实验方案集锦

《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验教学大纲Comprehensive Experiments for Material Moulding and Control Engineering 20 实验项目数 28课程编号085059英文名称 周学 时 郑 主编 州大 学课程学分3学时60教材名称材料成型与控制工 程专业实验指导书 材料科学与工程学院出版社郑州大学材料科学与工程学 院自编教材 材料成型与控制工程开课院系 课程简介:面向专业综合实验是材料成型与控制工程专业学生在已开设专业课实验的基础上开设的实验。 主要有 以下内容（根据实际情况进行调整）： 1.综合性的专业课实验。因材料成型与控制工程专业面很宽，各门专业课的课时较少，课内 的验证性、演示性实验无法充分安排。这些专业课的实验在综合实验中完成，并且加入综合性、 设计性的实验内容和实验项目，旨在培养学生的知识综合能力和综合素质。 2.独立的专业综合实验。 主要有焊接生产工艺综合实验和合金熔炼综合实验， 进行材料和工 艺设计与加工、材料处理、试样制备和性能检测的一整套实验。焊接部分：根据要焊接的构件， 设计焊接生产工艺， 包括选取焊接方法和焊接材料、 确定焊接工艺规范及合适的预热和焊后热处 理制度；按照制订的焊接工艺焊接试件；进行适当的焊后热处理；最后通过母材和焊缝的化学成 分分析、焊接接头金相组织观察、焊接接头力学性能试验验证焊接工艺是否正确。铸造部分：根 据设定的应用领域和性能要求，选取相应铝合金，设计合金的化学成分，配料后熔炼浇铸试样， 确定适当的热处理工艺， 最后通过成分化验、 观察金相组织和检验力学性能验证所得材料是否符 合设计规定的性能要求。 教学目标与基本要求:本课程为材料成型与控制工程专业毕业班学生所设，目的是要求学生对实验进行自行设计、 自行操作，培养学生的创新能力，激发学生学习的主观能动性。 通过一种材料或工艺从设计、熔炼浇铸或焊接、处理到性能检测的试验，使学生了解根据工 况条件设计材料和工艺的一般过程， 调动学生查阅资料和思考问题的主动性， 同时将前期所学相 关专业课的内容加以贯通。要求学生掌握材料和工艺设计、合金熔炼浇铸或焊接、热处理工艺制 定的规范和依据、 试样制备及金属材料力学性能检测的实验操作过程， 实验前提交材料或工艺设 计方案、试验方案、热处理工艺规程、力学性能检测方案等材料，实验过程中，应尽可能让每个 学生进行操作并互相协作，掌握材料和工艺的设计与加工、处理及性能测定的实验方法和操作， 最后共同讨论、分析实验结果。每人写出完整的实验报告并作实验结果的综合分析。鼓励学生提 出新材料、新工艺、新设备的实验方案并提供指导和实验条件，鼓励优秀学生搞发明创造。每学期所提出的实验内容可根据当学期的原材料情况、 教学时间安排、 学生人数情况作出适 当调整。 实验项目与学时分配序 实验项目名称 学时 要求 类型 类别 主要用品套数 实验室水分含量对 08505901 型砂透气性、 湿压强度的 影响 08505902 原沙基本性 能测定 埋弧焊设备 与工艺实验 钨极氩弧焊 工艺实验 CO2 气体保 08505905 护焊短路过 渡工艺 08505906 铸铁金相组 织观察 灰铸铁的孕 08505907 育及球墨铸 铁的球化及 孕育处理 0850专业英语2必做综 合专业课1材料成型实验 室(铸造)2选做综 合 综 合 综 合 验 证 综 合专业课2材料成型实验 室(铸造) 材料成型实验 室(焊接) 材料成型实验 室(焊接) 材料成型实验 室(焊接) 材料学金相实 验室085059032必做专业课1085059042必做专业课12选做专业课12选做专业课102选做演 示专业课1材料成型实验 室低碳钢焊接 接头组织分 析 结构钢焊接 2 必做验 证专业课1材料成型实验 室（焊接）[1**********]9接头性能分 析2必做验 证 综 合 综 合专业课1材料成型实验 室（焊接） 材料成型实验 室(铸造) 材料成型实验 室(铸造)08505910铸造合金应 力框试验 差动变压器 式位移传感2必做专业课 专业基础 课4085059112必做1器工作特性 的测定 等强度悬臂 08505912 梁应变参数 测定 08505913 震动参数测 定 热电偶的效 验 弧焊变压器 的剖析与交 08505915 流电弧的电 压电流波形 测试 可控硅弧焊 08505916 整流器分析 与测试 不锈钢焊接 08505917 接头的晶间 腐蚀实验 合金结构钢 08505918 冷裂倾向的 测定 焊接工艺与 08505919 控制综合实 验 08505920 铸造造型材 料综合实验 铝合金熔炼 浇注 铝合金的 T4 处理 铝合金的金 相组织观察 20 选做 20 选做 4 选做 4 选做 2 必做 演 示 材料成型实验 室（焊接） 2 必做 综 合 材料成型实验 室（焊接） 2 选做 2 必做 综 合 综 合 综 合 专业基础 课 专业基础 课 专业基础 课 材料成型实验 室(铸造) 材料成型实验 室(铸造) 材料成型实验 室(铸造)[1**********]选做1专业课1专业课1综 合专业课2材料成型实验 室(焊接)演 示专业课1材料成型实验 室(焊接)综 合 综 合 设 计 综 合 综 合专业课1材料成型实验 室(焊接) 材料成型实验 室(铸造) 材料成型实验 室 材料成型实验 室 材料成型实验 室专业课[1**********]选做专业课[1**********]选做专业课[1**********]选做专业课108505924铝合金的力 学性能检验 管对接接头15选做综 合 设 计专业课1材料成型实验 室 材料成型实验 室08505925焊接工艺试 验 管对接焊接30选做专业课108505926接头焊后热 处理 管对接焊接10选做综 合专业课1材料成型实验 室08505927接头金相组 织观察 管对接焊接10选做综 合专业课1材料成型实验 室08505928接头力学性 能检验10选做综 合专业课1材料成型实验 室主要参考书与资料: 1.曹文龙.铸造工艺学.北京:机械工业出版社,1997 年 10 月 2.姜焕中.电弧焊与电渣焊.北京:机械工业出版社,1992 年 10 月 3.陈平昌.材料成型原理.北京:机械工业出版社,2002 年 7 月 4.陆文华,李隆基,黄良余.铸造合金及其熔炼.北京:机械工业出版社,2005 年 7 月 5.张文钺.焊接冶金学(基本原理).北京:机械工业出版社,2005 年 4 月 6.周振丰.焊接冶金学(金属焊接性).北京:机械工业出版社,1995 年 10 月 7.汪金龙.材料工程测试技术.郑州:河南科学技术出版社,1996 年 9 月 8.郑宜庭.弧焊电源.北京:机械工业出版社,2002 年 1 月 9.安阁英.铸件形成理论.北京:机械工业出版社,1992 年 5 月 考核方式与成绩评定: 结合实验过程中的表现和实验报告综合评阅。 大纲 课程负责人 汤文博 撰写 人 汤文博，赵靖宇， 赵红亮审核人孙玉福《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505901 项目名 称 水分含量对型砂透 气性、湿压强度的影 面向专业 响 教材、实习指导名称 铸造工艺学实验指导书 材料成型与控制工程材料成型工艺与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室(铸造)综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等2学分实验套数612实验项目简介： 粘土型砂含水量是一项重要的性能指标， 它不仅影响型砂的湿压强度和透气率， 而且还影响一些 其他性能。因此，生产上必须严格控制型砂含水量在一个最合适的数值。但因原沙的颗粒大小不 同、旧砂比例不同、加入粘土和煤粉数量不同等。型砂的吸水特性也不同，因此不同型砂的含水 量不是一个固定值， 需根据具体情况调整， 目前多采用测定型砂紧实率来判断是否达到最适宜适 度。本试验通过对同种砂型在不同含水量下的个性能的测定，观察其数据的变化，总结规律并得 到最适宜的含水量。 实验目的： 1、掌握型砂水分、透气率、湿压强度和紧实率的测定方法。 2、了解不同水分含量对湿压强度、透气率的影响。 3、了解含水量与紧实率及其他性能参数的关系，掌握判断型砂适宜湿度的方法。 对实验原理与方法的要求： 要掌握教材上相关章节的基本知识，熟知专业术语，对涉及到的概念定义（如：紧实率，标准试 样等等） 有清楚地认识。 了解含水量对型砂性能影响的重要性， 掌握粘土型砂浇铸是对湿压强度、 透气率的要求。