工程材料及成型工艺实验指导书

工程材料及成型工艺实验指导书
工程材料及成型工艺实验指导书

《工程材料及成型工艺》

实验指导书

二零一零年九月

实验须知

1. 实验前应仔细阅读实验指导书和有关教材,认真做好预习。教师发现无充分准备者,可停止其进行实验。

2. 学生应准时进入实验室,在教师讲解实验内容之前不得擅自操作实验仪器等。各项实验内容应有始有终独立完成。

3. 实验过程保持严肃、安静、整洁、遵守操作规程、注意安全、例行节约。若发现故障,应立即报告教师酌情处理,不要擅自拆修。

4. 实验用的一切物品(如试样、图片、试剂和工具等)不准带出实验室。

5. 实验完毕将仪器物品收拾整齐,恢复原状并作好室内外卫生工作。

6. 每次实验后须完成书面实验报告,于下次实验前交给老师,实验报告成绩作为课程考核总评成绩的一部分。

7. 实验报告统一用报告纸撰写,字迹清楚。

8. 进入实验室应遵守实验室的一切规章制度。

实验一 硬度计的结构原理及使用方法

一、实验目的

1、了解布氏硬度计、洛氏硬度计及维氏硬度计的基本原理及其结构;

2、熟悉并掌握洛氏硬度计的使用方法; 二、实验原理概述

金属材料的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同;因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性,微量塑变抗力,形变强化能力以及大量形变抗力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,而且可以近似的推算出材料的其它机械性能,因此在生产和科研中应用广泛。硬度

试验方法很多,

机械工业普遍采用压入法来测定硬度,压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。

(一)、布氏硬度

1、基本原理及结构

根据 GB231-84规定,布氏硬度试验法是用直径为D 的淬火钢球(或硬质合金球),以相应的试验

力F 压入被测材料的表面,保持规定的时间后,卸掉试验力,用读数显微镜测出材料表面的压痕直径d 。计算压痕单位面积上所受的力,即为被测金属的布氏硬度值HBS (或HBW )。HB=

)

(22

2

d D

D D P --

π,式中P 为通过钢球施加在试样表面上的负荷(公斤),D 为钢球的直

径(mm ),d 为压痕的直径(mm )。但实验时,是根据d 值查表求硬度值。

布氏硬度计的基本结构如图所示,由机体与工作台、杠杆机构、压轴部分、减速器部分及转向开关系统等组成。

2、布氏硬度计的安装

(1)布氏硬度计应安装于干燥、清洁、无震动及无腐蚀性气体的室内。安装硬度计的基础应坚固平坦,其高度约为550mm 左右并留有保证人工加卸载砝码的场所。安装妥善的硬度计其纵横方向上的水平度为0.2/1000(在工作台21上测量)。

(2)自电压380伏的三相交流电源,通过闸刀开关将电线接于后盖处外露的3根引出线上,将地线接于螺钉上。

(3)扭紧螺钉5打开电源开关,启动按钮开动后,检查减速器上曲柄的回转方向,如果圆盘是按顺时针方向回转(观察机身右侧之固定螺钉),则表示接线正确;如果回转方向相反,应立即停机,改变相序,否则固定挡板将被折断,造成事故。

3、布氏硬度计的使用

在进行布氏硬度试验时,应首先根据试样厚度确定压头直径D,再根据材料和布氏硬度值范围选择F/ D2的值,进而确定载荷F0。然后将试样放在工作台21上,按顺时针方向转动手轮24,使工作台上升至试样与压头20接触,并在手轮打滑后开动电动机27,经减速器7减速后,驱动连杆11与摇杆19向下运动,此时大杆12、砝码10、小杆15及压轴17也向

摇杆上升,卸掉载荷。反时针方向转动手轮,使工作台下降并取下试样。最后用读数显微镜测出压痕直径d。根据d查表求得布氏硬度值。

4、操作注意事项

(1)若压痕直径不在(0.4~0.6)D的范围内,应重选F/ D2的值重做试验;

(2)由于压痕周围存在变形硬化现象(可达2~3倍的压痕直径),所以要求相邻两个硬度点的距离≥4d,软材料≥6d,试件厚度不小于压痕深度的10倍,压痕离试件边缘的距离应不小于压痕直径;

(3)试验时必须检查负荷保持时间与所选择的负荷时间是否相符;

(4)多试样试验时,硬度不同时,每块试样都必须重新调整负荷时间(即拧开压紧螺钉确定负荷保持时间),否则会影响示值。

5、布氏硬度的特点

布氏硬度试验的优点是其硬度代表性全面,因压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均性能,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响。因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料;试验数据稳定,数据重复性强,此外,布氏硬度值和抗拉强度σb间存在一定换算关系。

(二)洛氏硬度

1、原理及结构概述

洛氏硬度试验是将顶角为120°金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压头,在一定载荷F作用下压入被测金属表面,保持一定时间后卸掉载荷。根据压痕的深度h确定被测金属的硬度值。根据所加的载荷和压头不同,洛氏硬度值常用的有三种标度:HRA、HRB、HRC

见表1-2。洛氏硬度试验

是在洛氏硬度计上进行,

如图 1—4所示。实验时

试样15放在工作台16上,

按顺时针方向转动手轮

18,使工作台上升至试样

与压头14接触。继续转动

手轮,通过压头和压轴顶

起杠杆10,并带动指示器

表盘12的指针转动,待小

指针指到黑点时,试样即

已加上98N的强载荷,随

后转动指示器表盘使大指

针对准“O”(测HRB时对

准“30”),按下按钮1

释放转盘4。在砝码5、6

的作用下,顶杆11在缓冲

器3的控制下匀缓下降。

主载荷通过杠杆、压轴和压头作用于试样上。停留规定时间后,扳动手柄2,使转盘顺时针方向转动至原来被锁住的位置。由于转盘上齿轮使扇齿轮、齿条同时运动而将顶杆顶起卸掉主载荷。这时指针所指的读数(HRC、HRA读C标尺,HRB读B标尺)即为所求的洛氏硬度值。

2、洛氏硬度计的安装与调试

(1)硬度计应安装在室温10~35℃、无震动、无强磁场、无腐蚀性气体的环境中,并安放在坚固平稳的台座上,台座上预先做出Φ55的通孔,以便升降丝杆通过。

(2)将砝码的杆连着砝码座拧入吊套内,并将砝码B、C依次放上。

(3)将工作台插入丝杠上端孔中,并根据工作台台面用水平仪将硬度计调整至0.2/1000。

(4)缓冲器的调整:在试验前,应检查缓冲器是否已调整好,为此可装上钢球压头,并选择100公斤(980.7N)负荷,将砝码B放在吊架上。将硬度块放在大平工作台上,并升起工作台,施加初试验力至指示器小指针指示红点处,大指针指于标记B处。将操作手柄推向后方,观察指示器指针开始逆时针方向转动至停止所用的时间,并用秒表进行记录。如果施加试验力时间不在4~6秒范围内,可把缓冲器上的油针旋出或旋放少许,再重复上述操作,观察施加试验力的速度,若施加试验力的速度调整好了,应将油针锁紧。

(5)示值的校核:硬度及安装调试完之后,应用出厂时所带的硬度块进行校核,可在硬度块表面上不同位置进行五点校核,如后三次读数平均值与硬度块标准值之差不超过规定误差,则说明硬度计已安装调校好,可以进行试验了。

3、洛氏硬度计的使用

(1)清理试样表面,并根据试样的材料、形状、选择压头、载荷和工作台。

(2)按表1-2选择压头及载荷。

表1-2 洛氏硬度的试验规范

头缓慢接触直至表盘小指针从小黑点移动到小红点,大指针指向上方左右5度时为止。调整读数表盘。如作HRC 、HRA 硬度试验时,使大指针与表盘上黑字C 处对准。试验HRB 时,使大指针与表盘上红字B 处对准。

(4)加主载。平稳地板动加载手柄,手柄自动升高至停止位置(时间为4~6秒),并停留10秒后卸去主载,扳回手柄至原来位置。由表盘上直接读出硬度值。HRC 、HRA 读黑刻度数字。HRB 读红刻度数字,然后逆时针转动手轮,卸下试样。

(5)用同样的方法在试样的不同位置测三个数据,取其算术平均值为试样的硬度值,各压痕中心距和压痕中心至试样边缘的距离不得小于3mm 。

4、操作注意事项

(1)试件上各压痕中心的距离及压痕中心至试件边缘距离均不得小于3mm 。

(2)施加初试验力时,时间只允许向上移动,直至初试验力加好为止,不得中途退会,又继续向上移动。

(3)使用本计硬度块时严禁两面使用,因为有压痕的一面有金属的残余变形,将会影响硬度计的校准。

(4)硬度计使用完毕,应罩上机衣,以防灰尘进入机内。

(5)对形状复杂的试件要采用相应形状的垫块,固定后方可测试。对圆试件一般要放在V 形槽中测试。

(6)加载前要检查加载手柄是否放在卸载位,加载时动作要轻稳,不要用力太猛。加载完毕加载手柄应放在卸载位置,以免仪器长期处于负荷状态,发生塑性变形,影响测量精确度。

(三) 维氏硬度测试法

为了避免钢球压头的永久变形,布氏硬度法只能用来测定硬度值小于HB450的材料,洛氏硬度法为了测定由软到硬的不同材料的硬度,采用了不同的压头和总载荷,有很多种标度,彼此间没有什么联系,也不能换算。为了实际应用中方便,取同一材料用不同标度测定,列出表格,只能供大致估算。为了从软到硬的不同材料有一个连续一致的硬度标度,制定了维氏硬度试验法。

1、维氏硬度的测量原理

维氏硬度的测量原理基本上和布氏硬度相同,所不同的是用金刚石正四棱锥压头。正四棱锥两对面的夹角为136°,底面为正方形。维氏硬度所用的载荷有5kg 、10kg 、20kg 、30kg 、50kg 、100kg 、120kg 等,负载的选择主要取决于试件的厚度。

在载荷P 的作用下压头在试样表面压出一个底面为正方形的正四棱锥压痕。用显微镜测定方坑对角线长度d ,维氏硬度值HV 等于所用载荷与压痕面积的比值。压痕面积F 为:

2

/2sin 68F d =?

