材料工程基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

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1、實(shí)驗(yàn)?zāi)K簡介綜合實(shí)驗(yàn)一：鋁合金制備、加工及改性1.1鋁合金的熔煉、鑄錠與固溶?時效處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1.2鋁合金軋制工藝實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1.3鋁合金鑄錠、軋制、改性的金相組織的檢驗(yàn)及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書綜合實(shí)驗(yàn)二：鋁材料及其產(chǎn)品的壞境協(xié)調(diào)性評價(jià)2」鋁材料及其產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價(jià)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書綜合實(shí)驗(yàn)三：粉末冶金3.1粉末冶金材料制備與檢測實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書3.2無機(jī)納米粉體的濕化學(xué)制備及其粒度表征實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書3.3熔體快淬法制備非品、納米品材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書綜合實(shí)驗(yàn)四：高分子材料的合成與加工4.1高分子材料合成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書4.2高分子材料加工實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書綜合實(shí)驗(yàn)五：玻璃的制備

2、與加工5.1玻璃工藝實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書綜合實(shí)驗(yàn)六：焊接原理與焊接方法6」手工電弧焊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書6.2C02焊接實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書6.3脈沖微束等離子弧焊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書6.4埋弧焊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書6.5電阻焊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書6.6電弧噴涂實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書6.7現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書?1?實(shí)驗(yàn)?zāi)K簡介隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，原各類相對獨(dú)立的材料學(xué)科，如金屬、非金屬、高分子材料學(xué)等已相互滲透、結(jié)合與交叉，形成了材料發(fā)展的新特色。為適應(yīng)形勢要求,本院將三大類材料在工程技術(shù)方面所具有的共性內(nèi)容綜合為材料制備、加工、改性和復(fù)合四部分，將二級學(xué)科的內(nèi)容有機(jī)的涵括在一級學(xué)科的教學(xué)課程中，設(shè)立了“材料工程基

3、礎(chǔ),課程。本實(shí)踐環(huán)節(jié)是“材料工程基礎(chǔ)''教學(xué)內(nèi)容中的一個重要組成部分，與己完成了的“材料工程實(shí)踐和將要進(jìn)行的“材料工程實(shí)踐III"構(gòu)成了材料專業(yè)本科生工程技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的一個較為完整的體系，三者之間相互聯(lián)系，但重點(diǎn)各不相同。本實(shí)踐的目的就是通過在校內(nèi)各實(shí)踐平臺間的運(yùn)行，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，使學(xué)生認(rèn)識到材料四要素中“合成與加工"內(nèi)容與成分結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與使用性質(zhì)各要素間的關(guān)系，明確合成加工過程將改變材料的組織、成分與結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到材料的使用性能這樣一個概念。另外，為配合“材料工程基礎(chǔ)"課程教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)行，將焊接部分內(nèi)容放在實(shí)踐教學(xué)平臺中完成，使學(xué)生

4、了解焊接基本原理，掌握典型焊接方法和設(shè)備的使用。綜合實(shí)驗(yàn)一鋁合金制備、加工及改性三實(shí)驗(yàn)要求嚴(yán)格控制熔化工藝參數(shù)和規(guī)程1.熔煉溫度熔煉溫度愈高，合金化程度愈完全，但熔體氧化吸氫傾向愈大，鑄錠形成粗晶組織和裂紋的傾向性愈大。通常，鋁合金的熔煉溫度都控制在合金液相線溫度以上50?100°C的范圍內(nèi)。從圖1的Al?Cu相圖可知，A1-5%Cu的液相線溫度大致為660?670°C,因此，它的熔煉溫度應(yīng)定在710(720)°C?760(770)°C之間。澆注溫度為730°C左右。圖1鋁銅二元狀態(tài)圖2.熔煉時間熔煉時間是指從裝爐升溫開始到熔體出爐為止，爐料

5、以固態(tài)和液態(tài)形式停留于熔爐中的總時間。熔煉時間越長，則熔爐生產(chǎn)率越低，爐料氧化吸氣程度愈嚴(yán)重,鑄錠形成粗晶組織和裂紋的傾向性愈大。精煉后的熔體，在爐中停留愈久，則熔體重新污染，成分發(fā)生變化，變形處理失效的可能性愈大。因此，作為一條總的原則，在保證完成一系列的工藝操作所必需的時間的前提下，應(yīng)盡量縮短熔煉時間。3.合金化元素的加入方式與鋁相比，銅的比重大，熔點(diǎn)雖高(1083°C),但在鋁中的溶解度大，溶解熱也很大，無需將預(yù)熱即可溶解，因此，可以以純金屬板的形式在主要爐料熔化后直接加入熔體中，亦可與純鋁一同加入。?4?1.要注意覆蓋眾所周知，鋁在高

6、溫熔融狀態(tài)，極易形成A12O3氧化膜，因此要對鋁熔體進(jìn)行保護(hù)。就鋁銅合金而言，所用的覆蓋劑為：40%KCl+40%NaCl+20%冰晶石（Na3AlF6）的粉狀物。它的比重約為2.3g/cm3,熔點(diǎn)約670°C,這種覆蓋劑不僅能防止熔體氧化和吸氫，同時還具有排氫效果。這是因?yàn)樗娜埸c(diǎn)比熔體溫度低，比重比熔體小，還具有良好的潤濕性能，在熔體表面能夠形成一層連續(xù)的液體覆蓋膜，將熔體和爐料隔開，且具有一定的精煉能力，因而，這種覆蓋劑具有良好的覆蓋、分離、精煉等的綜合工藝性能。加入量一般為熔體質(zhì)量的2?5%。1.要注意扒渣當(dāng)爐料全部熔化后，在熔體表面

7、會形成一層有溶劑、金屬氧化物和其它非金屬夾雜物所組成的熔渣。在進(jìn)行澆注之前，必須將這層渣除掉。其目的是：（1）,防止熔體夾渣；（2）,減少熔體吸氣機(jī)會（因?yàn)槿墼撬魵獾牧己幂d體）；（3）,加強(qiáng)傳熱。扒渣時，工具要干凈，要預(yù)熱；操作要平穩(wěn)不起波浪。2.金屬模要上涂料并加熱到300°C左右四實(shí)驗(yàn)裝置1.中頻感應(yīng)真空熔煉爐2.澆鑄模（可自由脫模式）3.必要的工具（扒渣棒、抱鉗等）4.便攜式紅外測溫儀5.鋁塊6?銅板3.天平4.石墨坨竭5.其它化學(xué)試劑五實(shí)驗(yàn)步驟1?備料：按照A1-5%Cu的質(zhì)量百分比，用天平稱好爐料（按每爐lkg計(jì)算）;2.裝料：

8、將鋁塊和銅板同時加入中頻感應(yīng)爐的圮坍中，然后加入覆蓋劑；3.升溫：注意調(diào)整電流、電壓及功率因子（）；4.測溫：控制在710?770°C之間，用紅外測溫儀進(jìn)行;5.調(diào)