金属材料 专业

金属材料专业设计型综合实验讲座,主讲人王鑫,1、设计型综合实验的目的,1.1培养自学能力研究能力创造思维能力语言文字表达能力和组织管理能力等。充分发挥主观能动性，勇于创新，提高对科学研究的兴趣和热情。,1.2提高、强化基本的实验技能。要求能独立地掌握本专业常规实验设备的使用方法操作程序，加强工程师素质的训练，为今后毕业设计教学内容夯实基础。,1.3通过对所选的课题的研究，培训一般地科学研究方法和科学地数据处理技术。重点内容：在科学研究方案制定、实验方法的合理选择、结果的科学分析、实验结果的归纳总结、科技论文撰写等方面进行训练。,1.4预期要达到的目的：具备一定分析问题、解决问题的能力。要求将所学过的专业基础理论知识和专业知识有机的进行结合，全面描述实验中存在的各种现象和实验的结果，综合地分析实验现象和结果产生的原因。最终能对研究结果提炼出合理化的建议和意见。,2、不同实验类型对比,2.1单一验证型实验的过程及要求：具备条件和目的：给出了所采用的实验原理实验用仪器、设备了解设备结构设置了实验方法条件、操作步骤（按照国家标准或行业标准要求）。最终验证理论教学的某一内容。需完成内容：实施实验操作过程、测定实验结果对实验结果进行误差分析撰写实验报告（主要说明在规定测试条件下的结果及结果的可靠性。）,2.2综合型实验的方法内容、过程及要求：具备条件和目的：提出了研究实验方案列出实验所涉及各种实验项目提供了各实验的原理和方法规定了各实验的条件和操作步骤(按照国家标准或行业标准)。最终了解事物某方面的特征。完成内容：独立实施操作测定实验结果对测试数据进行较科学地处理和对结果进行综合分析撰写实验报告（核心说明被研究对象在某一方面全部的特征。）,2.3设计型综合实验的内容、过程及要求:具备条件和目的：提出了具体的研究对象要解决或存在的问题列出了现有的条件、设备。最终要掌握研究对象的综合特征，对其进行全面的研究和评价。完成内容：学习所命题的科学研究方法制定试验方案选择所需要的各个子实验项目了解并熟悉各实验的原理和方法制定实验的条件和操作步骤独立实施实验操作过程测定实验结果对实验结果要进行严密的、科学的数据处理和分析总结出规律性、科学性的结果，提出有建设性的结论。结果形式是格式规范的科技论文（核心内容是撰写说明性或推广性的科技论文。）,3、时间安排：,3.1301班级：,3.2302班级：,3.3303班级：,3.4304班级：,3.5305班级：,3.6三本209、210班级：,4、设计型综合实验的流程,4.1设计型综合实验讲座,4.2选题为了达到设计型综合实验课程教学目的和质量，拟定了一个设计型综合实验的课题名单，根据自己的兴趣和爱好选择题目。如有特殊要求的，经审批后，可自选题目。,4.2.1热加工工艺专业方向课题名单1、高碳当量高强度灰铸铁组织性能研究指标要求：CE4.0%，b300MPa，石墨形态：A型或D型2、铸态珠光体球铁的组织性能研究指标要求:b800MPa，3.0%P85%，石墨形态：球状3、铸态铁素体球铁的组织及性能研究指标要求:b450MPa，15%F85%，石墨形态：球状4、薄壁铁素体球铁的组织性能研指标要求:b450MPa，10.0%F80%，石墨形态：球状5、薄壁灰铸铁的组织性能研究指标要求:b300MPa，P80%，石墨形态：A型或D型,6、奥氏体等温转变铸铁的研究途径：球铁、灰铁、可锻、蠕铁7、玻璃模具用铸铁材料的研究8、可锻铸铁退火工艺的优化指标要求：第一