时间:2022-09-27 11:26:49
序论:在您撰写金属材料与热处理时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
例如,在讲到金属材料及其力学性能时,笔者举一个现实性、学生感兴趣的中国第一艘航母“瓦良格”号实例,即现在的“辽宁舰”。该舰最初由苏联时期黑海造船厂设计建造,随着20世纪90年代前苏联解体,建造工作停止。1999年,乌克兰与澳门一家“旅游有限责任公司”签订协议,以2000万美元的价格出售。“旅游有限责任公司”购买“瓦良格”号航母的理由是,将其改造成一个大型海上综合旅游设施。2002年3月4日,“瓦良格”号航母经过重重困难终于抵达航行的终点——中国大连港口。首先专家对它进行反测绘,测量船体使用材料、钢材、抗打击能力即冲击韧性。紧接着笔者引入新课,金属材料加工首先要合理选材,在选材中不断创新,而且世界各国都在科学研究新型材料,从而推动科技的发展,对此学生乐于接受。举例教学,办法简单,能马上贴近学生的实际生活,可收到良好的教学效果。因此,在教学过程中教师要注意观察生活,收集素材,以便在教学中使用,激发学生的学习兴趣。
二、好奇心,激发学生的学习兴趣
比如,讲到金属的导电性、导热性、热膨胀性时,为什么电动机机芯用纯金属、纯铁丝、纯铜丝而不用合金?为什么家用厨房小铲要木质手柄?在制定各类热加工工艺(焊接、铸造、锻造和热处理)时,必须考虑材料的导热性,以防止材料在加热或冷却过程中发生变形或开裂;在铺设钢轨时,在两根钢轨衔接处应留有一定的空隙,以便使钢轨在长度方向有膨胀的余地;在测量工件的尺寸时,也要注意热膨胀的因素,以减小测量误差;对精密仪器或机械零件,线膨胀系数也是—个非常重要的性能指标。另外,一般物体具有热胀冷缩的物理特性,但还有特殊情况。学生听到这里,急于想知道其中的奥秘。这时,笔者不急于讲答案,而是话锋一转,且听以后分解,让学生带着好奇心进入学习情境,激发学生的学习兴趣。在教学中,由于强烈的好奇心的驱动,学生对金属材料的性能分析这一原本枯燥的课题逐渐产生欲探讨的兴趣。这样课堂教学效果又前进了一步。
三、小故事,大启发
在讲到冲击韧性试样时,为什么把它做成缺口形状?引用北大教授张学政讲到应力集中时,先讲一个小故事:过去山村老百姓敲锣时,锣出现裂纹,为了防止裂纹蔓延,两边各凿一个孔,使其延缓过度,这样几十年后原样不变。接着讲述原理:一块布一拉,这个应力是均匀分布的,但是当你剪个口再拉,应力马上就集中在这个刀口呈指数函数增加成千倍、万倍地增加。应力大于材料的屈服强度,产生大的塑性变形,最后断裂。所以工程上最可怕的问题是零件内部有裂纹,或者有棱角、尖角的切口,包括外部切口。这样道理浅显易懂,小故事,大道理,激发学生的学习兴趣。培养了学生热爱生活,善于观察生活,尊重科学并运用科学的意识。
四、多媒体与传统教学结合法,吸引学生注意力
例如铁碳合金相图讲授:笔者先在黑板上画出铁碳合金相图,不同彩色粉笔标出特性点、特性线,然后进行铁碳合金相图多媒体演示课件。这样改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式,能将抽象、生涩、难懂的知识直观化、形象化,激发学生学习兴趣,调动其主动学习的积极性。这样学生对新知识的学习更加形象、直观、明了,便于自主学习,加快记忆,增加学习欲望。
五、理论联系实际,学以致用
在讲过碳素钢、合金钢、硬质合金以后,教师给学生布置任务:实习应用的刀具、量具,哪些是碳素钢?哪些是合金钢?哪种类型的硬质合金?牌号各是什么?热处理如何?学生实习课时带着任务寻找不同刀具、量具,归纳总结。最后课堂上,笔者会评价总结,让学生明白理论知识与实践应用相结合,学以致用。这种理论实践一体化教学方法改变了传统的理论教学和实践相分离的教学形式,突破了实践是理论的延伸和应用,是理论的附属品的传统教育理念,突出了教学内容和教学方法的应用性、综合性、实践性。它以理论传授、实践操作技能训练为一体,集老师与学生双向交流,小组协作讨论为一体,增强了学生学习理论知识的兴趣,促进了对理论知识的理解,提高了学生的实训兴趣和实际操作的能力,为今后走向工作岗位增强了适应能力。
