的选择及其作用。通过描绘轴的结构，深刻意识到轴的固定方式，及其轴上零件的定位和固定，现场的观察和老师的解答让我印象深刻。加深了对轴结构的理解。
最新工程材料及热处理实验指导书
《工程材料及热处理》实验指导书机械与能源工程系实验5 铁碳合金平衡状态的显微组织分析一、实验目的1、认识铁碳合金平衡组织的特征，初步识别各种铁碳合金在平衡状态下的显微组织。
2、分析和认识碳钢的含碳量与其平衡组织的关系。
3、进一步认识对平衡状态下碳钢的成分、组织、性能间的关系。
二、实验原理碳钢和铸铁是工业上最重要、最基本、应用最广的金属材料，通常把钢和铸铁统称为铁碳合金，他们的性能与组织有着密切的关系，因此熟悉并掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义，也是对钢铁材料使用者最基本的要求。
1、碳钢和白口铸铁的平衡组织平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下（如退火状态）所得到的组织。
铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe-Fe3C相图来分析。
由相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）组成。
但是，由于碳质量分数的不同、结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布的混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。
2、各种相组分或组织组分的特征碳钢和白口铸铁的金相试样经浸蚀后，其平衡组织中各种相组分或组织组分的形态特征和性能如下所述。
铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
经3%～5%的硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下为白亮色多边形晶粒。
在亚共析钢中，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。
铁素体具有良好的塑性及磁性，硬度较低，一般为80HBS～120HBS。
渗碳体：抗浸蚀能力较强，经3%～5%酒精溶液浸蚀后，在显微镜下观察同样呈白亮色。
一次渗碳体呈长白条状分布在莱氏体之间；二次渗碳体呈网状分布于珠光体的边界上；三次渗碳体分布在铁素体晶界处；珠光体中的渗碳体一般呈片状。
另外，经不同的热处理后，渗碳体可以呈片状、粒状或断续网状。
渗碳体的硬度很高，可达800HV以上，但其强度、塑性都很差，是一种硬而脆的相。
电子科技大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械工程材料》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号
电子科技大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械工程材料》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.联接用螺栓应按抗拉强度作为其材料的选择依据。
()T、对F、错参考答案：T2.通常情况下，随着钢中碳化物数量的增多，其强度、硬度、塑性、韧性以及耐磨性等性能都会加强。
()A.正确B.错误参考答案：B3.VDSL既支持对称传输，又支持非对称传输。
()T、对F、错参考答案：T4.氮化物的化合键主要是()。
A.离子键B.分子键C.共价键参考答案：C5.参考答案：A6.晶体缺陷都能引起晶格畸变。
()A.正确B.错误参考答案：A7.在钢的冷却过程中，冷却介质起着重要的作用，其中()可以作为冷却介质。
A.硝盐浴或碱盐浴B.盐水C.油D.水参考答案：ABCD8.凡是在室温下处于玻璃态的高聚物就称为塑料。
()A.正确B.错误参考答案：B9.退火和正火的主要区别在于退火是随炉缓慢冷却，而正火是在空气中冷却。
()A.正确B.错误参考答案：A10.C.强度低D.塑形好参考答案：ABC11.能使单晶体产生塑性变形的应力为()。
A.正应力B.复合应力C.切应力参考答案：C12.当两组元在固液两态均无限互溶时所构成的相图是()。
A.二元包晶相图B.二元匀晶相图C.二元共晶相图参考答案：B13.做布氏硬度试验时，在相同试验条件下，压痕直径越小说明材料的硬度越低。