则 222

/2sin 68/ 1.8544//HV P F P d P d kg mm ==??= 式中:P ——载荷; d ——压痕直径; F ——压痕面积。

从式可知,当载荷P 已知时,只要测得压痕 对角线长度d ,就可以求出维氏硬度值。通常是在测量d

值后从《压印对角线与维氏硬度对照表》中查出相应的硬度值。

φ角选择136°是为了使维氏硬度得到一个成比例的并在较低硬度时与布氏硬度基本一致的硬度值。在布氏测试法台规定0.25

d/D 值是

0.375,sin

0.375

2?

=,φ=44°,与此相对应的金刚石正

四棱锥的两以面间夹角就是180°--44°=136°。所以布氏硬度在HB300, 它们间的差别增大,这是由于布氏测试法所 图1-3 维氏金刚石棱锥压头用的钢球压头开始变形使压痕直径偏大所造成的。

2、维氏硬度的测试

(1)对试样的要求

要求试样经过抛光,试样硬度至少是压痕深度的10倍或者不小于压痕对角线的1.5倍,在满足这个条件的情况下尽可能选用较大载荷,可减少测量误差。 (2)压痕对角线的测量

维氏硬度压痕对角线的长度是用附在硬度计上的显微测微器进行测量的。压痕对角线的测量精度可达10-3mm 。应测出两条互相垂直的对角线的线度,取平均值作为压痕对角线的长 度d 。规定两条压痕对角线之差与较短对角线之比不大于2%。若材料各个方向上的硬度不均匀 而使比值>2%者,需要在硬度值后面注明。 (四) 显微硬度测试法 图1-4维氏硬度的测试原理

1、显微硬度的测量原理

显微硬度的测量原理与维氏硬度一样,也是用压痕单位面积上所承受的载荷来表示的。只是试样需要抛光腐蚀制成金相显微试样,以便测量显微组织中各相的硬度。显微硬度一般用HM 表示。

显微硬度测试用的压头有两种:一种是和维氏硬度压头一样的两面之间的夹角为136°

的金刚石正四棱锥压头,这种显微硬度的计算公式为:22

1854.4//HM P d kg mm = 式中:P ——载荷(g); d ——压痕对角线长度(μm)。 显微硬度值与维氏硬度完全一致,计算公式差别只是测量时用的载荷和压痕对角线的单位不同造成的。

图1-6中还表示了另一种显微硬度压头。这种压头叫克努普(Knoop)金刚石压头。它的

压痕长对角线与短对角线的长度之比为7.11。克努普显微硬度值为: 2

2

/14229//HK P A P L kg mm ==

式中:P ——载荷(g); L ——压痕对角线长度(μm)。

图1-5维氏金刚石棱锥压头图1-6努氏(Knoop)金刚石棱锥压头

显微硬度如用kg/mm2为显微硬度的单位时,可以将单位省去,例如HM300,表示其显微硬度为300kg/mm2。

2、显微硬度计的构造及其应用

显微硬度计是由显微镜和硬度计两部分组成。显微镜用来观察显微组织,确定测试部位,测定压痕对角线的长度;硬度测试装置则是将一事实上的载荷加在一事实上的压并没有上,压入所确定的测试部位。

现以ПMT-3型的显微硬度计为例说明其构造及其使用方法。

(1)构造

ПMT-3型的显微硬度计主要由支架部分、截物台、负荷机构、显微镜系统等四部分组成。

①支架部分主要由底座和主柱组成。借助调节螺母可升降托架,使显微镜整体上下移动。

②截物台由三个螺钉固定在底座上,其中两个螺钉控制其前后左右移动。载物台移动的最大行程为10mm,旋转手柄可使载物台作180°回转运动,使显微镜观察到的组织,恰好能转到显微硬度计压头下面,然后加载,得一个显微硬度压痕。当载物台回转到原来位置以后,压痕对角线长度可由显微镜测量出来。载物台不需要转动时可用固定螺钉使载物台固定。

③加载荷重机构是显微硬度计的重要组成部分。

载重荷机构安装在臂架上,与物镜相对称。立柱1由两片弹簧(3与4)支持着,在它的下端装入压头8,荷重砝码套在立柱中部,立柱平时由托板托住。加载荷时,借手柄7逆时针方向旋转而使托盘离开,立柱随之下降,载荷就图1-7 ПMT-3型的显微硬度计的载荷重机构通过压头加到磨面上。

④显微镜部分由镜筒物镜和目镜组、机械调节及照明装置组成。显微镜用粗调和微调旋钮调节焦距,在微调旋钮上刻有刻度,指示显微镜上下调节的距离,每小格相当于0.002mm。镜筒上装有倾斜的观察镜筒及15×的螺旋式测微目镜。在显微摄影时可换用直

射摄影镜筒和15×的摄影目镜。照相暗盒就固定在直射镜筒上。

显微镜配有两个物镜(F6.16及F23.2)和一个目镜(15×)。显微放大倍数为485×及130×,能在明场和暗场下观察。其照明方式的改变通过旋转手柄来实现。

螺旋式测微器用来测量压痕对角线的长度。测微器上有100个小格。

照明光源为6V15W低压白炽灯。

国产HX-200型显微硬度计与ПMT-3型结构相似。

(2)显微硬度的测试方法

①试验前的准备工作包括:

安装物镜、螺旋测微目镜及压头;检查并调整压痕中心与视场中心重合;载荷机构的调整等。

②试样经加载,卸载,转动载物台,在目镜中可观察到显微硬度的压痕。

③用螺旋测微目镜测定压痕对角线的长度

测量时,首先移动工作台,使试样压痕的左面两边与十字交叉线的右半边重合,记下测微鼓轮的指示九;然后转动鼓轮使十字交叉线的左半边与压痕的右面两边也重合,再记下测微鼓轮上的读数,两数之差为压痕对角线相对应的格数。然后再乘以鼓轮刻度值(放大485×时每格为0.3μm)即得到压痕对角线长度。

一般是测两条相互垂直的对角线的长度再取平均值作为压痕对角线的长度d。

由压痕对角线的长度,通过公式计算或查压痕对角线与显微硬度对照表得到显微硬度值。

三、硬度试验方法的正确选用

(1)布氏、洛氏、维氏硬度试验方法都可以测定软硬不同及厚度不一的试样的硬度,但其所测的硬度值应在该方法允许的范围之内。如布氏硬度试验用

钢球做压头时,所测材料的布氏硬度应小于450HBS,如用硬质合金球做压头时,可测得650HBW以上材料的硬度。又如洛氏硬度C标尺所测的硬度范围应在HRC20~67之间,若材料硬度小于HRC20,则选用B标尺,若大于HRC67则选用A标尺。

(2)对于各种铸铁、热轧和正火钢材、各种有色金属及其合金、轴承合金等硬度较低或金相组织较为粗大的材料常用布氏硬度;对于淬火后进行不同温度回火的试样,各种工、模具及渗碳层厚度大于0.5毫米等较硬的材料,常用洛氏硬度C标尺;对于硬质合金等很硬的材料常采用洛氏硬度A标尺法;当零件和工模具渗层厚度较浅时,可选用小负荷或显微硬度试验法;对于极薄的试样或合金中某相组织的硬度,只有采用显微硬度试验法。

(3)对于同一种材料由于处理条件不同,其硬度差异较大,为了得到可比较的结果,可采用为氏硬度试验法。

(4)在试验和研究工作中,如要将试验数据与查得资料中的硬度值进行比较,应尽可能采用与资料上相同的试验方法进行试验,以免硬度换算引入误差。

(5)生产上对产品进行大量检验时,常采用洛氏硬度法,以提高检验效率。

四、实验步骤

1、每班分为两组,各领取待测试样一套;

2、根据以上原理和方法,了解洛氏硬度的测试;

3、按照以上步骤分别测试洛氏硬度,并作纪录。

洛氏硬度

五、实验报告要求

1.画出洛氏硬度计的构造示意图。

2.叙述洛氏及布氏硬度的测量原理,写出测量步骤,附上实验结果。

3.总结使用各种硬度计的操作方法及注意事项。

六、思考题

1、最常用的三种洛氏硬度标准的压头载荷是如何配合使用的?

2、对于布氏硬度试验,不同的材料P/D2的值为什么不同?

3、试说明布氏、洛氏、维氏硬度试验的优缺点、适用范围及测量注意事项。

4、维氏硬度值为什么与所用的载荷无关?