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求有较强的动手能力、思路清晰，有分析问题、解决问题的能力和团队配合精神。掌握天平的 用法及注意事项，了解混砂机的用途和基本结构，学会冲样器的使用及标准试样的换算制作，学 会测定标准试样的透气率和湿压强度。 实验仪器有：混砂机、冲样器、透气性测定仪、湿压强度测定仪、红外线干燥仪、钢板尺、搪瓷 盘、天平、样杯、筛子、台秤、勺子、量筒、滴管、汽油刷等 对实验报告的要求： 1、记录自己及同组同学（不同含水量）的实验结果（含水量、紧实率、标准试样重、透气率、湿压强度），用表格表示； 2、绘制含水量与透气率、紧实率、湿压强度的关系曲线； 3、思考题：试分析上述四条曲线变化规律（即含水量与紧实率、标准样重、透气率、湿压强度 的关系）《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505902 项目名 称 原沙基本性能测定 面向专业 材料成型与控制工程材料成型工艺与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1教材、实习指导名称铸造工艺学实验指导书所属实验室 实验要 求 2材料成型实验室(铸造)综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数容易2学分实验套数66实验项目简介： 原砂是型（芯）砂的骨干，原沙性能直接影响到型砂的性能个逐渐质量。因此，生产中必须队原 砂的基本性能进行检验。主要的性能有：原砂的含泥量、颗粒大小及分布、性状及表面状态等。 本次试验要求学生自己动手进行各项性能的检测， 本针对教材上有关章节， 加深对原沙性能重要 性的理解。 实验目的： 1、了解原砂各基本性能的意义； 2、掌握原砂各基本性能的测定原理、方法。 对实验原理与方法的要求： 要掌握教材上相关章节的基本知识，熟知专业术语，对涉及到的概念定义（如：含泥量，粒度等 等）有清楚地认识。并通过教材上的讲解初步了解试验用仪器设备、测定方法等。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求有较强的动手能力，耐心，细心。学会使用洗砂机、筛砂机、烘箱、光学天平、偏光显微镜 等仪器。 使用仪器设备：洗砂机、电炉、洗砂杯，虹吸管、天平、漏斗、移液管、滤纸、玻璃棒、烘箱、 浓度为 5%的焦磷酸钠溶液、摆动式筛砂、软毛刷、蜡光纸、放大镜、偏光显微镜等。 对实验报告的要求： 1、整理实验数据：含泥量、颗粒组成、颗粒形状及表面状态，并制定成表； 2、用文字表示测定的原砂的牌号、 3、评价测定的原砂质量如何？提出适用范围； 4、分析试验中存在的问题，产生的原因及改进措施；《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505903 项目名 称 埋弧焊设备与工艺 实验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型工艺与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1材料成型与控制工程专业实验指导书（焊 接部分） 材料成型实验室(焊接)所属实验室 实验要 求 1综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等2学分实验套数810实验项目简介： 埋弧自动焊设备是焊接压力容器、锅炉及大型结构构件的主要设备，它具有自动化程度高，焊接 规范大，焊接质量高，生产效率高安全的特点。其焊接规范挂包括焊接电流；电弧电压；焊接速 度变化对焊缝成形的工艺是提高焊接质量的重要保证。 并分析自动化焊接以电弧电压反馈自动调 节系统的控制过程。 实验目的： 一、熟悉埋弧焊机 MZ－1－1000 的工作原理。 二、了解焊机电路图原理及动作顺序。 三、掌握埋弧焊焊接工艺。 四、了解影响埋弧焊工艺的因素。 对实验原理与方法的要求： 熟悉埋弧焊机 MZ－1－1000 的工作原理，包括焊接主电源的工作原理、电气控制原理、焊接 程序控制原理，了解常见故障及排除方法；掌握埋弧焊焊接工艺，了解影响埋弧焊工艺的因素， 掌握焊接电流、电弧电压、焊接速度对焊缝成形的影响。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求按照焊机说明书接好电缆，选择焊接工艺参数，进行焊接操作。所需设备为埋弧焊机 MZ－1－1000 一套，消耗材料为 H08A 焊丝、熔炼焊剂 HJ431 及烧结焊剂 SJ502、不同厚度的低碳 钢钢板。 对实验报告的要求： 1、分析埋弧焊机 MZ－1－1000 的主电源的工作原理； 2、分析埋弧焊机 MZ－1－1000 的电气控制原理和焊接程序控制原理，总结常见故障及排除 方法； 3、总结埋弧焊焊接操作程序，分析影响埋弧焊工艺的因素； 4、整理改变焊接电流、电弧电压、焊接速度、干伸长等工艺参数进行焊接的实验结果，分析得出一定焊丝直径的最佳焊接规范。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505904 项目名 称 钨极氩弧焊工艺实 验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型工艺与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1材料成型与控制工程专业实验指导书（焊 接部分） 材料成型实验室(焊接)所属实验室 实验要 求 1综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难2学分实验套数810实验项目简介： 钨极氩弧焊在焊接结构钢及不锈钢时，一般采用直流正极性接法，即工件为正，钨极为负。 正极性接法有下列特点：一、钨极发热量小，工件发热量大，一方面可减小钨极烧损，另一方面 可获得较大熔深，焊缝成型好；二、钨极作为阴极，易发射电子，电弧稳定；三、无阴极雾化作 用，在工件氧化膜致密或过多情况下电弧不稳定，焊缝成型受到影响。反极性接法有如下特点： 一、钨极正极发热量大，易烧损、电流流量小，而工件发热量小，熔深浅，变形大。二、工件作 为阴极发射电子困难，电弧不稳定。 三、工作作为阴极具有阴极雾化作用，能自动清除工件上的氧化膜，能焊接铝、镁等金属。 实验目的： 一、了解钨极氩弧焊机的基本构成及使用方法。 二、掌握钨极氩弧焊正、反极性接法时具有的特点及应用场合。 三、分析利用脉冲电流、调控电流波形对焊缝成形质量的影响。 对实验原理与方法的要求： 要求了解钨极氩弧焊机的基本构成及使用方法， 掌握钨极氩弧焊正、 反极性接法和交流钨极 氩弧焊所具有的特点及应用场合， 了解脉冲电流对焊缝成型质量的影响。 改变焊接电流的大小和 极性，改变脉冲电流的幅值、基值、频率、占空比，观察在 A3 钢板和铝合金板焊接时对焊接质 量的影响。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求按照焊机说明书接好电缆，选择焊接工艺参数，掌握钨极氩弧焊的操作方法。所需设备 为交直流钨极氩弧焊机、氩气瓶和砂轮机，消耗材料和工具为各种直径的钨极、200×100×3 的 A3 钢板、200×100×3 的铝和铝合金板、电弧面罩、砂纸等。 对实验报告的要求： 1、总结钨极氩弧焊机的基本构成及使用方法。 2、分析钨极氩弧焊正、反极性接法和交流钨极氩弧焊所具有的特点及应用场合。3、整理改变焊接电流的大小和极性，改变脉冲电流的幅值、基值、频率、占空比，在 A3 钢板和铝合金板焊接的实验结果， 分析焊接电流的大小和极性、 脉冲电流波形对焊缝成形质量的 影响。 4、讨论结构钢和不锈钢 TIG 焊时为什么采用直流正接，而铝合金采用交流 TIG 焊。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505905 项目名 称 CO2 气体保护焊短 路过渡工艺 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型工艺与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1材料成型与控制工程专业实验指导书（焊 接部分） 材料成型实验室(焊接)所属实验室 实验要 求 1验证选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难2学分实验套数810实验项目简介： CO2 气体保护焊是汽车制造薄板及管道全位置焊等生产中应用较广泛的方法， 短路过渡特点是 电压低、电流小（细丝 CO2 电弧焊时熔滴呈短路过渡），焊接过程中，焊丝末端的熔滴长大到一 定的大小和熔池表面接触，造成焊接回路短路、电弧熄灭，由于电磁挤压力和表面强力的作用， 焊丝末端和溶池中间形成金属小桥，使熔池过渡，在短路电流峰值作用下使缩颈破断，进而熔滴 完全进入熔池，焊丝末端出现间隙，电弧又重新复燃。 