材料成形技术实验报告

材料成形技术实验报告（精选7篇）

材料成形技术实验报告 篇1

一、金属材料的硬度实验

一、实验类型

验证性

二、实验目的

1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2、了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

三、实验仪器与设备

1、HB-3000型布氏硬度试验机；

2、H-100型洛低硬度试验机；

3、读数放大鏡；

四、实验内容：

金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强调指标b及塑性指标和）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。

压入法硬度试验的主要特点是：

（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。

（2）金属的硬度与强调指标之间存在如下近似关系。

bKHB

（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。

（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体系内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。（5）设备简单，操作迅速方便。

布氏硬度（HB）：

（一）布氏硬度试验的基本原理

布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P,将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。

其计算公式如下：

HBP/F凹

根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕部分的球面积为：

F凹Dh

（1-2）

由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，故可将（1-2）式中h改换为d来表示，这可根据图1-1（b）中Oab的关系求出：

12Dh12(D2)(2d2)2

h(DDd)2

2（1-3）

将式（1-2）和（1-3）代入式（1-1）即得：

HBPDh2PD(DDd)22

（1-4）

式中只有d是变数，故只需测出压痕直径d，根据已知D和P值就可计算出HB值。在实际测量时，可由测出之压痕直径d直接查表得到HB值。

（三）布氏硬度试验机的结构和操作

1、HB-3000型布氏硬度试验机的外形结构如图1-2所示。其主要部件及作用如下。

（1）机体与工作台：硬度机有铸铁机体，在机体前台面上安装了丝杠座，其中装有丝杠，丝杠上装立柱和工作台，可上下移动。

（2）杠杆机构：杠杆系统通过电动机可将载荷自动加在试样上。（3）压轴部分：用以保证工作时试样与压头中心对准。

（4）减速器部分：带动曲柄及曲柄连杆，在电机转动及反转时，将载荷加到压轴上或从压轴上卸除。（5）换向开关系统：是控制电机回转方向的装置，使加、卸载荷自动进行。

2、操作程序：

（1）将试样放在工作台上，顺时针转动手轮，使压头压向试样表面直至手轮对下面螺母产生相对运动为止。

（2）按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。此时因紧压螺钉已拧松，圆盘并不转动，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧紧压螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动即自动停止。

（3）逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d值，以此值查表即得HB值。洛氏硬度（HR）：

（一）洛氏硬度试验的基本原理

洛氏硬度同布氏硬度一样也属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深度来确定硬度值指标。

洛氏硬度测定时，需要先后两次施加载荷（预载荷和主载荷），预加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。0-0位置为未加载荷时的压头位置，此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。洛氏硬度的试验规范：

洛氏硬度值的计算公式如下： HRK(h3h1)0.002

（三）洛氏硬度试验机的结构和操作

1、H-100型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图1-4所示，其主要部分及作用如下：

（1）机体及工作台：试验机有坚固的铸铁机体，在机体前面安装有不同形状的工作台，通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。

（2）加载机构：由加载杠杆（横杆）及挂重架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷传至压头而压入试样，借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。

（3）千分表指示盘：通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图1-5所示）。

2、操作规程如下：

（1）根据试样预期硬度按表1-2确定压头和载荷，并装入试验机。

（2）将符合要求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到“0”为止，此时即已预加载荷10kgf。然后将表盘大指针调整至零点（HRA、HRC零点为0，HRB零点为30）。此时压头位置即为图1-3中的1-1位置。

（3）按动按钮，平稳地加上主载荷。当表盘中大指针反向旋转若干格并停止时，持续8~4秒（此时压头位置为图1-3中的2-2位置），再顺时针旋转摇柄，直至自锁为止，即卸除主载荷。此时大指针退回若干格，这说明弹性变形得到恢复，指针所指位置反映了压痕的实际深度（此时压头位置相当于图1-3中的3-3位置）。由表盘上可直接读出洛氏硬度值，HRA、HRC读外圈黑刻度，HRB读内圈红刻度。

（4）逆时针旋转手轮，取出试样，测试完毕。

五、实验方法与步骤

1、分成两大组，分别进行布氏和洛氏硬度试验，并相互轮换。

2、在进行试验操作前必须事先阅读并弄清布氏和洛低硬度试验机的结构及注意事项。

3、按照规定的操作顺序测定试样的硬度值（HB和HRC）。

4、注意事项

1）试样两端要平行，表面应平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测试。2）圆柱形试样应放在带有“V”型槽的工作台上操作，以防试样滚动。3）加载时应细心操作，以免损坏压头。

4）加预载荷（10kgf）时若发现阻力太大，应停止加载，立即报告，检查原因。5）测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。

6）金刚钻压头系贵重物件，质硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。

7）应根据硬度试验机使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围将不能获得准确的硬度值。

实验二 金属相图的观察

一.实验类型

验证性

二.实验目的

了解金属相图在显微镜下的图形

三.实验内容 1．试样制备

要在金相显微镜下对金属的组织进行观察和摄影，必须制备平整、光亮、清洁、无划痕、并用适当的方法显示出真实组织的试样

(1)手工磨样

试样在金相砂纸上由粗到细磨制。磨样时用力均匀，待磨面上旧磨痕消失，新磨痕均匀一致时就更换细一号的砂纸，并且试样转90o再磨。一般磨制到4号（粒度800）砂纸即可。

(2)抛光

本实验采用机械抛光的方法。PG－2金相制样抛光机

在专用的抛光机上进行，抛光织物（如呢料、金丝绒等）固定在抛光盘上，洒以抛光粉悬浮液，试样轻压于旋转的抛光盘上。靠嵌于抛光织物中的抛光粉的磨削作用和滚压作用，得到平整、光亮无划痕的磨面。

