金属学及热处理

金属学及热处理（精选十篇）

金属学及热处理 篇1

一、改革教学内容, 增加领域前沿新知识

为了顺应当前材料大学科、大专业的发展趋势, 教学内容应在保持经典理论、传统知识的同时及时融入一些反应材料领域最新科技进步的新技术和新工艺, 从而保持教学内容的超前性, 拓宽学生的知识面, 激发学生的开拓创新意识。

在教学过程中, 我们将一些陈旧的或不常用的材料进行删减, 对新材料、新技术的研究动态、应用状况等前沿知识进行补充。例如, 在热处理方面, 应多介绍一些新型的热处理工艺, 如亚温淬火是针对亚共析结构钢的一种新型淬火工艺, 采用此工艺可大幅提高钢的室温和低温韧性、抑制可逆回火脆性;在新材料方面介绍和金属材料相关的陶瓷材料、复合材料以及纳米材料等。另外, 在教学过程中, 应将教师的科研成果和教材结合起来, 将这些最新信息贯穿在相应的知识点上, 无疑增加了教材的活力和生动性, 使学生在掌握基本理论的同时, 又能及时追踪到最新的发展水平和先进的工艺技术, 增强学生的学习兴趣, 扩大学生的知识面, 让学生感到学有所用, 培养出“厚基础、宽口径”的实用型技术人才。

二、改进教学方法, 提高教学效果

《金属学及热处理》课程中有很多内容非常抽象、概念性极强, 学生在学习时易感到枯燥难学。因此, 教学方法的改革是课程教学改革的重点。在教学过程中, 应采取启发式、引导式, 问题式、讨论式并辅以自学相结合等灵活多样的教学方法, 不仅能调动学生学习的积极性和主动性, 而且有利于培养学生积极思维的能力, 促进双边互动教学活动。

1.突出教学重点, 精讲多练

基于该课程的特点, 教师在讲解过程中, 应“有快有慢”“去粗取精”, 突出教学重点, 对于基础内容和重点内容, 要从不同的角度和不同层次适当重复, 而且, 在每一节课刚开始, 要先和学生一起复习上一节课的学习内容, 在下课前, 再把此节课所讲的内容重新理一遍, 从而加深了学生的理解和记忆, 提高了教学效果。同时, 在教学各环节应适当安排习题课, 这样对学生巩固知识和能力的提高都有很大的好处。

2.开展课堂讨论, 培养学生分析解决问题的能力

组织好课堂讨论, 不仅能调动学生学习的积极性和主动性, 而且培养了学生分析解决问题的能力, 加强了学生对所学知识的理解。例如, 在老师讲解完含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响后, 给出一些思考题, 采用“讨论教学法”, 让同学们在独立思考的基础上, 开展讨论, 教师进行最后的小结和重点讲解, 同时, 指出在今后学习中应注意的问题。通过实践教学发现, 课堂上学生表现出来的求知欲和主动性与过去形成了明显的对比, 实践探索达到了预期的目标。

三、加强实践教学, 激发学生创新能力

实践教学是培养学生创新能力的重要一环, 是实现从理论到实践, 从知识向能力转化的重要环节, 是培养学生分析问题、解决问题的能力的有效手段。为了充分发挥实践教学的作用, 我们对改革教学实验进行了初步的探索。

传统的实验教学是指导教师先讲实验原理、目的、仪器设备等, 学生再按教师或教材所讲的步骤重复实验, 导致学生学习一直处于被动状态。因此, 我们在实验教学中, 更注重由单一操作性和验证性实验向设计性和综合性过渡, 鼓励学生独立完成实验, 充分发挥学生的主导作用与创新思想, 提高学生动手、分析、解决问题能力。比如, 在热处理实验中, 教师先要求学生根据一个典型零件用材和性能要求来确定适宜的热处理工艺参数, 教师启发、诱导学生查阅相关资料后让学生独立分析, 并随时提出问题, 启发学生采用不同方法完成实验, 提高并激发学生的创造性, 从而达到全面、综合的专业技能训练目的。