() T、对F、错参考答案：F14.机械零件选材的依据有()。
A、零件工作条件B、材料力学性能要求C、经济性D、材料的工艺性能参考答案：ABCD15.材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力成为()。
A、强度B、塑性C、硬度D、以上都正确参考答案：C16.根据Fe-C相图，温度在A1以下时，碳钢的平衡组织可能为()。
A.铁素体加渗碳体B.珠光体加铁素体C.珠光体D.渗碳体加珠光体参考答案：BCD17.对截面不大、形状复杂、变形要求严格的零件，应采用()。
实验八 LCD1602液晶显示实验
电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程专业：课程名称：单片机原理与接口技术实验3、芯片时序表：4、LCD数据存储器地址LCD内置了DDRAM，用来寄存待显示的字符代码。
其地址与屏幕的对应关系如下：也就意味着想要在LCD1602的第一行第一列显示一个“A”字符，就要向DDRAM的00H地址写入“A”，但是在实际写入时，还必须将00H加上80H，即0X80+0X00。
以此类推，如果想要在LCD1602的第二行的第二列显示字符内容，则实际写入地址应该为0X80+0X41。
5、1602LCD的一般初始化(复位)过程(1) 延时15ms。
(2) 写指令38H(不检测忙信号)。
(3) 延时5ms。
(4) 写指令38H(不检测忙信号)。
(5) 延时5ms。
(6) 写指令38H(不检测忙信号)。
(7) 以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号。
(8) 写指令38H：显示模式设置。
(9) 写指令08H：显示关闭。
(10) 写指令01H：显示清屏。
(11) 写指令06H：显示光标移动设置。
(12) 写指令0CH：显示开及光标设置。
6、LCD1602与单片机直接连接典型示意图如图8.1所示。
图8.1 LCD1602液晶显示。
三、实验内容和步骤1、用Proteus设计一LCD1602液晶显示接口电路。
参考实验指导书上的参考程序，编写程序，实现字符的静态显示。
显示字符为：第一行：“姓名全拼（居中）”，第二行：“专业全拼+学号(后3位)”。
将LCD显示截图以及相应的程序保存在下方。
#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table[]=" xuzhulin ";uchar code table1[]="zidonghua 031";sbit lcden=P2^7;sbit lcdrw=P2^6;sbit lcdrs=P2^5;uchar num;for(num=0;num<12;num++){write_data(table[num]); //写数据，LCD的第一行显示delay(200);}write_com(0x02); //光标返回write_com(0x80+0x40); //设置数据地址指针，LCD第二行显示for(num=0;num<16;num++){write_data(table1[num]);delay(200);}while(1);}}2、在上一题的基础上，增加两个外部中断，实现不同内容的显示。
实验二(指示灯循环控制实验)--09机械(V2012上)
程序如下：（手写）
适当注释并分析上述C语言程序。
1）上述程序中，_crol_（）函数的功能及作用，并指出类似功能的函数；
2）本步骤实验结果描述及分析（手写）：
3．编写一段程序，用P1口作为控制端口，使D1区的LED轮流点亮，并可通过按键控制走马灯的暂停/继续。编程思路：用外部中断0（/INT0）控制走马灯的暂停/继续。
1、总结程序加载和运行时系统软硬件的设置。（手写答案）
答：
2、比较三个走马灯程序各实验的异同并加以说明。（手写答案）
答：
八、实验小结（手写）：
DELAY:MOVR2,#5
DELAY2:MOVR3,#100
DELAY3:MOVR4,#100
DJNZR4,$
DJNZR3,DELAY3
DJNZR2,DELAY2
RET
;外部中断0服务子程序
ZEX0:PUSHACC
MOVA,R5
XRLA,#0FFH
MOVR5,A
POPACC
RETI
END
接线：1）将A1区P1口引线连接到D1区J52上；2）将D1区J53的KEY1连接到A1区INT0上。
NEXT:MOVP1,A
ACALLDELAY
RLA;作用是：
