工程材料实验报告

长安大学工程材料实验报告
班级：
姓名：
学号：
材料学院热加工实验室
实验一：硬度实验
简述实验仪器和实验过程：
实验数据：
实验材料热处理压头载荷(公斤) 硬度值(HRC) 45钢正火
45钢淬火
T12钢正火
T12钢淬火
分析与思考
1：钢的化学成分与洛氏硬度值的关系
2、钢的化学成分相同,热处理方法不同,硬度值如何变化?
3、简述HRA, HRB, HRC的压头类型，载荷重量，应用范围。

符号压头类型载荷(公斤) 硬度有效范围使用范围HRA 大于70
HRB 25~100
HRC 20~67
实验二：金相常识与铁碳平衡组织观察与分析简述实验仪器与实验过程
实验数据与绘图
分析与思考：
1：随着化学成分的变化,铁碳合金的组织和性能分别有什么变化?
2：正常情况下,铁素体的形状、颜色及硬度范围? 珠光体的形状、颜色及硬度范围? 渗碳体的形状、颜色及硬度范围?
实验三:钢的非平衡组织和铸铁组织的观察和分析简述实验仪器与实验过程
实验数据与绘图
分析与思考
1：亚共析钢正火组织形态特征是什么?
2：45钢和T12淬火组织硬度范围和组织形态有那些差别? 3：简述灰铸铁和球墨铸铁的石墨形态和基体组织形态。

工程材料实验报告
姓名
班级
学号
实验报告（一）
实验名称：
实验记录：
本组金属试样尺寸记录：材料：
直径(mm) 标距（mm）
拉抻前d0= L0= 拉伸后d1= L1=
本组非金属试样尺寸记录：材料：
厚度宽度截面积
= b =
拉抻试样 d
= b =
冲击试样 d
载荷：
F S= K N F b = K N
A k = J
实验结果汇总
20 45 塑料夹布胶木
σs MPa
强度
σb, MPa
δ %
塑性
Ψ %
硬度 HRB
冲击韧性a k J/cm2
结果分析
1、HRB、HRC在测量时所用的压头、载荷和读数方法有什么区别，各适用于测量什么材料。

标度压头类型载荷读数方式（内圈/外圈）适用材料HRB
HRC
2、分析含碳量对碳钢机械性能的影响。

3、分析合金元素对机械性能的影响。

4、分析为什么铝含金在航空领域应用广泛。

5、比较钢铁、有色金属、非金属三大类材料性能特点。

实验报告（二）
实验名称：
实验记录：
将观察到的各种钢的显微组织选择有代表性的部分画出，并指明各组成部分名称。

工业纯铁20#钢45#钢
T8钢T12钢
预习报告实验名称：
实验目的：
实验方案及说明：
实验报告（三）实验表格设计及数据记录：
实验结果分析：。

第1篇一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验方法的应用范围。

2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等硬度试验方法及其操作步骤。

3. 分析不同材料硬度与力学性能之间的关系。

4. 提高对工程材料性能评价的能力。

二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。

硬度试验方法主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。

1. 布氏硬度试验：在规定的载荷下，将直径为D的钢球或直径为D/10的金刚石球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕直径d，根据压痕直径和载荷F计算硬度值。

2. 洛氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石圆锥或淬火钢球压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕深度h，根据压痕深度和压头类型计算硬度值。

3. 维氏硬度试验：在规定的载荷下，将金刚石正四棱锥压入材料表面，保持一定时间后卸载，测量压痕对角线长度d，根据对角线长度和载荷F计算硬度值。

三、实验仪器与设备1. 布氏硬度试验机2. 洛氏硬度试验机3. 维氏硬度试验机4. 读数放大镜5. 标准硬度块6. 试样（如钢、铸铁、有色金属等）四、实验内容及步骤1. 布氏硬度试验（1）将试样放置在布氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。