四、丰富教学手段, 调动学生学习积极性

1.发挥多媒体教学功能效益

基于课程“杂、散、乱”的特点, 采用传统的“粉笔+黑板”的教学手段, 很难调动学生的学习兴趣。我们通过3年的《金属学及热处理》课程的“传统教学+多媒体辅助教学”实践证明, 借助多媒体的先进手段提高了学生对该课程的学习兴趣和教学质量, 具有传统教学所不可替代的优势。例如, 在讲到弗兰克-瑞德位错源增殖机制时, 全凭学生的想象力和理解力, 一旦学生难以理解, 久而久之就会产生厌学情绪。但在教学过程中加入动画效果, 有助于学生形象思维能力的培养, 加深学生对知识的理解, 大大激发了学生学习兴趣。

但是, 这种教学模式也存在一些问题, 比如, 课堂容量增大, 学生不易记笔记、课堂上有些内容消化不了等。我们在教学实践中感到, 好的教学效果是把利用多媒体授课节省下来的时间用来加强练习、强化应用, 这样学生感到学习内容充实, 基础扎实, 学习效果好。

2.网络技术的辅助教学

目前, 随着网络技术的发展, 网络资源的应用推进了课堂教学和协助学习的教育新方式。借助计算机技术和学校便捷的网络资源, 教师可以提供本课程知识重点、难点、教师课件、网上答疑等多方位资源, 学生可方便浏览, 满足学生学习需要, 提高学习效果, 弥补了多媒体教学的许多不足。

总之, 将传统教学手段和现代教学手段相结合, 可以活跃学生思维, 提高教学效果, 但这种教学模式的成熟还需要在教学实践中潜心探索, 不断调整。

五、结束语

通过对《金属学及热处理》课程教学改革的初探, 经过实践取得了一定的成效。许多同学对该课程的教学给予了非常积极、真诚与肯定的评价。在实践教学过程中发现, 课堂上学生表现出来的积极性与主动性与过去形成了明显的对比。但这仅仅是迈向改革的第一步, 还有好多工作需要我们进一步深入地做下去, 以使该课程的教学更上一个新的台阶。

摘要：针对金属学及热处理课程的特点, 结合教学经验, 从培养学生分析问题和解决问题的能力、提高学生学习的主动性、积极性出发, 对教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索。

关键词：金属学及热处理,教学改革,创新能力

参考文献

[1]程广萍.《金属学及热处理》课程教学改革与教学实践[J].中国科教创新导刊, 2010, (2) :24.

[2]仵海东, 曹鹏军, 刘筱微.“金属学及热处理”课程建设与改革探索[J].重庆科技学院学报 (社会科学版) , 2009, (12) :205.

金属材料及热处理 学期教学总结 篇2

《金属材料及热处理》为机械专科专业课程。该课程授课对象为机械专科15级机电学生。本课程基本情况如下：

上课人数：29人，其中，男：29人，女：0人。上课地点：图514东。学时：48学时。

现从以下几方面对本学期课程教学工作进行总结：

一、教学工作开展情况

1、教学采用项目驱动，基于工作过程进行授课，将课程知识点贯穿于项目任务中，学生以团队为基本单位，进行课程的学习。2、30%的学生学习积极性不错，70%的学生生学习积极性不是很高，基础也相对较差。因此，在进行授课时，增加实际工业应用案例，增加学生的兴趣。同时，设计不同难度的问题，以进行针对性地授课，一定程度上提高了学生的积极性。通过课程的学习，学生对本课程的认识程度不断提升。