SJMPNEXT
;延时子程序DELAY
DELAY:MOVR2,#5;延时时间为？写出计算过程。
DELAY2:MOVR3,#100
DELAY3:MOVR4,#100
DJNZR4,$
DJNZR3,DELAY3
DJNZR2,DELAY2
RET
实验三 LED数码管与点阵管实验
电子科技大学中山学院学生实验报告学院：机电工程专业：课程名称：单片机原理与接口技术实验1、参考电路图3.1，在proteus软件里搭建相关的仿真模型(图3.1只是示例，示例里的模块与proteus模块库里得对应模块外观和接口可能会不一样，以proteus模块库里的模型为主。
接线方式也可以不一样)2、编写程序，控制8位LED数码管以1s的间隔交替显示"12345678"和"87654321"。
详细程序参考见指导书。
/********************************头文件声明*****************************/#include <reg51.h>/*******************************数据类型定义****************************/typedef unsigned char uint8;typedef char int8;typedef unsigned int uint16;/*******************************I/O口线分配*****************************/#define SEG_CODE_PORT P0#define BIT_CODE_PORT P2/***************************常量数组（段码表）声明**********************/uint8 code SegCodeTable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};/*******************************函数原型声明****************************/BIT_CODE_PORT=0xF0+i; //第i位通电显示Delay(100); //显示1msBIT_CODE_PORT=0xF8; //所有位(包括第i位)熄灭 }}/*********************************软件延时函数**************************/void Delay(int ms){uint16 i;do{i=790;while(--i); //延时1ms(STC12C5A60S2,11.0592MHz,C51代码优化级别设为5) } while(--ms);}/***********************************程序结束****************************/3、编写程序，控制LED点阵管从9到0倒计时显示（减到0后熄灭）。
《机械工程材料》实验指导书
《机械工程材料》实验指导书主编：孙维连班级：姓名：学号：实验一铁碳合金平衡组织分析一、实验目的1)观察和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织。
2)分析和研究碳的质量分数，在相形成过程中的影响，研究组织组成物的本质和特征。
3)学会使用金相显微镜。
二、概述碳素钢和铸铁材料，其显微组织与性能有密切的关系。
“1．碳素钢和白口铸铁的平衡组织所谓平衡组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。
在铁碳合金中，平衡组织是指碳素钢和白口铸铁的显微组织。
这些组织在室温时，均由铁素体和渗碳体两相组成。
由于碳的质量分数不同，造成铁素体和渗碳体这两个基本相的相对数量，析出条件以及分布情况均不同，呈现各种不同的组织形态。
铁碳合金在室温下的显微组织，见表1—1。
表1-1铁碳合金在室温下的显微组织2．各种相组成物和组织组成物特征．(1)铁素体(F) 是碳固溶于 —Fe中的固溶体。
铁素体是体心立方晶格，有磁性，塑性好，硬度低。
工业纯铁经过金相试样制备后，在金相显微镜下观察，可见多边形等轴晶粒(教材图5—6b)。
随着钢中碳的质量分数增加，铁素体减少，增加了新的组织(即珠光体P)，铁素体呈块状分布(见教材图5—8b)40钢显微组织。
当碳的质量分数接近共析成分时，铁素体呈断续的网状分布在珠光体周围。
(2)渗碳体(Fe3C) 是碳与铁形成的化合物，其碳的质量分数为6.69％，质硬而脆，耐腐蚀。