(3)化学浸蚀

试样在浸蚀剂作用下，组织中电位低的部分为阳极，电位高的部分为阴极，低电位处于溶解较快而呈现凹陷从而显示出组织特征。碳钢常用3~4%硝酸酒精溶液浸蚀。

2．观察金相显微组织

制好的试样放在显微镜下观察。使用显微镜时，动作轻、速度慢，由低倍到高倍进行观察，结合试样热处理工艺，观察与分析组织。

材料成形技术实验报告 篇2

关键词：虚拟制造,材料成形,创新实验

虚拟制造技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成,它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。其目的是在产品设计阶段,借助建模与仿真技术及时地、并行地、模拟出产品未来制造过程乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响,预测、检测、评价产品性能和产品的可制造性等等。从而更加有效地、经济地、柔性地组织生产,增强决策与控制水平,有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改,达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。

虚拟制造技术的应用让使用者不但可以通过虚拟环境获得电脑技术带来的视觉效果,还可以获得听觉、触觉等多种效果,使用户沉浸于一个与现实制造系统完全类似的虚拟环境中,甚至创造出比现实环境更为理想的场景供用户体验。利用友好的人机界面对虚拟环境中的实体模型进行操作的结果也可以被虚拟对象实时地反馈给用户,实现产品工艺评估和产品性能评估,达到优化产品设计、提高加工质量、提高生产效率的目的。虚拟制造时不用组织实际生产,因此可大大节约生产资源,显著降低生产制造成本。

将先进的虚拟制造技术应用于与产品设计和制造工艺有关的实验正好可以弥补传统实验方法的不足,从一个新的角度训练和培养学生实践与创新能力。

以材料成形及控制工程专业的自主设计创新实验为例,教学大纲内容包括产品设计、工艺方案制定、模具设计、模具制造与装配、模具生产、产品质量检测与分析等。其核心是以产品创新为导向,围绕着产品的最终实现来进行。

具体实施要求是:学生每人都自主设计一个具有独特创意的产品(冲压件或锻件,且不得与他人雷同),分析和评价其合理性,设计并评估其生产工艺,设计模具并制造出模具的主要零件,装配后试验生产出产品,检测产品质量并与理论设计进行对比,分析问题产生原因并提出可行的改进措施。可以看出:本实验的完成将使学生对专业理论知识的理解、掌握和运用以及独立发现问题、分析问题和解决问题的能力等方面得到全面的训练和提高。但问题是若采用传统方法完成本实验,即使只有一个班的学生,在时间和经费上的投入将是巨大的,对制造设备和成形设备的需求学校也将无法满足。对此我们采用虚拟技术结合现实技术的方法来完成全部任务,取得了较好的实验教学效果。以下从实验的各个环节介绍其实施过程。

1 产品设计与模具设计

产品设计和模具设计可用三维CAD软件完成。目前三维设计软件主要有UG、Pro/E、CATIA、Solid Edge、Solid works、Autodesk Inventor Series及国内自主知识产权的CAXA等。

三维CAD软件为产品设计和模具设计提供了有效的工具手段,利用三维CAD软件,学生能更好地表达设计理念,降低设计成本,缩短设计周期。让学生利用其强大的实体造型功能直接制作三维虚拟模型来展示设计思想;利用工程图输出模块简化图纸绘制工作;利用内嵌的干涉检查、间隙检查、虚拟装配功能可以初步查找虚拟模型的不完善之处;利用内嵌的有限元分析模块、运动学仿真模块可以用来分析关键结构和零部件的材料特性和运动学特性,使学生清晰掌握模具的运动状态,进行优化设计。

2 模具制造

模具制造过程由虚拟技术结合现实技术完成。

2.1 虚拟技术

模具型面的主要加工方法有数控加工和仿形加工。以数控加工为例,CAM软件主要有UGnx、Solidcam、Mastercam、Powermill、WorkNC、CAXA制造工程师等。具体过程是:将前述产品和模具的三维造型导入CAM软件,利用CAM软件编制出所设计模具关键零件(凸模、凹模、型腔等)的切削加工工艺程序,并在虚拟的数控机床上模拟切削加工过程,调整设置不同的切削加工工艺参数,观察并评估不同参数下的切削结果,优化切削加工工艺。

2.2 现实技术

在教师的指导下评估学生设计作品,每班评选一件优秀设计作品作为待制造产品。将其三维造型导入CAM软件,编制关键零件的加工程序,优化工艺参数。然后准备原材料与毛坯,在数控机床上加工出模具型面,进行适当热处理,磨削或修磨后待用。模具其他零件采用标准件,并保证所加工出来的待用关键零件能正确装入。这样既能展示出模具的主要加工工艺过程,又可以节省大量的加工时间。

3 模具装配

模具装配过程由虚拟技术结合现实技术完成。

3.1 虚拟技术

利用前述三维CAD软件中的虚拟装配功能,完成模具各零件的顺序装配工作,检查模具的运动学特性,掌握模具的运动状态。并利用干涉检查、间隙检查等功能确认模具工作状态,发现问题及时调整或修改。

3.2 现实技术

将前述已加工零件和其它标准件按照正确的装配次序组装成一套完整的模具。检查模具各处的形状、尺寸、装配间隙等,并与设计值进行比较,分析问题的产生原因及可能引起的后果。

4 模具成形

模具成形过程由虚拟技术结合现实技术完成。

4.1 虚拟技术

适合模具成形过程的数值模拟软件主要有DYNAFORM、DEFORM、Solid Works、ANSYS等。将前述产品和模具的三维造型导入数值模拟软件,建立合适的有限元模型,选定与实验环境相应的边界条件,进行模拟计算。观察材料的模拟变形过程,分析各种计算结果(应力场、应变场、温度场等)的合理性,评价成形质量。若存在缺陷(裂纹、褶皱、缺肉等)则分析其原因、范围与影响,提出改进措施并优化模拟结果。