5、试根据下列试件的特点选择合适的硬度试验法进行测量:

(1) 渗碳层的硬度分析;(2) 淬火钢;(3) 灰口铸铁;(4) 鉴别钢中的隐晶马氏体和残留奥氏体;(5)有色金属;(6) 硬质合金。

实验二铁碳合金平衡组织观察与分析

一、实验目的

1.观察和识别铁碳合金(碳钢及白口铸铁)在平衡状态下的显微组织;

2.进一步了解F e-F e3C相图在铁碳合金组织分析中的应用;

二、概述

(一)组织特征

显微组织特征是指晶粒、相、组织的形状、大小、数量和分布。对于纯金属来说,指的是晶粒的形态、大小和分布,对于合金来说还要研究相和组织特征。

铁碳合金的平衡组织是研究和分析钢铁材料的基础,所谓平衡状态的显微组织是指合金在极为缓慢的冷却条件下(如退火状态即接近平衡状态)所得到的组织。

所有碳钢和白口铸铁的室温平衡组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)这两个基本相所组成。但由于含碳量不同,铁素体(F)和渗碳体(Fe2C)相对数量、析出条件以及分布情况均有所不同,因为呈现各种不同的组织形态。在金相显微镜下平衡组织一般有下面几种基本组成物。

(1)铁素体(F)——是碳溶入α—Fe中的固溶体。铁素体为体心立方晶格、具有磁性及良好塑性,硬度低。用4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈现亮白色的等轴晶粒,亚共折钢中铁素体呈块状分布,当含碳量接近于共析成分时,铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周围。

(2)渗碳体(Fe3C)——是铁与碳形成的一种化合物,其碳含量为6.69%,质硬而脆。耐腐蚀性强,经4%硝酸酒清溶液浸蚀后,渗碳体呈亮白色,若用碱性苦味酸钠溶液浸蚀。则渗碳体能被染成暗黑色或棕红色,而铁素体仍为白色。由此可区别铁素体与渗碳体。按照成分和形成条件的不同,渗碳体可以呈现不同的形态。一次渗碳体(初生相)是直接由液体中析出的,故在白口铸铁中呈粗大的条片状;二次渗碳体(次生相)是从奥氏体中析出物,往往呈网络状沿奥氏体晶界分布;共晶渗碳体是由液体在发生共晶反应时得到的,呈层片状结构,与铁素体共同构成珠光体;三次渗碳体是由铁素体中析出的,通常呈不连续薄片状或粒状存在于铁素体晶界处,数量极微,可忽略不计。

(3)珠光体(P)——是铁素体和渗碳体的机械混合物,在一般退火处理情况下是由铁素体与渗碳体相互混合交替排列形成的层片组织。经硝酸酒精溶液浸蚀后,在不同放大倍数的显微镜下可以看到具有不同特征的珠光体组织。在高倍放大进能清楚地看到珠光体中平行

相间的宽条铁素体和细条渗碳体;当放大倍数较低时,由于显微镜的鉴别能力小于渗碳体片厚度而无法分辩,因此,当组织较细而放大倍数低时,珠光体的片层不能分辩,而呈黑色。

(4)莱氏体(Ld′)——是在室温时珠光体及二次渗碳体和共晶渗碳体所组成的机械混合物。含碳量为4.3%的共晶白口铸铁在1148℃时形成由奥氏体和渗碳体组成的共晶体,其中奥氏体冷却时析出二次渗碳体,并在727℃以下分解为珠光体。菜氏体的显微组织特征是在亮白色的渗碳体基体上相间地分布着暗黑色斑点状或细条状的珠光体。二次渗碳体和共晶渗碳体连在一起,从形态上难以区分。

(二)分类

1. 工业纯铁(含碳量<0.0218%)

室温下它为两相组织,由等轴晶粒状铁素体和少量不连续薄片状或粒状三次渗碳体组成。铁素体硬度在80HB左右,而渗碳体硬度高达800HB,工业纯铁中的渗碳体量很少,故塑性、韧性好,而硬度、强度低,不能用作受力零件。

图1 工业纯铁的显微组织图2 20钢的显微组织

2. 碳钢(0.0218%<含碳量<2.11%)

(1)共折钢(含碳量为0.77%)

室温下其显微组织由单一的珠光体组成,即铁素体和渗碳体的混合物,在光学显微镜下观察时,可看到层片状的特征,即渗碳体呈细黑线状和少量白色细条状分布在铁素体基体上,若放大倍数低,珠光体组织细密或腐蚀过深时,珠光体片层难于分辨,而呈现暗黑色区域。

图3 40钢的显微组织图4 60钢的显微组织

(2)亚共折钢(0.0218%<含碳量为<0.77%)

室温组织为铁素体和珠光体,随着含碳量的增加,铁素体的数量逐渐减少,而珠光体的数量则相应的增加,显微组织中铁素体呈白色,珠光体呈暗黑色或层片状。

对于亚共析钢,可以根据在显微镜下观察到的珠光体和铁素体各自所占的面积百分数,大体上估算出碳钢中碳的质量分数:ωc≈P×0.77(式中P表示珠光体所占的面积百分数),此计算式只适于平衡状态。

(3)过共折钢(0.77%<含碳量<2.11%)

室温组织为珠光体和网状二次渗碳体,含碳量越高,渗碳体网愈多、愈完整。当含碳量小于1.2%时,二次渗碳体呈不连续网状,当含碳量大于或等于1.2%时,二次渗碳体呈连续

网状,使强度、塑性、韧性显著降低,过共析钢含碳量一般不超过(1.3~1.4)%。二次渗碳体网用硝酸酒精溶液腐蚀呈白色,若用苦味酸钠溶液热腐蚀后,呈暗黑色。

图5 T8钢的显微组织图6 珠光体的显微组织

图7 T12钢的显微组织图8 亚共晶白口铁的显微组织

图9 共晶白口铁的显微组织图10 过共晶白口铁的显微组织

3、白口铸铁(含碳量>2.11%)

(1)共晶白口铁(含碳量为4.3%)

室温组织由单一的莱氏体组成,经腐蚀后,在显微镜下,变态莱氏体呈豹皮状,由珠光体,二次渗碳体及共晶渗碳体组成,珠光体呈暗黑色的细条状及斑点状,二次渗碳体常与共晶渗碳体连成一片,不易分辨。呈亮白色。

(2)亚共晶白口铁(2.11<含碳量<4.3%)

室温组织为珠光体、二次渗碳体和变态莱氏体Ld'。用硝酸酒精溶液腐蚀后,在显微镜下呈现枝晶状的珠光体和斑点状的莱氏体,其中二次渗碳体与共晶渗碳体混在一起,不易分辨。

(3)过共晶白口铁(含碳量>4.3%)

室温下的组织由一次渗碳体和莱氏体组成,经硝酸酒精溶液腐蚀后,显示出斑点状的莱氏体基体上分布着亮白色粗大的片状的一次渗碳体。

三、实验设备及材料

1. 金相显微镜

2. 观察样品

1. 明确本次实验的实验目的;

2. 画出所观察的组织示意图,并注明材料名称、含碳量、浸蚀剂和放大倍数。显微组织图画在直径为30mm的圆内,并将组织组成物名称以箭头引出标明;

3.据所绘组织示意图,估算40钢的碳的质量分数;

4.说明碳的质量分数对铁碳合金组织和性能的影响;

5. 写出本次实验的心得体会。

实验三焊缝接头金相试样制备及显微组织分析

一、实验目的

1.学会正确截取焊接接头试样。

2.认识焊缝区和热影响区各区段的组织特征。

二、实验原理

焊接是工业生产中用来连接金属材料的重要加工方法。根据工艺特点不同,焊接方法又分为许多种,其中熔化焊应用得最广泛。

熔化焊的实质就是利用能量高度集中的热源,将被焊金属和填充材料快速熔化,然后冷却结晶而形成牢固接头。

由于熔化焊过程的这一特点,不仅焊缝区的金属组织与母材组织不一样,而且靠近焊缝区的母材组织也要发生变化。这部分靠近焊缝且组织发生了变化的区域称为热影响区。热影响区内,和焊缝距离不一样的金属由于在焊接过程中所达到的最高温度和冷却速度不一样,相当于经受了不同规范的热处理,因而最终组织也不一样。

焊接结构的服役能力和工作可靠性,既取决于焊缝区的组织和质量,也取决于热影响区的组织和宽窄。因此对焊接接头组织进行金相观察与分析已成为焊接生产与科研中用以评判焊接质量优劣,寻找焊接结构的失效原因的一种重要手段。

本实验采用焊接生产中应用最多的低碳钢为母材,用焊条电弧焊(又称为手工电弧焊)施焊,然后对焊接接头进行磨样观察。

焊条电弧焊的原理如图1所示。焊接前,将电焊机的输出端分别与工件和焊钳相连,接通电路后,焊条和被焊工件之间引燃电弧,焊条和工件作为阴极或阳极。电弧热使工件和焊条同时熔化形成熔池,焊条药皮也随之熔化形成熔渣覆盖在焊接区的金属上面,药皮燃烧时产生大量CO2气流围绕在电弧周围,熔渣和气流可防止空气中的氧氮侵入起到保护熔池的作用。随着焊条的移动,焊条前的金属不断熔化,焊条移动后的金属则冷却凝固成焊缝,于是形成一个焊接接头。

在焊条电弧焊焊接中,受电弧的热作用焊接接头的金属都要经历常温状态升温到一定温度后,然后再逐渐冷却到常温的过程。图2表示了焊件截面上各区域温度的变化情况。在焊接时各部分和焊缝距离不同而受热不均匀,导致不同位置的点所经历的焊接热循环是不同的(即被加热的最高温度不同),而且焊接后的冷却速度也不同。因此,各部分组织与性能变化也不同。

以低碳钢为例,根据焊缝横截面的温度分布曲线,结合铁碳合金相图,依次分为熔合区(固相线一液相线),过热区(1100℃——固相线);完全正火区(AC3——1100℃);不完全正火区(AC1~AC3),对易淬火钢而言,还会出现淬硬组织并对焊接接头各部分的组织与性能变化加以说明。

图3 低碳钢焊接接头的组织变化示意图

1-熔合区;2-过热区;3-正火区;4-部分相变区

1.焊缝金属

焊缝金属结晶是从熔池底壁上许多未熔化的半个晶粒开始的。因结晶使各个方向冷却速度不同,垂直于熔合线方向冷却速度最大,所以晶粒由垂直于熔合线向熔池中心生长,最终呈柱状晶,如图4(a)所示。在结晶过程中,低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析,集中