二、学生课程学习方面

课堂上大部分学生能够保持安静良好的课堂环境认真听讲，并积极配合，在任务的指导下积极进行团队讨论、合作和回报，在课后，大部分学生能够认真地完成各项教学任务。

三、期末成绩情况

班级总评成绩良好及以上的学生有3名同学，中等学生有5名学生，15名学生处于不及格行列,6名学生不及格。本课程为理论性较强的课程，含有的理论知识点较多，同时和实践的联系很大，学生成绩整体来说比期望值要差。从考试结果来看，大部分学生的知识掌握不够扎实，对课程知识较不熟悉，复习效果也不理想。结合课堂状态，大部分学生对本门课程的学习不够认真，同时本课程因为理论性较强而学生在理解上有难度。6名同学不及格的主要原因是基础知识不够扎实，结合上课状态不够认真，期末复习不够理想，同时遇到问题不及时解决，整体知识的掌握水平较差。通过此次考试成绩，为以后的课堂教学也提供了依据，要注重学生的基础知识掌握情况，同时，加强学生的学习主动性和积极性，监督学生的学习状态，及时提出解决方案。

四、今后教学中的努力方向

金属材料应用及热处理技术研究 篇3

关键词：金属材料；应用；热处理技术

金属材料本身具有良好的物化性质和优秀的力学性能，在工业领域得到了广泛的应用。在金属材料的处理技术中，热处理技术最为常见，这种技术不仅能够把金属材料本身的性能潜力充分发挥出来，还能提高产品质量，减少资源的浪费，节约材料，进一步增强产品的使用功能，增加经济效益。在最早使用热处理技术的国家中，我们国家也在其列，早在汉朝时就有了一些关于热处理技术的记载，如“水与火合为淬”就是对这种技术的概括。时至今日，我国在热处理方面更是取得了很大的进步和突破。

1.金属材料的应用

1.1.纳米金属材料的应用

纳米作为一种新型的技术被应用在了金属材料中，纳米金属材料具有很好的功能特性和优秀的力学性能，目前已被应用于很多领域中。

1.1.1.纳米结构的WC—Co硬度和耐磨性

在工业中，纳米结构具有WC—Co强硬度和耐磨性，使用量是非常大的。目前主要在保护涂层以及制造切削工具中，因为纳米结构的WC—Co的硬度和耐磨性要明显优越于一些粗晶材料，在这过程中，力学性能还能提高一个等级，并且还有继续提高的可能。

1.1.2.铝基纳米复合材料的高强度

铝基纳米复合材料的最明显的性质就是高强度，它的结构是非晶基体上的α—A1粒子，这些α—A1都是有着纳米尺度的，而且是在非晶机体上呈弥散状分布。另外，铝基纳米复合材料还具有良好的抗疲劳性，其他程序中雾化的粉末还可以做成棒材，用于加工一些具有高强度性质的小部件，是高强度小部件的首选材料。

1.1.3.电沉积的纳米晶体——镍

电沉积薄膜上的柱状晶结构，可以被脉冲电流破碎掉，再经过温度的控制、PH值的控制以及镀液成分的有效控制，就可以使电沉积的镍晶粒尺寸达到10nm，甚至小于10nm。镍晶粒在350K的情况下能够发生反常长大，再将其偏析在晶界之上，也就可以实现结构稳定了。这在蒸汽发电机叶轮的修复方面有着广泛的运用。

1.2.多孔金属材料的应用

多孔金属材料也是一种功能性很好的材料，在当前社会有较快的发展。由于其具有良好的渗透性和耐腐蚀性，以及高强度、耐高温的良好性能，主要用于制作过滤器、电池的电极、消音器等一些材料，广泛应用在了冶金、医药、原子能等行业中。

多孔金属材料的良好渗透性，可以用于制作过滤器，主要利用孔道对流体中粒子的阻留将液体或者是气体进行过滤或分离，达到分离的效果，进而起到净化的作用。多孔金属材料的良好的耐高温性能，可以用于热交换和加热的程序中，另外通孔体还可做成加热器或者是散热器。多孔金属的阻火能力与高渗透性能还可以使之做成灭火器，在日常生活中或消防事业中都有广泛的使用。