（2）选择合适的载荷和钢球直径，按照实验要求进行试验。

（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕直径d。

（4）根据公式HB = 2F/d^2（F为载荷，d为压痕直径）计算布氏硬度值。

2. 洛氏硬度试验（1）将试样放置在洛氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。

（2）选择合适的压头和载荷，按照实验要求进行试验。

（3）保持一定时间后卸载，用读数放大镜测量压痕深度h。

（4）根据公式HRC = 100(K - h/d)（K为常数，h为压痕深度，d为压痕直径）计算洛氏硬度值。

3. 维氏硬度试验（1）将试样放置在维氏硬度试验机上，调整压头与试样表面垂直。

（2）选择合适的载荷，按照实验要求进行试验。

土木工程材料实验报告姓名班级学号材料表观密度与吸水率实验一、实验名称：材料表观密度与吸水率实验二、实验目的要求通过试验来掌握材料表观密度和吸水率的测量方法。

材料的表观密度是指在自然状态下单位体积的质量。

利用材料的表观密度可以估计材料的强度、吸水性、保温性等，同时可用来计算材料的自然体积或结构质量；吸水率是指材料与水接触吸收水分的性质，当材料饱和吸水时，其含水率为吸水率。

三、试验条件室温℃相对湿度 % 水温℃四、仪器设备游标卡尺、天平、鼓风烘箱、干燥器、温度计、直尺等。

五、试验方法与步骤A.表观密度实验步骤：1、将待测材料的试样放入105~110℃的烘箱中烘至恒重，取出置于干燥器中冷却至室温；；2、用游标卡尺两处试样尺寸，计算出体积V3、用天平称量出试样的质量m。

4、实验结果计算。

B.表观密度实验步骤：1、将试件置于烘箱中，以100±5℃的温度烘干至恒重。

在干燥器中（g），精确至0.01g。

冷却至室温后以天平称其质量m12、将试件放在盛水容器中，将水自由进入。

3、加水至试件高度的41处，6小时后将水加至高出试件顶面20mm 以上，在放置48小时让其自由吸水。

4、取出试件，用湿纱布擦去表面水分，立即称其质量m 2（g ）。

5、实验结果计算。

六、试验结果与计算材料的表观密度按下式计算：00V m =ρ= 吸水率按照下式计算：%100112⨯-=m m m W x =砂筛分析实验一、实验名称：砂筛分析实验二、实验目的要求通过试验获得砂的细度模数和级配曲线，并掌握砂颗粒粗细程度和颗粒搭配间的关系，掌握砂质量好坏的判定依据，为拌制混凝土时选用原材料作准备。

三、试验条件室温℃相对湿度 % 水温℃四、仪器设备摇筛机、标准筛、天平、浅盘、毛刷和容器等。

五、试验方法与步骤1、按要求称取四分后的干燥试样500g；2、将标准筛按孔径由大到小顺序叠放，加底盘后，将试样倒到最上层4.75mm筛内，加盖后，手工摇筛5分钟；3、按孔径大小，逐个用手于洁净的盘上进行筛分，通过的颗粒并入下一号筛内并和下一号筛中的试样一起过筛。

第1篇一、实验目的1. 了解建筑材料的基本性能及其对工程质量的影响。

2. 掌握建筑材料性能测试的方法和步骤。

3. 培养学生严谨的实验态度和科学的研究方法。

二、实验原理建筑材料是建筑工程的基础，其性能直接影响工程的质量和耐久性。

本实验通过测试建筑材料的基本性能，如强度、吸水性、耐久性等，了解其性能特点，为工程设计和施工提供依据。

三、实验材料1. 砖：红砖、烧结多孔砖等。

2. 混凝土：水泥、砂、石子等。

3. 砂浆：水泥、砂、水等。

4. 钢筋：HRB400钢筋。

四、实验仪器1. 振动台2. 抗折试验机3. 抗压试验机4. 水泥净浆搅拌机5. 吸水率测试仪6. 水泥胶砂流动度测定仪五、实验方法1. 砖的强度测试：将砖按照规定的尺寸切割成试件，进行抗折和抗压测试。