实验目的： 一、熟悉 CO2 气体保护焊的设备及工作原理。 二、了解 CO2 气体保护焊短路过渡的特点。 三、通过实验找到减小 CO2 焊的飞溅及稳定性的最佳规范参数。 对实验原理与方法的要求： 熟悉 E－450 焊接整流器的工作原理、送丝机构原理、焊枪控制原理，了解常见故障及排除 方法；掌握 CO2 焊焊接工艺，了解影响 CO2 焊工艺的因素，掌握焊接电流、电弧电压、焊接速度、 保护气流量对焊缝成形的影响。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求按照焊机说明书接好电缆，选择焊接工艺参数，进行焊接操作。所需设备为 E－450 焊 接整流器 1 台，E6/1 型送丝机构 1 台，示波器 1 台，预热干燥器 1 只，CO2 气瓶 1 只，减压表 1 只。消耗材料为 H08Mn2SiA 镀铜焊丝、低碳钢钢板。 对实验报告的要求： 1、分析 E－450 焊接整流器的工作原理和 E6/1 型送丝机构原理及焊枪控制原理。 2、分析 CO2 焊的焊丝不同、焊丝直径不同时，主要规范参数有何不同。 3、总结 CO2 焊常见故障及排除方法，分析采用什么措施防止导电嘴被飞溅堵塞。 4、整理改变焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气流量等工艺参数进行焊接时的实验结 果，分析 CO2 焊的焊缝外形有何特点，怎样改善焊缝外形。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505906 项目名 称 铸铁金相组织观察 面向专业 材料成型与控制工程,材 料科学与工程合金及熔炼 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1教材、实习指导名称铸造合金及熔炼、合金及熔炼试验指导书所属实验室 实验要 求 10材料学金相实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数容易2学分实验套数110实验项目简介： 本实验项目的主要内容是在金相显微镜下观察各种铸铁的金相组织， 从而加深学生对铸铁组织及 铸铁组织（特别是石墨形态）与性能关系的了解。具体内容包括：①灰铸铁石墨形态及基体组织 的观察； ②球墨铸铁石墨球化等级及基体组织的观察； ③可锻铸铁白口铸坯组织及退火后石墨形 态及基体组织的观察。 实验目的： 1、了解各种铸铁的金相组织； 2、加深对铸铁组织与性能之间关系的理解，特别是深化了解石墨形态对铸铁性能的影响。 对实验原理与方法的要求： 1、掌握金相组织观察与分析的基本原理； 2、掌握铸铁组织与铸铁性能关系规律的基本原理。 对操作技能与仪器设备的要求： 1、掌握铸铁金相制样技能和铸铁金相组织观察技能； 2、铸铁金相制样设备：砂轮机、抛光机； 3、铸铁组织观察仪器：4×型金相显微镜。 对实验报告的要求： 1、简述灰铸铁六种石墨形态的形成条件，并分别画出六种石墨形态； 2、简述石墨形态对铸铁性能的影响； 3、简述灰铸铁和球墨铸铁在组织及性能方面的主要差别。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505907 项目名 称 灰铸铁的孕育及球 墨铸铁的球化及孕育 面向专业 处理 教材、实习指导名称 材料成型与控制工程,材 料科学与工程合金及熔炼 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1铸造合金及熔炼、合金及熔炼试验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室演示选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难2学分实验套数1010实验项目简介： 本实验通过对灰铸铁的原铁水进行孕育处理， 观察孕育处理对铸铁白口倾向的影响及对灰铸铁组 织及性能的影响；对球墨铸铁通过球化及孕育处理，观察其试样断口的变化及性能的变化，从而 加深对灰铸铁孕育处理和球墨铸铁球化及孕育处理工艺的理解。 实验目的： 1、了解灰铸铁孕育处理的作用、机理及目的； 2、了解球墨铸铁球化及孕育处理的工艺过程，并加深对球墨铸铁球化及孕育处理的作用及机理 的理解。 对实验原理与方法的要求： 1、掌握铸铁孕育处理的基本原理； 2、掌握球墨铸铁石墨球化的原理和孕育处理的作用。 对操作技能与仪器设备的要求： 1、本实验为演示性实验，只要求学生现场观察，学生应具有观察分析各种铸铁组织断口的技能； 2、容量 15Kg 的中频感应电炉； 3、相关试样（三角试样、断口观察试样等）。 对实验报告的要求： 1、简述灰铸铁孕育处理的工艺过程； 2、简述灰铸铁孕育处理对原铁水的要求及孕育处理前铸铁组织及性能的变化； 3、简述球墨铸铁球化及孕育处理的工艺过程； 4、球墨铸铁球化后为什么必须进行孕育处理，孕育处理的目的是什么？ 其他特殊要求： 由于试验装备不够完善，本实验暂未开出。现正积极准备有关条件，条件成熟后将开出。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505908 项目名 称 低碳钢焊接接头组 织分析 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型原理 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1材料成型与控制工程专业（焊接部分）实 验指导书 材料成型实验室（焊接）所属实验室 实验要 求 1验证必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数一般2学分实验套数810实验项目简介： 焊接接头分为焊缝和热影响区。焊缝金属经过熔化、化学冶金、凝固和固态相变，有可能产 生夹渣、偏析、气孔、裂纹，铸造型的组织明显不同于母材。热影响区是在焊接热循环的作用下， 组织和性能发生变化的区域，由熔合区、粗晶区、细晶区不完全重结晶区等几部分组成。 实验目的： 一、掌握焊缝结晶与缺陷（偏析、气孔、裂纹）之间的关系。 二、初步掌握焊接接头显微组织的分析方法。 对实验原理与方法的要求： 焊接接头分为焊缝和热影响区。焊缝金属经过熔化、化学冶金、凝固和固态相变，有可能产 生夹渣、偏析、气孔、裂纹，铸造型的组织明显不同于母材。热影响区是在焊接热循环的作用下， 组织和性能发生变化的区域，由熔合区、粗晶区、细晶区不完全重结晶区等几部分组成。 观察焊缝宏观组织，包括焊缝外形、鳞片、偏析、气孔、裂纹等；观察与分析低碳钢焊缝及 近缝区一次组织及熔合线“联生结晶”特征；观察与分析低碳钢热影响区各区的二次组织。 宏观试样用目测或用放大镜观察，微观试样用金相显微镜观察，先从低倍观察接头全貌，再 用高倍观察局部组织特征。 对操作技能与仪器设备的要求： 微观试样用金相显微镜观察，先从低倍观察接头全貌，再用高倍观察局部组织特征。宏观试样用 目测或用放大镜观察。 主要设备器具：金相显微镜、放大镜。 对实验报告的要求： 1、描绘焊缝宏观组织特征，包括焊缝外形、鳞片、偏析、气孔、裂纹等，分析缺陷和宏观组织 之间的关系。 2、描绘和分析低碳钢焊缝及近缝区一次组织及熔合线“联生结晶”特征。 3、描绘和分析低碳钢热影响区各区的二次组织特征。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505909 项目名 称 结构钢焊接接头性 能分析 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型原理 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1材料成型与控制工程专业（焊接部分）实 验指导书 材料成型实验室（焊接）所属实验室 实验要 求 1验证必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等2学分实验套数810实验项目简介： 不论是低碳钢还是低合金钢，在焊接过程中，由于焊接和热循环的作用，在焊缝附近的热影响区 内引起了复杂的组织变化，以及由此产生的性能变化。而性能特点是硬度越高，塑性越低、韧性 越差。该项目是在显微组织中用硬度计测定焊接接头内硬度变化的规律。 实验目的： 一、了解焊接接头性能分析方法。 