六、小结
1金属材料热处理新工艺与技术
1.1激光热处理技术激光热处理技术主要是利用激光对金属材料进行热处理。由于激光穿透力强,因此可以实现其他热处理方式达不到的效果,使金属材料表面硬度增强,性能提高。使用电脑控制激光热处理技术,可以大大提高效率,实现热处理自动化。
1.2真空热处理技术真空热处理技术利用真空作为金属材料热处理的环境,可以缩短时间,提高效率,减少有毒气体的排放,有明显的节能效果和环保效果。目前,在一些发达国家,真空热处理技术还在不断研究和更新,力求在无氧环境的基础上填充惰性气体作为热处理环境,使热处理效率更高。
1.3超硬涂层技术超硬涂层技术可以提高材料表面硬度,使其更加耐用,提高性能,是目前应用范围较为广泛的热处理技术之一。随着现代金属材料加工技术的不断发展,超硬涂层技术采用电脑进行实时监控,方便该技术更好地应用。
1.4振动时效处理技术振动时效处理技术依靠振动原理稳定金属材料性能,可以有效防止金属材料变形。振动时效处理技术采用计算机设备进行监控,既可以减少生产时间,提高效率,还能够降低成本,节能减耗,克服了传统热处理技术的不足。
2金属材料热处理工艺与技术展望
随着金属材料热处理工艺与技术的不断发展,诞生了许多热处理技术。其中,可控气氛热处理就是较为成熟的热处理技术之一。可控气氛,顾名思义,就是一种可以控制和保护的气氛,是一种保护金属材料的气体介质。可控气氛可以有效保护金属材料的表面性能,使热处理过程更为完善。对于钢制工件而言,可控气氛热处理极为适合,可以给钢材料提供更为妥善的保护。这是因为钢在热处理高温中很容易被氧化,表面破坏较为严重,但可控气氛热处理却能够避免钢被氧化。对于其他金属材料而言,可控气氛热处理同样适用,在尺寸上可以调控,使操作更加灵活。目前,可控气氛热处理的应用较为广泛,但依然有很大的局限性。因此,未来的金属材料热处理工艺和技术需更加普及,才会有更广泛的发展空间。
3结束语
[关键词]金属材料 热处理 工艺
中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0010-01
一、金属材料结构与组织概述
从时间角度分析,在几千年之前的铁器时代中,金属材料便出现在人们身边,金属材料被制作出生产劳动工具以及其它工具,与此同时,人们也清楚认识到了热处理的作用。从当前的发展趋势分析,在近几年社会经济与科学技术的不断发展,我国金属材料加工工艺已经得到了创新发展,并在国际中占据重要地位,尤其在工业技术产业的创新发展下,越来越多的领域加强重视金属材料,应用最多的便是合金材料,从宏观角度分析,无论哪一种材料,只有将其实施热处理,将内部组织结构改善,才能发挥其作用[1]。从微观角度分析,虽然经过热处理加工工艺,金属材料发生变化,但是金属材料外部形状以及化学成分不会发生变化,仅仅改善金属构件内部的显微组织,但是从整体角度分析,金属材料的性能发生了重大变化。
二、金属材料热处理工艺的概述
所谓的热处理便是将金属的材料放到对应的容器之中,对其进行加热、保温、冷却,将材料的表面、内部结构组织进行改变,是对金属材料性能进行控制的一种工艺。从某个角度分析,金属材料热处理工艺的应用,可以进一步增强零部件耐磨损、抗疲劳的能力,还可以提高零件的整体使用强度,保证金属材料的使用寿命。当然从经济角度分析,金属材料热处理工艺能够提高经济效益,节约资源,避免产生污染[2]。热处理工艺则是相关工作人员将金属材料进行加热,在加热到一定温度之后,根据材料大小以及形状不同采取保温措施,并对其进行冷却,其中值得注意的是淬火的应用能够将材料进行加热与保温,并在此之后将材料放入到水中进行冷却,这种方式下金属材料的硬度会得到提高,但是相应的脆度也会得到加强,因此为从根本上降低物体脆性,则需要将经过淬火之后的金属工艺进行保温,而后进行冷却。
三、金属材料与热处理之间的关系
(一)热处理预热与金属材料切削性能之间的关系