2. 混凝土的强度测试：将混凝土按照规定的配合比搅拌，制成标准试件，进行抗折和抗压测试。

3. 砂浆的强度测试：将砂浆按照规定的配合比搅拌，制成标准试件，进行抗折和抗压测试。

4. 砖的吸水率测试：将砖按照规定的尺寸切割成试件，在规定条件下进行吸水率测试。

5. 钢筋的屈服强度和抗拉强度测试：将钢筋按照规定的尺寸切割成试件，进行拉伸测试。

六、实验步骤1. 砖的强度测试：（1）将砖按照规定的尺寸切割成试件，确保试件表面平整。

（2）将试件放置在振动台上，进行预压处理。

（3）使用抗折试验机进行抗折测试，记录数据。

（4）使用抗压试验机进行抗压测试，记录数据。

2. 混凝土的强度测试：（1）按照规定的配合比搅拌混凝土，制成标准试件。

（2）将试件放置在振动台上，进行预压处理。

（3）使用抗折试验机进行抗折测试，记录数据。

（4）使用抗压试验机进行抗压测试，记录数据。

3. 砂浆的强度测试：（1）按照规定的配合比搅拌砂浆，制成标准试件。

（2）将试件放置在振动台上，进行预压处理。

（3）使用抗折试验机进行抗折测试，记录数据。

（4）使用抗压试验机进行抗压测试，记录数据。

4. 砖的吸水率测试：（1）将砖按照规定的尺寸切割成试件。

工程材料科学期末实验报告一、实验目的本实验旨在通过对不同工程材料的性能测试和分析，深入理解工程材料科学的基本原理和实际应用，培养我们的实验操作能力、数据分析能力和解决实际问题的能力。

二、实验材料和设备1、实验材料金属材料：低碳钢、中碳钢、高碳钢、铝合金、铜合金等。

陶瓷材料：氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。

高分子材料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

2、实验设备万能材料试验机硬度计金相显微镜热重分析仪差示扫描量热仪三、实验内容和步骤1、金属材料的拉伸实验制备标准拉伸试样，按照国家标准进行加工。

将试样安装在万能材料试验机上，设置加载速度和试验温度。

启动试验机，进行拉伸试验，记录拉伸过程中的力位移曲线。

试验结束后，测量试样的断后伸长率和断面收缩率，计算材料的屈服强度、抗拉强度等力学性能指标。

2、金属材料的硬度测试选择不同硬度的金属材料试样，如低碳钢、中碳钢、高碳钢等。

分别使用布氏硬度计、洛氏硬度计和维氏硬度计对试样进行硬度测试。

记录每个试样的硬度值，并对测试结果进行分析和比较。

3、陶瓷材料的性能测试制备陶瓷材料试样，如氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷。

使用热重分析仪对陶瓷材料进行热稳定性测试，测量材料在不同温度下的质量变化。

使用差示扫描量热仪对陶瓷材料进行热性能测试，测量材料的比热容、热导率等参数。

使用金相显微镜观察陶瓷材料的微观结构，分析其晶粒尺寸、晶界分布等特征。

4、高分子材料的性能测试制备高分子材料试样，如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。

使用万能材料试验机对高分子材料进行拉伸试验，测量其弹性模量、屈服强度和断裂伸长率等力学性能指标。

使用热重分析仪对高分子材料进行热稳定性测试，测量材料在不同温度下的质量变化。

使用差示扫描量热仪对高分子材料进行热性能测试，测量材料的玻璃化转变温度、熔点等参数。

四、实验数据处理和分析1、金属材料的拉伸实验数据处理根据拉伸试验得到的力位移曲线，计算材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等力学性能指标。

《工程材料与成型技术基础》实验报告评语：姓名：学号：班级：指导教师：成绩：日期：实验一碳钢金相样品制备与铁碳合金在平衡状态下的组织观察实验时间：一、实验目的1．通过实验能识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织。