二、初步掌握焊接接头成分、组织、性能之间的关系。 对实验原理与方法的要求： 焊接接头上的热影响区是在焊接热循环的作用下，组织和性能发生变化的区域，由熔合区、 粗晶区、细晶区不完全重结晶区等几部分组成，性能特点是硬度越高，塑性和韧性越差。 实验要求观察和分析焊接接头机械性能的试验方法， 测定低碳钢和调质钢的焊接接头硬度变 化规律。 对操作技能与仪器设备的要求： 观察焊接接头机械性能试样的取样方法和试验方法， 测定低碳钢和调质钢的焊接接头硬度变 化规律。从焊缝中心向母材每隔 0.5mm 测一个点。 主要设备器具：维氏硬度计、金相显微镜 对实验报告的要求： 1、整理实验结果，绘出低碳钢和调质钢的焊接接头硬度分布图。 2、分析低碳钢焊接接头硬度变化规律和组织特征之间的关系。 3、分析调质钢焊接接头硬度变化规律和组织特征之间的关系。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时08505910项目名 称铸造合金应力框试 验 教材、实习指导名称面向专业材料成型材料成型原理 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1材料成型原理所属实验室 实验要 求 4材料成型实验室(铸造)综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数容易2学分实验套数416实验项目简介： 本实验通过测量具有较大残余铸造应力的框形铸件在应力消失后的应变值， 来计算框形铸件中的 残余应力的大小。并据此分析、了解铸件中不同璧厚部分内应力是如何产生的。 实验目的： 了解壁厚不同但相互连接在一起的框形铸件内应力的种类及大小。 对实验原理与方法的要求： 测量出应力框中应力消失后的应变量， 通过胡克定律计算出狂想铸件内的应力的大小， 并分析产 生这种应力的原因。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求操作者熟练掌握砂轮机、手锯、千分尺的使用。 对实验报告的要求： 简述框形铸件中残余应力产生的原因 不同壁厚铸件中残余应力的种类 测量应力消失后应变值的大小，通过胡克定律计算残余应力的大小。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505911 项目名 称 差动变压器式位移 传感器工作特性的测 面向专业 定 教材、实习指导名称 材料科学与工程 材料成 型与控制工程材料工程测试技术 材料科学与工程学 院 专业基础 课 2 学分 实验类 型 0.1实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室(铸造)综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等实验套数88实验项目简介： 利用以下几种仪器设备：１ ３ 测量出位移与电压 传感器的工作特性． 实验目的： 深化理解差动变压器式位移传感器的基本特性及使用方法,熟悉并掌握 XD1 信号发生器和 DA-16 晶体管毫伏表的操作使用. 对实验原理与方法的要求： 熟悉差动变压器式位移传感器的设计原理， 熟知差动相敏检波电路， 并会设计其它形式的位移传 感器．熟悉实验装置和识别传感器的引出线，能看图连接线路． 对操作技能与仪器设备的要求： 熟悉所用仪器设备的使用原理，测定位移与输出电压的关系．测定不同激磁电源频率下，输出电 压的对应数据．测定不同输入电压下，不同位移与输出电压的对应数据． 对实验报告的要求： １画出位移－－输出电压关系曲线，并求出该传感器的灵敏度． ２画出激磁电压频率－－输出电压关系曲线． ３画出在不同电压下位移－－输出电压的关系曲线． ４问题讨论：（１）为什么存在零点电压，如何克服？ （２） 为什么两个次级线圈要反向串接？如果仅用一个次级线圈传感器能否工作？ 对测试结果有何影响？ 差动变压器式位移传感器 XD 1 信号发生器 ２ ４ 测位计 DA-16 晶体管毫伏表位移与频率电压与频率的一一对应数据， 从中了解差动变压器式位移《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时08505912项目名 称等强度悬臂梁应变 参数测定 教材、实习指导名称面向专业材料科学与工程,材料成 型与控制工程材料工程测试技术 材料科学与工程学 院 专业基础 课 2 学分 实验类 型 0.1材料工程测试技术实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室(铸造)综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等实验套数88实验项目简介： 给等强度悬臂梁上施加一定的载荷，利用以下设备:1 TJ-1 型高级不锈钢等强度梁一套 型丝式电阻应变片 线示波器 3 YJB-1A 型静态电阻应变仪 4 Y6D-3A 型动态电阻应变仪 2 81205 SC-16 型光6 P20RC-B 预调平衡箱7 JWD-2 型直流温压电源．测量出纵截面和横截面上的应力变化．根据测得数据，计算材料弹性模量，材料泊松比．用电吹风加热应变片，观察应变片的温 度特性变化． 实验目的： １.掌握应变片传感器的贴片技术,并进行实际操作．２.对课堂上所学习的电阻应变片传感器的 工作原理、结构、种类、工作特性等问题进行深入探讨．３.进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元 件的原理 结构 及特点．４.了解动静态电阻应变仪 SC-16 型光线示波器的原理、结构及用法．测定动、静态应变参数． 对实验原理与方法的要求： 了解等强度悬臂梁的设计原理， 熟知最大加载量 最大断面应力 梁厚及等强度梁的斜率等的计算，理解等强度悬臂梁的加工制造机理．能正确粘贴应变片，熟悉各种设备的使用原理，了解半 桥和全桥的测量原理，能看图连接线路． 对操作技能与仪器设备的要求： １ 正确粘贴应变片．贴片表面光洁度６，用有机试剂清除表面油污，涂薄薄一层５０２胶粘贴 应变片， 用手指施压挤去多余胶水， 了解防潮 梁施加一定的载荷，测量出对应的纵向 对实验报告的要求： １ 根据各部分实验的数据 结果，画出它们的表格及记录曲线． 防热处理． ２ 静态参数测定． 用半桥电路测量． 给 动态参数测定．横向应力变化．３２ 对所得数据进行处理和分析． ３ 实验过程中有何感想，有什么新的发现，自己的改进方法． ４ 说明在温度特性实验中，你所得到的结果，并说明为什么会得到这样的结果，其原理何在？ ５ 做静态标定实验中，你所得到的非线性度，滞后差以及后效分别有多大，说明得到这些数据的原因． ６ 本实验中，对于不是１２０ 的电阻应变片，对测得的数据进行修正，原因是什么？如果我们所使用的电阻应变片，其灵敏系数，对于所得数据需不需要进行修正，如何修正？《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505913 项目名 称 震动参数测定 面向专业 材料科学与工程,材料成 型与控制工程材料工程测试技术 材料科学与工程学 院 专业基础 课 2 学分 实验类 型 0.1教材、实习指导名称材料工程测试技术实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室(铸造)综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等实验套数88实验项目简介： 本实验由三大部分组成,操纵箱 振动台和记录仪表.操纵箱的主要功能有两个:一是产生正弦波 信号源,二是通过专用四芯电缆给震动台激磁线圈供电.振动台由磁路系统 运动系统 磁屏蔽系 统及馈线插座四部分组成,它的动力学原理是载流导体在恒稳磁场中产生电动力,从而使振动台 的运动系统产生加速度运动,固定在振动台上的传感器也随之运动,传感器将振动信息传递出来, 由记录仪表显示. 实验目的： 1 了解本实验中产生振源所使用的电磁震动台的工作原理. 2 了解本实验所使用的压电加速度传感器的结构形式,工作原理以及有关的各方面内容. 3 了解本实验中所用传感器相配套的各种二次仪表的工作特性. 4 对振动参数(位移 速度 加速度)进行测定. 对实验原理与方法的要求： 了解操纵箱的设计原理,理解振动台的设计原理,熟知操纵箱 振动台 加速度传感器 阻抗变换器 积分放大器 六线测震仪 光线记录示波器的使用性能.能自己设计连接线路. 对操作技能与仪器设备的要求： 1 检查所有线路是否配套连接好. 2 检查传感器的固定情况及接线. 3 开启操纵箱,调节不同的激磁频率和振幅旋扭,对振动参数进行测定. 