从全局出发分析,在当前我国金属材料加工企业在热处理预热以及金属材料切削方面存在联系,这样一来,则可以进一步提高金属材料的属性。除此之外,在金属材料在热处理预热之后,金属材料的内部结构会产生非常大的变化,只有经过预热,金属材料的内部结构会发生变化,当然只有经过预热,才能进一步改善材料的硬度以及外形,才能将金属材料的属性得到改良。从某个角度分析,材料内部发生变化,金属材料的切削性能得到改善,切割演变的比较简单。由此可以了解到热处理预热能够给金属切割产生影响,是热处理以及金属材料之间十分重要的关键载体。
(二)热处理温度与金属材料切边之间的衡量关系
从整个热处理过程中往往最为主要的便是要将其温度掌握好,之所以需要做好这一点是因为金属材料切边会受到相关温度的影响。在经过热处理之后,物理状态、硬度以及形态会发生重大变化,性能也会产生重大变化[3]。除此之外,在经过数据计算统计之后,与实际的情况相互对比,可以清楚了解到金属切边的性能发生重大变化。因此笔者认为在金属材料与热处理中需要掌握的便是材料数据,要保证温度的合适性。
(三)热处理与金属材料韧性的关系
毋庸置疑,有非常多的金属属性存在缺陷,具有代表性的便是韧性不足、硬度不足,且有非常多的金属材料在热处理之后,其韧性会得到提高,金属材料的作用也会得到发挥。当然,在热处理之后,金属材料的强度硬度会因为内部结构发生重大变化,其状态比较稳定,性能也会得到改良。
四、金属材料锈蚀、开裂问题分析
一般情况下,在金属加热中或者冷却的过程中,如果刻意的拉伸则会改变材料本身的内部组织结构,往往会导致材料会因为外界环境影响而发生变化,从而出现铁锈,这样一来则会导致金属材料的脆性增加,出现断裂现象。从另外一个角度分析,金属材料在存放的过程中如果收到影响,那么则会导致材料本身发生变化,会出现生锈现象,如果不及时进行处理,那么则会逐渐腐蚀材料,导致金属材料表面不光滑,内部结构不完成,严重影响金属材料的实际使用。在日常工作中,需要对金属材料保管加以关注,还需要定期或者不定期的进行清理,对于还没有使用的原材料要将表明上所存在的铁锈进行清理,然后再投入使用。对于已经妥善保管的金属材料,可以在表层涂抹防锈涂层,避免材料的形状以及结构发生变化。与此同时,如果不及时将金属材料的铁锈及时清理掉,那么则会导致对环境产生污染,甚至对人员造成事故[4]。举例说明:在2005年广东某一家石油化工车间出现爆炸,造成多人伤亡,设备损害,之所以产生这种现象的原因则是缺乏对日常设备的管理与检查,管道出现锈蚀,没有经过处理,在长期腐蚀中出现慢性病。
在金属材料热加工中还会出现另外一个问题,即出现开裂情况,这种情况同样会对金属材料的性能造车能够影响,之所以产生开裂现象的原因是由于在热加工过程中温度忽高忽低,所以相关人员在热加工工艺处理的过程中,需要控制好温度,提高材料的韧性承受能力,形成结晶。
五、金属热处理工艺未来的发展
在当前社会经济以及科学技术的不断发展下,金属材料热处理加工已经成为了现阶段十分重要的组成内容,但是在大多数金属材料热加工的过程中,会出现断裂现象,这种情况则会严重影响了材料再结晶的效果[5]。因此在金属材料热处理加工的时候需要对温度加以控制,使其形成结晶。从另外一个角度分析,科技在发展,在进步,工业、农业在发展过程中离不开机械设备,金属材料热处理已经发展成为了最为主要的任务与内容。热处理行业看似比较良好,但是却存在危险性,且金属以及金属材料需要进行高温加工,很多生产加工设备在运行如果不更新换代,那么则会存在非常多的安全隐患,且在金属材料高温加工以及加热的时候会产生有害气体,这些有害气体如果被人们吸入到体内,则会威胁人体健康。热处理行业属于污染型行业,在进行处理的时候需要考虑环境问题,并且不应该构建在居民区以及商业区,避免对人类造成伤害。
结语:
综上所述,在科学技术的不断发展下,我国工业技术水平越来越高,其中金属材料热处理已经达到了全新的发展水平,且提高了金属材料的有序发展与进步。
参考文献:
[1]李红波.关于金属材料热处理节能新技术的运用[J].科技与企业,2016,07:219+222.
[2]王克权.苏“金属材料热处理和化学热处理的现代设备与工艺”讨论会[J]. 兵器材料科学与工程,1987,06:64-68.
[3]高志玉,薛维华. 金属热处理计算机辅助工艺设计系统研究与开发[J]. 金属热处理,2012,10:92-95.
