工程材料及热处理实验教学大纲
工程材料及热处理实验教学大纲
一、制定本大纲的依据
根据2006级机类及近机类本科生培养计划和《工程材料及热处理》课程教学大纲制定本实验教学大纲。
二、本实验课程的具体安排
实验项目的设置及学时分配
序号 实验项目名称 内容简介（50字左右） 实验学时 实验要求 实验类型 实验类别 每组人数
1 金相试样的制备和铁碳合金平衡组织观察 ① 制备金相试样
② 了解金相显微镜的工作原理和使用方法
③ 观察铁碳合金平衡组织，绘出金相组织图 2 必修 验证 基础 2～3
2 硬度测量 ① 了解硬度测定的基本原理及常用硬度计的应用范围
② 掌握布氏硬度计和洛氏硬度计的使用方法 1 必修 验证 基础 2～3
3 热处理基本工艺（四火演示） ①掌握普通热处理（退火、正火、淬火、回火）的操作方法；
②初步掌握含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度等对钢组织和性能的影响。 2 必修 演示 基础 7～8
4 热处理综合实验 ①根据实验材料及性能要求选择热处理方法及热处理工艺制度
②根据①进行热处理操作
③将热处理后试样制成金相试样，观察其显微组织
④测定热处理后试样的硬度 2 必修 综合 基础 2～3
5 碳钢在不同热处理状态下的显微组织
（非平衡组织观察） 观察不同成分碳钢在不同热处理状态下的显微组织，识别其组织组分及形态特征。
1 必修 验证 基础 2～3
6 常用金属材料的金相组织观察 ①观察普通灰铸铁、球墨铸铁、高速钢及有色金属
②分析上述合金的成分组织、性能之间的关系 1
选做 必修 验证 基础 2～3
7 钢铁材料的火花鉴别 观察低碳钢、中碳钢、高碳钢及部分合金钢的火花形状 1
选做 必修 验证 基础 2～3
三、本实验课在该课程体系中的地位与作用
《工程材料》属于专业技术基础课，实践性很强。实验教学是本课程必不可少的教学环节。本实验不仅仅是课堂教学内容的验证与演示，而且能够真正成为课堂教学的有效延伸，引导学生通过对所学内容的实际运用，加深对课程内容的认识，从而使所学知识能够彼此贯通。其目的是使学生在金相、热处理实验基本技能方面得到初步训练，同时提高学生的观察能力、动手能力以及分析使用工程材料的能力。
四、学生应达到的实验能力与标准
了解所用实验设备的工作原理；基本掌握金相、热处理实验基本技能，包括：金相显微镜、布氏硬度计、洛氏硬度计、热处理炉、砂轮机、抛光机等设备的使用，金相试样的制备过程，热处理基本工艺（退火、正火、淬火、回火）的操作过程。掌握工程材料的成份、工艺、组织、性能之间的关系；能够根据材料零件的使用条件和性能要求，进行合理选材并制定正确的热处理工艺；通过实验提高学生的创新思维能力、动手能力、发现问题分析问题解决问题的能力。
五、讲授实验的基本理论与实验技术知识
实验一、金相试样的制备和铁碳合金平衡组织观察
1．实验的基本内容
（1） 制备金相试样
（2） 观察铁碳合金平衡组织
2．实验的基本要求
（1） 了解金相显微镜的工作原理和使用方法
（2） 基本掌握金相试样的制备过程
（3） 识别铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织，掌握铁碳合金含碳量和组织之间的关系
3．所需基本仪器设备、基本耗材
金相显微镜、铁碳合金平衡组织试样、砂轮机、抛光机、金相试样、金相砂纸、研磨机、腐蚀剂、酒精等
实验二、硬度测量
1．实验的基本内容：
（1）用洛氏硬度计、布氏硬度计测定碳钢的硬度
（2）分析碳含量、热处理工艺对硬度的影响
2．实验的基本要求
（1）了解的基本原理和使用方法；
（2）掌握洛氏硬度和布氏硬度的测试方法；
（3）基本掌握碳含量、热处理工艺对硬度的影响
（4）掌握硬度实验点的取值方法。
3．所需基本仪器设备、基本耗材
洛氏硬度计、布氏硬度计、碳钢试样、标样
实验三、热处理基本工艺（四火演示）
1．实验的基本内容
（1） 对65钢弹簧、T12钢锯条进行退火、正火、淬火、回火处理（演示）
（2） 分析含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对钢组织和性能的影响
2．实验的基本要求
（1） 掌握普通热处理（退火、正火、淬火、回火）的操作方法
（2） 了解热处理炉及工作原理和使用方法
（3） 初步掌握含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度等对钢组织和性能的影响
3．所需基本仪器设备、基本耗材
热处理炉、65钢弹簧、T12钢锯条
实验四、热处理综合实验
1．实验的基本内容
（1） 根据实验材料及性能要求选择热处理方法及热处理工艺制度
（2） 根据①进行热处理操作
（3） 将热处理后试样制成金相试样，观察其显微组织
（4） 测定热处理后试样的硬度
2．实验的基本要求
（1） 能够初步根据零件使用条件和性能要求进行正确选材、并制定热处理工艺
（2） 进一步熟悉碳钢的基本热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）的操作方法
（3） 进一步掌握金相显微镜、硬度计的使用方法
（4） 进一步了解含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对钢热处理后组织和性能性能(硬度)的影响
3．所需基本仪器设备、基本耗材
金相显微镜、热处理炉、洛氏硬度计、布氏硬度计、金相试样若干（45钢、T8、T12等）、砂轮机、抛光机、金相砂纸、研磨机、腐蚀剂、酒精等
实验五、碳钢在不同热处理状态下的显微组织（非平衡组织观察）
1．实验的基本内容
（1）观察不同成分碳钢在不同热处理状态下的显微组织，识别其组织组分及形态特征
2．实验的基本要求
（1）识别铁碳合金在不同热处理状态下的显微组织
（2）加深对非平衡状态下钢的成份、热处理工艺、组织之间的关系的认识
3．所需基本仪器设备、基本耗材
金相显微镜、非平衡组织标准试样
实验六、常用金属材料的金相组织观察
1．实验的基本内容
（1） 观察几种铸铁、高速钢及有色金属的显微组织
（2） 分析上述合金的成分、组织、性能之间的关系
2．实验的基本要求
（1） 掌握铸铁、高速钢及有色金属的显微组织形貌
3．所需基本仪器设备、基本耗材： 金相显微镜、常用各类金属材料标准试样
实验七、钢铁材料的火花鉴别
1．实验的基本内容
（1）观察低碳钢、中碳钢、高碳钢、几部分合金钢等的
（2）分析上述合金的火花特征
2．实验的基本要求
（1）了解钢铁火花鉴别的实际意义
（2）熟悉钢铁火花形成原理及火花的特征
（3）根据常用钢的火花特征来鉴别钢铁材料
3．所需基本仪器设备、基本耗材
砂轮机、 不同成分的碳钢及合金钢若干
六、实验的考核与成绩评定
以实验报告和学生实际操作能力为主，参考提问和出勤情况等，综合评定给出成绩。
七、主要参考书
1、《工程材料实验指导书》， 自编教材
2、《工程材料习题与辅导》（第三版），朱张校主编，清华大学出版社，2002.9
3、《机械工程材料实验教程》，姜江等主编，哈尔滨工业大学出版社，2003.8
制定人：黄丽明 杜素梅 郑连义 朱征
审定：
批准：
2006年12月