在焊缝中心,将影响焊缝金属的力学性能,如图4(b)所示。图5为20钢焊缝区组织图。

(a) (b)

图4 焊缝金属结晶示意图

(a)焊缝的柱状树枝晶 (b) 焊缝金属偏析

图5 20钢焊缝组织图图图6 20钢过热区组织

2.热影响区

热影响区是指焊缝两侧因焊接热作用而发生组织与性能变化的区域。各种不同的焊接方

法和焊接时输入热量的多少,使热影响区区域的大小也有所不同。在热影响区,由于各点的

热循环不同,热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。

(1)熔合区是焊缝和基本金属的交界区,其最高加热温度处于固相线和液相线之间

的区域。由于该区域温度高,基体金属部分熔化,所以也称为“半熔化区”。熔化的金属凝

固成铸态组织,未熔化金属体因温度过高而形成粗晶粒。此区域在显微镜下一般为2~3个晶粒的宽度,有时难以辨认。该区域虽然很窄,但强度、塑性和韧性都下降;同时此处接头断面变化较大,将引起应力集中,很大程度上决定着焊接接头的性能。此区域见图3中的1区所示。

(2)过热区是热影响区中最高加热温度在1100℃以上至固相线温度区间的区域,见图3中的2区所示。该区域在焊接时,由于加热温度高,奥氏体晶粒急剧长大,形成过热组织,所以也称“粗晶粒区”。冷却以后形成粗大的过热区组织,先共析的铁素体从奥氏体晶界上呈针片状析出并向晶内生长,这种先共析针片状铁素体加珠光体这种组织称为魏氏体组织如图6所示。图6为20钢过热区组织。在大热输入的电弧焊、气焊、电渣焊的条件下,经常出现魏氏体组织。因此使该区域的塑性和韧性大大降低,冲击韧性约下降25%~75%。对淬透性好的钢材,过热区冷却后得到淬火马氏体,脆性更大。所以过热影响区中力学性能最差的部位。

(3)正火区是指热影响区中加热温度在A3~1100℃之间的区间,见图3中的3区所示。该区温度虽较高,但加热时间较短,晶粒不容易长大。焊后空冷,金属将发生重结晶,得到晶粒较细的正火组织,所以该区域称为正火区,也称为细晶区或重结晶区。该区的组织比退火(或轧制)状态的母材组织细小,其力学性能优于母材。图7为20钢正火区组织。

图7 20钢正火区组织图图8 20钢焊接接头组织全貌

(4)部分相变区是指热影响区中加热温度在A1~A3之间的区域,如图3中的4区所示。焊接加热时,首先珠光体向奥氏体转变,随着温度的进一步升高,部分铁素体逐步向奥氏体中溶解,温度愈高,溶入愈多,至A3时,全部转变为奥氏体。焊接加热时由于时间较短,该区只有部分铁素体溶入奥氏体。焊后空冷,该区域得到由经过重结晶的细小铁素体和珠光体与未经重结晶的铁素体组成不均匀组织。所以该区也称为不完全重结晶区。该区由于组织不均匀,力学性能稍差。

图8为20钢焊接接头组织全貌。

三、实验设备及器材

1.施焊设备及器材(BX-330交流手工电弧焊机、结422焊条、面罩)。

2.200×100×8mmA3钢板一块。施焊前用牛头刨床沿其长度方向中心线刨一条深2mm,宽4~5mm的弧形槽。

3.砂轮切割机一台。

4.钳工工具一套。

5.制备金相试样的全部器材。

6.金相显微镜若干台。

四、实验方法与步骤

1.在钢板上沿刨槽用Ф4mm结422焊条施焊。焊接电流取140~150A。

2.待钢板冷至室温后,用砂轮切割机截取试样。截取部位如图9所示,切割时须用水冷

却。以防止组织发生变化(图中虚线为砂轮切割线,两端30mm长焊缝舍弃不用)。

图9 焊接接头金相试样取样位置示意图

3.截下焊接缝接头制备成金相试样。注意磨制面应选择与焊缝走向垂直的横截面。

4.在金相显微镜上观察制备好的焊接接头试样。先用低倍镜镜头(放大100倍)观察焊缝区及热影响区全貌,再用高倍镜镜头(450倍)逐区进行观察,注意识别各区的金相组织特征, 并画出草图。

五、实验报告要求

1.明确实验目的。

2.画出焊接接头各区段的金相图,并指出其形貌特征。

3.解释焊接接头各区段组织的形成原因。

六、注意事项

1.焊缝最好由有经验的焊工一次焊成,焊缝要均匀,填满刨槽,尽量减少夹渣、气孔等缺陷。

2.用砂轮切割机切割时,钢板要夹紧,线要对正。向下按手把时要用力平稳。人要站在砂轮侧面,以免砂轮破裂后飞出伤人。

基础工业工程实验指导书(完整版)

实验1 流程程序分析 一、实验目的 1、学会用程序分析符号、记录并绘制某产品(或零件、服务)的流程程序图。 2、学会用“5W1H”分析(完成了什么?何处做?何时做?由谁做?如何做?为什么要这样做?)技术发掘问题,用“ECRS”原则来改进程序。 二、实验说明 1、流程程序分析是以产品或零件的加工全过程为对象,运用程序分析技巧对整个流程程序中的操作、搬运、贮存、检验、暂存五个方面加以记录和考查、分析。流程程序分析是对生产现场的宏观分析,但它比工艺流程更具体、内容更详细,用途更广泛。 2、运用“5W1H”提问技术,对“操作”、“搬运”、“贮存”、“检验”、“暂存”五个方面进行考查、逐项提问,从而达到考查、分析、发掘问题的目的。 3、在发掘问题的基础上,应用取消、合并、重排、简化四大原则来建立新的程序。 三、实验器材 电子天平、电子秒表、计算器、胶带台、胶带、胶水、记录板、A4纸、包装纸、物流箱等。 四、实验分组 5~6人一组,1人模拟顾客,1人模拟邮局业务员,1人使用记录板记录,1人使用电子秒表测时,其他人认真观察,做些辅助工作。 五、实验内容及步骤 本实验模拟邮局邮包发送流程,可参考下列流程进行: (1)顾客到达。(流程分析起点); (2)询问业务; (3)等待顾客填单; (4)从顾客手中接邮包和填好的包裹单;

(5)包装邮寄物; (6)称重; (7)使用计算器计算邮资;(2元起价,含200克,200克以上按1分/克计算邮资) (8)向顾客收取邮资; (9)登帐(实为计算机操作,这里用手工记账代替); (10)贴包裹单; (11)贴邮票; (12)将包裹放入邮件暂存箱; (13)把包裹单第二联交顾客; (14)顾客离开,服务结束。 实验时,先模拟1~2遍,然后负责记录的同学使用流程图符号记录“邮局业务员”的实际工作流程,绘制流程程序分析简图。同时记录时间和移动距离等参考数据。 六、实验报告要求 使用实习报告纸或课程设计纸书写。实验报告应包含以下内容: (1)实验目的;(2)实验器材;(3)实验分组;(4)实验内容与步骤; (5)5W1H分析过程;(6)ECRS改善过程;(7)规范的以为人主的流程程序图(含现行方法和改善方法)。(8)对分析改善进行总结。

材料工程基础实验指导书

班级: 学号: 姓 名:

实验一金相试样制备与组织观察综合实验 实验学时:6h 实验性质:综合性 一、实验目的 1了解金相显微镜的结构及主要零部件的作用;学会正确使用显微镜,提高物像的质量;了解显微镜的维护方法。 2学习金相试样的制备方法;了解金相试样质量对金相分析的影响。 3掌握二元铸态合金的固溶体,共晶(包括亚共晶和过共晶)和包晶组织的特征,能识别这些组织;掌握Fe—C合金平衡和非平衡组织的特征。 二、实验内容 本次实验为综合实验,要求综合运用金相显微镜和各种金相制样设备学会各种不同试样的金相制样要点,并能分析合金尤其是铁碳合金的典型组织。 实验分三阶段进行,首先熟悉金相显微镜的结构、操作方法和维护要求,再进行具体试样的金相试样制备,第三步观察分析常见二元合金和铁碳合金的组织。实验中各阶段每位同学独立完成。通过预习了解显微镜结构、维护要求以及金相制样方法和不同合金的组织特征,写出实验步骤,然后到实验室通过自己的操作体会各个过程。 三、实验仪器、设备及材料 3.1实验仪器、设备 砂轮机、预磨机、抛光机、电吹风、金相显微镜 3.2实验材料试样:铁碳合金试样及有色金属合金试样(用于组织观察);制备试样材料选用碳 钢。制样材料:砂纸、抛光剂、抛光布、3-4%硝酸酒精、滤纸 四实验原理 4.1 金相显微镜结构与使用 4.1.1成像原理 简单地说,成像原理就是将物像两级放大。如图1—1 所示。物AB 经物镜放大成一倒立的实像 A ′ B′,再经目镜放大成虚像A ″B″。 1)显微镜的放大倍数 显微镜的放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积: 1 250 M M物?M目 f 物f目 f 物,f 目——物镜和目镜的焦距;l——显微镜的光镜筒长度放大倍数的选择决定于组织的粗细和观察的目的。放大倍数大,则组织清晰,但视域小,不能观察全貌,代表性受局限,放大倍数低,则效果完全相反,如图1-2 所示。在金相分析时,根据需要,往往高、低倍变换使用。