多孔金属材料具有良好的吸收电磁波的性能，这种性能可以用于电磁的屏蔽，也可以做电磁性质的兼容器件。并且具有良好的散热性，要比其他金属网的屏蔽效果更好一些，适用于一些比较轻便、体积比较小的移动设备。

2.热处理技术的研究

2.1.传统的热处理技术

传统热处理技术的热原理是对工件进行加热而改善其整体性能，一般的热处理包括表面热处理和化学热处理，其过程要经过退火、正火、淬火以及回火这么四个步骤。退火，先将金属加热，一段时间之后再将其冷却，这种热处理的环节就是退火。正火，先将金属加热，温度要达到Ac3（Acm）以上，然后进行保温，取出之后再在空气中冷却的过程就是正火。淬火，所谓淬火，也是先将金属加热，温度要达到Ac3或Acl以上，保温之后，冷却时要以大于临界冷却的速度进行，从而获得马氏体组织，这种过程叫淬火。淬火之后一定要加以回火才能达到最佳效果，回火能够决定工艺的完善程度。

2.2.新型的热处理技术

2.2.1.热处理的新材料和新设备

随着社会的发展，技术的进步，热处理技术也得到了新的发展，其材料和设备也得以更新。在新材料方面，生态淬火剂的发明和使用发挥了着很大的作用，能够使热处理的工艺发挥到最佳状态，常见的的生态淬火剂有熔盐、冷热矿物油、NiAl金属化合物等等，在工业领域和日常生活都有广泛的应用。在新设备方面，如：真空加热高压气淬设备的发明和使用，在热处理技术领域有着重要的地位和作用，标志着这一技术的跨越性进步。另外还有密封渗碳高压气淬炉和低压渗碳双室高压气淬炉的使用，也大大提高了热处理技术的效率和质量。

2.2.2.真空热处理和感应热处理

真空热处理顾名思义就是将热处理技术与真空技术的结合，有一部分是在真空的状态下完成的，一部分的工艺也是在真空的状态下解决的，真空热处理的优势在于它可以使金属材料更加干净明亮，在外观得到改善的前提下还能使金属材料的性能得到更好地提高。感应热处理主要是利用的电磁感应对工件进行加热的技术，在加热的过程中，具有速度快、效率高的优点，而且能够提高产品的质量。总体来说，新型的技术具有高质、低耗、高效等特点，是以后发展的目标和方向，并且这些特点也是传统的热处理技术很难达到的。

3.结束语

在当今社会，国际竞争比较激烈，能否在技术领域有所开拓是衡量一个国家综合国力的一大方面。我国作为最早使用热处理技术的国家之一，在金属材料和热处理技术领域取得了很大的成就，当然在以后的竞争中还面临着许多挑战。随着一些新材料、新设备的发明和使用，期待着我国在热处理技术方面有更大的突破和发展。

参考文献：

[1]陈晓洪.金属材料及热处理技术[J].工业技术，2012（9）

金属材料先进化学热处理技术及应用 篇4

化学热处理是将工件置于特定的活性介质中加热、保温, 使介质中一种或几种活性原子渗入工件的表层, 改变其表面的化学成分和组织, 以达到改变表面性能, 满足技术要求的热处理工艺。化学热处理既改变工件表面的化学成分, 又改变其组织, 获得单一材料难以获得的性能或进一步提高工件的使用性能。通过一定的化学热处理工艺可以提高渗层强度及耐磨性能, 提高抗氧化、耐高温性能, 提高抗啮合、抗擦伤性能, 提高抗腐性能等。但是, 由于化学热处理渗剂有气体、液体和固体, 大部分温度较高, 热处理生产形成的废气、废水、废盐、剧毒物、粉尘、噪声、电磁波都会对环境造成污染[1,2]。先进的化学热处理技术是对环境没有污染的技术, 是在生产中做到少无污染、少无质量分散和畸变、少无浪费、少无氧化脱碳、少无废品、少无人工的技术。因此, 加强钢铁材料的先进化学热处理技术推广及应用对于热处理生产的节能降耗, 保护环境具有积极的意义[3]。