对实验报告的要求： 1 记录各种实验数据,并画出 a v x 和 f 之间的关系曲线,并作以说明. 2 本实验中为什么要使用阻抗变换器和积分放大器? 是否还可以使用其它类型的放大器,如若可 以,还需要做哪些相应变换? 3 不同的 YD 传感器,从测试结果上有何差异,为什么有这些差异? 4 本次实验中你的心得体会以及改进方法.《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505914 项目名 称 热电偶的效验 面向专业 材料科学与工程,材料成 型与控制工程材料工程测试技术 材料科学与工程学 院 专业基础 课 2 学分 实验类 型 0.1教材、实习指导名称材料工程测试技术实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室(铸造)综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难实验套数88实验项目简介： 热电偶校正实验,主要是通过实验使学生了解并掌握热电偶的测温,特别是校正的方法和原理.首 先,了解并熟悉热电偶校正的实验装置组成,包括温控及电势测量装置;掌握被测热电偶和标准热 电偶之间的电势矫正关系,从而学会正确校正热电偶的方法和原理. 实验目的： 通过实验了解一般热电偶的校验方法,以及所需的仪器装置的设计原理及使用步骤.通过该实验, 也使学生了解热电偶测温的有关技术,如冷端温度补偿,分度表的查找与温度转换,同时也初步了 解温度控制的方法. 对实验原理与方法的要求： 1 按图检查接线是否良好. 2 调节温度调节器至 400 ,升温 ,待温度恒定后用电位差计读标准热电偶的电势值,然后将开关换向,读被检热电偶的电势值. 3 每隔 50 -100 升温一次,读取一个校验点.对操作技能与仪器设备的要求： 实验设备由以下几台组成:1 管式炉一台 3 WZK 可控硅温度控制器一台. 5 标准泊 10-铂热电偶一只. 对实验报告的要求： 1 测量在名义温度下的标准热电偶的温度与被核热电偶的温度,从而确定标准热电偶与被核热电 偶之间的温度测量误差. 2 回答电位差计的工作原理 2 UJ-37(或 UJ-31)电位差计一台.4 冰点器 一只. 6 被校工业用铂 10-铂热电偶一只.《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505915 项目名 称 弧焊变压器的剖析 与交流电弧的电压电 面向专业 流波形测试 教材、实习指导名称 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型设备与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 0.1材料成型与控制工程专业实验指导书（焊 接部分） 材料成型实验室（焊接）所属实验室 实验要 求 1综合必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等2学分实验套数810实验项目简介： 弧焊变压器的主要特点是， 在等效次级回路中增加了电抗获得了陡降的外特性， 以满足弧焊工艺 的要求。根据不同的分类方式，弧焊变压器可以分为多种类型。本实验结合实验室的动铁式变压 器 BX1－300 为例进行实验。 实验目的： 一、了解并掌握 BX1－300 型弧焊变压器的构造和工作原理，并对其它类型的弧焊变压器有个了 解。 二、测定 BX1－300 型弧焊变压器的外特性。 三、观察并分析交流电弧的电压、电流波形。 四、测定 BX1－300 型弧焊变压器的调节特性。 对实验原理与方法的要求： 掌握 BX1－300 型弧焊变压器的构造和工作原理，并对其它类型的弧焊变压器有个了解。测 定 BX1－300 型弧焊变压器的外特性和调节特性，观察并分析交流电弧的电压、电流波形。 对操作技能与仪器设备的要求： 熟悉电路图和各元件的作用，连接好电路，正确使用示波器观察电弧电压、电流波形。主要 仪器设备有 BX1－300 型弧焊变压器、示波器、电压表、电流表、互感器等。 对实验报告的要求： 1、分析 BX1－300 型弧焊变压器的构造和工作原理，并简要分析其它类型的弧焊变压器。 2、整理实验结果，绘制 BX1－300 型弧焊变压器的外特性和调节特性曲线，并加以分析。 3、描绘交流电弧的电压、电流波形，分析理论上的波形和实际波形有何差异并解释其原因。 4、分析影响手工焊电弧再引燃电压大小和熄弧时间长短的因素。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时08505916项目名 称可控硅弧焊整流器 分析与测试 教材、实习指导名称面向专业材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型设备与控 制 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 0.1材料成型与控制工程专业实验指导书（焊 接部分） 材料成型实验室（焊接）所属实验室 实验要 求 1演示必做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等2学分实验套数810实验项目简介： 可控硅弧焊整流器是目前常用的弧焊电源中电路原理较为复杂的一种直流电源， 该电源包括 由主电路、触发电路、控制电路、引弧及推力电流电路组成。通过实物对照寻找与电路图对应的 元件及功能、 电路板、 变压器、 电抗器,测试电路关键点波形,分析掌握可控硅弧焊整流器的原理。 实验目的： 一、分析可控硅弧焊整流器的结构组成。 二、分析 ZX5－400 型可控硅弧焊机洋细电路原理。 三、测定 ZX5－400 型各点电流或电压波形。 四、了解常用电路测试手段和使用方法。 对实验原理与方法的要求： 可控硅弧焊整流器包括由主电路、触发电路、控制电路、引弧及推力电流电路组成。通过实 物对照寻找与电路图对应的元件及功能、电路板、变压器、电抗器,正确使用示波器测试电路关 键点波形,分析掌握可控硅弧焊整流器的原理。 对操作技能与仪器设备的要求： 熟悉 ZX5-400 可控硅弧焊整流器电路组成，通过实物对照寻找与电路图对应的元件及功能、 电路板、变压器、电抗器,正确连接线路和使用示波器。主要仪器设备有 ZX5-400 可控硅弧焊整 流器、双踪示波器、万用表等。 对实验报告的要求： 1、绘出 ZX5-400 可控硅弧焊整流器详细电路图并标出测量点的电压值。 2、画出测量点的波形并分析其结果。 3、分析引弧与推力电流电路原理。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 08505917 项目名 称 不锈钢焊接接头的 晶间腐蚀实验 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时金属焊接性 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1教材、实习指导名称材料成型与控制工程专业（焊接部分）实 验指导书 材料成型实验室(焊接)所属实验室 实验要 求 2综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数一般4学分实验套数810实验项目简介： 晶间腐蚀是沿晶粒边界发生的腐蚀现象，因碳化铬在晶界沉淀而使晶界层“贫 铬”，铬的有效含量《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 08505918 金属焊接性 项目名 称 合金结构钢冷裂倾 向的测定 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程，材 料科学与工程材料成型与控制工程专业（焊接部分）实名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .1 所属实验室 实验要 求 1验指导书 材料成型实验室(焊接)演示选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难4学分实验套数810实验项目简介： 焊接冷裂倾向的测定方法很多， 常用的测定方法有斜 y 坡口对接裂纹试验 （“小铁研”抗裂 试验）、插销试验（Implant 试验）、拉伸拘束裂纹试验（TRC 试验）、刚性拘束裂纹试验（RRC 试验）等。本实验用斜 y 坡口对接裂纹试验，这是一种不需要专门装置的裂纹试验方法，主要用 于评价打底焊缝及其热影响区的冷裂倾向。 影响冷裂倾向的三大因素为淬硬组织、 扩散氢和拘束 应力。 