工程材料及材料成型实验指导书

工程材料及材料成型实验指导书 青岛大学机械基础实验教学中心

实验一铁碳合金平衡组织观察 一、实验目的 1、进一步掌握不同成分铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 C相图在铁碳合金组织分析中的作用 2、进一步掌握Fe- Fe 3 3、掌握铁碳合金成分与组织变化的关系和规律,能够根据显微组织的特征估算亚共析钢中碳的质量分数。 4、熟悉金相显微镜的结构与使用。 二、实验原理 铁碳合金的平衡组织是指铁碳合金在极其缓慢的冷却条件下所得到的组织,C相图所对应的组织。 即Fe- Fe 3 实际生产中,要想得到一种完全的平衡组织是不可能的,退火条件下得到的组织比较接近于平衡组织。因此我们可以借助退火组织来观察和分析铁碳合金的平衡组织。 根据Fe- Fe C相图,我们把铁碳合金相图分为工业纯铁、亚共析钢、共析钢、 3 过共析钢、亚共晶白口铁、共晶白口铁、过共晶白口铁 1、工业纯铁 工业纯铁是ωc<0.0218%的铁碳合金,在室温下的组织为铁素体组织,铁素体呈多角形块状,晶界为黑色条状,有时可以看出在晶界处少量分布的三次渗碳体。 2、亚共析钢 亚共析碳钢的质量分数为0.0218%<ωc<0.77%,室温下的组织由铁素体和珠光体组成。经经硝酸酒精溶液浸蚀后在显微镜下观察,铁素体呈白色多边形块状,珠光体在放大倍数较低时呈暗黑色。随着碳的质量分数的增加,铁素体量逐渐减少,珠光体量逐渐增加,铁素体的形态逐渐由块状变为碎块状或网状。 3、共析钢 共析钢是ωc=0.77%的铁碳合金,室温组织为单一的珠光体。显微镜下每个珠光体晶粒中渗碳体与铁素体片层的方向、大小、宽窄都不一样,这是因为每个珠光体晶粒的位向不同,其截割截面不一致导致的结果。

学院工业工程实验指导书

附件4 山东工商学院 工业工程实验指导书 (第一版)

工业工程教研室二OO六年三月

目录

实验1 视觉反应时测试 从刺激呈现到反应开始之间的时刻间隔叫反应时,或反应的埋伏期。它是个体差异心理学的重要研究内容。F.C.Donders曾将反应时分为3

类,即简单反应时、选择反应时和辨不反应时。假如呈现的刺激只有一个,要求被试者做出的反应也只有一个,同时二者都固定不变,这种条件下测得的反应时叫做简单反应时;假如可能呈现的刺激不止一个,对每个刺激都要求被试者做一个不同的反应,但哪一次出现哪个刺激被试者事先并不明白,该条件下测得的反应时称为选择反应时;假如可能呈现的刺激不止一个,但要求被试者只对其中一个刺激做一个固定的反应,而对其它刺激则不反应,此条件下测得的反应时称为辨不反应时。 『实验目的』 掌握各种反应时的测试方法,进一步认识反应时及各种反应时之间的差异。 『实验仪器』 BD -II -511(SHJHI )型视觉反应时测试仪(Visual Reaction Time Tester )。该仪器可进行5大类十七种反应时实验。 概率 大小信息量 时距 复位 打印 自检 选次 +启动 1234 数奇偶 组 别型视觉反应时测试仪 标志 反应时 次数 『实验内容』 1. 刺激概率对反应时的阻碍 那个实验使用红、绿、黄三种色光分不作为刺激,每次试验选用一种

色光刺激,试验次数可按实验需要选定。实验次数设定后,仪器依照 设定的组不,自动确定该组试验中“红”、“绿”、“黄”三种色光的出现次数。按“红”、“绿”、“黄”、三种色光出现概率共分四组实验,即“概率1”、“概率2”、“概率3”、“概率4”。 按主试面板上的“概率”键,选择对应的实验组不。回答可选用任一反应手键。每组实验完后,将自动反复显示本组实验中红、绿、 黄三种色光的各自平均简单反应时 .......及实验次数。显示屏幕中各标志位的含义如下: 1——红色光; 2——绿色光; 3——黄色光。 2.数奇偶不同排列特征对反应时的阻碍 依照数排列特征不同分成三组实验: “横和奇、偶”:数横向整齐排列——组不1; “竖和奇、偶”:竖横向整齐排列——组不2; “随机大小”:数随机排列——组不3。 按主试面板上的“数奇偶”键,选择相应组不。实验次数可按需要选定。实验用红色光刺激,刺激在显示屏两侧4×4点阵区内显示。被试者判不显示的点之和是奇数依旧偶数,用反应手键回答。奇数时,按“左”键,偶数时按“右”键。回答正确,显示屏自动显示每一次正确推断的反应时刻;回答错误,蜂鸣声响提示,自动记录错误次数。实验结束,仪器自动显示正确回答的平均选择反应时及错误回答次数。标志位无显示。 3.差大小排列特征对反应时的阻碍

工程材料及成形技术基础课程

课程名称:工程材料及成形技术基础 总学时: 64/48学时 (理论学时56/40) 适用专业:机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程 一、课程的性质与任务 《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程,是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课,其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。 本课程是在修完高等数学、大学物理(含实验)和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识,为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程,培养专业核心能力;为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学,奠定必要的专业基础。 本课程教学开设了实验教学。通过实验教学,在巩固和验证课程的基本理论知识的同时,拓展学生的创新思维,着重培养学生实践动手能力和创新能力。 二、课程教学基本要求 1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识,掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系,熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点,使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。 2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点,获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。 3、具有综合运用工艺知识,初步分析零件结构工艺性的能力。 4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。 四、本课程的教学内容 绪论 一、材料科学的发展与地位:材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。 古代文明:人类的发展史上,最先使用的工具是石器;新石器时代(公元前6000年~公元前5000年)烧制成陶器;东汉时期发明了瓷器;到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高,采用煤作为炼铁的燃料,这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中,发掘出20

工程材料液态成型实验指导书

开放实验指导书大纲 实验名称: 工程材料液态成型 引言 什么是液态成型 金属的液态成型常称为铸造,铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。 图-1 铸造示意图 一、实验目的 1.了解铸造的概念及基本原理; 2.了解并掌握铸造的基本工艺及其主要的工艺参数; 3.了解并掌握铸造过程中金属从液态到固态转变过程中影响金属性能和铸件质量的一些基本因素; 4.了解金属收缩的基本规律,以及常见铸造缺陷缩的形成机理,及其影响因素。

二、实验原理 1.铸造的定义 铸造过程是指将金属置于熔炼炉内的坩埚中, 加热熔炼成符合一定要求的液体并浇铸到锭模或铸模中,经冷却凝固, 液态金属转变成固态金属, 清整处理后获得一定形状、尺寸的铸件或铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一. 铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 2.铸造的分类 铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。 2.1 普通砂型铸造 以型砂和芯砂为造型材料制成铸型,液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。 图-2 砂型铸造示意图

基础工业工程_250题(有答案)

基础工业工程250题含答案 复习纲要 填空题: 1.标准时间=观测时间*评比系数/正常评比*(1+放宽率) 2.1MOD= 0.129 秒 3.平准化法:将熟练,努力,工作环境和一致性 四者作为衡量工作的主要评比因素,每个评比因素再分为超佳﹑优﹑良﹑平均﹑可﹑欠佳六个高低程度的等级. 4.测时方法有归零法周程测时法累积计时法连续测时法四种. 5. MOST是Management Operation Standard Technique 的缩写,即动作分析方法. 6.动作分析方法有目视动作分析动素分析影片分析三种. 7.动作经济原则的四大黄金准则(ECRS)取消, 合并,重排,简化. 8.人体的动作分为5等级.人体动作应尽可能用低等级动作得到满意的结果. 9. 动素分析(Therblig)的基本动作元素有18种. 10. 工作抽样中获得记录结果的概率分布为正态分布。 11, 最早提出科学管理的人是美国,国的泰勒; 12, 工业工程-‘IE’是INDUSTRIAL ENGINEERING两英文单词的缩写;

13, 标准时间由作业时间和宽放时间组成; 14, 生产的四要素指的是人员,机械设备,原材料和方法; 15, 写出以下工程记号分别代表的内容: ○--- (加工) ◇---- (质量检查)﹔ □--- (数量检查) ▽----- (储存) 16.美国工业工程师学会(AIIE)于1955年正式提出,后经修订的定义,其表述为:“工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科,它综合运用数 学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术,以及工程分析和设计的原理与方法,对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。” 17.IE的核心是降低成本、提高质量和生产率。 18.IE的功能具体表现为规划、设计、评价和创新等四个方面。 19.物料需求计划系统,简称_MRP_系统。 20. 模特法(MOD)将人体基本动作划分为两类,它们是移动动作和终结动作。 21.模特法将动作归纳为21种。 22.根据不同的调查目的,操作分析可分为人机操作分析、联合操作分析和双手操作分析。 21.基本生产过程包括操作过程、检验过程、运输过程、存储过程。22.工作抽样中获得记录结果的概率分布为正态分布。 23. 作业宽放包括组织性宽放和技朮性宽放。 24.方法研究的内容有程序分析操作分析动作分析。 25.线路图主要用于搬运或移动线路的分析。

工业工程工程基础实验指导书

工业工程基础实验指导书 河南科技大学机电工程学院 2008年元月

前言 工业工程基础是工业工程专业的一门主干专业必修课。它包括工业工程的基本内容及特点、基本方法及应用等,是后续专业课程学习与实践的基础。通过实验,使学生对工业工程的原理、方法与应用有一个全面、深入的认识,并培养学生的实际动手能力和设计能力。 实验项目包括动作分析、时间研究、工艺流程设计等。要求学生熟悉实验设备的基本原理和操作方法,认真记录和分析实验数据,完成实验报告。 本实验指导书由贾现召、凌菱老师编写,杨晓英老师审核。