阶段退火时间8h,途径：孕育剂种类和合金化9、高强韧铝硅合金组织性能的研究指标要求:b350MPa110、活塞铝合金组织性能的研究指标要求:b350MPa11、高硅铝合金变质处理研究指标要求:b350MPa12、Al4.5Cu/SiC复合材料组织性能的研究,4.4.2金属材料专业方向课题名单1、铝合金压铸模热处理工艺设计2、粉未冶金模具热处理工艺设计3、板簧热处理工艺设计4、汽车变速箱齿轮固体渗碳工艺设计5、汽车变速箱齿轮热处理工艺设计6、热锻模的热处理工艺设计7、车刀材料类热处理工艺设计8、扳手材料类热处理工艺设计9、钻头材料类热处理工艺设计10、锯条材料类热处理工艺设计,11、同心度量具材料类热处理工艺设计12、螺丝刀材料类热处理工艺设计13、塞规材料类热处理工艺设计14、汽车发动机连杆的热处理工艺设计15、汽车发动机曲轴的热处理工艺设计16、紧固件的热处理工艺设计17、锌合金压铸模热处理工艺设计18、轴承热处理工艺设计19、塑料注射模主要模件的热处理工艺设计20、冷冲压模具热处理工艺的研究,4.2.3焊接工艺专业方向课题名单1、园柱型容器（60M3）焊接结构及工艺设计2、球型容器（60M3）焊接结构及工艺设计3、工字截面吊车梁焊接结构及工艺设计4、大型连杆类零件焊接结构及工艺设计5、大型轮盘类零件焊接结构及工艺设计6、灰铸铁零件（发动机缸体）焊补方法及工艺设计7、不锈钢薄板(件)焊接方法及工艺设计8、铜及铜合金薄板(件)焊接工艺设计9、铝及铝合金薄板(件)焊接工艺设计10、桁架（跨度20m）焊接结构及工艺设计11、焊接柱承重（20T高6m）结构及工艺设计12、低合金高强钢板件焊接工艺设计13、异种钢棒材的焊接工艺设计,4.3收集资料、查阅文献根据所课题研究内容和研究方向，学习、查阅、收集与本课题研究内容相近的、相关的文献资料至少5篇。从文献资料要了解这类课题目前研究的程度、前人所采用的实验方法、研究手段。达到对研究课题的初步的认识和了解。吸收文献资料的内容，拟定自己研究的新方向和采用的研究手段（要求参考不少于5篇文献资料内容）。与指导教师讨论和沟通，确定研究方法及设计方案的思路。,4.4制定设计方案4.4.1热加工工艺专业方向：以铸造合金成份设计为主线，了解各种元素在合金中的作用，熟悉各种铸造方法、各种铸造生产工艺的特点，掌握铸造合金材料显微组织特征、铸造合金性能的检测方法，总结显微组织与合金性能的关系，加强对新材料的研究开发。具体流程：成份设计（核心内容）配料计算造型方法及工艺熔炼工艺炉前处理工艺浇注工艺机械性能试样加工标准制定性能测试及结果金相显微组织分析科学数据处理。,4.4.2金属材料专业方向：根据所制作工件的几何尺寸、使用性能和失效形式，有依据选择综合性能最佳的材料，了解合金元素对该材料合金相图、淬透性、连续冷却C曲线、端淬曲线等性能的影响规律；熟悉不同的热处理方法和工艺对该材料性能的影响程度，制定所选材料的热处理工艺和生产工艺流程，掌握材料的显微组织特征和机械性能的检测方法，有预见的总结合金相图、材料性能、显微组织三者间的相互关系。具体流程：设计所研究零件的几何形状制定材料的使用性能选择综合性能最佳的材料种类选择加热方式及设备观察材料原始组织制定预热处理工艺制定最终热处理工艺机械性能试样加工标准制定性能测试金相显微组织观察数据科学处理。,4.4.3焊接工艺专业方向：分为焊接件的结构设计和焊接工艺设计两大类。