本实验采用不同的预热和焊后热处理及不同的焊条烘干规范，对 16Mn、15MnVN、30CrMnSiA、 34CrNi3MoA 等合金结构钢测定冷裂倾向，研究冷裂纹的形成机理和影响因素，探讨防止冷裂纹 的措施。 实验目的： 1、掌握斜 y 坡口对接裂纹试验（“小铁研”抗裂试验）方法，了解焊接冷裂倾向的其它测定方 法。 2、了解冷裂纹的形成机理和影响因素，验证不同的预热和焊后热处理及焊条烘干规范等对冷裂 敏感性的影响。 3、通过研究冷裂纹的形成机理和影响因素，探讨防止冷裂纹的措施。 对实验原理与方法的要求： 了解焊接冷裂倾向的其它测定方法，掌握斜 y 坡口对接裂纹试验（“小铁研”抗裂试验）方 法。 斜 y 坡口对接裂纹试验是一种不需要专门装置的裂纹试验方法， 主要用于评价打底焊缝及其 热影响区的冷裂倾向。影响冷裂倾向的三大因素为淬硬组织、扩散氢和拘束应力。 对操作技能与仪器设备的要求： 对合金结构钢进行正确的焊前预热和焊后热处理，对焊条进行正确的哄干，能够完成试件的 焊接过程。主要仪器设备为交流、直流手工电弧焊机，电焊条烘箱，氧乙炔气瓶和焊炬等。主要 材料为 16Mn、15MnVN、30CrMnSiA、34CrNi3MoA 试板各 10 套，结 506 或结 507、结 502 或结 503、 结 857 铬、HT3 焊条。 对实验报告的要求： 1、阐述斜 y 坡口对接裂纹试验（“小铁研”抗裂试验）方法，简述焊接冷裂倾向的其它测定方 法。 2、整理实验结果，分析不同的预热和焊后热处理及焊条烘干规范等对冷裂敏感性的影响。 3、分析冷裂纹的形成机理和影响因素，探讨防止冷裂纹的措施。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505919 项目名 称 焊接工艺与控制综 合实验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 1材料成型与控制工程专业实验指导书（焊 接部分） 材料成型实验室(焊接)所属实验室 实验要 求 1综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难20学分实验套数810实验项目简介： 埋弧自动焊设备是焊接压力容器、锅炉及大型结构构件的主要设备，它具有自动化程度高、 焊接规范大、焊接质量高、生产效率高、安全等特点。其焊接规范包括焊接电流、电弧电压、焊 接速度的变化直接影响着焊缝成形，合适的工艺规范是提高焊接质量的重要保证。 钨极氩弧焊在焊接结构钢及不锈钢时，一般采用直流正极性接法，可减小钨极烧损，并获得 较大熔深，焊缝成型好；交流氩弧焊能焊接铝、镁等金属，反极性半周工件作为阴极具有阴极雾 化作用，能自动清除工件上的氧化膜。 CO2 气体保护焊是汽车制造薄板及管道全位置焊等生产中应用较广泛的方法， 比手工电弧焊 熔敷速度快、生产效率高。 实验目的： 一、熟悉影响埋弧焊工艺的因素，掌握埋弧焊焊接工艺及适用范围，能够设计、试验和制订埋弧 焊焊接工艺。 二、掌握钨极氩弧焊正、反极性接法时具有的特点及应用场合，分析利用脉冲电流、调控电流波 形对焊缝成形质量的影响，能够设计、试验和制订钨极氩弧焊焊接工艺。 三、掌握 CO2 焊焊接工艺，了解影响 CO2 焊工艺的因素，掌握焊接电流、电弧电压、焊接速度、 保护气流量对焊缝成形的影响，能够设计、试验和制订 CO2 焊焊接工艺。 对实验原理与方法的要求： 熟悉埋弧焊机 MZ－1－1000 的工作原理，包括焊接主电源的工作原理、电气控制原理、焊接 程序控制原理，了解常见故障及排除方法；掌握埋弧焊焊接工艺，了解影响埋弧焊工艺的因素， 掌握焊接电流、电弧电压、焊接速度对焊缝成形的影响。 要求了解钨极氩弧焊机的基本构成及使用方法，掌握钨极氩弧焊正、反极性接法和交流钨极 氩弧焊所具有的特点及应用场合， 了解脉冲电流对焊缝成型质量的影响。 改变焊接电流的大小和 极性，改变脉冲电流的幅值、基值、频率、占空比，观察在 A3 钢板和铝合金板焊接时对焊接质 量的影响。 熟悉 E－450 焊接整流器的工作原理、送丝机构原理、焊枪控制原理，了解常见故障及排除方法；掌握 CO2 焊焊接工艺，了解影响 CO2 焊工艺的因素，掌握焊接电流、电弧电压、焊接速度、 保护气流量对焊缝成形的影响。对操作技能与仪器设备的要求： 埋弧焊要求按照焊机说明书接好电缆，选择焊接工艺参数，进行焊接操作。所需设备为埋弧 焊机 MZ－1－1000 一套，消耗材料为 H08A 焊丝、熔炼焊剂 HJ431 及烧结焊剂 SJ502、不同厚度 的低碳钢钢板。 氩弧焊要求按照焊机说明书接好电缆，选择焊接工艺参数，掌握钨极氩弧焊的操作方法。所 需设备为交直流钨极氩弧焊机、氩气瓶和砂轮机，消耗材料和工具为各种直径的钨极、 200×100×3 的 A3 钢板、200×100×3 的铝和铝合金板、电弧面罩、砂纸等。 CO2 焊要求按照焊机说明书接好电缆，选择焊接工艺参数，进行焊接操作。所需设备为 E－ 450 焊接整流器 1 台，E6/1 型送丝机构 1 台，示波器 1 台，预热干燥器 1 只，CO2 气瓶 1 只，减 压表 1 只。消耗材料为 H08Mn2SiA 镀铜焊丝、低碳钢钢板。 对实验报告的要求： 1、分析影响埋弧焊工艺的因素，整理改变焊接电流、电弧电压、焊接速度、干伸长等工艺 参数进行焊接的实验结果， 分析得出一定焊丝直径的最佳焊接规范， 总结埋弧焊工艺的适用范围。 2、分析钨极氩弧焊正、反极性接法和交流钨极氩弧焊所具有的特点及应用场合，整理改变 焊接电流的大小和极性，改变脉冲电流的幅值、基值、频率、占空比，在 A3 钢板和铝合金板焊 接的实验结果，分析焊接电流的大小和极性、脉冲电流波形对焊缝成形质量的影响，总结钨极氩 弧焊工艺的适用范围。 3、分析 CO2 焊的焊丝不同、焊丝直径不同时，主要规范参数有何不同；整理改变焊接电流、 电弧电压、焊接速度、保护气流量等工艺参数进行焊接时的实验结果，总结 CO2 焊工艺的适用范 围。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505920 项目名 称 铸造造型材料综合 实验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 1铸造工艺学实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室(铸造)综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等20学分实验套数612实验项目简介： 粘土型砂含水量是一项重要的性能指标， 它影响型砂的湿压强度和透气率， 生产上必须严格 控制型砂含水量在一个最合适的数值。但因原沙的颗粒大小不同、旧砂比例不同、加入粘土和煤 粉数量不同等，型砂的吸水特性也不同，因此不同型砂的含水量不是一个固定值，需根据具体情 况调整， 目前多采用测定型砂紧实率来判断是否达到最适宜适度。 通过对同种砂型在不同含水量 下的个性能的测定，观察其数据的变化，总结规律并得到最适宜的含水量。 原砂是型（芯）砂的骨干，原沙性能直接影响到型砂的性能个逐渐质量。因此，生产中必须 队原砂的基本性能进行检验。主要的性能有：原砂的含泥量、颗粒大小及分布、性状及表面状态 等。本次试验要求学生自己动手进行各项性能的检测，本针对教材上有关章节，加深对原沙性能 重要性的理解。 实验目的： 1、掌握型砂水分、透气率、湿压强度和紧实率的测定方法，了解不同水分含量对湿压强度、透 气率的影响，了解含水量与紧实率及其他性能参数的关系，掌握判断型砂适宜湿度的方法。 2、了解原砂各基本性能的意义，掌握原砂各基本性能的测定原理、方法。 对实验原理与方法的要求： 要掌握教材上相关章节的基本知识，熟知专业术语，对涉及到的概念定义（如：紧实率，标准试 样、含泥量、粒度等等）有清楚地认识。了解含水量对型砂性能影响的重要性，掌握粘土型砂浇 铸是对湿压强度、透气率的要求，并初步了解试验用仪器设备、测定方法等。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求有较强的动手能力、思路清晰，耐心，细心。有分析问题、解决问题的能力和团队配合精 神。掌握天平的用法及注意事项，了解混砂机的用途和基本结构，学会冲样器的使用及标准试样 的换算制作，学会测定标准试样的透气率和湿压强度，学会使用洗砂机、筛砂机、烘箱、光学天 平、偏光显微镜等仪器。 实验仪器有：混砂机、冲样器、透气性测定仪、湿压强度测定仪、红外线干燥仪、钢板尺、搪 瓷盘、天平、样杯、筛子、台秤、勺子、量筒、滴管、汽油刷等；洗砂机、电炉、洗砂杯，虹吸管、天平、漏斗、移液管、滤纸、玻璃棒、烘箱、浓度为 5%的焦磷酸钠溶液、摆动式筛砂、软 毛刷、蜡光纸、放大镜、偏光显微镜等。