实验一液态金属铸造性能测试

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1、《材料工程基础实验》教学大纲课程名称：材料工程基础英文名称：ExperimentsinFundamentalsofMaterialsScienceandEngineering课程编号：22201033课程性质：课程类型：专业必修是否为独立设课的实验课：是适用专业：材料科学与工程学时与学分：总学时：18；总学分：0.5；实验学时：18；实验学分：0.5执笔人：邹继兆制定时间：2010.10一、实验课的任务、性质与目的：《材料工程基础实验》是与《材料工程基础》专业必修课相配合的专业实验课程，属于教学计划内的专业必修课。该实验教学以验证性实验为主，通过实验演示或学生亲自动手操作，体会《材料工程

2、基础》专业必修课课堂教学讲到的一些重要的材料学制备、成形、加工等工艺方法，目的是为了加深学生对教科书中讲授的工艺方法的理解，增加感性认识，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。二、主要仪器设备及环境：球磨机、激光粒度仪、马弗炉、感应炉、管式炉、烧杯、PH测定仪、电子天平、样品坩埚等。三、实验项目的设置与实验内容：序号实验项目名称实验内容实验要求实验时数每组人数实验类型1液态金属铸造性能测试测量合金在不同温度下的流动性必做212验证性2圆环镦粗法测定摩擦系数根据圆环镦粗后的变形，了解摩擦对金属流动的影响必做212验证性3焊缝机械性能与金相观察观察低碳钢焊接接头金相组织变化情况必做21

3、2验证性4冷却速度对钢组织与性能的影响观察不同的冷却速度对其组织的影响必做212验证性5粉体制备及其粒度表征制备无机纳米粉体并测定纳米级粉体粒度必做212验证性6陶瓷坯体成形与烧结选择一种陶瓷材料，进行陶瓷成型与烧结实验必做212验证性四、教材、实验教材（指导书）：1.材料工程基础，周美玲，谢建新，朱宝泉主编，北京工业大学出版社，北京（2001）2.自编讲义（见附件）五、考核方式与评分办法：以实验报告的内容为评分依据。六、大纲审核人：附件实验一：液态金属铸造性能测试一、实验目的1）了解流动性的概念；2）熟悉液态合金的测温方法，测量合金在不同温度下的流动性；3）分析影响流动性好坏的因素及流

4、动性对铸件质量的影响。二、实验原理采用如图1所示的螺旋型试样，根据浇铸温度不同流动性不一样的原理，在不同温度下浇铸螺旋型试样，测量螺旋型试样的长度，确定流动性并进行分析比较。ZLL-1500III型螺旋线合金流动性试样如图1所示，采用砂型手工造型。图1.ZLL-1500III型螺旋线合金流动性试样三、实验步骤及方法1）手工造型制造流动性试样铸型。2）在电阻坩锅炉中熔化ZL101合金。3）分别在750℃、700℃、650℃浇铸流动性试样。4）清理后，测量螺旋线试样长度，确定流动性。四、实验报告1）绘制浇铸温度及流动性曲线；浇铸温度T（℃）750700650螺旋试样长度L（mm）2）简述影响

5、流动性的因素，重点分析浇铸温度对合金流动性的影响原因；3）分析讨论流动性对铸件质量的影响、提高合金流动性的方法措施。实验二：圆环镦粗法摩擦系数的测定一、 实验目的1）根据圆环镦粗后的变形，了解摩擦对金属流动的影响；2）通过实验掌握实际测定摩擦系数的方法；3）分析镦粗对材料组织的影响，并与铸态情形进行比较。二、实验内容说明1．塑性加工过程中摩擦的特点凡是物体之间有相对运动或有相对运动的趋势就有摩擦存在。前一种是动摩擦，后一种是静摩擦。在机械传动过程中，主要是动摩擦。在塑性加工过程中的摩擦，虽然也是由两物体间相对运动产生的，但与一般机械传动中的摩擦有很大差别。（1）接触面上压强高   在塑性

6、加工过程中，接触面上的压强一般在100MPa以上。在冷挤压和冷轧过程中可高达2500-3000MPa。而一般机械传动过程中，摩擦副接触面上的压强仅20-40MPa。由于塑性加工过程中接触面上的压强高，隔开两物体的润滑剂容易被挤出，降低了润滑效果。（2）真实接触面积大在一般机械传动中，由于接触表面凹凸不平，因而，实际接触面积比名义接触面积小得多。而在塑性加工过程中，由于发生塑性变形，接触面上凸起部分会被压平，因而实际接触面积接近名义接触面积。这使得摩擦阻力增大。（3）不断有新的摩擦面产生在塑性加工过程中，原来非接触表面在变形过程中会成为新的接触表面。例如，镦粗时，由于不断形成新的接触表面，

7、工具与材料的接触表面随着变形程度的增加而增加。此外，原来的接触表面，随着变形程度的进行可能成为非接触表面。例如，板材轧制时，轧辊与板材的接触表面不断变为非接触表面向前滑出。因此，要不断给新的接触表面添加润滑剂。这给润滑带来困难。（4）常在高温下发生摩擦在塑性加工过程中，为了减少变形抗力，提高材料的塑性，常进行热加工。例如，钢材的锻造加热温度可达到800-1200℃。在这种情况下，会产生氧化皮，模具软化，润滑剂分解，润滑剂性能变坏等一