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大连理工大学 材料科学与工程学院本科实验教学大纲

2017 年9月目录《材料科学基础实验》教学大纲

1 《材料成型原理实验》教学大纲

5 《工程材料学实验》教学大纲

7 《固态相变原理及应用实验》教学大纲

9 《材料分析方法实验》教学大纲

12 《材料物理及力学性能实验》教学大纲

15 《材料成型检测与控制实验》教学大纲

18 《材料成型工艺学实验》教学大纲

21 《计算机编程与实践》教学大纲

24 《材料成型过程计算机应用实验》教学大纲

26 《金属材料工程与技术综合实验 I》教学大纲

28 《金属材料工程与技术综合实验 II》教学大纲

31 《无损检测设备及实验》教学大纲

33 《材料工程基础实验》教学大纲

36 《功能材料微结构表征及制备综合实验》教学大纲

38 《功能材料物理化学性能综合实验》教学大纲

41 《毕业设计(论文)(材料成型与控制工程)》教学大纲

45 《毕业设计(论文)(金属材料工程)》教学大纲

48 《毕业设计(论文)(功能材料)》教学大纲

52 1 《材料科学基础实验》教学大纲 (学分 1,学时 24)

一、课程说明 该课程作为材料科学与工程专业本科生的一门重要的专业基础课, 是衔接基础课和专业 课之间的桥梁和纽带.

通过本课程的学习,学生将具备材料研究和应用的相关基础知识,并 为后续专业课学习奠定基础.该课程涉及到的知识点多、理论性强、内容抽象.提高实际动 手能力以及开发新材料体系奠定基础, 其优势在于理论知识与实践相结合. 着力于学生对知 识的融通运用和能力的综合训练,科学素养、创新意识和创新能力等方面的培养.

二、课程目标(对应毕业要求:1.

1、4.

1、5.

1、9.

1、12.1) 1. 掌握数学知识,具有较强的数学计算能力;

并能将其用于解决复杂工程问题(对应 毕业要求:1.1);

2. 掌握自然科学实验的基本原理及方法,具备实验设计、分析、总结的能力(对应毕 业要求:4.1);

3. 具有开发,选择与使用现代制备及检测的专业设备、技术来分析材料成型专业复杂 工程问题的能力,并能够理解其局限性(对应毕业要求:5.1);

4. 具有一定的组织管理能力、较强的沟通能力和人际交往能力,以及在团队中发挥有 效作用的能力.具有一定的组织管理能力、较强的沟通能力和人际交往能力,以及在团队中 发挥有效作用的能力(对应毕业要求:9.1);

5. 具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力(对应毕业要求: 12.1).

三、教学内容、基本要求与学时分配 序号 教学内容 教学要求 学时 教学方式 对应课 程目标

1

一、显微镜的成像原理与应 用1. 了解金相显微镜的成像 原理及机械构造 2. 掌握金相显微镜的使用 方法 3. 了解金相显微镜的适用 范围及维护方法 1. 金相显微镜的成像原 理,放大倍数,光学系统的 像差;

2. 金相显微镜的构造及性 能,数值孔径,辨别率,有 效放大倍数, 明视场和暗视 场.

1 讲授 1-5

2 2

二、金相样品制备 1. 学习金相样品的制备方法 2. 了解金相显微组织的显 示方法 3. 了解金属腐蚀液的种类 1. 了解金相样品粗磨,细磨,抛光,腐蚀的过程;

2. 了解不同成分的金属材 料对应不同腐蚀液.

1 讲授 1-5

3

三、Fe-Fe3C 合金相图 1. 了解铁碳合金中的相、 组 织组成物、组织形态及分布 特征 2. 认识并了解含碳量对铁 碳合金组织的影响,掌握利 用杠杆定律计算含碳量的方 法1. 认识铁碳合金基本的 相;

铁素体、渗碳体、珠光 体、低温莱氏体;

2. 根据含碳量分成工业纯 铁、亚共析钢、共析钢、过 共析钢、亚共晶白口铸铁、 共晶白口铸铁、 过共晶白口 铸铁.