4.2 现实技术

在适当的成形设备上正确安装已装配好的模具,调整设备状态及参数。将坯料放入模具进行试验生产,比较实际产品与虚拟产品的形状、尺寸、变形程度、质量等,评估虚拟结果的精确程度。

5 产品质量分析与改进

质量分析是产品评价和工艺评价的一个重要内容,通过检测生产产品的尺寸、表面质量和缺陷情况,对产品的实际生产工艺和虚拟生产过程做一个综合评估。若存在质量不合格之处(如尺寸超差、表面粗糙度超差、存在缺陷等),则分析其产生原因并提出改进措施,并利用虚拟技术验证改进措施的可行性。

6 结语

自主设计创新实验是一项复杂且具有高度实践性的工作,既要体现知识的系统性和连续性,又要充分发挥学生的创造性和能动性,同时也给教师提出了更新更高的要求。不断更新知识结构,跟上现代科技发展的步伐,并尽可能体现在自主设计创新实验的教学中,都需要教师付出更多的劳动。

材料成形技术实验报告 篇3

关键词：材料成形技术基础 双语教学 教改

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0160-02

Practical Reform of Bilingual Course of Fundamentals of Material Forming Technology

Zeng Bin1，2 Liu Qiyuan1 Zeng Wujun1

（1.College of Mechanical Engineering， Hunan University of Arts and Science；

2.College of Fu Rong，Hunan University of Arts and Science，Changde Hunan，415000，China）

Abstract：Based on the status of domestic bilingual teaching for the course of fundamentals of material forming technology in the local undergraduate colleges，the author gave several experiences and understandings about bilingual curriculum innovation in the process of their bilingual teaching task.Especially they analyzed and discussed the bilingual textbooks，network platform and teaching measures.

Key Words：Fundamentals of material forming technology；bilingual course；practical reform

目前，国家“211”和“985”重点院校如中南大学、湖南大学等学校的双语教学工作开展顺利，这些学校已在双语教学教材和师资队伍建设以及教学内容和教学方法改革方面取得许多研究成果[1]。但目前地方本科院校的双语教学工作进展缓慢，其主要原因是地方本科院校的学生英语基础差、自学能力较弱，同时双语教学师资也相对欠缺[2]。上述差异决定了地方本科院校难以照搬重点院校的双语教学模式，因此探索一条适合于地方本科院校的双语教学模式极为重要。

湖南文理学院从2009年开始对材料成形技术基础课程开始了双语教学尝试，经过近四年的教学实践与探索，积累了一定的经验，为进一步开展材料成形技术基础教学内容和教学方法的改革打下了良好的基础，现总结有关经验与体会与大家分享。

1 双语教学的可行性

在普通高校实施双语教学改革的有利条件是：普通高校在校生的英语整体水平虽然不如重点高校，但本课程是在大学四年级的第一学期开设的，经过两年的大学公共英语学习和训练，大部分学生按要求已掌握了约5000个英语词汇，能阅读一般英语文章并能够进行必要的会话，而且一部分学生通过了国家四级、六级考试，已具备用英语学习专业知识的能力。此外，学生已学习了机械制造基础、工程材料等课程，对专业的基础知识也有了一定的认知。这就为在普通高校开展材料成形技术基础课程的双语教学改革创造了外语水平和知识结构两方面的有利条件。

2 教学改革措施

2.1 材料成形技术基础双语教学教材的改革

双语教学教材的选择非常重要，需要使用原版外文教材，才能让学生体会到英语原汁原味的风味，但是由于在阅读和理解上存在一定的困难，导致学生容易知难而退，影响学生学习兴趣，进而影响教学效果。针对这些不足，我们自己编订了讲义，对原版的教材进行注释，这样可以保持英文的“原汁原味”，兼容中英文教材的优点，专业词汇增加中文注释，书后增加中英文词汇对照表；每章结尾增加中文概要，有利于学生对教学要点的理解和掌握。

2.2 材料成形技术基础双语教学网络平台的建设

针对地方本科院校学生的英语基础差和双语教学课时严重紧张的情况，建立材料成形技术基础的双语教学网络平台。例如将上课的过程进行录像，方便学生课后自学。并且收集材料成形技术方面的英文音像资料，通过生动的画面和纯正的英文讲解，进一步增加学生的英语的听力能力。同时在网络上形成互动，通过网络平台的论坛进行英语的交流，不仅增强学生的专业英语的表达能力，而且能够及时掌握学生课堂学习效果，对于共性的问题进行分析总结，若有必要则在下次课堂上及时加以引导解决。

2.3 材料成形技术基础双语教学模式的改革

采用外语与汉语交错讲授。到底采用全英文讲解还是英文和中文交错讲授，目前存在着一些争论。笔者发现，全程英语讲授要求学生注意力高度集中，导致容易造成视听疲劳，影响教学效果。而使用英语与汉语交错讲授，如果中英文比例把握不当，又容易使英语好的同学意犹未尽，影响他们的学习积极性。因此，针对不同难点的专业知识，笔者采用不同的中英文比例。例如：对于冲压模具部分的内容，由于学生已经在专业课程中完成了冲压模具基础知识的学习并进行了相应的课程设计，对此部分内容比较熟悉，因此这部分内容以英语授课为主，仅在部分难点句子辅以中文解释；而对于铸造这部分内容，由于相应的专业知识比较抽象，因此对于这部分内容，减少英文讲授的份量，力求使每个学生都能够理解。通过这种针对不同内容采用不同中英文讲解比例内容的方式，让每一个学生都能够跟上课程进度。