对实验报告的要求： 1、记录自己及同组同学（不同含水量）的实验结果（含水量、紧实率、标准试样重、透气率、 湿压强度），用表格表示，绘制含水量与透气率、紧实率、湿压强度的关系曲线，分析含水量与 紧实率、标准样重、透气率、湿压强度的关系。 2、整理含泥量、颗粒组成、颗粒形状及表面状态等实验数据，并制定成表，评价测定的原砂质 量如何，并提出适用范围。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505921 项目名 称 铝合金熔炼浇注 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .75教材、实习指导名称材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室设计选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难15学分实验套数610实验项目简介： 合金熔炼浇注过程是合金制备的重要环节， 直接影响到合金材料的金相组织， 进而影响到合 金的各项力学性能、工艺性能和其他性能，因而必须严格控制熔炼浇铸工艺过程。本试验使学生 通过对已设计好成分的铝合金进行炉料配比、熔炼、浇注等过程的实际操作，熟悉掌握铝合金熔 炼浇注过程中的一系列工艺规程和操作要求。 实验目的： 1. 了解各种溶剂、涂料、精炼剂、变质剂、中间合金及其选用； 2. 熟悉炉料配比的计算过程和各种炉料的准备； 3. 掌握井式电阻坩埚炉的操作规程及常用熔炼浇注工具的使用方法； 4. 掌握 Al-Si 合金的熔炼、精炼、变质处理及浇注工艺。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识，熟悉专业术语，通过查阅手册和文献对涉及到的概念、 定义、原理和方法清楚地认识。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生思路清晰，有分析问题、处理问题的能力；有较强的动手能力，熟悉电炉及常用工 具的使用， 能够应对临时发生的问题。 熟悉各种炉料、 辅助材料的准备要求和加入的方法、 顺序。 仪器设备：井式电阻坩埚炉、坩埚、浇勺、浇包、撇渣勺、精炼钟罩、铸型等。 对实验报告的要求： 1. 提交炉料配比计算过程说明书。 2. 记录熔炼浇注过程，包括主要的操作步骤和各种炉料和辅助材料的成分、规格、加入的顺序 及加入温度等的详细清单。 3. 结合相关理论知识，阐明实验中出现的现象。 4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505922 项目名 称 铝合金的 T4 处理 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .75教材、实习指导名称材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等15学分实验套数610实验项目简介： 热处理是一种很重要的金属加工工艺方法， 也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。 铝 合金通过热处理可以达到提高力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工性能，获得尺寸稳定性等目 的。本试验针对已制备好的铝合金，通过设计、试验对比、最终确定适宜的热处理工艺，掌握铝 合金热处理工艺的规范和制定。并通过对比热处理前后铝合金的性能认识铝合金热处理的重要 性。 实验目的： 1. 了解铝合金的各种热处理工艺分类、状态符号含义和使用对象； 2. 熟悉热处理设备的特点和操作； 3. 掌握铝合金的热处理工艺制定过程； 4. 熟悉 Al-Si 合金热处理工艺参数的含义，掌握其热处理的操作方法。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识，熟悉专业术语，通过查阅手册和文献对涉及到的概念、 定义、 原理和方法有清楚的认识； 知道铝合金在加热和冷却过程中固态相变的基本原理和变化规 律，以及铝合金的成分、组织结构和性能之间的关系；了解铝合金 T4 热处理工艺的含义及使用 对象,固溶处理和自然时效的概念、原理和方法。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生思路清晰，有较强的动手能力，熟悉仪表，能够应对临时发生的问题。了解热处理 炉的工作原理，各种工具的名称和用途。设备仪器：热处理炉、淬火水槽、手钳等。 对实验报告的要求： 1. 提交热处理方案设计说明书； 2. 记录热处理试验过程，包括主要的操作步骤，时间、温度等参数，并据此作出热处理温度曲 线； 3. 配合相关理论知识，分析实验中出现的问题;4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505923 项目名 称 铝合金的金相组织 观察 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .75材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等15学分实验套数610实验项目简介： 通过制备试样， 并在显微镜下观察对比铝合金热处理前后的金相组织， 使学生掌握金相试样 制备的方法，认识铝合金的金相组织和形态特征，建立成分与组织之间相互关系的概念，进一步 认识热处理的目的和作用。 实验目的： 1. 掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法； 2. 掌握金相显微镜的使用方法； 3. 认识 Al-Si 合金热处理前后的金相组织； 4. 结合理论，理解 Al-Si 合金成分、热处理工艺与组织之间的相互关系。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识， 通过查阅手册和文献了解铝合金常规的金相组织， 对有 关名词、概念有清楚地认识，了解观察显微组织的原理、方法和作用。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机和显微镜的使用，会判断 试样制备的好坏。仪器设备：手锯、砂纸、抛光机、吹风机、金相显微镜等。 对实验报告的要求： 1. 记录实验过程； 2. 根据金相照片分析成分和金相组织的关系； 3. 配合相关理论知识，阐明热处理对金相组织的影响； 4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505924 项目名 称 铝合金的力学性能 检验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .75材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等15学分实验套数610实验项目简介： 良好的性能是研制合金的最终目的。 本试验通过测定铝合金热处理前后试样的硬度、 抗拉强 度等力学性能， 最终检验所设计成分是否满足使用要求； 同时观察分析热处理对铝合金力学性能 的影响，结合得到的金相组织，分析成分、组织、性能之间的关系；并使学生掌握铝合金材料力 学性能的检测方法及检测设备的操作。 实验目的： 1. 熟悉各力学性能试样的要求和制备方法； 2. 掌握洛氏硬度计、拉伸试验机的操作方法； 3. 认识 Al-Si 合金成分、组织与性能之间的相互关系。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识， 通过查阅手册和文献了解力学性能试样的规格要求和加 工方法，了解测定硬度、抗拉强度的原理、方法和意义。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生会使用洛氏硬度计、拉伸试验机。仪器设备：洛氏硬度计、拉伸试验机等。 对实验报告的要求： 1. 记录实验过程和实验数据； 2. 分析成分、组织与性能之间的相互关系； 3. 