1 加速化学热处理过程的催渗方法

加速化学热处理过程的催渗方法就是要提高化学热处理速度, 降低化学热处理温度, 较少化学热处理时间, 节约化学热处理成本, 提高化学热处理效率, 提高提高化学热处理效益[4]。一是物理催渗法, 利用改变温度、气压, 或利用特定的物理场 (等离子场、真空、高频、电磁场等) , 加速渗剂的分解, 活化工件表面, 提高吸附和吸收能力, 加速渗入元素的扩散等。常用高温化学热处理, 高压或负压化学热处理, 高频化学热处理, 采用弹性振荡加速。二是化学催渗法, 主要有卤化物催渗法、提高渗剂活性的催渗方法。在渗剂中加入一种或几种化学试剂或物质, 促进渗剂的分解, 去除表面钝化膜, 改善工件表面活化状态, 提高渗剂活性和增加活性原子的浓度, 从而提高渗入能力, 改善渗层质量。

2 钢铁材料先进化学热处理技术及应用

2.1 钢铁材料低温快速渗碳或碳氮共渗技术

低温快速渗碳或碳氮共渗技术是适用于低温快速渗碳或碳氮共渗的节能新技术。该技术只需利用催渗剂进行适当的工艺调整即可。低温快速渗碳或碳氮共渗技术的核心是通过在渗碳气氛中添加微量的催渗剂, 使丙烷、丙酮、煤油等渗碳介质在气氛中产生部分活性高的正四价的碳离子, 在奥氏体中扩散阻力小、扩散速度快。可减少变形, 减少产品晶粒粗化倾向, 使本质粗晶粒钢渗碳直接淬火后的马氏体级别得到一定控制, 显著节约能量, 合理利用价格便宜的本质粗晶粒钢, 提高零件的强度和韧性, 进一步延长设备及其耐热元件寿命。在同样工艺温度下, 低温快速渗碳或碳氮共渗技术可显著减少工件在高温阶段的保持时间, 防止氧化和脱碳, 节约电费, 提高生产效率, 减少变形。低温快速渗碳或碳氮共渗技术还可以提高渗碳或碳氮共渗气氛中碳的活性, 减少炭黑, 延长氧探头寿命。

2.2 钢铁材料表面金属碳化物扩散覆层技术

金属碳化物扩散覆层技术是在一定的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中, 通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳、氮原子产生化学反应, 在工件表面扩散而形成一层几微米至二十余微米的钛、铌、铬、钒等金属碳化物层[5]。目前在解决冷作模具磨损失效的应用其技术、品质、成本等综合优势明显。金属碳化物扩散覆层适合于磨损失效、在常温下工作的工件。由于模具表面硬度大大提高, 全面解决磨损、拉毛等现象, 同等工况下, 使用寿命平均提高十倍以上。由于扩散覆层与基体冶金结合, 表现出最优异的抗剥离性, 可反复处理, 论工件形状如何, 都能形成均匀的被覆层, 处理过程中模具变形较小;被扩散覆层后的表面粗糙度与处理前大致相同, 若母材表面加工光滑, 扩散覆层处理后可直接使用。

金属碳化物扩散覆层技术是在工件表面形成TiC、NbC、VC等, 使工件表面硬度可达HV 2200 HV~3600HV, 光洁度可达Ra0.2, 模具工件使用寿命大大提高, 降低了模具的制作和维修费用, 产品废品率和次品率大幅降低, 生产过程中不用经常拆装、维修模具, 劳动效率大幅提高。由于在部分冲压加工工艺中可完全省去原用的磷化、皂化工序, 生产过程更环保、更安全, 生产现场更易于管理[6]。金属碳化物扩散覆层可直接的应用以磨损失效的冷作模具、标件, 冲压、挤压、冷镦工艺中的成形、整形。