其中焊接工艺设计是根据所选金属材料的焊接性能及焊接过程中容易出现的问题，了解各种材质的焊接特征和焊接组织性能的规律，选择适当焊剂的种类和焊接材料，合适的焊接方法，制定合理焊接工艺和流程，对焊接后进行有效的后期热处理。观察不同焊接区域的显微组织，分析其各区组织特征及性能，制定综合评价材料的焊接质量的标准。具体流程：了解焊接材质的焊接性能、焊丝的性能选择焊丝的种类和焊剂种类选择焊接方式及设备制定具体的焊接过程中工艺参数制定焊接的流程及后期处理性能试样加工标准制定性能测试及结果金相显微组织分析,4.5设计方案审查,特别注意：不要仅用一篇资料进行模仿，要吸收所有资料所长，最好选择别人没有涉及的新内容。,4.6组织实施实验在教学期间，实验室全部开放利用一切有效时间自行组织，注意安全独立实施实验过程,4.6.1热加工工艺专业方向实验实施过程,注意事项：避免选择未知成份的变质剂、孕育剂、球化剂等实验前应检查试验时所用工辅具是否完好辅助实验应预先合理安排（如金属型预热、浇包等）按照设计要求准备炉料，特别注意某些炉料的粒度有要求实验操作步骤应详细，实验操作过程对初学者应适用注意与其它同学配合和协作,4.6.2金属材料与工程专业实验实施过程,注意事项：避免选择非常用的和特殊成份的材料检查材料原始组织状态实验前应检查试验时所用工辅具是否完好小试样应捆扎，避免用工具直接夹取试样防止试样氧化（脱碳）按照设计工艺要求进行热处理，控制炉温变化在安全范围实验操作步骤应详细，实验操作过程对初学者应适用注意与其它同学配合和协作,4.6.3焊接专业方向实验实施过程,注意事项：避免选择非常用的和特殊成份的焊条实验前应检查试验时所用工辅具是否完好注意零件焊接结构试样焊缝区上下一定要焊透焊后注意消除应力防止试样氧化实验操作步骤应详细，实验操作过程对初学者应适用注意与其它同学配合和协作,4.7数据处理及结果分析用科学方法处理数据，合理选择数据不要舍弃与自己预想有差异的结果，对异常结果要非常留意，因为异常现象后面往往隐藏着重大发现,4.8撰写科技论文撰写约5000字的科技论文。,4.9答辩随机抽查，每人10分钟。每班8人左右。,4.10考核方法及成绩按照教学流程分步、实时进行记分，见考核成绩表。记分组成：制定设计方案可行性、实验技能、实验结果、论文质量、答辩。教师综合评语：按学生设计的研究方案、研究方法，实验操作技能，实验结果可靠性，分析讨论的广度和深度等方面，给出更合理地建议。成绩按优、良、中、及格、不及格记。,5、不同专业方向专职指导教师,热加工工艺方向（铸造）：王鑫：办公室教一楼203或112金属材料方向（热处理）：刘建康：办公室教一楼一层力学性能实验室焊接工艺及设备方向：郑曙阳：办公室教一楼二层多媒体北隔壁223,6、科技论文写作方法,6.1科技论文写作基本要求科技论文是科学研究成果的书面表达形式。科技论文的读者主要是本行业的专业人员。科技论文文字表达要求简明扼要、直截了当、客观求实文句简练平实朴素。科技论文写作要以理服人，不是以情感人，不能用夸张和渲染的手法。科技论文写作主要以说明和叙述为主。,6.2科技论文的组成论文标题；作者姓名；目录；摘要和关键词；正文；参考文献和注释；致谢；附录；正文是论文最核心的部分。,6.2.1论文标题的写作论文的标题一方面反映论文的中心内容，读者看了标题就知道文章讨论的是什么问题，或从标题中看到作者的观点。另一方面也方便于论文的分类和检索。科技论文的标题写作还可在主标题后加入副标题，副标题是对主标题补充和引申。,6.2.2作者署名署名体现了作者在该项研究中付出的辛勤劳动和取得的研究成果。