材料工程基础综合实验指导书

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1、实验模块简介综合实验一：铝合金制备、加工及改性1.1铝合金的熔炼、铸锭与固溶•时效处理实验指导书1.2铝合金轧制工艺实验指导书1.3铝合金铸锭、轧制、改性的金相组织的检验及力学性能实验指导书综合实验二：铝材料及其产品的坏境协调性评价2」铝材料及其产品的环境协调性评价实验指导书综合实验三：粉末冶金3.1粉末冶金材料制备与检测实验指导书3.2无机纳米粉体的湿化学制备及其粒度表征实验指导书3.3熔体快淬法制备非品、纳米品材料实验指导书综合实验四：高分子材料的合成与加工4.1高分子材料合成实验指导书4.2高分子材料加工实验指导书综合实验五：玻璃的制备

2、与加工5.1玻璃工艺实验指导书综合实验六：焊接原理与焊接方法6」手工电弧焊实验指导书6.2C02焊接实验指导书6.3脉冲微束等离子弧焊实验指导书6.4埋弧焊实验指导书6.5电阻焊实验指导书6.6电弧喷涂实验指导书6.7现场实验教学指导书・1・实验模块简介随着科学技术的发展，原各类相对独立的材料学科，如金属、非金属、高分子材料学等已相互渗透、结合与交叉，形成了材料发展的新特色。为适应形势要求,本院将三大类材料在工程技术方面所具有的共性内容综合为材料制备、加工、改性和复合四部分，将二级学科的内容有机的涵括在一级学科的教学课程中，设立了“材料工程基

3、础,课程。本实践环节是“材料工程基础''教学内容中的一个重要组成部分，与己完成了的“材料工程实践和将要进行的“材料工程实践III"构成了材料专业本科生工程技术实践教学的一个较为完整的体系，三者之间相互联系，但重点各不相同。本实践的目的就是通过在校内各实践平台间的运行，加强学生的动手能力，使学生认识到材料四要素中“合成与加工"内容与成分结构、性质与使用性质各要素间的关系，明确合成加工过程将改变材料的组织、成分与结构，进而影响到材料的使用性能这样一个概念。另外，为配合“材料工程基础"课程教学内容的进行，将焊接部分内容放在实践教学平台中完成，使学生

4、了解焊接基本原理，掌握典型焊接方法和设备的使用。综合实验一铝合金制备、加工及改性三实验要求严格控制熔化工艺参数和规程1.熔炼温度熔炼温度愈高，合金化程度愈完全，但熔体氧化吸氢倾向愈大，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。通常，铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上50〜100°C的范围内。从图1的Al・Cu相图可知，A1-5%Cu的液相线温度大致为660〜670°C,因此，它的熔炼温度应定在710(720)°C〜760(770)°C之间。浇注温度为730°C左右。图1铝铜二元状态图2.熔炼时间熔炼时间是指从装炉升温开始到熔体出炉为止，炉料

5、以固态和液态形式停留于熔炉中的总时间。熔炼时间越长，则熔炉生产率越低，炉料氧化吸气程度愈严重,铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。精炼后的熔体，在炉中停留愈久，则熔体重新污染，成分发生变化，变形处理失效的可能性愈大。因此，作为一条总的原则，在保证完成一系列的工艺操作所必需的时间的前提下，应尽量缩短熔炼时间。3.合金化元素的加入方式与铝相比，铜的比重大，熔点虽高(1083°C),但在铝中的溶解度大，溶解热也很大，无需将预热即可溶解，因此，可以以纯金属板的形式在主要炉料熔化后直接加入熔体中，亦可与纯铝一同加入。・4・1.要注意覆盖众所周知，铝在高

6、温熔融状态，极易形成A12O3氧化膜，因此要对铝熔体进行保护。就铝铜合金而言，所用的覆盖剂为：40%KCl+40%NaCl+20%冰晶石（Na3AlF6）的粉状物。它的比重约为2.3g/cm3,熔点约670°C,这种覆盖剂不仅能防止熔体氧化和吸氢，同时还具有排氢效果。这是因为它的熔点比熔体温度低，比重比熔体小，还具有良好的润湿性能，在熔体表面能够形成一层连续的液体覆盖膜，将熔体和炉料隔开，且具有一定的精炼能力，因而，这种覆盖剂具有良好的覆盖、分离、精炼等的综合工艺性能。加入量一般为熔体质量的2〜5%。1.要注意扒渣当炉料全部熔化后，在熔体表面

7、会形成一层有溶剂、金属氧化物和其它非金属夹杂物所组成的熔渣。在进行浇注之前，必须将这层渣除掉。其目的是：（1）,防止熔体夹渣；（2）,减少熔体吸气机会（因为熔渣是水蒸气的良好载体）；（3）,加强传热。扒渣时，工具要干净，要预热；操作要平稳不起波浪。2.金属模要上涂料并加热到300°C左右四实验装置1.中频感应真空熔炼炉2.浇铸模（可自由脱模式）3.必要的工具（扒渣棒、抱钳等）4.便携式红外测温仪5.铝块6•铜板3.天平4.石墨坨竭5.其它化学试剂五实验步骤1・备料：按照A1-5%Cu的质量百分比，用天平称好炉料（按每炉lkg计算）;2.装料：

8、将铝块和铜板同时加入中频感应炉的圮坍中，然后加入覆盖剂；3.升温：注意调整电流、电压及功率因子（）；4.测温：控制在710・770°C之间，用红外测温仪进行;5.调