目录 实验一动作分析 (2) 实验一报告格式 (3) 实验二时间研究 (4) 实验二报告格式 (6) 实验三工艺流程设计 (9) 实验三报告格式 (10)

实验一动作分析 2学时 一、实验目的 利用影像分析技术对S195喷油泵装配过程的操作单元进行细微动作分析,寻求最佳作业动作。 1.掌握影像分析方法。 2.掌握细微动作研究的原理与方法。 3.学会用动作经济原则改善动作。 二、实验设备、仪器、工具及资料 1.动作影像资料 2.计算机 3.视频播放软件 4.纸、笔、尺子 三、实验原理 1.动作分析的意义与目的 动作分析在方法研究中属于第三层次,它是在程序分析、操作分析的基础上,研究人体的各种操作的细微动作,发现作业者无效和不经济的动作,寻求省力、省时、安全和最经济的动作,使操作更加简便有效,减轻工作疲劳,降低劳动强度,提高工作效率。 2.影像分析方法就是研究者用摄影机以较高的速度将研究内容拍摄下来,再以正常的速度来放映,从慢动作图像中对各种操作的细微动作机械研究的方法。这种分析方法适用于作业动作重复程度高以及操作速度快的场合。因为在上述场合一般用目视分析的方法很难看清动作完成的详细过程,更难发现其中的优秀动作或者多余和笨拙的动作。而用影像分析方法就能很好地解决问题。目前由于技术的发展,多采用数码摄像机进行拍摄,输入电脑以后,再用专门的软件进行播放,可以根据需要用任意速度慢放,甚至能够做到一帧一帧放映,满足动作分析的要求。 3.18种基本动素 人的动作虽有千变万化,但构成这些动作的基本动作是很有限的,这些基本动作称之为动素,共有18种。 动素根据其作用的不同将其划分为三大类:有效动素、辅助动素和无效动素。 四、实验内容 本实验使学生通过对模拟生产现场进行录像、观测,了解工艺现状,找出存在的问题,运用所学知识,设计出改进方案。具体内容为:学生自己动手装配油泵并用数码摄像机实录动作,通过录像慢放,运用动作研究原理和方法,对装配油泵的操作过程进行详细记录,画出动素程序图。运用影像分析技术对该工序中的每一个操作进行细微动作研究,根据动作经济原则,结合“5W1H”提问技术和“ECRS”四大分析原则,提出改进方案。 五、实验步骤 1.一人一组,观看动作影像资料 在计算机上仔细观看装配喷油泵的录像,重点选取从拿泵体至装好推杆体的装配过程。为了能够看清每一个动作细节,选取适当的慢放速度,反复观看。

2019年道路工程材料试验指导书.doc

《道路工程材料实验》指导书 (交通工程)

实验一水泥混凝土 本试验根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2002)、《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)进行,主要内容包括:混凝土拌合物和易性试验、混凝土拌合物表观密度试验、混凝土立方体抗压强度试验。 一、混凝土拌合物和易性(坍落度)试验 本方法适用于测定集料最大粒径大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌合物稠度测定。 (一)试验目的 通过测定拌合物流动性,观察其粘聚性和保水性,综合评定混凝土的和易性,作为调整配合比和控制混凝土质量的依据。 (二)主要仪器设备 台秤(称量50kg,感量50g); 天平(称量5kg,感量1g); 拌板(1.5m×2.0m左右)、量筒(200m、1000mL)、拌铲等; 标准坍落度筒(金属制圆锥体形,底部内径200mm,顶部内径100mm,高300mm,壁厚大于或等于1.5mm); 弹头形捣棒(φ16×600mm); 装料漏斗(与坍落度筒配套)。 直尺、抹刀、小铲 (三)试件制备 称量精度要求:砂石为±1%,水泥、水为±0.5%。配制用料与工程实际用料相符,同时满足技术标准。拌和时,环境温度宜处于(20±5)℃。根据所设计的计算配合比,称以15L混凝土拌合物所需各材料用量。 (四)测定步骤 1、用湿布将拌板、拌铲等搅拌工具、坍落度筒擦净并涧湿,置于适当的位置,按砂、水泥、石子、水的投放顺序,先把砂和水泥在拌板上干拌均匀(用铲在拌板一端均匀翻拌至另一端,再从另一端又均匀翻拌回来,如此重复)。再加石子干拌成均匀的干混合物。 2、将干混合物堆成堆,其中间做一凹槽,将已称量好的水倒入一半左右于凹槽内(不能让水流淌掉),仔细翻拌、铲切,并徐徐加入另一半剩余的水,继续翻拌、铲切,直至拌和均匀。 从加水至搅拌均匀的时间控制参考值:拌合物体积在30L以下时为4~5min;拌合物体积在30~50L时为5~9min;拌合物体积在50~70L时为9~12min。 3、将润湿后的坍落度筒放在不吸水的刚性水平底板上,然后用脚踩住两边的脚踏板,使坍落度筒在装料时保持位置固定。 4、将已拌匀的混凝土试样用小铲装入筒内,数量控制在经插捣后层厚为筒高的1/3左右。每层用捣棒插捣25次,插捣应沿螺旋方向由外向中心进行,各次插捣点在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时,捣棒可以稍稍倾斜;插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度;插捣第

基础工业工程实验指导书 正常速度观测实验

《基础工业工程》 实 验 指 导 书 编写:谭云 周瑞强 适用专业:工业工程 茂名学院 机电工程学院 2012年3月 实验二 正常速度的认知与评定实验学时:2学时 实验类型:验证 实验要求:必修

一、实验原理 秒表时间研究就是通过时间测量工具对作业者进行实地观测,并对作业者的作业速度进行合理的评定,目的是从实际操作时间入手,通过判断、分析,得到该作业的标准时间。 秒表时间研究中离不开正常速度的评定技术。正常速度的评定就是将实际看到的操作速度与脑海中的正常速度进行比较后给出一个准确的评价,是秒表时间研究中较为重要的技术之一,也是每一位工业工程师应具备的基本技能之一。 实际运用时,时间研究人员将操作者的操作速度与正常速度(理想速度)作比较,认为观测到的速度与正常速度相同或相近的给予100分,若觉得比正常速度快则加分,否则减分,具体加减分值的多少见教材表7-14。 正常速度是工作中的期望值。如:步行速度为4.8km/h(英美中等体格男子不带负荷在平直道路上行走速度)。发扑克牌的速度为 30s(52张扑克牌分成4堆所需时间)。插销速度为0.41min(30只销子插在对应孔内需25s时间)。 正常时间是以正常速度完成某项作业所需的时间。 二、实验目的 1.正常速度概念的形成是实际工作中速度评定准确与否的关键,本实验的主要目的就是培养学生具有正常速度的概念以及准确的把握; 2.学会运用秒表时间研究的主要步骤; 3.掌握对实际操作速度进行评定的方法及主要步骤; 4.初步认识制定标准时间的途径。 三、实验仪器与器材 1、秒表、记录表格; 2、操作台、插销、插销板、扑克牌、摆放板; 3、其他实验仪器。

工程材料及热加工》实验指导书

工程材料及热加工 实 验 指 导 书 湖北文理学院机械与汽车工程学院 机械基础教研室

实验一 硬度实验 一、实验目的 1、了解布氏硬度计、洛氏硬度计、里氏硬度计的主要构造及操作方法。 2、初步掌握布氏硬度值、洛氏硬度值、里氏硬度值的测定方法。 3、初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系和热处理能改变材料硬度的概念。 二、实验概述 硬度试验设备简单,操作迅速方便,不需要专门制备试样,也不破坏被测试的工件。因此,在工业生产中,被广泛应用于产品质量的检验。此外,硬度值与其他力学性能及某些工艺性能(如切削加工性、冷成形性等)都有一定的联系,故在产品设计图样的技术条件中,硬度是一项主要技术指标。 目前,在测定硬度的方法中,最常用的是压入硬度法。其中以布氏硬度和洛氏硬度应用最广。它们的试验原理都是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测金属材料的表面,根据压头被压入的程度来测定其硬度值。 1、布氏硬度 布氏硬度试验方法是将一直径为D 的淬火钢球或硬质合金球在规定载荷F 的作用下压入被测试金属表面,停留一定时间后卸除载荷,在被测试金属表面上形成一个直径为d 的压痕。计算出压痕单位面积所承受的平均压力,以此作为被测试金属的布氏硬度值。但实际试验时都是用读数显微镜测出压痕直径d ,再根据d 值,查对照表得出所测的硬度值。 当压头为淬火钢球时,硬度符号为HBS ,适用于布氏硬度值低于450的金属材料;当压头为硬质合金球时,硬度符号为HBW ,适用于布氏硬度值为450~650的金属材料。 在进行布氏硬度试验时,应根据被测试金属材料的种类和试样厚度,选用不同大小的球体直径D 、施加载荷F 和载荷保持时间。 布氏硬度试验法因压痕面积较大,能反映出较大范围内被测试金属的平均硬度,故试验结果较准确。但因压痕较大,不宜测试成品或薄片金属的硬度。 2、洛氏硬度 洛氏硬度试验方法是以一个锥顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为 1.588mm )16 1 ( in 的钢球为压头,在先后两次截荷(初载荷与主载荷)作用下,压入被测试金属表面,然后卸除主截荷,在保留初载 荷情况下,测出由主截荷引起的塑性变形的压力深度h ,再由h 值确定洛氏硬度值。h 值愈大时,被测试金属的洛氏硬度值愈低;反之,则愈高。在实际试验时,都是由硬度计的指示器表盘上直接读出所测的硬度值。 洛氏硬度试验时,可用不同压头和不同的主载荷组成不同的洛氏硬度标尺。最常用的是HRA 、HRB 、HRC 三种,其中HRC 适用于测量硬度值高于230HBS 的较硬金属;HRB 适用于测量硬度值低于230HBS 的较软金属;HRA 适用于测量硬脆的金属材料或浅层表面硬化的金属。 洛氏硬度试验操作迅速简便,且压痕较小,可以测定成品或较薄金属的硬度,故目前生产上应用广泛。 退火状态碳钢的硬度一般是随着含碳量的增加而逐渐增加。 3、里氏硬度 ●工作原理 用规定质量的冲击体在弹力作用下,以一定速度冲击试样表面,用冲头在距试样表面1mm 处回弹速