2.3 物理气相沉积和化学气相沉积技术

物理气相沉积是指在真空条件下, 用物理的方法, 使材料汽化成原子、分子或电离成离子, 并通过气相过程, 在材料表面沉积一层薄膜的技术。物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛, 工艺简单、省材料、无污染;获得的膜层与基体附着力强、膜层厚度均匀、致密、针孔少等优点。物理气相沉积广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、超导等薄膜。化学气相沉积是指在一定温度下, 混合气体与基体表面相互作用而在基体表面形成金属或化合物薄膜的方法。生产中将气态的TiCl4与N2和H2在受热钢的表面反应生成TiN, 并沉积在钢的表面形成耐磨抗蚀的沉积层。由于化学气相沉积膜层具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性及电学、光学等特殊性能, 已被广泛用于机械制造、航空航天、交通运输、煤化工等工业领域。

3 结束语

先进的热处理技术应该是对环境没有污染的技术, 是尽量减小热处理质量分散和热处理畸变的技术, 是节能的热处理工艺技术, 从零件的设计、材料的选择、材料质量的保证、加工过程和工艺路线的确定, 是严格的管理、先进的工艺、可靠的设备、精确的传感器及精密控制的成套系统工程的技术, 是实现无废品生产的充分保证的技术, 是科技含量高、经济效益好、能源消耗低、环境污染少的可持续发展技术。

摘要：先进的化学热处理技术是科技含量高、经济效益好、能源消耗低、环境污染少的可持续发展技术。文章论述了低温快速渗碳或碳氮共渗技术、表面金属碳化物扩散覆层技术、物理气相沉积和化学气相沉积技术在金属材料表面处理中的应用。

关键词：钢铁材料,先进化学热处理,应用

参考文献

[1]于杨, 解念锁.先进表面工程技术及应用研究[J].科技创新导报, 2009 (31) :78.

[2]王瑾.面向环境的产品设计制造及应用研究[J].机械管理开发, 2011, 26 (1) :59-60.

[3]解念锁.环境材料在促进循环经济发展中的作用[J].商场现代化, 2006 (15) :177-178.

[4]廖波, 肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理, 2009, 34 (1) :1-5.

[5]武立志, 解念锁.Ti6Al4V钛合金微弧氧化工艺研究[J].陕西理工学院学报:自然科学版, 2011, 27 (2) :1-4.

金属学与热处理期末复习总结 篇5

1热强性：在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。

2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法。

3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。

4固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

5回火脆性：是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。

6二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。7回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。8淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。9水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，从而得到单一的奥氏体组织。

10分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入温度略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变。

11临界淬火冷却速度：是过冷奥氏体不发生分解直接得到全部马氏体（含残留奥氏体）的最低冷却速度。

12季裂：它指的是经冷变形后的金属内有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂。

13奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程。14本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向。

二、简答： 何为奥氏体化？简述共析钢的奥氏体化过程。

答：

1、将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程。

2、它是一种扩散性相变，转变过程分为四个阶段。

（1）形核。将珠光体加热到Ac1以上，在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核。珠光体群边界也可形核。在快速加热时，由于过热度大，铁素体亚边界也能形核。

（2）长大。奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散和铁素体向奥氏体转变。为了相平衡，奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两个方向推移，奥氏体便不断长大。

（3）残余渗碳体的溶解。铁素体消失后，随着保温时间的延长，通过碳原子扩散，残余渗碳体逐渐溶入奥氏体。

（4）奥氏体的均匀化。残余渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度仍是不均匀的。只有经长时间的保温或继续加热，让碳原子进行充分地扩散才能得到成分均匀的奥氏体。奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响？简述影响奥氏体晶粒大小的因素。