用4％的硝酸酒精溶液浸蚀后，渗碳体呈亮白色，见教材图5—9b。
渗碳体有多种形态：一次渗碳体Fe3C I。
是直接从液相中析出来的，呈宽直白条状；二次渗碳体Fe3C II。
是由奥氏体(A)中析出的，常呈网状分布在珠光体的边界上。
此外，还有球粒状，小条块等形态。
渗碳体的硬度高，是硬而脆的相，强度和塑性差。
(3)珠光体(P) 是铁素体和渗碳体的机械混合物，即铁素体片与渗碳体片相互交替排列形成片层状组织。
以不同的放大倍数显微镜进行金相观察，结果如下：在400倍时，为宽白条的铁素体和细黑条的渗碳体，类似人的指纹纹路。
实验二(单容水箱液位PID控制实验)实验报告电子版
四、实验内容与步骤
1、比例（P）调节器控制
1）、将系统接成单回路反馈系统。其中被控对象是上水箱，被控制量是该水箱的液位高度h1。
2）、启动工艺流程并开启相关的仪器，调整传感器输出的零点与增益。
3）、接通单片机控制屏，并启动计算机监控系统，为记录过渡过程曲线作好准备。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ研究系统分别用P、PI和PID调节器时的抗扰动作用。
4、定性地分析P、PI和PID调节器的参数变化对系统性能的影响。
二、实验设备
1、THKGK-1型过程控制实验装置：
GK-02、GK-03、GK-04、GK-07(2台)
2、计算机系统
三、实验原理
1、单容水箱液位控制系统
图7-1、单容水箱液位控制系统的方块图（自行绘出）
六、实验内容
1、用接好线路的单回路系统进行投运练习，并叙述无扰动切换的方法。
2、P调节时，作出不同δ值下的阶跃响应曲线。
3、PI调节时，分别作出Ti不变、不同δ值时的阶跃响应曲线和δ不变、不同Ti值时的阶跃响应曲线。
4、分析积分I、微分D的作用。
5、比较P、PI和PID三种调节器对系统余差和动态性能的影响。
4）、在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被控制量“手动”调到等于给定值（一般把液位高度控制在水箱高度的50%点处）。
5）、观察计算机显示屏上的曲线，待被调参数基本达到给定值后，即可将调节器切换到纯比例自动工作状态，让系统投入闭环运行。
6）、待系统稳定后，对系统加扰动信号（在纯比例的基础上加扰动，一般可通过改变设定值实现）。记录曲线在经过几次波动稳定下来后，系统有稳态误差，并记录余差大小。
电子科技大学中山学院学生实验报告
机械工程材料实验指导书
机械工程材料实验指导书机械工程材料实验指导书仲恺农业工程学院机电工程学院2006年10月实验守则制定本守则，旨在使学生注意爱护实验设备、掌握正确的实验方法和认真进行实验操作，保证实验质量。
1、实验前按实验指导书有关内容进行预习，了解本轮各个实验的目的、步骤及注意事项。
2、按时上实验课，无故缺课的学生其实验成绩以零分计算。
3、进入实验室，衣着整齐。
除与本轮实验有关的书籍和文具外，其他物品不得携入室内。
实验室内保持整洁、安静，严禁吸烟，不准乱扔纸屑，不准随地吐痰。
4、实验中要严肃认真，操作仔细，安全用电。
5、要爱护实验设备，节约使用消耗性用品。
若设备发生故障，应立即报告教师进行处理，不得自行拆修。
6、实验完毕，要切断设备的电源，清理实验场地，将所用的实验设备整理好，放回原处，认真书写实验报告。
经教师同意后，方可离开实验室。
7、凡不遵守实验守则经指出而不改正者，教师有权停止其实验。
若情节严重，对实验设备造成损坏者，应负赔偿责任，并给处分。
实验报告的内容和要求实验报告是学生对实验的总结，是考核学生学习成绩和评估教学质量的重要依据。
学生对所做的实验应做到原理清楚，操作方法、步骤正确，实验结果比较可靠。
实验报告应由每个学生独立完成，书写工整，内容层次分明，文字简明通顺，图表清晰。
实验报告一般包括下列八项内容：1．实验名称；2．实验目的；3．实验设备；4．实验原理；5．实验步骤；6．实验记录；7．数据处理及相关结论；8．回答思考题。
按时递交实验报告。
实验一铁碳合金的平衡组织观察一、实验目的1．了解常用台式金相显微镜的主要构造与使用方法，初步掌握利用金相显微镜进行显微组织分析的基本方法。
2．观察和识别铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织特征。
3．分析含碳量对铁碳金平衡组织的影响，加深理解铁碳合金的成分、组织与性能之间的相互关系。
二、实验内容研究金属组织的光学显微镜称为金相显微镜，它是由许多光学元件按一定要求组合而成的精密光学仪器。
