本书为高等学校
实验用
教材，主要介绍金属
材料制备、组织
分析和性能
检测的实验理论、实验方法和实验手段。全书共分4章，其中第1章为金属材料制备实验
基础，内容涉及
钢铁材料和有色金属材料的基本知识介绍、合金配制和熔铸工艺；第2章为金属材料组织分析实验基础，内容涉及金相组织分析、扫描电镜组织分析、电子探针显微分析、透射电镜组织分析、X射线衍射组织分析、
化学成分分析和材料热分析
技术；第3章为金属材料性能检测实验基础，内容涉及拉伸性能检测、硬度测试、疲劳性能检测、摩擦磨损性能检测以及耐
腐蚀性能检测；第4章为金属
材料成形基础实验，内容涉及与铸造、焊接、塑性成形及热处理有关的一些基础实验的
仪器设备、原理、方法及实施步骤。
本书可作为高等院校
材料科学与工程、金属材料、材料成型与控制工程等相关专业的实验用教科书和主要参考书，也可供有关专业的老师和工程技术人员自学与参考。
实验教学作为理论联系实际的重要环节，其对于大学生工程意识和创新思维的培养，以及动手能力和分析问题解决问题能力的培养都具有非常重要的作用。由于材料学科属于实践性比较强的学科，因此发挥实验教学的作用对于材料科学与工程专业学生的能力培养更显紧迫。众所周知，材料科学与工程专业实验教学涉及的内容比较广泛，涉及材料制备、组织分析、性能检测和工艺控制等，但传统实验教学中这些内容大多被分散到各个独立的实验项目中，因而非常不利于学生系统了解和掌握材料研究、开发及应用过程中的实验手段和实验方法，从而极大地影响了材料科学与工程专业创新人才的培养。为了充分发挥实验教学在人才培养上的作用，使实验教学与理论教学保持紧密联系的同时又具有相对的独立性和针对性，并能满足
现代开放
实验室对实验教学的要求，我们编写了本书。本书以材料科学与工程四大要素涉及的实验为基础，系统和全面介绍了金属材料研究开发过程中与材料制备、组织分析和性能检测有关的实验理论、实验方法和实验手段。在内容选择上，我们尽可能安排以全面提高学生实验技能为主的常用实验理论和实验方法，并按照金属材料熔炼制备、显微组织分析、性能检测和成型工艺基础实验进行分模块排序，以实现内容编写的系统性和科学性。此外，本书在强调传统组织分析和性能检测方法的同时，还对一些先进实验方法的应用也进行了介绍，以保持本书的先进性。本书由重庆工学院杨明波教授任主编，重庆工学院的杨惠和李晖副教授任副主编。其中第一章和第四章由重庆工学院的杨明波、唐丽文和张春艳编写，第二章由重庆工学院的杨惠、张春艳和赵玮霖编写，第三章由重庆工学院的李晖、陈建和唐丽文编写，全书由重庆大学张丁非教授主审。
由于条件所限，本书未能将所有参考文献一一列出，在此对所有参考文献的作者表示衷心的感谢。此外，本书在编写过程中得到了武汉理工大学孙智富教授的大力指导，并得到了重庆工学院材料科学与工程学院及教务处的大力支持，在此也表示感谢。
由于
新材料研发及材料制备新工艺、新技术的发展日新月异，以及材料制备、分析和检测方法的不断更新，加之编者学识有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。
编者?
2007年12月
第1章金属材料制备实验基础1
11 黑色金属介绍及其制备1
111 钢铁材料介绍1
1111碳钢和合金钢1
1112铸铁和铸钢3
112钢铁材料制备5
1121钢铁材料的配料5
1122铸钢的熔炼8
1123铸铁的熔炼8
12有色金属材料介绍及制备9
121有色金属材料介绍9
1211铝及其合金9
1212镁及其合金12
1213铜及其合金15
1214钛及其合金17
122有色金属材料制备18
1221铸造有色合金的配料19
1222铝合金的熔炼20
1223镁合金的熔炼32
1224典型铜合金的熔炼工艺40
第2章金属材料组织分析实验基础42
21金相组织分析42
211概述42
212金相显微镜的原理及使用42
213金相试样的制备47
214显微摄影与暗室技术50
215定量金相分析52
216彩色金相分析55
217典型金相组织分析实验58
22扫描电镜（SEM）组织分析76
221概述76
222扫描电镜使用介绍77
223扫描电镜（SEM）组织分析实验80
23电子探针X射线显微分析83
231概述83
232电子探针在材料成分分析上的应用84
24透射电子显微镜（TEM）组织分析87
241概述87
242透射电镜的结构及工作原理87
243透射电镜的主要性能参数及测定90
244透射电镜的选区电子衍射及成像原理91
245透射电镜的制样93
246透射电镜（TEM）组织分析实验95
25X射线衍射（XRD）组织分析97
251概述97
252X射线衍射仪的原理和构造98
253样品制备及测定过程100
26金属
材料化学成分分析简介104
27材料热分析（DTA/DSC/TG）技术104
271概述104
272热分析的原理、仪器及使用105
273材料热分析
试验过程109
274材料热分析实验112
第3章金属材料性能检测实验基础116
31材料拉伸性能检测试验116
311概述116
312拉伸试验机的构造及使用116
313材料的拉伸试验121
32材料硬度测试试验124
321概述124
322典型压入法硬度测试原理及硬度计的构造125
323硬度测量试验129
33材料的疲劳性能试验130
331概述130
332疲劳试验的方法及设备130
333疲劳试验过程（单点法）134
34材料的摩擦磨损试验134
341概述134
342摩擦磨损试验机构造及使用134
343典型材料的磨损性能测试实验138
35材料耐腐蚀性能测试试验140
351概述140
352盐雾试验箱和
电化学测试仪的构造及使用140
353盐雾腐蚀试验和金属材料恒电位法极化曲线测定144
第4章金属材料成形基础实验146
41铸造成形基础实验146
411实验一：铸件动态凝固曲线的测定146
412实验二：振动条件下结晶与铸件宏观组织的观察147
413实验三：合金熔炼及液态成型148
414实验四：凝固——定向凝固149
415实验五：铝硅合金的细化和变质处理151
42焊接基础实验155
421实验一：焊条综合实验155
422实验二：焊缝金属中扩散氢的测定160
423实验三：焊接接头金相组织分析163
424实验四：不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验168
425实验五：焊接应力与变形分析171
43塑性成形基础实验174
431实验一：圆环镦粗法测定摩擦系数174
432实验二：圆柱体镦粗时接触面上的正应力分布176
433实验三：金属塑性成型性能综合实验179
434实验四：金属塑性成型操作综合实验181
435实验五：金属塑性成型件质量
检验综合实验183
44材料组织及热处理工艺基础实验185
441实验一：
工程材料的金相显微组织的鉴别185
442实验二：材料的热处理工艺的制订与操作186
443实验三：材料热处理后的显微组织观察188
参考文献190
本书可作为高等院校材料科学与工程、金属材料、材料成型与控制工程等相关专业的实验用教科书和主要参考书，也可供有关专业的老师和工程技术人员自学与参考。
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