基础工业工程实验报告

姓名:专业:班级:学号: 时间:地点:指导教师: 实验一工艺程序分析 实验要求 一、实验任务 绘制柴油机195A喷油泵的工艺程序分析图 二、实验目的及训练要点 掌握工艺程序图的绘制方法;学会正确使用流程分析符号 三、实验设备、仪器、工具及资料 195A性柴油机喷油泵;螺钉旋具、活扳手、尖嘴钳、料盒、录像器材、计算机 四、实验内容 熟悉喷油泵的结构和组成,掌握195A型喷油泵的加工、装配工艺过程,现场拆卸和组装195A型喷油泵,录制装卸过程的视频资料,绘制喷油泵的工艺程序分析图。 实验报告要求 1、写出195A型喷油泵进行工艺程序分析的实施步骤; 2、画出195A型喷油泵的工艺程序图。 评语:成绩:

姓名:专业:班级:学号: 时间:地点:指导教师: 实验二双手操作分析 实验要求 一、实验任务 绘制柴油机195A喷油泵装配过程的双手操作分析图,并加以研究改进。 二、实验目的及训练要点 掌握双手操作分析图的绘制方法;学会正确描述、设计和改进工作地布置;学会正确分析双手操作图所记录的工作现状,并找出存在的问题,提出改进方案。 三、实验设备、仪器、工具及资料 195A性柴油机喷油泵;螺钉旋具、活扳手、尖嘴钳、料盒、录像资料、计算机 四、实验内容 通过录像资料观察装配195A型喷油泵从拿泵体至装好推杆体得工作过程,将工作地布置见图及双手操作过程记录下来,根据工作经济原则进行分析和改进。 实验报告要求 1、详细列出实验步骤; 2、画出双手操作程序图; 3、绘制工作地现场布置图。 评语:成绩:

姓名:专业:班级:学号: 时间:地点:指导教师: 实验三动作研究 实验要求 一、实验任务 利用影像分析技术对195A型喷油泵装配过程的操作单元进行微细动作研究,寻找最佳作业动作。 二、实验目的及训练要点 掌握影像分析方法;掌握微细动作研究的原理与方法;学会用动作经济原则改善动作。 三、实验设备、仪器、工具及资料 计算机、视频播放软件、纸、笔、录像资料 四、实验内容 通过录像,对装配195A喷油泵从拿泵体到装好推杆体得操作过程进行详细记录,会出动素程序图,对工序中的每一操作进行微细动作研究并提出改进方案。 实验报告要求 1、观看录像资料熟悉装配过程; 2、记录每一个动作,绘制动素图; 3、绘制现行方法的工作地布置图;分析改进,绘制动素图和工作地布置图。 评语:成绩:

工程材料及成形技术题库答案

《工程材料与成形技术》课复习提纲 一、工程材料部分 1.常见金属晶格类型。 2. 三种晶体缺陷。 3. 相的概念。 4.固态合金有哪些相。 5.过冷度的概念。 6.过冷度与晶粒度的关系。 7.结晶过程的普遍规律。8.控制晶粒度的方法。 9.同素异构转变的概念。 10.绘制铁碳合金相图(各线、特殊点、成份、温度、组织、相)。 11.分析钢从奥氏体缓冷至室温时的结晶过程,画出典型铁碳合金(钢)显微组织示意图。 12.共晶反应式和共析反应式。 13.金属塑性变形的两种方式。14.加工硬化的概念。 15再结晶温度的计算。16热加工与冷加工的区别。 17.钢的热处理概念。18.热处理工艺分类。 19.过冷奥氏体转变的产物。20.决定奥氏体转变产物的因素。 21.马氏体的概念。 22会分析过冷奥氏体转变曲线。知道淬透性与C曲线的关系。 23.退火和正火的目的。24.淬火的概念。 25.一般怎样确定碳钢的淬火温度?26.影响淬透性的因素。 27.回火的目的。28.何为回火脆性? 29.回火的种类。 30.一般表面淬火的预备热处理方法和表面淬火后的组织。 31渗碳的主要目的。32.钢按化学成分分类。 33.钢按质量分类。34 钢按用途分类。 35.机器结构钢的分类。36 钢中S、P杂质的影响。 37合金元素在钢中的作用。38.结构钢牌号表示的含义。 39.能区别渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的牌号和一般采用的热处理方法。40按刃具钢的工作条件,提出哪些性能要求? 41.根据碳钢在铸铁中存在形式及石墨形态,铸铁的分类。 二、材料成形技术部分 1、铸造工艺参数主要包括哪些内容? 2、流动性对铸件质量的影响。 3、什么合金易于形成缩孔、什么合金易于形成缩松?。 4、铸造应力分为哪几类? 5、减小和消除铸造应力的主要方法。 6、绘制自由锻件图主要考虑哪些问题?。 7、何谓拉深系数?有何意义?8.焊接的实质。

土木工程材料实验指导书

温州大学 WENZHOU UNIVERSITY 实 验 指 导 书 课程 温州大学建筑工程学院

目录 实验一基本物理性质检测 (1) 实验二水泥试验 (8) 实验三混凝土骨料试验 (27) 实验四混凝土配合比设计试验 (41) 实验五建筑砂浆试验 (43) 实验六钢筋试验 (48) 2 / 54

实验一基本物理性质检测 一、密度测定 1.试验目的 通过试验测定材料密度,计算材料孔隙率和密实度。本试验以水泥或砖粉的密度试验为例。 2.主要仪器设备 ①李氏瓶,见图; ②恒温水槽、温度计、干燥器; ③天平,感量为0.01g; ④无水煤油或洁净水,应符合 GB253要求。 3.试样制备 试样应预先通过0.9mm方孔筛,在 (110±5)。C温度下干燥Ih,并在干燥器内 冷却至室温。 4.试验步骤 ①将液体注入李氏瓶中0刻度线处(以弯月面最低处为准),盖上瓶塞放 入恒温水槽内,在20。C下使刻度部分浸入水中恒温30min,记下第一 次读数即初始读数V1(mL). ②从恒温水槽中取出李氏瓶,用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分擦试干净。 ③称取试样m=60g,精确至0.01g。用小匙将水泥样品一点点的装入李氏 瓶中,反复摇动至没有气泡排出,再次将李氏瓶置于恒温水槽中恒温30min,记下第二次读数V2(mL),再次读当选时恒温水槽温度差不大于0.2。C。

2 / 54 5.结果评定 ① 水泥的密度ρc 按下式计算(精确至0.001g/cm 3)。 ②以两个试样试验结果的算术平均值作为水泥密度的测定值,精确至0.01g/cm 3。两个试样试验结果之差不得超过0.02g/cm 3。 二、视密度测定(标准法) 1.试验目的 通过试验测定材料的视密度,计算颗粒状材料的体积(不包括开口孔隙的 材料体积),为计算材料的开口孔隙率等提供依据。本试验以砂和石子为例。 2.主要仪器设备 ①天平,称量1000g 和5000g 一台,感量1g 。称量5kg 的天平,其型号及 尺寸应能允许在臂上悬挂盛试样的吊篮,并在水中称取质量; ②吊篮,直径和高度均为150mm ,由孔径为1-2mm 的筛网或钻有2-3mm 孔洞的耐锈蚀金属板制成; ③盛水容器,放入吊篮,有溢流孔; ④容量瓶,500mL ,500mL ; ⑤试验筛,孔径为4.75mm ; ⑥干燥器、烘箱[能使温度控制在(105±5)。 C]、铝制勺、温度计、带盖容器、搪瓷盘、刷子和毛巾等。 3.试样制备 a 、砂试样 将缩分至660g 左右的试样,在温度为(105±5)。C 的烘箱中

基础工业工程 实验报告1

山东建筑大学管理工程学院工业工程专业实验报告 山东建筑大学基础工业工程实验报告 实验日期:2013.11.29 班级:工业1* 实验者:李* 同组者:常* 实验项目名称:工艺流程分析 一、实验目的 1.掌握工艺程序图的绘制方法; 2.学会正确使用工艺程序分析符号; 3.学会正确查阅装配工艺卡、工艺过程卡、工序卡等工艺卡片; 4.熟悉产品(或零件)的工艺程序分析过程。 二、实验仪器、设备及材料 1.计算机、投影仪。 2.S195型柴油机喷油泵。 3.螺丝刀(一字形)、活动板手、尖嘴钳、料盒。 4.油泵加工装配工艺卡、工序卡。 5.油泵装配录像资料。 三、实验原理 1.工作研究的内容及意义 工作研究是工业工程中最早出现的一种技术和基础方法,也可以说工业工程是在工作研究基础上逐步发展壮大起来的。工作研究以作业或操作系统为研究对象,它提供了许多分析方法和分析技术,对于降低成本,提高质量和生产率起到巨大的推动作用。工作研究主要包括方法研究和时间研究两部分内容。方法研究又包括程序分析、操作分析和动作分析三个层次。程序分析是从宏观角度出发,对整个生产过程进行全面的观察记录和整体分析,是方法研究的主要内容之一。具体分析技术包括工艺程序分析、流程程序分析、线路图分析和线图分析等。 2.工艺程序分析 工艺程序分析的目的是改善整个生产过程中不合理的工艺内容、工艺方法、工艺程序等,通过严格的考查和分析,设计出经济合理而有效的工艺方法、工艺程序和空间配置。工艺程序分析的主要内容之一是绘制工艺程序分析图,它含有工艺程序的全面概况及工序之间的相互关系,并根据工艺顺序进行编制,且标明所需时间。 工艺程序分析只研究“操作”、“检验”两项内容。 3.工艺程序图的绘制方法 首先,将研究对象分解成较小单元,比如将产品分解成零件,每一个零件从原料或者毛坯开始,将其工艺过程从上到下在一条竖线上表示出来,加工或操作用“”表示,检验用“”表示;其次,分析研究对象的构成,将主要零件(工艺最复杂或