提倡互动式教学，采用循序渐进的方式，让所有的学生都参与到教学过程中，在不同的教学阶段采用不同的教学手段，效果良好。例如：在教学初期，将课文中的一些重点难点句子指出，要求学生翻译，再请其它的同学点评，通过这种方式，让学生逐渐熟悉专业英语中的词汇和句型；教学中期，每次课堂留出一段时间，让同学在讲台上演讲，由于演讲内容是事先布置的，所以同学们都事先查找了相关资料并准备好了英文演讲稿。在这部分教学改革中，专业英语的学习已经由课堂延伸到课外；教学后期，由于已经进行了一定程度的专业英语的学习，同学们已经具备了一定的专业英语基础，在这个阶段，可以开始在课堂内分组进行讨论。在教学改革的最后阶段，老师已经由惯常的教学中的“教”的主体变为“学生”的一部分，并参与到问题的讨论过程中。

合理使用多媒体辅助教学。双语教学的第一目的在于专业知识的传输。在专业课的双语教学中，常常会遇到的比较突出的问题就是一些学科专业性较强的生僻词汇和概念。例如在讲解熔模铸造的工艺过程中，笔者借助多媒体动画形式，播放蜡模制造、结壳、脱蜡、焙烧、浇注等全过程的动画，产生直观的视觉震撼作用，同时配合课堂双语讲解，起到了较好的教学效果。

3 结语

通过材料成形技术基础这门专业课的双语教学改革实践，对双语教学手段在这门专业基础课中的运用所遵循的规律形成了一定的认识，对有志于开展专业课双语教学活动的教师而言具有一定的参考价值。但是，材料成形技术基础的双语教学目前仍处于一个探索阶段，其教学规律有待进一步的探讨和研究。

参考文献

[1]陈卓，陈红荣，欧少端.高校专业双语教学思考与实践[J].长沙铁道学院学报：社会科学版，2009，10（1）：130-131.

材料成形技术实验报告 篇4

1.淬火的主要目的是为了提高钢的硬度，因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。（×）2.钢中的含碳量对钢的力学性能具有重要的影响，40钢与45钢相比，后者的强度和硬度高，而塑性较差。（√）

3.浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素，提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件，因此，浇注温度越高越好。（×）

4.气孔是气体在铸件中形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（√）

5.灰口铸铁组织中由于存在着大量片状石墨，因而抗拉强度和塑性远低于铸钢。但是片状石墨的存在，对灰口铸铁的抗压强度影响很少，所以灰口铸铁适合于生产承受压应力的铸件。（√）

6.铸造生产的显著特点是适合于制造形状复杂，特别是具有复杂内腔的铸件。（√）

7.为了避免缩孔、缩松或热应力、裂纹的产生，铸件壁厚应该尽可能均匀，所以设计零件外壁和内壁，外壁和筋，其厚度应该相等。（×）

8.采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它增加了造型的复杂程度，并耗费了许多金属液体，同时增大了铸件产生变形和裂纹的倾向。（√）

9.芯头是砂芯的一个组成部分，它不仅能使砂芯定位、排气，还能形成铸件内腔。（×）10.浇注位置选择原则之一是将铸件的大平面朝下，主要目的是防止产生缩孔缺陷（×）11.分型面是为起模或取出铸件而设置的，砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造所用的铸型都有分型面。（×）

12.压力加工是利用金属产生塑性变形获得零件或毛坯的一种方法。在塑性变形的过程中，理论上认为金属只产生形状的变化而其体积是不变的。（√）

13.板料弯曲时，弯曲后两边所夹的角度越小，则弯曲部分的变形程度越大。（×）

14.板料冲压落料工序中的凸凹模间隙是影响冲压件剪断面质量的关键。凸、凹模间隙越小，则冲压件毛刺越小，精度越高。（×）

15.氩弧焊采用氩气保护，焊接质量好，适于焊接低碳钢和非铁合金等。（√）

16.焊接中碳钢时，常采用预热工艺，预热对减少焊接应力十分有效，同时，预热也可防止在接头上产生淬硬组织。（√）

17.电阻焊是利用电流通过工件及其接触处所产生的电阻热作为焊接热源，将工件接触处加热到塑性状态或熔化状态，并在压力作用下，形成焊接接头的一种压力焊方法。（√）18铸造生产中，模样形状就是零件的形状。（×）19.铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。（×）20.铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。（√）