署名也表示对论文中的结果负责。署名内容一般包括：作者，工作单位，联系方式。目的是方便读者与作者联系。,6.2.3目录写作目录反映论文的提纲目录所列条目就是论文的小标题。目录内容能了解论文内容的整体布局，帮助读者查阅章节。目录可帮助读者方便地直接阅读有兴趣的部分。,6.2.4摘要的写作摘要放在论文的正文之前，论文的摘要是论文内容基本思想的缩影，简明扼要地概括了论文的要点。摘要内容要能体现论文的研究目的研究方法及研究结果和结论等。但不叙述研究过程，不举例，不论证，不用图表和公式，不分段落。采用第三人称写。措词要简短精炼明确。字数大约在100400字之间。,6.2.5关键词写作关键词是科技情报部门做二次文献编制索引卡所需要的.关键词应标注在论文的摘要之后。关键词一般是指所属专业学科的语言词汇中优选出的词。关键词也可用反映文章主题内容，但未经学科规范化过的词和术语。,6.2.6正文的写作正文是科技论文的主体，它反映研究的方法，对论题的论证和分析，研究的成果和论文达到的水平。实验研究型论文的结构形式已规范化，通常有前言、材料和实验方法、实验结果和讨论、建议和结论四个部分。前言是提出问题，实验方法是说明测试的条件，实验结果与讨论是分析问题，建议和结论是解决问题,6.2.6.1前言的写作前言或叫引言，前言的作用主要是引导读者了解论文要讨论的问题，明确选题的意义研究目的和论文的重点。前言的内容包括：课题的来源或问题的提出；研究本课题的目的作用和意义；介绍前人的有关工作和已经取得的进展，以及尚存在的问题；对本研究课题范围内已有文献进行评述，这能反映出作者对已有文献的分析综合判断的能力；本课题涉及的范围和希望解决的问题。注意：前言的内容要尽量避免和正文重复，以免给读者造成前人的观点、成果与作者自己的观点混为一体的感觉，这样不利于作者阐明自己的工作。,6.2.6.2材料和实验方法写作试验条件和实验采用的方法是实验研究取得成果的基础。这部分内容主要介绍实验的研究对象使用设备实验装置和材料及实验方法和原理。科学研究的成果必须接受别人的检验，要求实验条件具有“重现性”。凡是使用的通用仪器和设备只需提供名称和型号即可；新设计或改装的设备仪器或实验装置，应说明其结构和性能的特点，要比较具体地介绍实验装置和方法。,6.2.6.3结果和讨论写作这部分内容是论文的心脏。实验结果是指通过实验获得的事实材料，是分析并取得结论的依据。对实验所获得的各种数据资料必须通过整理再用文字或图表表达出来，应说明数据的处理方法。对所有材料经过取舍、归纳、整理，舍弃确实由于仪器故障等原因造成的错误结果。讨论是对实验结果进行分析，明确概念，作出判断；对实验现象做出解释，对所有材料进行综合，对实验结果进行理论证明，揭示对事物变化的原因。这部分内容体现论文的创造性和理论水平。一定要注意写作科学研究论文并不等同于写作实验报告。,6.2.6.4结论和建议写作结论是作者对研究的问题和实验结果经过分析讨论判断推理，从感性到理性的逻辑发展，获得规律性的认识。结论是整篇文章的总结，是论文的结晶。结论也反映了作者在研究初期提出的问题是否获得解决，或提出的假说是否已得到证实。建议是根据结论提出的，在今后工作时应如何改进方案或者进一步的设想。,6.2.7参考文献和注释科学研究绝大多数是在前人的工作基础上的进一步发展和继续。常常需要引用别人的观点和成果，应在论文的最后列出参考文献。参考文献编排方式：书类：编号，作者姓名，书名，出版社，出版年月。