分析热处理对力学性能的影响； 4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505925 项目名 称 管对接接头焊接工 艺试验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 1.5材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室设计选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数最难30学分实验套数610实验项目简介： 焊接工艺制订合理与否是焊接成败的关键， 它直接影响到焊接接头的组织和性能， 也影响焊 接生产率， 因而必须严格遵守焊接工艺规程， 焊接工艺评定试验报告是制订焊接工艺规程的前提。 本试验针对 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝等几种材料的管对接焊接接头，让学生通 过对已设计好的焊接工艺进行焊接实际操作，熟练掌握管对接的焊接操作要求。 实验目的： 1. 了解常用焊接方法及其选用； 2. 熟悉 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝焊接时消耗材料的选用； 3. 熟悉手工电弧焊、钨极氩弧焊、CO2 气体保护焊等的规范参数调节和一般操作方法； 4. 掌握 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝焊接时出现的焊接缺陷的产生机理、检验手 段及防止措施。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识，熟悉专业术语，通过查阅手册和文献对涉及到的概念、 定义、原理和方法有清楚的认识，了解手工电弧焊、钨极氩弧焊、CO2 气体保护焊等的一般操作 方法，熟悉焊接缺陷的检验方法。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生思路清晰，有分析问题、处理问题的能力；有较强的动手能力，了解手工电弧焊、 钨极氩弧焊、CO2 气体保护焊等的一般操作方法，熟悉焊接缺陷的检验方法，能够应对临时发生 的问题。仪器设备：交流电焊机、直流电焊机、交直流氩弧焊机、CO2 气体保护焊机、焊接小车、 自动焊转台等。 对实验报告的要求： 1. 提交焊接工艺分析与制订说明书。 2. 记录焊接过程，包括主要的操作步骤和焊接时出现的焊接缺陷的产生条件、检验手段及防治 措施。3. 结合相关理论知识，阐明实验中出现的现象。 4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505926 项目名 称 管对接焊接接头焊 后热处理 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .5材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等10学分实验套数610实验项目简介：焊接接头焊后热处理是防止焊接裂纹、改善焊接接头性能的常用工艺方法。焊接接头通过合适的热处理可以达到提高力学性能、增强耐腐蚀性能、改善加工性能等目的。本 试验针对 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝等几种材料焊接接头，通过焊后热处理工艺 设计和试验对比，最终确定适宜的焊后热处理工艺，掌握焊后热处理工艺的制定方法。 实验目的： 1. 了解焊接接头焊后热处理工艺分类、状态符号含义和使用对象； 2. 熟悉热处理设备的特点和操作； 3. 掌握 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝等几种材料焊接接头是否焊后热处理和焊后 热处理工艺的制定方法及热处理的操作方法。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识，熟悉专业术语，通过查阅手册和文献对涉及到的概念、 定义、原理和方法有清楚的认识；熟悉 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝等几种材料在 加热和冷却过程中固态相变的基本原理和变化规律， 以及材料成分、 组织结构和性能之间的关系。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生思路清晰，有较强的动手能力，熟悉仪表，能够应对临时发生的问题。了解热处理 炉的工作原理，各种工具的名称和用途。设备仪器：热处理炉、淬火水槽、手钳等。 对实验报告的要求： 1. 提交 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝等几种材料焊后热处理方案设计说明书； 2. 记录热处理试验过程，包括主要的操作步骤及时间和温度等参数，并据此作出热处理温度曲 线； 3. 配合相关理论知识，分析实验中出现的问题； 4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505927 项目名 称 管对接焊接接头金 相组织观察 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .5材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数较难10学分实验套数610实验项目简介： 通过制备试样，并在显微镜下观察对比 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝等几种材 料管对接焊接接头热处理前后的金相组织，使学生掌握金相试样制备的方法，研究 20g、 12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝焊接接头的金相组织特征，建立焊接接头成分、处理与组织 之间相互关系的概念。 实验目的： 1. 掌握焊接接头金相试样的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法； 2. 掌握金相显微镜的使用方法； 3. 研究 20g、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti、紫铜、纯铝焊接接头的金相组织特征； 4. 结合基本理论，理解焊接接头成分、处理与组织之间的相互关系。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识， 通过查阅手册和文献了解 20g、 12Cr1MoV、 1Cr18Ni9Ti、 紫铜、纯铝常规的金相组织，对有关名词、概念有清楚地认识，了解观察显微组织的原理、方法 和作用。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机和显微镜的使用，会判断 试样制备的好坏。仪器设备：手锯、砂纸、抛光机、吹风机、金相显微镜等。 对实验报告的要求： 1. 记录实验过程； 2. 根据金相照片分析成分和金相组织的关系； 3. 配合相关理论知识，阐明焊接热循环及焊后热处理对金相组织的影响； 4. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求项目 编号 课程 名称 所属 院系 实验 类别 计划 学时 08505928 项目名 称 管对接焊接接头力 学性能检验 教材、实习指导名称 面向专业 材料成型与控制工程专业 综合实验材料成型与控制工 程专业综合实验 材料科学与工程学 院 专业课 实验类 型 .5材料成型与控制工程专业实验指导书所属实验室 实验要 求 1材料成型实验室综合选做 每组人 数难易程度 最多容纳 人数中等10学分实验套数610实验项目简介： 焊接接头满足性能要求是制订焊接工艺的目的。 本试验通过测定管对接焊接接头热处理前后 试样的冷弯塑性、硬度、抗拉强度等力学性能，检验所制订工艺是否满足使用要求；同时分析热 处理对管对接焊接接头力学性能的影响，结合得到的金相组织，分析成分、组织、性能之间的关 系；并使学生掌握管对接焊接接头力学性能的检测方法及检测设备的操作。 实验目的： 1. 熟悉各种力学性能试样的要求和制备方法； 2. 掌握洛氏硬度计、万能试验机等的操作方法； 3. 学会分析焊接接头成分、处理、组织与性能之间的相互关系。 对实验原理与方法的要求： 要求学生掌握相关教材的基本知识， 通过查阅手册和文献了解焊接接头力学性能试样的规格 要求和加工方法，了解测定冷弯角、硬度、抗拉强度的原理、方法和意义。 对操作技能与仪器设备的要求： 要求学生会使用洛氏硬度计、拉伸试验机及通用机械加工设备。仪器设备：洛氏硬度计、拉 伸试验机、台钳及通用机械加工设备等。 对实验报告的要求： 1. 记录实验过程和实验数据； 2. 分析焊接接头成分、处理、组织与性能之间的相互关系； 3. 要求用正规实验报告纸，书写清晰。