机械工程材料实验指导书
机械工程材料实验指导显微镜的基本放大原理如图1--1所示。
起放大作用主要由焦距很短的物镜和焦距较长的目镜来完成。
为了减少像差，显微镜的目镜和物镜都是由透镜组构成的复杂的光学系统，其中物镜的构造尤其复杂。
为了便于说明，图中的物镜和目镜都简化为单透镜。
物体AB 位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过物镜形成一个倒立放大的实像A'B'，这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置上，作为目镜的物体。
目镜将物镜放大的实像再放大成虚像A''B''，位于观察者的明视距离（距人眼250mm ）处，供眼睛观察。
在视网膜上形成的是实像A'''B'''。
实验一： 金相显微镜的原理、构造及使用[实验目的]1、了解金相显微镜的基本构造及工作原理。
2、掌握金相显微镜的使用方法。
[实验内容]1、观察显微镜的构造，了解各部件的作用。
2、装好显微镜的物镜、目镜，调好光阑进行观察。
3、用不同的放大倍数观察同一试样并画出所观察的组织示意图。
[实验报告要求]1、写出实验目的及所用设备。
2、写出实验步骤。
3、画出所观察到的显微组织示意图，并对实验现象进行分析。
[实验原理]用于研究金属显微组织最常用的光学显微镜是金相显微镜，它是一种反射式显微镜。
1. 显微镜的成相原理图1—1显微镜的成像原理图2. 显微镜的照明系统金相显微镜的光源通常采用钨丝灯、卤素灯、碳弧灯及氙灯等。
2.1 钨丝灯一般中小型显微镜照明部分采用6—8伏钨丝灯泡做光源。
其原理是光线通过物镜射至试样表面，然后靠金属本身反射能力，由试样表面反射，再通过物镜进行放大，这种灯适合于金相显微组织的观察。
2.2 氙灯其特点是光强高，输出稳定，寿命较长，此外，它具有类似日光性质的连续光谱，可用于彩色照相。
是金相显微组织观察的最新光源之一。
氙灯容易爆炸，因此，在使用时要特别注意安全。
机械工程材料实验报告书
机械工程材料综合实验实验报告班级：姓名：学号：零件名称：螺旋板牙目录一、实验任务书……………………………………………………………二、选材分析………………………………………………………………三、加工工艺路线及各热处理工序分析………………………………四、金相组织照片及分析………………………………………五、硬度性能测定………………………………………六、实验总结心得体会………………………………………………………七、改进的意见及建议………………………………………………………球化退火后金相显微组织分析：球化退火后组织为球状珠光体，为铁素体基体上分布着的颗粒状渗碳体，是将工件加热到Ac1+（10-20）℃充分保温后缓冷，或者加热后冷却到略低于Ar1的温度下保温，从而使珠光体中的渗碳体球状化。
在上图球化退火后的金相显微组织中，由于，腐蚀前未将板牙表面清洗干净，使图中出现黑色，将部分组织掩盖。
分析：淬火后组织为马氏体、残余奥氏体和颗粒状Fe3C。
淬火温度为Ac1+（30-50）℃，将工件加热到临界点以上，保温后以大于V k的速度冷却，使奥氏体转化为马氏体，从而提高其力学性能。
由于，工件为过共析钢，在淬火前经过了球化退火，因此淬火后的组织为细马氏体、颗粒状渗碳体和少量的残余奥氏体。
回火后金相显微组织分析：低温回火后组织为回火马氏体、极少量的残余奥氏体和颗粒状Fe3C。
回火温度为150-250℃，低温回火时，马氏体将发生分解，从马氏体中析出碳化物，使马氏体过饱和度降低，析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，形成回火马氏体，此外还有极少量的白色的残余奥氏体。
低温回火可在保留淬火后硬度和高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性，主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工作。
由于，我班同学的磨痕较重，故采用了4班同学的图片。
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验证性实验六 常用金属材料的显微组织观察....................................................................................... 12
附录
