工程材料实验与创新

本书为普通高等教育机械类及近机械类专业技术基础课《工程材料》的配套实验教材。全书共四章，包括实验基本知识、基础实验项目、创新综合实验项目、创新拓展实验项目。主要特点是基础实验与创新实验并重，既可以培养学生工程材料基本实验技能，满足教学基本要求，又可以培养学生综合应用工程材料基本理论去分析解决实际问题的创新能力，适应现代创新型应用人才的培养目标。教材结构清晰，层次分明，实验项目编写分为实验目的、实验设备及材料、实验概述、实验内容、实验报告要求等。实验概述部分简要叙述实验相关的基本理论知识和实验设备的操作等，为实验提供理论及技术指导，强化重要知识点；实验报告要求部分设计有实验数据的测试及计算表格，并列出了实验结果分析的主要问题，为实验总结及实验报告提供指导，以更好地达到实验目的，提高学生分析解决问题的能力。本实验教材的基础实验及创新实验均包含多个实验项目，各学校可以根据自己的教学内容及实验设备进行选做。本教材适于高等本科院校及高职高专院校的机械类各专业、近机械类各专业、材料加工类各专业本科生的实验教学；适于相关专业研究生、机械行业工程技术人员的实验参考书。

前言
第1章工程材料实验基本知识1
11材料常用力学性能测试1
12材料的显微组织结构分析7
13金属材料成分分析23
第2章工程材料基础实验35
21实验一材料硬度测试35
22实验二铁碳合金平衡组织观察
分析38
23实验三钢的热处理工艺43
24实验四钢的热处理组织观察47
25实验五合金钢、铸铁、有色金属
组织观察52
26实验六工程塑料、陶瓷、复合材料
组织观察59
27实验七粉末冶金的热压烧结成形62
28实验八粉末冶金材料的密度与孔隙
率测试66
29实验九冷却速度对金属铸造组织的
影响68
210实验十低碳钢焊接接头组织观察及
分析73
第3章工程材料创新综合实验77
31实验一钢铁材料的成分鉴别77
32实验二淬火、回火热处理工艺对
钢组织性能的影响81
33实验三齿轮类零件的选材及
热处理85
34实验四刀具类零件的选材及
热处理89
第4章工程材料创新拓展实验94
41实验一材料金相组织的计算机定量
分析94
42实验二金属基复合材料组织的扫描
电子显微镜分析100
43实验三金属基复合材料的硬度测试
及分析106
附录A 钢铁材料硬度对照及钢的硬度
与强度换算表111
附录B常用钢的热处理工艺规范113
附录C常用化学浸蚀试剂115
附录D压痕直径与布氏硬度
对照表116
参考文献118

随着高等工科教育创新型应用型人才培养模式的转变，机械制造类专业及近机械类专业创新教育的实验教学内容需要进行改革与创新，需要增加创新型实验的内容训练，以提高学生的综合实践能力及综合创新能力，适应现代智能机械制造技术及先进实验技术的发展。
本书根据新版高等教育人才培养方案编写，突出创新创造、理实一体的实践教学理念，对工程材料课程实验的有关基础知识，如材料常用力学性能测试、材料显微组织结构分析、金属材料成分分析等进行了系统的阐述；在传统的基础实验项目，如材料硬度测试、常用金属材料组织观察、钢的热处理工艺等的基础上，增加了新材料方面的实验项目，如金属粉末冶金材料的热压烧结、密度及孔隙率测试等，还增加了材料成形方面的实验项目，如冷却速度对金属铸造组织的影响、低碳钢焊接接头组织观察及分析等；结合材料综合知识增加了创新综合实验项目，如钢铁材料的成分鉴别，淬火、回火热处理工艺对钢组织性能的影响，齿轮类零件的选材及热处理，刀具类零件的选材及热处理等；结合现代材料测试技术，增加了创新拓展实验项目，如材料组织的计算机定量分析、金属基复合材料组织的扫描电子显微镜分析、金属基复合材料的硬度测试及分析等。
本书中的实验基本知识的叙述简明精炼；基础实验项目重点突出，并做了适当扩充；创新综合实验项目突出综合设计及创新；创新拓展实验项目突出实验的新方法和新技术、新材料的测试分析等。实验项目的增加、综合及拓展，可以使学生了解材料试验及研究的前沿技术，扩大试验知识面，提高学生的实验技能，适应材料的发展趋势。所有实验项目均按照实验目的、实验设备及试样、实验概述、实验内容、实验报告要求等统一格式编写，设计了实验数据的测量及计算表格，并给出了实验结果分析的主要问题，可以使学生针对实验中的重点问题及主要现象进行分析，提高学生解决问题的能力。
本书图文并茂，增加了大量自制的材料图片，生动易懂；各实验项目的编写思路清晰，并设计了大量实验数据及实验结果分析表格，便于学生理解基本知识，总结分析实验结果。
本书可作为普通高等院校及高职高专院校机械制造及自动化、机械设计、机械电子工程等机械类专业，以及模具制造、能源与动力、农业机械、过程装备、交通运输等近机械类专业和高分子、电化学等材料加工相关专业的工程材料课程的配套实验教材，也可作为机械类、材料类、材料加工类等相关专业的研究生实验参考书，还可作为成人教育及有关工程技术人员的自学参考书。
本书由郑州轻工业大学高红霞教授等编著，并负责全书的统稿与审校。具体编写分工为：高红霞编写第1章的11节、13节，第2章的23～26节、210节，第3章的32节、33节，第4章的42节，附录；樊江磊编写第1章的121小节，第2章的27节、29节；吴深编写第1章的124小节，第2章的22节，第3章的34节；王艳编写第1章的123小节，第2章的21节，第4章的41节；李莹编写第2章的28节，第3章的31节，第4章的43节；周向葵编写第1章的122小节。
哈尔滨工业大学的郭景杰教授、武汉纺织大学的龚文邦教授参与了本书编写的总体规划，其他高校的同行教师也提出了不少宝贵意见，王蒙同学做了一些资料整理及图片制作等工作。在此深表感谢！
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请各位同仁及广大读者批评指正。

编者