工程材料及成型技术基础考试题目

工程材料及成型技术基础考试题目 一、填空 1、常见的金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。 2、晶体缺陷可分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷。 3、点缺陷包括:空位、间隙原子、置换原子。 线缺陷包括:位错。位错的最基本的形式是:刃型位错、螺型位错。 面缺陷包括:晶界、亚晶界。 4、合金的相结构可分为:固溶体、化合物。 5、弹性极限:σe 屈服极限:σs 抗拉强度:σb弹性模量:E 6、低碳钢的应力应变曲线有四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、抗拉阶段(强化阶段)、 颈缩阶段。 7、洛氏硬度HRC 压印头类型:120°金刚石圆锥、总压力:1471N或150kg 8、疲劳强度表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。 9、冲击韧度用在冲击力作用下材料破坏时单位面积所吸收的能量来表示。 10、过冷度影响金属结晶时的形核率和长大速度。 11、以纯铁为例α– Fe为体心立方晶格(912℃以下) γ– Fe为面心立方晶格(1394℃以下)、δ– Fe为体心立方晶格(1538℃以下) 12、热处理中,冷却方式有两种,一是连续冷却,二是等温冷却。 13、单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生两种方式进行。 14、利用再结晶退火消除加工硬化现象。 15、冷变形金属在加热时的组织和性能发生变化、将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。 16、普通热处理分为:退火、正火、淬火、回火。 17、退火可分为:完全退火、球化退火、扩撒退火、去应力退火。 18、调质钢含碳量一般为中碳、热处理为淬火+高温回火。 19高速钢的淬火温度一般不超过1300℃、高速钢的淬火后经550~570℃三次回火。 三次回火的目的:提高耐回火性,为钢获得高硬度和高热硬性提供了保证。 高速钢的淬火回火后的组织是:回火马氏体、合金碳化物、少量残余奥氏体。 20、铸铁的分类及牌号表示方法。P142

土木工程材料指导书南京航空航天大学精品课程

《土木工程材料实验》实验指导书南京航空航天大学土木工程系

实验一、水泥胶砂强度检验 (一)试验目的 根据国家标准要求,测定水泥各龄期的强度,从而确定或检验水泥的强度等级。(二)主要仪器设备 水泥胶砂搅拌机、胶砂振实台(台面有卡具)、模套、试模(三联模)、抗折试验机、抗压试验机及抗折与抗压夹具、刮平直尺等。 (三)试验方法及步骤 1. 试验前准备 (1)将试模擦净,四周模板与底座的接触面应涂黄油,紧密装配,防止漏浆,内壁均匀刷一层薄机油。 (2)水泥与标准砂的质量比为1:3,水灰比为。 (3)每成型三条试件需称量水泥450±2g,标准砂1350±5g。拌合用水量为225±1ml。(4)标准砂应符合国标要求。 2. 试件成型 (1)把水加入锅里,再加入水泥,把锅固定。然后立即开动机器,低速搅拌30s后,在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入,把机器转至高速再加拌30s。停拌90s,在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂,刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段,时间误差应在±1s之内。 (2)将空试模和模套固定在振实台上,用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模,装第一层时,每个槽内约放300g胶砂,用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平,接着振实60次。再装入第二层胶砂,用小播平器播平,再振实60次。 (3)从振实台上取下试模,用一金属直尺以近90?的角度架在试模模顶的一端,然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动,一次将超过试模部分的胶砂刮去,并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。 (4)在试模上作标记或加字条表明试件编号和试件相对于振实台的位置。 (5)试验前和更换水泥品种时,搅拌锅、叶片等须用湿布抹擦干净。 3. 养护 (1)试件编号后,将试模放入雾室或养护箱(温度20±1℃,相对湿度大于90%),箱内篦板必须水平,养护20~24h后,取出脱模,脱模时应防止试件损伤,硬化较慢的水泥允许延期脱模,但须记录脱模时间。 (2)试件脱模后应立即放入水槽中养护,养护水温为20±1℃,养护期间试件之间应留有间隙至少5mm,水面至少高出试件5mm,养护至规定龄期,不允许在养护期间全部换水。 4. 强度试验 (1)龄期 各龄期的试件,必须在规定的3d±45min,7d±2h,28d±2h内进行强度测定。在强度试验前15min将试件从水中取出后,用湿布覆盖。 (2)抗折强度测定 ①每龄期取出3个试件,先做抗折强度测定,测定前须擦去试件表面水分和砂粒,清除夹具上圆柱表面粘着的杂物,试件放入抗折夹具内,应使试件侧面与圆柱接触。 ②调节抗折试验机的零点与平衡,开动电机以50 N/S±10N/S速度加荷,直至试件折断,记录破坏荷载F f(N)。 ③抗折强度按下式计算(精确至):

工业工程基础实验指导书0924(12学时)

工业工程基础》 实验指导书 2014.12.3 《工业工程基础》实验教学大纲 实验课程名称:工业工程基础英文名称:Basics of machinofacture 实验课程性质:非独立设课应开实验学期:5

课程编码:0309030 实验学时数:12 适用专业:工业工程、工程工程精益班等专业 一、实验教学目的和要求 1.掌握程序分析的原理及方法,会绘制工艺程序分析图、流程程序分析图等; 2.掌握作业分析的要求和方法; 3.掌握动作分析的方法和动作经济原则; 4.学习作业测定和时间研究的主要方法; 5.掌握预定时间标准法的步骤,能够运用MODS预定时间标准; 6.熟练运用达宝易工业工程软件进行时间动作分析等。 二、主要仪器设备 工作台、玩具小车、螺丝刀、电脑、达宝易软件、纸、笔等。 三、实 四、实验课考核方式 1.实验报告:本门课程对实验报告的要求 包括实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期;实验目的和要求;实验仪器、设备与材料;实验步骤;实验原始记录;实验数据及输出结果等。 2.考核方式 根据学生的考勤、实验动手能力、实验结果和报告以及实验时的纪律情况进行综合评定,给出实验成绩。 五、实验指导书及主要参考书 实验指导书:自编《工业工程基础》实验指导书 主要参考书:蒋国璋主编,《工业工程基础》,华中科技大学出版社,武汉,2010 达宝易工业工程软件操作手册,北京创时能科技发展有限公司

实验一:工艺程序分析( 2 学时) 一、实验目的 1、掌握工艺程序图的绘制方法。 2、掌握工艺程序分析的方法。 二、实验设备、仪器及工具 1、工作台 2、螺丝刀 3、玩具小车(零部件) 4、纸、笔等 三、实验人数:4?6人/组,共六组 四、实验内容及步骤本实验通过了解玩具小车的工作原理,熟悉其结构组成,掌握玩具小车 的 装配工艺过程。最后画出它的工艺程序分析图。实验步骤如下: 1、选择玩具小车为研究对象,通过组装熟悉它的组成,掌握各零部件的名 称。 2、每位同学进行实际的装配。 3、在已准备好的工艺程序表格上绘制其工艺程序图。 4、详细分析“加工”、“检查”所花的时间、顺序等情况,发现影响效率的原因和存在的问题。 5、提出改善方案、措施,并对其进行反复修正,得出最终的改进方案。 五、实验报告要求 1、画出所设计的玩具小车组装工艺程序图。 2、写出对所设计的工艺程序图的分析报告。 3、提出改进方案,绘制出改进后的工艺程序图。

工程材料及成形技术作业题库(带答案)

工程材料及成形技术作业题库 一. 名词解释 1.间隙固溶体:溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 2.过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。 3..同素异构性:同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 4.同素异构性:同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 5.再结晶:金属发生重新形核和长大而晶格类型没有改变的结晶过程。 6.枝晶偏析:结晶后晶粒内成分不均匀的现象。 7.淬透性:钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 8.淬硬性:钢淬火时得到的最大硬度。 9.临界冷却速度:奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。 10.热硬性:钢在高温下保持高硬度的能力。 11.时效强化:经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。 12.形变强化:由于塑性变形而引起强度提高的现象。 13.调质处理:淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。 14.变质处理:在浇注是向金属液中加入变质剂,使其形核速度升高长大速度减低,从而实现细化晶粒的 处理工艺。 15.顺序凝固原则:铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。 16.同时凝固原则: 17.孕育铸铁:经过孕育处理的铸铁。 18.热固性塑料: 19.热塑性塑料: 二. 判断正误并加以改正 1.细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性. (╳) 改正:细化晶粒不但能提高金属的强度,也降低了金属的脆性。 2.结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大. (╳) 改正:结构钢的淬硬性,随钢中碳含量的增大而增大。 3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。(√) 4. 单晶体必有各向异性. (√) 5. 普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的. (╳) 改正:普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 6. 过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒. (√) 7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。(╳) 改正:奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 8. 马氏体的晶体结构和铁素体的相同. (√) 9. 面心立方金属的塑性比体心立方金属的好. (╳) 10. 铁素体是置换固溶体. (╳) 改正:铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。

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