关键词:金属材料;教学改革;学习兴趣
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.224
作为一门专业基础课程,《金属材料与热处理》对于学生来说至关重要,其主要研究的是金属材料的相关知识,包括金属材料成分以及组织等等。金属材料热处理,通常情况下是通过改变金属材料的成分和组织形式来实现金属材料的热处理,从而达到我们预期的目的。通过该门课程,学生能够对金属材料的性能有所了解,并在此基础上熟练掌握金属材料热处理的工艺方式。因此我们必须对《金属材料与热处理》该门课程进行教学改革,进一步提高学生的学习积极性,实现教学的可持续发展。
1 培养学生学习兴趣,提高学生注意力
教师在具体教学活动中,应当从学生的实际情况出发,灵活的应用多元的教学方式,使学生掌握金属材料热处理的相关技能。例如教师在教学活动中,可以通过举例论证和类比论证等方式实现教学,将教学内容从学生的生活实际有机结合在一起。在向学生介绍金属材料时,教师应当避免概念的照搬,应从学生的生活情况出发举例论证,例如易拉罐是用铝做的,电视线是铜芯的,金项链是金做的等等,这样可以使广大学生了解金属材料的性质,并明确金属材料的应用范围。与此同时,教师还一可以将所要教授的内容同我国历史实际情况结合在一起。众所周知,“淬火”这一概念早在我国古代时期就已经兴起,并以热处理的发展史为线索得到了进一步的发展,在讲述着一支试试,教师就可以引用三国时期诸葛亮带兵打仗这一典故,将这一支是灌输给学生。这样有利于培养学生的学习兴趣,进一步提高学生学习的注意力,使学生养成良好的学习习惯。
2 加强实验教学,打造校企合作教学模式
《金属材料与热处理》单门课程存在较为严重的重理论轻实践现象。理论课程占所有课程的比重为3/4以上,而实践课程的学时占所有课时的比重仅为1/4,这种现象导致学生实践能力不强,学生学习兴趣不高的现象。很多学生表示,在其看来《金属材料与热处理》这门课程仅仅是一门理论课程,考试时仅注意理论知识的学习就可以达到很高的分数,这在一定程度上造成了学生对该门课程的认识偏差。为此,各院校应当进一步加强实验室建设,为广大学生添置大量的实习实验设备,并在此基础上将教室搬到实验室,这样做一方面可以满足学生不断提升自身实践能力的需求,另一方面,也可以进一步加强对学生的培训力度,可以说是一举多得。与此同时,各院校还应当与企业进行联系,打造校企合作教学模式。之所以这样做的主要原因在于,该门课程的绝大多数实验难以在学校实现,需要企业参与到教学活动中来,这样可以弥补院校实验能力不足的问题。教师在校企合作模式中,应当充分发挥自身的作用,带领学生到企业进行实习,了解企业的运行模式以及企业在金属材料热处理中的发展趋势,并其带头作用,与学生进行广泛的沟通和交流,了解学生在学习过程中遇到的问题并给予解决,这样学生能够快速的掌握该门技术。
3 建立全方面的评价体系,加强对学生的评价
传统考核评价大多以知识评价为主,纪在学期末的时候,通过一张试卷了解学生的学习情况,这种考核模式虽然能够体现学期内该门课程的教学水平,但也暴露出一些问题,例如导致学生对该门课程存在认识偏差,对学生考核不全面等问题。在这种考核模式下,学生仅会死读书,而不会将所学知识应用到具体实践当中去,这样做不利于学生的成长。笔者通过长期的研究与实践认为,评价体系应当成为公认的衡量教学效果的标准,应对学生的实际情况进行全面考核,只有这样才能够发挥其应有的作用。为此应当建立健全评价体系,将课堂考察和课堂提问以及口头测验和实践活动等内容融入到课堂评价体系中,增强广大学生的自律意识,进一步提高其主动学习的积极性,使学生做到认识自我,不断的调整自我,促进学生发展。除此之外,在考核命题上,广大教师应当做到与职业资格考试接轨,尽可能的减少理论考核内容,增加主观分析类型的考核,使学生在学习理论知识的基础上,能够对行业资格考试有所了解,并实现对学生理论与实践技能的全方面考察。
4 结语
总而言之,我们可以通过举例教学和类比教学等方式实现学生注意力的集中,充分调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。当然我们也应当充分意识到,罗马非一日建成,《金属材料与热处理》该门课程的教学改革也非一日之功,但千里之行始于足下,我们可以从点滴小事做起,通过调动学生学习积极性等方式使学生感知知识,牢固的掌握知识。
⒖嘉南祝
[1]杨超,王瑞花,宋杰光,李世斌.地方高校《金属材料与热处理》课程教学改革探索[J].科技资讯,2015(27):165-166.
[2]游涛.基于S-O-R理论的金属材料与热处理教学改革[J].中国冶金教育,2012(03):18-20.