2 讲授 讨论 实验 1-5

4

四、金属硬度计的原理及其 使用 1. 了解布氏、洛氏、维氏三 种硬度计的工作原理 2. 学会操作布氏、洛氏、维 氏三种硬度计,了解如何进 行日常维护和保养 3. 了解布氏、洛氏、维氏三 种硬度计的测量范围和适用 范围 1. 了解金属不同成分不同 处理条件下对应的硬度种 类;

2. 了解各种硬度计的压 力, 压头作用时间的确定方 法.

2 实验 讨论 1-5

5

五、二元平衡相图测试 了解热分析法相关概念,掌 握差热分析法测试原理,学 会用差热分析法测绘 Sn-Pb 二元相图 1. 掌握二元相图的概念, 测试原理;

2. 了解二元相图的实验设 备;

3. 测试合金或纯金属的加 热曲线;

4. 结合其他人数据,绘出 Sn-Pb 二元相图.

2 实验 讨论 1-5

3 6

六、材料的形变及回复和再 结晶综合实验 1. 认识并加深理解塑性变 形对组织和性能的影响 2. 通过观察组织加深对回 复和再结晶的理解 3. 认识并理解冷变形金属 在回复再结晶后组织性能的 变化 1. 综合分析材料成分、显 微组织及性能之间的相互 关系;

2. 认识并加深理解塑性变 形对金属显微组织和性能 的影响.

2 实验 讨论 1-5

7

七、定量金相分析方法 1. 了解定量金相的基本符 号和基本方程的意义 2. 掌握在金相显微镜下进 行定量分析的基本原理 3. 熟悉计算机定量金相技 术测定体积分数的实验方法 1. 了解定量金相中点线面 的各种符号;

2. 掌握基本的测量方法;

3. 了解各种测量方法种类.

2 实验 讨论 1-5

8

八、宏观铸造组织及缺陷组 织的观察 1. 对典型的宏观铸造组织 有一个初步的了解和认识 2. 对凝固过程中产生的缺 陷有一个直观的了解和认识 1. 凝固的基本规律;

2. 纯金属形核和晶体长 大;

3. 铸锭组织的形成和控制.

2 实验 讨论 1-5

四、其他教学环节 1. 大作业 2. 自主实验(课外

8 学时): (1)经拉伸切割完,学生镶嵌样品;

(2)进行样品制备、粗细磨、抛光、腐蚀;

(3)金相组织观察分析、每人均拍摄不同放大倍数下的显微组织照片;

(4)定量金相以确定自己手中钢号;

(5)硬度测量;

(6)最终进行数据汇总、分析,写出一篇实验论文.

五、授课说明 1. 开课学期: 春季学期: 材料成型与控制工程、 金属材料工程、 金属材料工程 (日强) 、 功能材料专业;

秋季学期:材料物理专业.

4 2. 授课单位:材料科学与工程学院. 3. 适用专业:适用于材料类相关专业. 4. 先修课程:《大学物理》、《普通化学》、《材料力学》、《材料热力学》. 5. 学时:24 学时.

六、考核及成绩评定方式 1. 平时成绩:60 分(1)出勤:10 分;

(2)样品制作:10 分;

(3)金相照片:10 分;

(4)定量检测:

10 分;

汇总分析:10 分;

平时表现:10 分2. 期末大作业:40 分

七、教材和参考书 1. 使用教材 高路斯主编. 材料科学基础实验(第一版). 大连理工大学出版社,2015 2. 主要参考书 无制定者:高路斯 课程负责人:高路斯 专业负责人:赵杰 主管副院长:黄昊

5 《材料成型原理实验》教学大纲 (学分 0.5,学时 12)

一、课程说明 本课程是结合《材料成型原理》开展的实验课,是材料类各专业必修的一门专业基础课 程.在实验中.通过流动性、铸造应力、焊接、塑性变形等实验观,影响流动性和铸造应力 的因素. 巩固课堂所学的理论知识. 为学生今后从事不同金属材料研究和实际应用奠定坚实 的基础.强化了学生的动手能力、提高了学生的专业资质技能,掌握金属塑性和超塑性,金 属的化学成分、 变形温度、 变形速度对塑性的影响. 根据焊接件, 具有综合的分析评价能力. 具备分析材料组织结构、 成型条件与性能之间关系的基本能力. 培养了学生的团队合作意识, 为学生今后从........