二、单选题：（每题1分，共30分）

1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称（C）A.挖砂造型

B.整模造型

C.分模造型

D.刮板造型

2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于（A）

A.析出石墨弥补体收缩

B.其凝固温度低

C.砂型阻碍铸件收缩

D.凝固温度区间小

３、65Mn钢是常用的合金弹簧钢，“65”的意义是：（B）

A.钢中的含碳量为6.5% B.钢中的含碳量为0.65% C.钢中的含锰量为6.5% D.钢中的含锰量为6.5%

4、对于重要结构、承受冲击载荷或在低温下工作的结构，焊接时需要采用碱性焊条，原因是碱性焊条的（D）A.焊缝抗裂性好 B.焊缝冲击韧性好 C.焊缝含氢量低

D.A、B、C

5、确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是（C）A.利于金属液充填型腔

B.利于补缩铸件

C.防止错箱

D.操作方便

6、各种铸造方法中，最基本的方法是（C）

A.金属型铸造

B.熔模铸造

C.砂型铸造

D.压力铸造

7、酸性焊条得到广泛应用的主要原因是（D）

A.焊缝强度高

B.焊缝抗裂性好

C.焊缝含氢量低

D.焊接工艺性好

8、经过热变形的锻件一般具有纤维组织，通常应使锻件工作时的最大正应力与纤维组织方向（A）A.平行 B.垂直 C.呈45°角 D.呈任意角度均可

9、确定浇注位置时，应将铸件的重要加工表面置于（B）A.上部

B.下部

C.竖直部位

D.任意部位

10、铸件形成缩孔的基本原因是由于合金的（D）

A.液态收缩

B.固态收缩

C.凝固收缩

D.液态收缩和凝固收缩

11、单件生产直径1米的皮带轮，最合适的造型方法是（C）A.整模造型

B.分开模造型

C.刮板造型

D.活块造型

12、控制铸件同时凝固的主要目的是（A）

A.减少应力

B.消除缩松

C.消除气孔

D.防止夹砂

13、自由锻件控制其高径比（H/D）小于2.5的工序是（C）。A.拨长

B.冲孔

C.镦粗

D.弯曲

14、金属材料承受三向压应力的压力加工方法是（B）A.轧制

B.挤压

C.冲压

D.拉拔

15、绘制自由锻锻件图时，为简化锻件形状，便于锻造，需加上（A）A.敷料

B.余量

C.斜度

D.公差

16、锻造前加热时应避免金属过热和过烧，但一旦出现，（C）

A.可采取热处理予以消除

B.无法消除 C.过热可采取热处理消除，过烧则报废。

17、设计和制造机器零件时，应便零件工作时所受切应力与流线方向（B）

A.一致

B.垂直

C.不予考虑

D.随意

18、下列钢中锻造性较好的是（C）

A.中碳钢

B.高碳钢

C.低碳钢

D.合金钢

19、冲孔模或落料模是属于（C）

A.跳步模

B.连续模

C.简单模

D.复合模 20、在锤上模锻中，带有飞边槽的模膛是（B）A.预锻模膛

B.终锻模膛

C.制坯模膛

D.切断模膛

21、模锻件与自由锻的尺寸精度相比为（C）

A.相等

B.相差不大

C.前者比后者要高

D.前者比后者要低

22、锤上模锻时，用来减小坯料某一部分的横截面积以增加坯料另一部分的横截面积，使坯料的体积分配符合锻件要求的模膛称为（B）

A.拔长模膛

B.滚压模膛

C.弯曲模膛

D.成型模膛

23、自由锻造时，以下工序哪些属于基本工序的是（A）

A.拔长 B.压肩

C.校直

D.平整

24、锻造生产中，生产批量为单件或小批量生产时，优先选用的锻造方法为（A）

A.自由锻

B.胎膜锻

C.模锻

25、以下钢种焊接性能最好的是（A）

A.低碳钢

B.中碳钢

C.高碳钢

26、大批量生产汽车油箱的焊接方法是（D）

A.手工电弧焊

B.气焊

C.点焊

D.缝焊

27、使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸的模膛称为（A）A.终锻模膛 B.预锻模膛 C.切断模膛 D.弯曲模膛

28、焊接方法按其焊接过程的特点，可以归纳为以下三大类（A）

A.熔化焊、压力焊、钎焊

B.平焊、仰焊、横焊

C.电阻焊、氩弧焊、气体保护焊

29、工件接电源的正极，焊条接负极，这种接法叫（B）

A.反接法

B.正接法

C.Y接法

D.Δ接法

30、焊接热影响区中，晶粒得到细化、机械性能也得到改善的区域是（A）

A.正火区

B.熔合区

C.过热区

D.部分相变区

三、名词解释（每题3分，共12分）

1.焊接电弧

焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的两个电极间或电极与焊件间，在气体介质中所发生的强烈而持久的放电现象。

2.分型面 分型面是指上、下两半铸型相互接触的表面。3.起模斜度

铸件上为了便于起模，在垂直于分型面的壁上留有一定的斜度，称为起模斜度。4.可锻性

衡量金属材料经受压力加工时获得优质零件难易程度的工艺性能。

四、分析题（共38分）

1.分析采用顺序凝固原则防止铸件中产生缩孔的原理。对图示铸件如何实现顺序凝固？（10分）

顺序凝固原则—在铸件可能出现缩孔的部位厚壁处，通过设置冒口、冷铁或补贴等，使铸件远离冒口的部分最先凝固，然后向冒口方向逐步凝固，冒口最后凝固，从而保证铸件各个部位的凝固收缩均能得到液态金属的补缩，而将缩孔转移到冒口中。冒口是多余部分，清理铸件时去掉。（5分，酌情扣分）

如图所示铸件，凝固顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→冒口。

.冷铁：冷铁的作用是对铸件热节部位进行激冷（加快热节部位的冷却速度）。一般设在厚壁处。（图示5分，酌情扣分）

2.指出图示铸件结构不合理的部位，并说明理由并改正。（每题7分，共28分）

图中偶数轮辐，收缩受阻，易引起轮缘变形或轮辐产生裂纹。可以改成图1：弯曲轮辐，可借助于本身的微量变形减缓内应力，收缩时受阻力小。或者改成图2：奇数轮辐，用轮缘的微量变形减缓内应力，收缩受阻力小

