中南大学材料科学基础实验报告

实 验 报 告

实验课程： 材 料 科 学 基 础 学生姓名： 学 号：

专业班级：

年 月 日

实验一 浇注和凝固条件对铸锭组织的影响

一、实验目的

1. 研究金属注定的正常组织。

2. 讨论浇注和凝固条件对铸锭组织的影响。 3. 初步掌握宏观分析方法。

二、实验内容说明

金属铸锭（件）的组织一般分为三个区域：最外层的细等轴晶区，中间的柱状晶区和心部的粗等轴晶区。最外层的细等轴晶区由于厚度太薄，对铸锭（件）的性能影响不大；铸锭中间柱状晶区和心部的粗等轴晶区在生产上有较重要的意义，因此认为地控制和改变这两个区域的相对厚度，使之有利于实际产品，有很大意义。

铸锭的组织（晶区的数目、相对厚度、晶粒形状的大小等）除与金属材料的性质有关外，还受浇注和凝固条件的影响。因此当给定某种金属材料时，可借变更铸锭的浇注凝固条件来改变三晶区的大小和晶粒的粗细，从而获得不同的性能。

本实验是通过对不同的锭模材

第一章 原子排列

本章需掌握的内容：

材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性；

晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用

空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。 晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；

晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。

典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp； 晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。

了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性

了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb

非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构 分子相结构 1. 填空

1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_______________

第一章 原子排列

本章需掌握的内容：

材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性；

晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用

空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。 晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；

晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。

典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp； 晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。

了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性

了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb

非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构 分子相结构 1. 填空

1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_______________

专业：材料科学与工程 姓名：

实验报告

学号： 日期： 地点：曹楼

课程名称：材料科学基础实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：光学性能 实验类型：________________ 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

材料的力学性能

实验1 45钢（淬火、低温回火态）的静拉伸试验

一、实验目的

（1）掌握金属拉伸性能指标的测定方法，加深对拉伸性能指标物理意义的理解。 （2）了解组织形态对力学性能特点的影响。 二、实验原理 （1）屈服强度σ

S

淬火低温回火的45钢没有明显物理屈服现象，应测量其屈服强度σ中标距部分残余伸长达原长度0.2%的应力。 （2）抗拉强度σb

即为试验在拉伸过程0.2，

将试样加载至断裂，由断裂前的最大载荷所对应的应力即为抗拉强度。 （3）延伸率δ

延伸率为试样拉断后标距长度的增量与原标距长度的百分比即：

δ=[（LK-L0）/L0]×10

第一章 原子排列

本章需掌握的内容：

材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性；

晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用

空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。 晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；

晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。

典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp； 晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。

了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性

了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb

非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构 分子相结构 1. 填空

1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_______________

材料科学基础的一些总结

第一章 材料的结构

关于第一章在历年考题中所占的比例并不是很明显，但是是关于材料结构最基本的东西，建议定义特点比较来记忆。不重要的内容我会在最后给你总结出来，先把重点列出来吧，要不太罗嗦。

（1）掌握几种基本的结合键，特点，还有能够举出几种简单的例子，最好是能够相互比较，因为有几年的真题中出现过这部分的内容，大体是结构和性能关系之类的。

（2）晶面指数，晶向指数必须会标记，这部分在后面你们学习滑移面至关重要，还有部分名词的定义必须记一下，在我的资料中会有很多名词解释，理解中记忆下来，可以发现真题中并不是每年都会有定义题，但是有备无患。这点在后面就不强调了。

（3）点阵常数，原子半径，致密度等计算题掌握方法，偶尔会出题，原子的堆垛方式必须理解，设计后面的滑移面，滑移方向之类的内容。

（4）合金相结构，这部分内容不是太多，但是很会出题，例如固溶体类型区别扩展开来出题，固溶体这部分必须好好看，你看真题的时候会发现经常出，而且适合可肯达尔效应一起组合的；金属间化合物了解下，我不记得有出大题，你第一遍必须都细致的看一遍。

（5）1-5到1-8第一遍建议细看了解，不一定非要都记下来，但是其中有一部分还是很有意思的，比如玻璃增韧

“材料学基础”试题 2003.12.

专业班级 姓名 学号

一、名词解释（24分） 1、 晶界非平衡偏聚

2、 克肯达尔（Kirkendall）效应

3、 多边化

4、 微晶超塑性

5、 奥罗万（Orowan）机制

6、 加工硬化

二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB、OD晶向指数（AD=1/2AB）。（8分）

aaa[110]?[211]?[121]66三、在fcc晶体中，位错反应2能否进行？若反应前的

a[110]2是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分）

四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分） 五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分）

六、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题：（18分） 1、说明α相和η相的晶体结构类型；

2、写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）； 3、画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能－成分曲线示意图； 4、计算C

“材料学基础”试题 2003.12.

专业班级 姓名 学号

一、名词解释（24分） 1、 晶界非平衡偏聚

2、 克肯达尔（Kirkendall）效应 3、 多边化 4、 微晶超塑性

5、 奥罗万（Orowan）机制 6、 加工硬化

二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB、OD晶向指数（AD=1/2AB）。（8分）

aaa[110]?[211]?[121]66三、在fcc晶体中，位错反应2能否进行？若反应前的

a[110]2是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分） 四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分） 五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分）

六、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题：（18分） 1、说明α相和η相的晶体结构类型；

2、写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）； 3、画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能－成分曲线示意图； 4、计算Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数；

5、说明Cu-35%

中南大学考试试卷

2001 —— 2002 学年第二学期 时间 110 分钟 材料科学与工程 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级 总分 100 分，占总评成绩 70%

一、名词解释（5分×8） 1、 金属玻璃 2、 金属间化合物 3、 离异共晶 4、 晶界偏聚

5、 科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、 孪生 7、 反应扩散 8、 变形织构

二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数， OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。

aaa[211]?[121]?[1101]662、（10分）判断6位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩

展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。

3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。 4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么? 5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化

学 院： 材料科学与工程学院 姓 名： 班 级： 学 号：

指导教师：

实习时间：2010年6月28日—2010年7月8日

认识实习报告

目录

一. 前言 二. 实习要求 三. 实习安排 四. 粉冶厂

1. 粉冶厂简介

2. 硬质合金生产流程

五. 中南大学粉末冶金研究院

1. 2. 3. 4. 5.

粉末研究院简介 主要产品

粉末冶金工艺流程 粉末冶金材料 粉末冶金设备

六. 中南大学材料厂、非平衡所 七. 中南大学电子封装厂 八. 长沙振升铝材有限公司 1. 公司简介 2. 主要生产设备 3. 生产工艺流程 九. 湖南金龙国际集团 十. 认识实习自我心得体会

一.前言

认识实习是我们工科学生的一门必修课，通过认识实习，我们要对材料科学与工程专业建立一个感性认知，并进一步了解本专业的学习实践环节。认识实习是专业知识的摇篮 ，也是对工业生产流水线的直接认识与认知。

学习中应该深入实际，认真观察，多问多记，获取直接经验知识，巩固所学基本理论知识，按质按量完成指导老师布置的任务。学习工人师傅和工程技术人员的勤劳