2．掌握碳含量对铁碳合金平衡组织形貌及相组成比例的影响。

二、实验原理利用金相显微镜观察金属的内部组织和缺陷的方法称为显微分析（或金相分析）。

合金在极其缓慢的冷却条件（如退火状态）下所得到的组织称为平衡组织。

铁碳合金平衡组织的观察与分析，要依据Fe-Fe3C相图来进行。

（1）工业纯铁工业纯铁的碳质量分数小于0.0218%，组织为单相铁素体。

铁素体呈白亮多边形晶粒，晶界呈暗色的网络，并在晶界的局部区域分布有微量亮白窄条状三次渗碳体（Fe3CⅢ）。

（2）亚共析钢亚共析钢的碳质量分数为0.0218%～0.77%，组织为铁素体（白亮多边形块状）加珠光体（暗色层状）。

（3）共析钢共析钢的碳质量分数为0.77%，其室温组织为单一的珠光体。

其中白亮铁素体和暗色渗碳体以层状相间。

（4）过共析钢过共析钢的碳质量分数为0.77%～2.11%，在室温下的平衡组织为珠光体加二次渗碳体。

其中，二次渗碳体呈白亮网状分布在暗色珠光体的晶界上。

（5）亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁的碳质量分数为2.11%～4.3%，室温下的平衡组织为珠光体、二次渗碳体加变态莱氏体。

其中变态莱氏体为基体，在变态莱氏体基体上分布着暗色块状或椭圆状的珠光体，在珠光体晶体边缘有一薄层白亮二次渗碳体。

（6）共晶白口铸铁共晶白口铸铁的碳质量分数为4.3%，其室温下的显微组织为变态莱氏体，其中渗碳体为白亮基体，珠光体以暗色细条状和点状嵌镶分布在白亮渗碳体基体上。

（7）过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁的碳质量分数为4.3%～6.69%，其室温下的显微组织为变态莱氏体加一次渗碳体。

一次渗碳体呈白亮板条状嵌镶分布在变态莱氏体的基体上。

三、实验仪器、材料1.金相显微镜2.金相试样四、实验内容及步骤内容：1.通过观察分析，画出表中所列每种铁碳合金显微组织示意图，并用引线和符号标出各种组织的名称，在组织示意图下方填写合金名称、合金碳含量、显微组织名称、观察倍数、浸蚀剂等各个项目内容。

第1篇一、实验目的1. 了解水泥的基本性质和分类。

2. 掌握水泥的化学成分及其对性能的影响。

3. 学习水泥的物理性能检测方法，包括凝结时间、安定性和强度等。

4. 通过实验，加深对水泥工程应用的理解。

二、实验器材1. 水泥：硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。

2. 水泥净浆搅拌机、水泥净浆搅拌棒、凝结时间测定仪、安定性测定仪、水泥胶砂强度试验机、天平、量筒、试模等。

三、实验步骤1. 水泥化学成分分析（1）取适量水泥样品，用四分法缩分至所需质量。

（2）将样品放入高温炉中，在1100℃左右煅烧2小时，取出冷却至室温。

（3）将煅烧后的样品磨细，过0.9mm筛，备用。

（4）按照国标GB/T 1345-2011进行化学成分分析。

2. 水泥物理性能检测（1）凝结时间测定①按照国标GB/T 1346-2011进行水泥标准稠度用水量测定。

②将标准稠度水泥浆倒入凝结时间测定仪的试模中，静置30秒。

③启动凝结时间测定仪，观察水泥浆从加水开始至初凝、终凝的时间。

（2）安定性检验①按照国标GB/T 1347-2011进行水泥安定性检验。

②将水泥浆倒入安定性测定仪的试模中，静置24小时。

③观察水泥浆是否发生体积膨胀，如发生膨胀，则判定为不安定。

（3）水泥胶砂强度试验①按照国标GB/T 17671-1999进行水泥胶砂强度试验。

②将水泥、标准砂和规定量的水混合均匀，倒入试模中。

③将试模放在水泥胶砂强度试验机上，按照规定速度加压，使试件成型。

④在标准温度（20±2℃）下养护24小时，取出试件。

⑤将试件放入水泥胶砂强度试验机，按照规定速度进行抗压试验。

⑥记录试件的抗压强度。

四、实验结果与分析1. 水泥化学成分分析（1）硅酸盐水泥：SiO2 20.5%，Al2O3 5.2%，Fe2O3 2.5%，CaO 66.5%，MgO 1.5%。