图1

图2

（说明4分，图示只要给出其中之一给满分3分，酌情扣分）（2）铸件支架

这个铸件的结构为中空结构，需要使用悬臂芯固定，而且降低了排气性，应将其改为工字形截面结构，避免使用悬臂芯。

（说明3分，图示4分，酌情扣分）（3）工字梁

焊缝部位应该尽量避开最大应力处。因此焊缝部位不应该在中间。正确的见下图

（说明3分，图示4分，酌情扣分）

（4）自由锻件

本件中一部分为锥体结构，不符合自由锻的要求，应该改为圆柱结构，简化自由锻工艺，又不影响使用。

材料的力学实验报告 篇5

一、实验目的

1.测定低碳钢(Q235)的屈服点s，强度极限b，延伸率，断面收缩率。 2.测定铸铁的强度极限b。

3.观察低碳钢拉伸过程中的各种现象(如屈服、强化、颈缩等)，并绘制拉伸曲线。 4.熟悉试验机和其它有关仪器的使用。

二、实验设备

1.液压式万能实验机;2.游标卡尺;3.试样刻线机。

三、万能试验机简介

具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成;

1)加载部分，利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。

2) 测控部分，指示试件所受载荷大小及变形情况。

四、试验方法

1.低碳钢拉伸实验

(1)用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。 (2)调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。

(3)运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。观察屈服现象。。 (4)打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷Fs=22.5kN，最大载荷Fb =35kN。 (5)取下试件，观察试件断口: 颈缩处最小直径d1低碳钢的拉伸图如图所示

2.铸铁的拉伸

其方法步骤完全与低碳钢相同。因为材料是脆性材料，观察不到屈服现象。在很小的变形下试件就突然断裂(图1-5)，只需记录下最大载荷Fb=10.8kN即可。 b的计算与低碳钢的计算方法相同。

六、试验结果及数据处理

表1-2 试验前试样尺寸

表1-3 试验后试样尺寸和形状

根据试验记录，计算应力值。

Fs22.5103低碳钢屈服极限s286.48MPa

A078.54Fb35103

低碳钢强度极限 b445.63MPa

A078.54

低碳钢断面收缩率

A0A178.5428.27

100%64% A078.54

低碳钢延伸率

L1L0125100

100%25% L0100

Fb10.8103

铸铁强度极

限 b137.53MPa

A078.54

七、思考题

1. 根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。略

2. 根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同答：低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈服，会产生很大的塑性变形，断裂前有明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状，而铸铁拉伸时没有屈服现象，变形也不明显，拉断后断口基本沿横截面，较粗糙。

3. 低碳钢试样在最大载荷D点不断裂，在载荷下降至E点时反而断裂，为什么? 答：低碳钢在载荷下降至E点时反而断裂，是因为此时实际受载截面已经大大减小，实际应力达到材料所能承受的极限，在最大载荷D点实际应力比E点时小。

实验二 压缩实验

一、实验目的

1. 测定低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的压缩强度极限。 2. 观察和比较两种材料在压缩过程中的各种现象。

二、实验设备、材料

万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁压缩试件。

三、实验方法

1. 用游标卡尺量出试件的直径d和高度h。

2. 把试件放好，调整试验机，使上压头处于适当的位置，空隙小于10mm 。 3. 运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。

4. 对低碳钢试件应注意观察屈服现象，并记录下屈服载荷Fs=22.5kN。其越压越扁，压到一定程度(F=40KN)即可停止试验。 对于铸铁试件，应压到破坏为止，记下最大载荷

Fb =35kN。 打印压缩曲线。

5. 取下试件，观察低碳钢试件形状: 鼓状;铸铁试件，沿45~55方向破坏。

F图2-1低碳钢和铸铁压缩曲线

四、试验结果及数据处理

表2-1 压缩实验结果

低碳钢压缩屈服点 s铸铁压缩强度极限 b

Fs2280.11MPa 2

A010/4

Fb60000763.94MPa A0102/4

五、思考题

1. 分析铸铁破坏的原因，并与其拉伸作比较。

答：铸铁压缩时的断口与轴线约成45角，在45的斜截面上作用着最大的切应力，故其破坏方式是剪断。铸铁拉伸时，沿横截面破坏，为拉应力过大导致。 2. 放置压缩试样的支承垫板底部都制作成球形，为什么? 答：支承垫板底部都制作成球形自动对中，便于使试件均匀受力。

3. 为什么铸铁试样被压缩时，破坏面常发生在与轴线大致成45~55的方向上? 答：由于内摩擦的作用。

4. 试比较塑性材料和脆性材料在压缩时的变形及破坏形式有什么不同?

答：塑性材料在压缩时截面不断增大，承载能力不断增强，但塑性变形过大时不能正常工作，即失效;脆性材料在压缩时，破坏前无明显变化，破坏与沿轴线大致成45~55的方向发生，为剪断破坏。

5. 低碳钢和铸铁在拉伸与压缩时的力学性质有什么不同? 答：低碳钢抗拉压能力相同，铸铁抗压能力比抗拉高许多。

陶瓷电极材料的检测实验报告 篇6

实验目的：检测陶瓷电极材料，运用陶瓷提高电解质电池的性能，培养同学动手能力、结合大学课程所学知识、并学习查阅文献资料，达到实际验证的目标。发扬团队合作精神，增进人际关系。

实验原料及器材： 电极测试仪器、电导率测试仪器、合成设备、制备炉等，并将结合本校的高级仪器X衍射分析仪、X射线荧光光谱仪、扫描电镜、热分析仪、红外光谱仪等。实验原理：陶瓷材料在一定条件（温度、压力等）下具有电子（或空穴）电导或离子电导，某些陶瓷材料是离子晶体的氧化物或复合物。在固体介质中，带电离子的运动比在液体中倍受限制，但仍然能以扩散的形式发生，从而产生离子电导。陶瓷的电导率是横穿晶界的电导率和沿表面晶体的电导率之和。离子在晶体中扩散通过取代晶格空位的方式进行，在一般情况下，这类运动取向混乱，不给出净的电荷运动，从而产生了离子导电流。