海量 MD1500 金相显微镜的构造与使用........................................................................... 15
5．浸蚀 抛光后的试样若直接放在显微镜下进行观察，只能看到光亮的表面及某些非金 属夹杂物等，如欲观察金属内部的组织，则必须用浸蚀剂浸蚀试样表面。常用的钢铁金属材料 的浸蚀剂可参考表 2－1，钢铁材料常用的浸蚀剂为 3％－4％硝酸酒精溶液或 4％苦味酸酒精溶 液。有色金属的浸蚀剂请见表 2-2。 浸蚀方法可用棉签沾上浸蚀剂擦拭试样表面，也可将试样 磨面浸入浸蚀剂中。浸蚀时间应适当，时间太短则浸蚀不足，金相组织不能充分显示；时间过 长，则试样表面过于发暗，组织也显示不清。浸蚀后应立即用清水冲洗，再用无水酒精擦净，
2
在高放大倍数时，为平行相间的宽条铁素体和窄条渗碳体均为白色，边界为黑色，见图 1-2 2000×下的珠光体。
图 1—1 400×下的珠光体
图 1—2 2000×下的珠光体
(4)莱氏体(L／d) 在室温时是珠光体和渗碳体的机械混合物。渗碳体中包括共晶渗碳体和二次 渗碳体。两者相连无界线，无法分辨开。金相显微镜观察，莱氏体的组织特征是在亮白色的渗碳体 的基体上分布着许多黑色点状或条状的珠光体。
2．镶样 过于细小或形状特殊的试样，须将其镶嵌在塑料、电木粉或低熔点合金中，或用 专用夹具夹持，以便在磨光和抛光时易于握持。
3．磨光 磨光分为粗磨和细磨两步。 （1）粗磨 粗磨的目的是为了将试样修整成平整、合适的形状。钢铁材料通常在砂轮上进 行，磨时须随时用水冷却，以免试样由于温升过高而引起组织变化。不作表面层金相检验的试 样，应将磨面边缘倒出圆角，以免抛光时撕裂抛光布。
4
(2)细磨 细磨的目的是为了消除粗磨时留下的较深的磨痕，为抛光作准备。细磨可由手工 磨或机械磨。手工磨通常在一套粗细不同的金相砂纸上依次进行。一般砂纸可由粗到细选用以 下几个粒度：120＃、180＃、240＃、320＃或 0 号、01 号、02 号、03 号等。细磨时依次用 0 号磨 到 03 号，先在 0 号砂纸上，将试样沿一个方向向前推送，用力须均匀，回程时应将试样微微提 起，不与砂纸接触，以保证磨面平整，不产生弧度，观察表面磨痕均匀后将试样用水清洗，然 后更换 01 号砂纸，这时磨的方向应调转 90o，使新磨痕与上一道磨痕方向垂直。当磨到上一号 砂纸的磨痕全部消失后，可再更换更细一号的砂纸继续磨制，如此继续下去，直至试样平整、 光滑（注意：在 0、01、02 号砂纸上磨完后要用水清洗试样表面）。除上述手工磨制的方法外， 为了加快磨制的速度，可采用在转盘上贴水砂纸的预磨机进行机械磨制。水砂纸按粗细有 200、 300、400、500、600、700、800、900 号等。用水砂纸盘磨试样时，应不断加水冷却，同样， 每换一号砂纸时，试样用水冲洗干净，并调换 90o 方向。
电解抛光是利用阳极腐蚀法使试样表面变得光亮的一种方法。将试样放入电解槽中，作为 阳极，用不锈钢板或铅板作阴极，使试样和阳极之间保持一定的距离（20－30mm），通以直流电 源，使试样表面凸起部分被溶解而抛光。电解抛光的速度快，表面光洁且不产生塑性变形，能 更确切地显示真实的金相组织；但工艺规范不易控制。
材料
wc(％)
显微组织
工业纯铁
<0.0218
F
亚共析钢
O．0218～0.77
F+P
碳钢
共析钢
O.77
P
白口铸铁
过共析钢 亚共晶白口铸铁
O．77～2.11 2.1自口铸铁 4.3～6.69
P+Fe3CI P+Fe3CII＋L／d L／d Fe3Cl+ L／d
2．各种相组成物和组织组成物特征 (1)铁素体(F) 是碳固溶于a—Fe 中的固溶体。铁素体是体心立方晶格，有磁性，塑性好，硬 度低。工业纯铁经过金相试样制备后，在金相显微镜下观察，可见多边形等轴晶粒。随着钢中碳的 质量分数增加，铁素体减少，增加了新的组织(即珠光体 P)，铁素体呈块状分布。当碳的质量分数 接近共析成分时，铁素体呈断续的网状分布在珠光体周围。 (2)渗碳体(Fe3C) 是碳与铁形成的化合物，其碳的质量分数为 6.69％，质硬而脆，耐腐蚀。用 4％的硝酸酒精溶液浸蚀后，渗碳体呈亮白色。 渗碳体有多种形态：一次渗碳体 Fe3CI。是直接从液相中析出来的，呈宽直白条状；二次渗碳体 Fe3CII。是由奥氏体(A)中析出的，常呈网状分布在珠光体的边界上。此外，还有球粒状，小条块等 形态。渗碳体的硬度高，是硬而脆的相，强度和塑性差。 (3)珠光体(P) 是铁素体和渗碳体的机械混合物，即铁素体片与渗碳体片相互交替排列形成片 层状组织。以不同的放大倍数显微镜进行金相观察，结果如下： 在 400 倍时，为宽白条的铁素体和细黑条的渗碳体，类似人的指纹纹路。见图 1—1 400 倍下的 珠光体。