杂志类：编号，作者姓名，题目，期刊名，年，第期。,6.2.8致谢凡是对研究工作或论文写作提供过指导和帮助的同志，应在论文结尾处书面致谢，以表示尊重他人的劳动，感谢他人的帮助。,6.2.9附录有时一些数据符号说明或有关资料不宜放在论文的正文之中，可以合适为附录放在论文的结尾。,6.3科技论文的标准格式国家标准（GB771387）是“论文编写格式”。文中各级标题的序号排列对论文标题编号的要求是：章节编号采用阿拉伯数字分级编写。例如：1（一级标题）对应表示第一章1.1（二级标题）对应表示第一节1.1.1（三级标题）对应表示第一条1.1.1.1（四级标题）对应表示第一项：注意：论文中插入的图或表应标注有表题或图题，表题放在表的上方，图题放在图的下方，按章节独立排序，同时每章节内的图顺序号与表顺序号相互独立排序，不能混排。格式是：章节号图片顺序号表注或图注,6.4实验型科技论文的标准形式范例,铝合金压铸模用材料的热处理工艺研究,刘建康（西安工业大学材料与化工学院，邮编：710032，),摘要木木木木木木木木木木林琳木木木木木木木木木木林琳木木木木木木木木木木林琳木木木木木木木木木木林琳木木木木木木木木木木林琳木木木木木木木木木木林琳木木木木木木木木木木林琳木木木木林琳木木木木木木木木木木林。关键词：琳木木木木，木木木，木木木林,目录,1绪论1.1琳木木木木木木木木木木林.11.1.1琳木木木木木木木木木木林.21.1.2琳木木木木木木木木木木林.31.2琳木木木木木木木木木木林72实验方案及实验方法102.1琳木木木木木木木木木木林.102.1.1琳木木木木木木木木木木林.102.1.2琳木木木木木木木木木木林.122.2琳木木木木木木木木木木林.143.结果与讨论153.1木木木木木木.153.2木木木木木木.183.2.1琳木木木木木木木木木木林.223.2.2琳木木木木木木木木木木林.244.结论25参考文献26致谢.27附录.28附录一：木木木木木木.28附录二：木木木木木木33,1前言,1.1Ms点、C曲线等方面的影响1.1.1Ms点、C曲线等方面的影响根据研究工件的使用状态选择性能评价指标（铝合金模具的失效主要形式是受拉压应力、交变热应力的影响、还是浸蚀或化学反应），初步确定金属材料的种类。再根据工件的几何尺寸和所承受的应力和生产批1.1.2Ms点、C曲线等方面的影响根据研究工件的使用状态选择性能评价指标（铝合金模具的失效主要形式是受拉压应力、交变热应力的影响、），初步确定金属材料的种类。再根据工件的几何尺寸和所承受的应力和生产批1.2还是浸蚀或化学反应下其机械性能指标曲线，并了解这些金属材料中各种合金元素对其性能如AC1温度、Ms点、C曲线等方面的影响规律，最终确定材料的成份。.,2实验方案及方法,2.1Ms点、C曲线等方面的影响2.1.1Ms点、C曲线等方面的影响根据研究工件的使用状态选择性能评价指标（铝合金模具的失效主要形式是受拉压应力、交变热应力的影响、还是浸蚀或化学反应），初步确定金属材料的种类。再根据工件的几何尺寸和所承受的应力和生产批图2-1性能评价.,2.1.2Ms点、C曲线等方面的影响根据研究工件的使用状态选择性能评价指标（铝合金模具的失效主要形式是受拉压应力、交变热应力的影响、），初步确定金属材料的种类。再根据工件的几何尺寸和所承受的应力和生产批2.2还是浸蚀或化学反应下其机械性能指标曲线，并了解这些金属材料中各种合金元素对其性能如AC1温度、Ms