实验步骤：

1确定陶瓷材料配方，配方计算，混料，筛分，造粒，成型，排塑，烧结，烧后加工

2将烧结过的试样先用砂纸打磨，清洗干净试样表面的母粉，以便测量阻抗，直径和厚度； 3在超声波振荡器中用酒精清洗试样，然后再干燥箱中烘干；

4用游标卡尺测量试样的直径和厚度；

5在试样表面涂电胶，在涂之前必须先搅拌均匀导电胶，因为银粉会沉到导电胶底部，涂完导电胶之后在试样表面用导电胶固定一根银丝；

6将试样放在202-T型电热干燥箱中200摄氏度保温10分钟

7取出试样，在试样的另一面涂导电胶，方法同第4步；

8将试样放在电阻炉中600摄氏度下保温30分钟，以保证试样和电极之间的电接触良好，然后随炉冷却至室温；

9将两面涂过导电胶的试样用于阻抗测量。

实验结论：导电陶瓷材料可用各种方法涂覆在电极材料上，例如真空喷涂、等离子喷涂等，或采用溅射喷涂方法，在基片上进行导电陶瓷材料的涂覆工艺。陶瓷涂层电阻率小，采用导电陶瓷材料涂覆于电极表面，既耐腐蚀，又耐高温。

材料成形技术实验报告 篇7

国外大学在改革发展历程中, 有许多经验值得借鉴[3,4]。美国把本科教育作为基础, 本科教育质量是形成“名校”品牌的重要因素;英国课程改革的核心在于课程和工作之间建立明确的联系, 注重操作性能力的培养。一项对用人单位录用与评价高校毕业生的调查表明, 用人单位对高校毕业生的需求主流仍是本科生, 在录用毕业生时主要看重的是其素质和能力, 拓宽本科生知识面应成为高等学校教学改革的重要内容[5]。因此, 加强本科生的素质和能力培养是当前高等工程教育课程教学改革的目标和研究方向。

教学改革是提高教学质量, 实现人才培养目标的重要手段, 突出“工程技术应用”能力培养是工程应用型人才培养的本质特征, 也是本科院校立足发展、特色突破的现实支撑点, 而深化课程教学改革应以内容、方法、技术为重点[6,7]。笔者以材料成形技术基础课程为例, 介绍了我校在课程教学改革中取得的经验和成果, 以期为课程改革研究提供实践基础。

1 材料成形技术基础课程背景

材料成形技术基础是针对机械类、材料类各专业开设的一门专业基础课。该课程以材料成形工艺过程为主线, 引导学生探求材料成形工艺基础知识和基本原理, 培养学生分析问题、解决问题的能力以及工程实践能力和创新能力。该课程的主要内容有铸造、锻造、板料成形、焊接、塑料成形、快速制造技术等。材料成形技术基础作为一门学科主干专业基础课, 在机械类和材料类专业的人才培养中占有非常重要的地位。

材料成形技术基础课程内容涉及金属的液态成形、塑性成形、连接成形和非金属材料成形领域的众多工艺, 教学内容多、涉及面广, 而课程教学学时比较少, 加之学生的工程意识和实践能力相对较弱, 教学的难度相当大。

2 材料成形技术基础课程教学改革措施

2.1 更新教学理念, 创新人才培养模式

培养方案是人才培养的顶层设计, 人才培养应以行业需求为准绳[8], 课程又是体现培养方案和教育教学理念的主要载体。工科专业人才培养应坚持以学生为本, 从行业需求出发, 着重加强学生知识应用能力、创新能力的培养, 课程教学也应逐步改变教学方式, 坚持因材施教, 不断创新教学方法, 将传统教学方法和现代教学手段相结合, 调动学生的学习积极性和主动性, 激发学生的学习兴趣, 针对行业需求的不断发展, 逐步采用课堂教学+企业实践的立体教学模式, 提高实践环节比重, 使学生有机会将课堂理论应用于生产实践, 多角度、全方位看待工程实际问题, 锻炼学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。在传统培养方案的设计中, 往往以教师的“教”为主, 而忽视了学生的“学”, 俗称“师傅领进门, 修行看个人”, 由于学生缺乏学习主动性, 学生对知识的掌握往往局限于书本知识, 当遇到实际工程问题时, 不知从何下手, 对行业发展现状和发展趋势也是一知半解。本教研组经过长期实践摸索和讨论, 决定探索新的教学模式, 如把所有学生分组, 每组针对某一生产实际问题, 查阅资料, 对行业发展进行调研, 撰写调研报告, 经过一段时间的准备, 安排专门时间作主题演讲, 教师针对演讲内容做适当的评论和补充。这种形式使学生能够及时跟进行业发展潮流, 缩小学习和实践之间的差距, 同时改变了传统的教师讲, 学生听的教学模式, 加强了学生之间、学生与教师之间的互动, 使枯燥的课堂变得生动而有趣。

2.2 充分利用现代教学手段, 提高学生自主学习能力

针对学生普遍缺乏工程实践经验的现状, 在课堂教学中, 教师充分利用现代网络资源和多媒体手段, 根据课程教学内容及教学要求, 结合教师平时教学活动中收集、整理的工业现场照片、生产过程视频等资料, 形象、直观地展示给学生, 培养学生基本的工程意识, 让学生了解所学知识与工业生产之间的关系, 激发学生的好奇心, 提高学习兴趣。本教研组在讲授材料成形技术的基本原理和最新进展时, 将平时收集到的现场照片、国内外生产视频等制作成CAI课件, 结合工程实例讲解理论要点, 学生不仅直观地了解了生产工艺, 而且通过课堂讨论, 从中发现现有技术存在的问题以及与国内外最新技术之间的差距, 激发了学生的好奇心和学习兴趣, 拓宽了视野。学生非常愿意接受这种教学方式, 教学效果良好。