到的组织。在铁碳合金中，平衡组织是指碳素钢和白口铸铁的显微组织。这些组织在室温时，
均由铁素体和渗碳体两相组成。
由于碳的质量分数不同，造成铁素体和渗碳体这两个基本相的相对数量，析出条件以及分
布情况均不同，呈现各种不同的组织形态。
铁碳合金在室温下的显微组织，见表 1—1。
表 1-1 铁碳合金在室温下的显微组织
验证性实验四 碳素钢的热处理与硬度测量............................................................................................. 8
综合性实验五 工程材料综合实验........................................................................................................... 11
2
验证性实验一 低碳钢/铸铁拉伸实验
一、实验目的 （1）了解材料电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法； （2）观察和分析低碳钢、铸铁材料在拉伸过程中的现象，分析其力学特性； （3）测定低碳钢的伸长率、断面收缩率、强度极限，以及铸铁的强度极限。 二、实验内容及原理 低碳钢/铸铁拉伸实验。通过拉伸可以观察到低碳钢、铸铁在此过程中的力学现象，并测定低碳 钢的伸长率、断面收缩率、强度极限，以及铸铁的强度极限等力学特性。 注意观察在拉伸过程中低碳钢经历了屈服、颈缩、断开的现象；而铸铁则没有塑性变形现象。 估算伸长率 估算断面收缩率 估算强度极限 三、实验设备与工具 （1）电子万能试验机 （2）游标卡尺 （3）直尺 （4）低碳钢、铸铁试样 四、实验步骤 （1）对低碳钢试样标记长度刻度、测量直径，对铸铁试样只测量直径即可。 （2）设定电子万能试验机的工作参数 （3）将试样两端装夹在试验机； （4）启动试验机开始拉伸试验，观察试样的力学现象，至试样拉伸断开时停止试验机。 （5）记录拉伸过程中的最大拉力，测量拉伸后低碳钢试样的长度及断面直径尺寸；对铸铁则无 需测量任何参数。 （6）计算出低碳钢试样的伸长率、断面收缩率、强度极限参数；铸铁的强度极限。 五、实验要求 （1）观察试验中的力学现象 （2）提交实验报告
验证性实验二 金相显微镜的使用与铁碳合金平衡组织分析 ................................................................. 2
验证性实验三 金相试样制备..................................................................................................................... 4
编号 1 2 3 4 5 6 7
材料 工业纯铁
表 1-2 铁碳合金平衡组织试样 热处理
45
退火
T8
T12
亚共晶白口铸铁
铸态
共晶白口铸铁
过共晶白口铸铁
浸蚀剂 4％硝酸酒精溶液
四、注意事项 1)金相显微镜是精密光学仪器，操作要认真。 2)绘图使用铅笔。不要将试样中杂质及划痕画出。 3)不要触摸试样表面，如有模糊不清试样，请老师重新更换。
莱氏体硬度高，性脆。一般存在于碳的质量分数大于 2.11％的白口铸铁中，高合金钢的铸造绢 织中也出现。
在亚共晶白口铸铁中，莱氏体基体上分布着黑色树枝状和豆粒状的珠光体。其周围常有一圈白 亮的二次渗碳体，但与 L／d 中的渗碳体混为一体，分辨不清。
在过共晶白口铸铁中，莱氏体基体上，分布着宽直白条的一次渗碳体。 三、实验内容及报告 1)学会金相显微镜的使用。通过金相显微镜，观察平衡组织试样，研究组织特征。 2)在直径 36mm 左右的圆内绘制观察到的金相组织图，或者使用成像软件系统导出金相组织图， 然后用细实线标明组织构成物，注明浸蚀剂，试样材料，放大倍数。铁碳合金平衡组织试样见表 1—2。
《机械工程材料》实验指导书 主编：倪利勇
班级： 姓名： 学号：
目录
验证性实验一 低碳/铸铁钢拉伸实验.......................................................................................................... 1