关键词:热处理 工艺 技术 展望
前言
金属材料热处理工艺繁复多样,热处理的技术也变化多端,就现代科技技术发展来看,金属材料热处理有着许许多多的方式,但是从其根本性质上来说,行内人士往往将其分化成两大步骤,即组织内部结构改变以及表面结构优化,无论是何种新兴工艺、何种变革技术,也无论是改变金属材料的外表组织,还是改变材料的内在结构,所有的工艺以及技术都是围绕着这两大核心步骤开展的,所以在本文当中,笔者针对两大核心步骤,针对具体的问题,进行了核心的分析。
1.金属材料热处理新工艺与技术
1.1热处理新工艺
近年来热处理新工艺不断涌现。例如,离子束表面改性,其优点是不改变金属表面化学成分,尺寸无明显变化,不需化学用剂,也不会产生有害气体;强烈淬火技术可避免钢件开裂,减少畸变,显著提高钢材力学性能,延长零件的使用寿命;环己烯渗碳,此技术的优点是工件十分干净,可避免晶界氧化,齿根硬度可达到节圆齿面硬度的90%以上,渗剂用量很低,渗层均匀,工件畸变小,可提高渗碳温度;铝合金的热等静压固溶时效复合处理可消除铝合金铸件孔隙和缩短工艺周期,降低生产成本,同时提高铸件的力学性能;微波渗碳可使热处理工艺实现更精确。
1.2热处理新材料
目前,热处理新材料主要是生态淬火剂。所谓生态淬火剂就是以植物油为基本加入添加剂的天然淬火油。常用淬火剂的有水、盐水、熔盐、冷热矿物油和聚合物溶液,还有Ni3Al金属间化合物和APM和APMT合金。Ni3Al金属间化合物是一种新型炉内抗渗碳耐热构件材料。采用Ni3Al构件可以减少炉子维修次数,缩短工艺周期,提高热处理工件寿命、提高渗碳温度、节能效果显著,但是因为其脆性大未得到实际应用;APM 和APMT合金是用A-1粉末通过热等静压、烧结和深拉延出来的。用AT1合金制造的电热和燃气辐射管比一般耐热合金能经受双倍的热流。
1.3新传感技术
最新发展的传感技术有氧探头Oxymess,用于渗氮和氮碳共渗氮势测控的TiO2氧探头;氮势传感器HydroNit,跟踪渗氮过程的传感器KiNit;测控淬火槽工作状态的Fluid Quench 传感器;气冷淬火的Heat Flux传感器;真空渗碳碳势传感器等。
2.金属材料热处理工艺与技术的展望
现代的金属材料热处理工艺经过多年的发展已然成型,现在最为主流的热处理新工艺主要包括有以下四种:可控气氛热处理、形变热处理、表面气象沉积技术、真空热处理技术,这些技术都有其自身的优点以及缺点,由于篇幅有限,笔者仅对可控气氛热处理进行分析,对其优劣程度进行探讨,希望在一定范围内对金属材料的技术进行展望。
可控气氛热处理是近年来成熟的金属材料热处理技术这一,是一种通过对炉内的气温控制从而控制金属材料热处理程度的方式。也是一种通过还原、渗碳等方式从而改变金属材料表面组织的经典方式之一。工艺当中所提到的保护气氛,是一种可控性的能够有效防止金属表面氧化损耗的气体介质,可控气氛有着以下五项优点是:第一,优化金属材料表面,通过可调控的方式,调控便面的完善功能,从而控制刚性程度以及柔性程度的完美融合,从而保障金属材料表面的优越性;第二,对钢件金属材料的保护程度大大提升,由于钢件材料在热处理加工的过程当中氧化严重脱碳程度超标,所以一般的热处理工艺无法最大程度的保障钢件材料的表面刚度,而可控气氛热处理却能完美的做到这一点,不仅能够起到保护作用,甚至是能完美的避过这一缺点;第三,由于是对金属材料的表面处理,所以无论是在抛光的光亮程度,还是工件的具体尺寸要求,都实现了可调控性能,最大程度的保障了工件的尺寸精度;第四,在其他热处理工艺实践过程当中,渗碳都是按照比例进行调控施工的,但是比例只能在理论上确保金属材料表面的完善,却无法做到可调控,也就是所一旦施工当中出现误差,那么就会破坏金属材料便面的渗碳,而可控制气氛热处理却能够在技术操作的过程当中完善这一点,从最大程度上做到了过程可调控;第五,完全实现碳穿透处理,不仅改变了表层的结构,还改变了深度组织结构,使热处理加工工艺更加完善。在可控气氛热处理当中,还有一种吸热式气氛热处理工艺,它的主要施展对象是高碳钢继进行保护。
综上所述,我们可以在现有的金属材料热处理技术当中找到其未来将要发展的方向,第一无论是对组织内部的改变还是对表面化的处理,可控制是其发展的第一要素,第二金属材料通过热处理成型容易,但是一旦进行深层次加工也就是所谓的“精艺工件”加工,就无法改变其材料本身所带来的具体特性,所以未来的发展方向已定要在可调节成品工件上下工夫,第三,尺寸以及完善的工艺程度是金属材料热处理的最主要追求,所以作为作为现代化的生产工艺来说,一方面要保障精准程度,另一方面要保障经济程度,第四上文所提到的可控气氛热处理只是现代金属材料热处理的工艺之一,其发展虽然普及但是却主要做用于钢件的热处理,局限性很大,所以在未来的金属材料热处理的发展过程当中,还应当针对具体材料对热处理工艺进行改进,争取将金属热处理工艺与技术普及到全方位的领域当中。