同时, 利用现代网络资源和学生热衷网络学习的特点, 不断开发网络课程, 建立网上教学平台, 包括教学课件、试题库、教学视频、自测习题库等, 拓展学生学习方式的维度和空间, 通过网络互动、网上答疑等为教师和学生提供一个虚拟课堂, 培养学生自主学习的能力, 为学生今后终身学习中学习习惯的养成和学习渠道的拓展打下了良好的基础。

2.3 结合工程实例的案例式教学方法

开展工学结合的课程教学模式改革。根据本课程岗位需求确定学生该“用什么”, 该“学什么”, 教师该“教什么”, 使教、学、用相统一, 以工作过程和任务驱动教学, 实现工作过程向教学过程转化。利用课程组教师大多具有良好的工程背景和科研课题研究经历的有利条件, 以教师在为企业服务过程中设计的零件和制订的工艺为例, 按照企业实际工作流程, 从零件设计图分析入手, 根据零件的功能要求和技术要求, 结合课程教学内容, 确定毛坯类型和加工方法, 制订零件成形工艺路线, 确定成形工艺参数, 完成零件成形工艺图等。这种以工程实际零件产品生产过程为主线, 以典型零件和工艺为载体, 以项目驱动教学, 拉近了教学与实际生产过程的距离, 深化了课程教学效果。

2.4 加强“双师型”教师队伍的培养

本课程在教学改革中, 以课程建设和专业调整为导向, 以培养、引进课程带头人和骨干教师为重点, 注重教学团队的师资建设, 形成优良的教风、学术氛围和团结协作精神, 推进本课程教学团队整体素质的不断提高。青年教师是教学的主体, 也是未来教学的生力军, 抓好青年教师特别是新进教师的上岗培训和指导工作, 选聘德才兼备, 富有实践经验的教师作为指导教师, 实行导师负责制, 使青年教师的敬业精神、业务素质、学术水平得到迅速提高。本教研组经常组织教师进行授课研讨, 邀请资深教授和教学督导听课, 找出青年教师在授课过程中存在的问题, 并提出建设性的改进意见, 促进青年教师教学水平不断提高。通过聘任企业工程技术人员作为兼职教师和选送教师到企业挂职锻炼等方式, 促进企业与学校之间的交流互动, 使教师参与企业生产实践活动, 逐步提升在校教师回归工程实践与应用, 服务工程需要的能力。教师培养机制的建立提升了本课程教学团队的整体教学、科研、服务水平, 教学质量明显提高。

2.5 加强教学实践基地建设

材料成形技术基础课程实践性很强, 课程内容整合改革需与区域经济特征对接。本课程在教授学生基本理论和知识的同时, 积极与地方企业沟通, 开展广泛合作, 互为依托, 加强教学实践基地建设。优秀教学基地的建设, 不但有效解决了学生实习难的问题, 还为教师参与企业科技攻关、新产品开发、课题研究提供了良好的机会, 有利于打造高素质的“双师型”教师队伍。

2.6 改革考核评价方式, 注重过程评价

为了搞好课程建设, 提高课程教学质量, 对课程的考核方式进行了改革, 基本思路是坚持以发展能力为主, 加强学生创新精神、综合素质的锻炼, 注重学习过程评价。本课程在考核方式上, 采取开卷考试形式, 着重考核学生对知识的理解、掌握程度和应用知识的能力。同时将开卷考试、课程报告、课堂提问、实验报告等成绩记入平时成绩, 并不断提高在期末考核综合评定过程中的比重。考核评价方式的改变, 不但减轻了学生在期末考试期间的负担, 而且调动了学生平时学习的主动性和积极性, 把学生从死记硬背书本、僵化读书的境地引导出来, 满足了学生的个性发展, 受到学生的广泛欢迎。

3 结束语

课程改革是教学改革乃至教育改革的重要组成部分, 提高教学质量和人才培养质量是课程改革的最终目的。课堂教学应从学生和学校实际出发, 结合区域经济发展需求, 以学生为主体, 以教师为主导, 充分发挥学生学习的主动性。材料成形技术基础课程作为专业技术基础课, 要改变传统教学中学生厌学, 教师难教, 课程内容枯燥乏味的现状, 必须更新教学理念, 并结合现代教育技术, 不断优化课程教学内容;同时不断加强教师队伍和环境资源建设, 注重学生素质和能力的培养, 才能培养出“知识面较宽, 基础较扎实, 应用性较强”, 符合现代社会经济发展需求的应用型人才。

摘要：论述了材料成形技术基础课程改革实践的方法和成果。指出课程教学与改革必须以学生为本, 把素质和能力培养贯穿教育教学的每一个环节, 同时又要与区域经济发展相适应, 坚持面向工程实际, 有针对性地开展人才培养。

关键词：课程改革,人才培养,工程实践,材料成形技术基础

参考文献

[1]张樱.我国高等工程教育课程改革问题研究综述[J].清华大学教育研究, 2000 (2) :120-124.

[2]余文森, 康长运.论课程改革的意义[J].中国教育学刊, 2003 (11) :16-21.

[3]杨春梅.当代英国大学课程改革研究[J].比较教育研究, 2004 (4) :16-21.

[4]赵长林, 董泉增.哈佛大学的课程改革及其启示[J].清华大学教育研究, 2000 (1) :112-120.

[5]马陆亭.用人单位对高校毕业生的录用与评价[J].高等教育研究, 2002 (1) :43-47.

[6]刘国繁, 曾永卫.工程应用型人才培养特色的实践探索[J].中国高等教育, 2010 (13-14) :26-27.

[7]范钦珊.以内容方法技术为重点深化课程教学改革[J].中国高等教育, 2004 (1) :35-37.