（2）矿渣硅酸盐水泥：SiO2 28%，Al2O3 7%，Fe2O3 6%，CaO 36%，MgO 3%。

一、实验名称工程材料学实验二、实验目的1. 熟悉工程材料的基本性能和测试方法。

2. 了解不同工程材料的结构特点及其应用。

3. 掌握材料的力学性能、热性能和化学性能的测试方法。

三、实验时间2023年X月X日四、实验地点XX大学材料科学与工程学院实验室五、实验仪器与材料1. 仪器：- 电子万能试验机- 高温炉- 热分析仪- 水平式冲击试验机- 氧化锆磨损试验机- 显微镜- 尺寸千分尺- 精密天平2. 材料：- 钢铁材料- 铝合金材料- 塑料材料- 橡胶材料六、实验内容及步骤1. 材料力学性能测试（1）拉伸实验：将材料试样安装在电子万能试验机上，进行拉伸实验，记录试样断裂时的最大载荷和伸长量。

（2）压缩实验：将材料试样安装在电子万能试验机上，进行压缩实验，记录试样压缩过程中的最大载荷和压缩量。

2. 材料热性能测试（1）高温实验：将材料试样放入高温炉中，加热至预定温度，记录材料在高温下的变形和重量变化。

（2）热分析实验：将材料试样放入热分析仪中，记录材料在加热过程中的热重变化和热失重曲线。

3. 材料化学性能测试（1）腐蚀实验：将材料试样浸泡在腐蚀溶液中，观察材料表面变化，记录腐蚀速率。

（2）磨损实验：将材料试样放入氧化锆磨损试验机中，进行磨损实验，记录材料磨损量。

4. 材料微观结构观察（1）金相实验：将材料试样进行磨光、抛光、腐蚀等预处理，利用显微镜观察材料的微观结构。

（2）尺寸测量：利用尺寸千分尺测量材料的尺寸，记录测量结果。

七、实验结果与分析1. 材料力学性能分析根据实验数据，分析不同材料的拉伸强度、压缩强度、屈服强度、延伸率等力学性能，对比不同材料的力学性能差异。

2. 材料热性能分析根据实验数据，分析不同材料的热膨胀系数、热导率等热性能，对比不同材料的热性能差异。

3. 材料化学性能分析根据实验数据，分析不同材料的耐腐蚀性、磨损性能等化学性能，对比不同材料的化学性能差异。

4. 材料微观结构分析根据显微镜观察结果，分析不同材料的晶粒大小、组织结构等微观结构特点，对比不同材料的微观结构差异。

工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告工程材料综合实验处理报告单位：过程装备与控制工程10-1班实验者: 侯鹏飞学号10042107胡兴文学号10042108李东升学号10042110【实验名称】工程材料综合实验【实验目的】运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。

通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的仪器和设备：1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系；3、了解碳钢的热处理操作；4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；5、观察热处理后钢的组织及其变化；6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。

【实验材料及设备】1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等；2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10）【实验内容】三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。

1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）。

做实验前完成。

样品加热温度保温时间冷却方式20# 880℃25min 空冷45# 淬火880℃高温回火600℃淬火25min高温回火25min水冷T10 900℃30min 水冷2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。

样品20# 45# T10 硬度HRB50 HRC20 HR633、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。

4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。

样品成分组织性能20# 马氏体F+P冲压性与焊接性良好45# 马氏体F+P经热处理后可获得良好的综合机械性能T10 马氏体+奥氏体P+Fe3C II硬度高，韧性适中【实验步骤】1、观察平衡组织并测硬度：（1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）；（2）观察并拍摄显微组织；（3）测试硬度。