结束语
通过现代技术的不断进步,金属材料热处理的工艺以及技术逐渐的靠向调整组织结构、控制表面处理两大方向。从根本上说组织结构调整在于上文中所提到的四大步骤,这是从内部结构调整金属材料的最好方式,比如通过控制钢铁的加热温度,将金属原本的缺陷得以弥补,也可以提高钢铁的硬度和韧性,而表面处理也是类似的,一般就是:渗氮、渗碳、渗氮共渗等几种工艺方式,将这些技术作用于金属材料热处理的表面,从而改变其表面构架,所以在未来的金属材料热处理发展当中,正确的方向应当是满足内部稳定、构建外部优化的发展模式。
参考文献:
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[3]樊东黎.热处理技术进展[J].金属热处理,2007,32(4):1~14
【关键词】金属材料与热处理 课程教学 改革措施
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)11-0226-01
引言
随着我国高等教育事业的不断发展,课程教学改革已成为教育发展的重要力量。金属材料与热处理是一门理论与实践并重的课程,强调教学的多元化,以实现对学生实践能力的培养、理论知识的掌握。所以,强化金属材料与热处理课程的教学改革,强调学生主体地位的提出、实际能力的培养,已成为该课程教学的重要目标。同时,强化评价方式的创新,以多元化的评价方式呈现考核机制,更有助于教学的改革发展。笔者结合多年的教学经验,对金属材料与热处理课程教学改革,提出以下改革的看法。
1.以培养学生实际能力为导向,强化教学改革中学生的主体地位
技术材料与热处理课程教学,强调以培养学生实际能力为导向,将所学的学科知识转变为实践的能力,这是课程教学改革的重点。而教学改革中学生主体地位的强化,是践行学生能力培养目标的有力支撑。特别是针对不同的教学内容、整合学生的个性特点,基于多元化的教学方法进行教学,是培养与提高学生实际能力的重要体现。
1.1问题教学法 问题教学法体现“学生为主、教师为导”的教学思想,强化学生主体地位下的主动学习。对于金属材料与热处理课程,具有较强的理论性,这就强调教师在教学的过程中,应该结合生活实际、生产,将理论性强的知识放置于具体内容之中,并提出相关的问题,以“设问”的方式呈现教学过程。相比于传统的教学方法,问题教学法强化了师生间的互动交流,符合大学生的求知、探索与独立的个性发展需求,有效的提高教学效果。
1.2启发式教学 金属材料与热处理课程的知识系统较强,知识衔接紧密,强调新旧知识的有效授课。在实际的教学活动中,教师要旧知识的温故知新,顺畅学生所习知识的内部联系,以便于学生系统的学习。所以,教师以启发式的教学开展教学活动,循循善诱,帮助学生在学习新知识的同时,有效的巩固旧知识。例如,教师在“钢的热处理加热和冷却的转变”教学中,可以先及时地对相关的旧知识进行复习,如复习Fe-Fe3C相图,讲解Al、Acm是钢在极缓慢加热与冷却条件下的临界点。而从实际情况拉看,钢在加热与冷却的条件下,存在一定的滞后性,并以此作为教学的启发点,引导学生进行多元化思考。
1.3精讲多练 精讲多练是依托金属材料与热处理的课程内容特点,强调以学生实际出发,注重教材内容价值的。教师精讲可以做到有的放矢,突出教学重点,并将课程难点进行巧妙的分散,便于学生对知识的整体把握与理解。同时,课堂教学是在有限的空间与时间下进行,要让学生在有限的维度中获取最多的知识,需要教师将重点讲透、将课程内容主次分明的呈现,并培养学生独立思考的能力。对于多练,是知识巩固与学生思维发展的重要途径。教师应强化金属材料、热处理工艺等内容的实际应用,并在多练的强化模式下,促使学生在巩固知识的同时,习得良好的动手能力。
2.以“学生全面发展”为目标,依托多元化的评价方式改革教学
随着课程改革的不断深入,改革评价方式,突出学生全面发展的教学目的,已成为金属材料与热处理课程教学改革的重要体现。金属材料与热处理课程强调实践教学环节的不断强化,这就需要在评价方式上进行转变,以适应学生全面发展的需求。在传统的评价方式中,侧重理论知识的考核,这就造成学生为应付考试,考前突击的死记硬背,对知识的应用方面十分欠缺,以至于无法形成技能,与《金属材料与热处理》课程教学目标相脱节。
对此,在课程教学改革中,评价方式要着眼于学生的全面发展,切合课程教学目标,这样才能实现教学改革的有效性。在评价方式上,要体现“教考分离”的形式,这样可以促使师生在无压力的前提下,教师积极提高自身教学质量,学生积极参与学习。同时,对于实践教学的考核,应该强调评价的多元化。例如,将考核成绩分为两个部分,平时成绩和期末实践考核,且各站50%。其中,平时成绩包括:出勤情况、学习态度、课外作业等;期末实践考核主要针对实际生产,对典型材料的设置、实用型零件的热处理等实践内容进行考核。通过科学系统的考核方式,实现理论与实践教学的并重开展,促使学生全面发展。
3.强化教师队伍建设,建立高素质的教师队伍
金属材料与热处理课程是一门理论与实践并重的课程,对教师的专业知识、实践能力有一定的要求。教学改革不断前行的过程中,强化教师队伍建设,无疑是推动教学改革发展的有力支撑。教师队伍应该具备良好的专业素养,知识过硬、技能精湛,这样才能有效地培养学生的全面能力,符合金属材料与热处理课程的教学需求。
3.1强化教师实践培训,提高教师的实践能力 金属材料与热处理课程具有较强的实践性,这就强调教师自身需要具备良好的实践能力,这样才能更好地实现课程教学的全面开展。通过相关的教师实践培训,强化教师的实践能力,并形成教师良好的实践素养,这样更有助于教师在教学中指导学生开展实践训练,提高金属材料与热处理课程的实践教学效果。
3.2强化教师教学技能,培养教师良好的职业素养 金属材料与热处理课程教学改革,关键在于教师队伍的建设。其中,教师教学技能的强化,无疑是强化课程教学改革的重要支撑点。教师应该具备良好的教学技能,并有扎实的专业知识,这样更有助于教学改革的推进。
结束语
综上所述,金属材料与热处理课程的教学改革,立足于学生主体地位的突出、实际能力的培养,并通过评价方式的创新、教师队伍的建设为依托,强化教学改革的有效。这样,才能促使金属材料与热处理课程改革的有序开展,培养学生的综合能力。
参考文献:
[1]展菊. 金属材料与热处理课程教学的改革探索[J].成才之路,2012(23)
[2]沈敏.《金属材料与热处理》课程教学改革与实践[J].职业教育研究,2013(04)
随着我国经济的快速发展,工业生产技术得到很大提高,较高的机械性能能够发挥出金属材料最大的潜能。为了满足生产需求,需要通过热处理工艺改变金属材料的机械性能,所以必须加强对热处理工艺的研究,处理好金属材料和热处理工艺之间的关系,获得最佳的生产效果。作为设计人员需要根据金属材料的特性和组成成分,选择最佳的热处理工艺,实现二者之间的有机结合。文章主要对当前热处理工艺和金属材料之间的关系进行分析,希望能够给相关人士提供一定的借鉴。
关键词:
金属材料;热处理;工艺;关系
1金属材料和热处理发展的历史
早在四千年前我国就已经开始使用金属材料了,而且相比世界其他国家,我们很早就开始具有较高的热处理水平。自从改革开放之后,我国社会经济得到了快速发展,金属材料的种类日益繁多,热处理技术也得到很大提升,为我国金属制造业、冶金业、钢铁业等工业做出了巨大贡献,进一步促进了我国经济快速发展。当前金属材料和热处理工艺之间的关系越来越紧密,需要相关研究人员深入探讨二者之间的积极关系。
2金属材料的基本组织和结构
虽然铝、铜、铁等金属材料被广泛使用在生产工业中,但是由于单纯的某种金属材料存在一定的缺陷,所以当前这些金属材料的合金形式被使用的更加广泛。当前合金内部结构主要分为两个方面,一个是内部空间原子之间的排列情况,另一个是原子和金属之间的结合方式。空间原子之间排列方式的不同则会产生不同的金属性能,所以,空间原子排列情况和金属性能有直接关系,我们可以根据这一规律利用热处理技术来满足生产需求。所谓金属材料热处理工艺指的是在一定的介质中加热金属达到特定的温度,并保持一段时间,在不同的介质下进行冷却,达到改变金属性能的一种工艺。热处理工艺是一项十分复杂的加工工艺,其中任何一个因素受到外界影响而发生改变,都会影响到金属性能的改变,所以为了能够满足生产工业的需要,需要做好热处理工艺的控制,进一步提高机械性能。
3分析热处理和金属材料的关系
3.1分析热处理预热和金属材料的切削性能所存在的关系为了能够保证生产出来的金属材料性能满足需要,就必须保证在加工过程中热处理工艺和切削性能之间保持相互配合的关系。在切削加工中可能会因为金属材料、切削条件、加工材料等因素而产生不同程度的光洁度。在热处理过程中不可避免的会出现一些问题,影响到金属材料的性能,所以为了尽可能地减少加工缺陷,就需要对这些毛坯或者金属半成品进行预热处理,使其保持在切削加工的良好状态,同时也保障切削材料的加工精度满足产品要求,零件的性能也能够进一步提高。不同的金属材料具有不同的金相组织和硬度范围,所以相对应的每种金属材料都具有一个最佳的切削性能。在切削加工的过程中,有可能会因为硬度不达标而产生粘刀现象,在倾面上产生积屑瘤,这不仅影响到金属材料的切削性能,同时也影响了零件表面的光洁度。目前,加工人员可以通过正火处理来减少粘刀问题的产生,进一步提高了切削性能。铝合金是当前生产工业中比较常见的一种合金。在加工铝合金时可以采用固溶处理,能够增强铝合金的性能,使合金内部晶粒体现出均匀的组织,这也能有效提高机械的加工精度。
3.2热处理温度和金属材料切边横量所存在的关系材料力学性能指标之一包括了切边横量,切应变和切应力的比值,是材料在弹性变形比例极限范围内以及剪切应力作用下得出来的。对材料抵抗切应变的能力有了表征的作用,模量大,材料的刚性就越强,通过热处理,改变了材料本身的物理性质,材料的性能也发生了改变,随之切边衡量也应该发生变化,从而实际和设计计算的弹簧伸长量出现了一定的误差。通过对热处理和金属材料切边模量变化关系的分析,可以看出,选用弹簧钢的工业生产中,对其进行设计计算时,要使用弹簧模量和材料切边的模量。然而,切边模量的取值是按照传统的设计给出的,会导致弹簧的变形量在实际和计算中都存在着很大的误差。因为经过热处理后,加工的成品弹簧以及热绕成型的弹簧,由于原子间的结合力决定了材料弹性模量的大小,弹性模量的大小受到影响原子间结合力的因素的影响。影响原子间的结合力是由合金组织、成分、温度和形变强化等产生的。所以材料温度在经过热处理后发生了变化,因此在设计的时候,弹簧特性线产生的先天性误差,是由弹性模量的变化所引起的。所以在设计计算特性线要求比较高的弹簧时,设计不能按照传统资料给的定值,要根据载荷、工作温度等弹簧的服役情况确定。
3.3热处理温度和金属材料断裂韧性所存在的关系在金属材料加工的过程中,经常会出现金属材料断裂的现象。实际上,在外力的作用下,存在裂纹的金属材料会抵抗裂纹的扩展,我们可以称之为断裂韧性。通过减少金属晶体中的位错现象,就能够减小位错密度,进而提高金属材料的性能,使得金属材料的断裂韧性能力得到提升。通常情况下,主要采用细晶强化的方式来阻碍金属晶错。而通过热处理工艺,能够使得细晶强化功能得到进一步提升,实现金属组织的再结晶,其过程是通过加热金属材料,使之达到非常高的温度,然后产生等轴晶粒代替已经变形的晶粒,这一过程通常是在变性剧烈区域完成。在变形温度达到一定的前提下,金属材料的局部错位密度就会累计到一个最高点,进而发生动态再结晶。因此,金属的热处理温度直接关系到再结晶效果,而且这种关系十分明显,需要加工人员能够特别注意。为了能够更高程度的激活原子,并使它迁移,必须保证变形金属的加热温度达到一定程度,同时逐渐形成结晶。原子的扩散过程能够获得热处理的控制温度,进而提高金属材料的断裂韧性。
3.4热处理应力和金属材料应力腐蚀所存在的关系金属材料的应力腐蚀开裂直接影响到其使用性能,所以必须引起重视。应力腐蚀开裂的产生主要是在特定的腐蚀环境以及拉伸应力的作用,金属材料出现了脆性断裂。金属材料在焊接过程中会存在一些残余应力,而这些残余应力却导致了金属材料的应力腐蚀开裂。金属材料在加热和冷却过程中其内部组织和性能会发生改变,导致金属材料的表面和内部温度存在差异,进而产生一定的热应力,在这种情况下,金属内部的冷却温度要高于表面温度,收缩程度比表面小,使得材料内部受到拉应力影响。在金属材料热处理过程中,由于材料的性能发生了变化,不同部位有不同的体积,产生了组织应力。金属材料的表面和内部都会受到不同程度的组织应力和残余应力的影响。在热处理过程中的冷却速度是决定残余应力和影响淬火质量的决定性因素之一。所以加工人员在进行金属材料热处理过程中应该控制好冷却速度,尽可能地接近标准值,减少应力的产生,进而提高金属材料的性能。
4结束语
处理好热处理工艺和金属材料之间的关系,能够有效加强金属零部件的制造水平,同时也促进其他工业生产的加工质量。伴随着社会主义市场经济的快速发展,相关研究人员必须不断探索金属材料和热处理工艺之间的关系,提高二者结合的准确度,实现全方位的加工技术。
参考文献
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