答：

1、奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。但奥氏体化温度过高或在高温下保持时间过长会显著降低钢的冲击韧度、减少裂纹扩展功和提高脆性转变温度。

2、奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。

（1）加热温度和保温时间的影响加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。

（2）加热速度的影响加热速度越快，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度越大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。（3）钢的化学成分的影响在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。

（4）钢的原始组织的影响钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。简述影响过冷奥氏体等温转变的因素。

答：奥氏体成分（含碳量、合金元素）、奥氏体状态（钢的原始组织、奥氏体化的温度和保温时间）及应力和塑性变形。

1、含碳量的影响

亚共析钢随奥氏体含碳量增加，使C曲线右移，Ms和Mf点降低。过共析钢随含碳量的增加，使C曲线向左移，Ms和Mf点降低。

2、合金元素的影响

除Co、Al（WAl>2.5%）外，所有合金元素的溶解到奥氏体中后，都增大过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，Ms和Mf点降低。

3、奥氏体状态的影响

奥氏体化温度越低，保温时间越短，奥氏体晶粒越细小，C曲线左移。

4、应力和塑性变形的影响

在奥氏体状态下承受拉应力会加速奥氏体的等温转变，承受压应力则会阻碍这种转变。

对奥氏体进行塑性变形有加速奥氏体转变的作用，C曲线左移。

4简述片状珠光体和粒状珠光体的组织和性能。

答：

1、片状珠光体 组织：WC=0.77%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形

成的珠光体是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。

性能：主要决定于片间距。

片间距越小，钢的断裂强度和硬度均随片间距的缩小而增大。随片间距减小，钢的塑性显著增加。片间距减小，塑性变形抗力增大，故强度。硬度提高。

2、粒状珠光体 组织：渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中的组织

性能：主要取决于渗碳体颗粒的大小，形态与分布。

钢的成分一定时，渗碳体颗粒越细，相界面越多，则刚的硬度和强度越高。碳化物越接近等轴状、分布越均匀，则钢的韧性越好。

粒状珠光体的硬度和强度较低，塑性和韧性较好，冷变形性能，可加工性

能以及淬火工艺性能都比珠光体好。

5何为马氏体？简述马氏体的晶体结构、组织形态、性能及转变特点。

答：是碳在α-Fe中过饱和的间隙固溶体。

2、马氏体的晶体结构在钢中有两种:体心正方结构WC<0.25%，c/a=1。

体心正方结构WC>0.25%,c/a>1。

组织形态：板条马氏体、片状马氏体

200℃以上，WC<0.2%，完全形成板条马氏体，因其体内含有大量位错又称

位错马氏体。特点强而韧

0.2%

200℃以下，WC>1.0%，完全形成片状马氏体，因其亚结构主要为孪晶又称

孪晶马氏体。特点硬而脆

4、（1）马氏体的显著特点是高硬度和高强度，原因包括固溶强化、相变强

化、时效强化、原始奥氏体晶粒大小及板条马氏体束大小。

马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量。合金元素对马氏体的硬度影

响不大，但可以提高其强度。

（2）马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。

5、（1）无扩散性。奥氏体成分保留在马氏体中

（2）马氏体转变的切变共格性

（3）马氏体转变具有特定的惯习面和位向关系（4）马氏体转变是在一定温度范围内进行的 简述淬火钢的回火转变、组织及淬火钢在回火时的性能变化。答：

1、钢的回火转变包括五个方面

（1）80℃-100℃以下温度回火，马氏体中碳的偏聚，组织是马氏体

马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体

（2）80℃-100℃回火，马氏体开始分解，组织是回火马氏体

回火马氏体：低碳马氏体和ε碳化物组成的混合物,称为回火马氏体。（3）200℃-300℃回火，残余奥氏体开始转变，组织是回火马氏体（4）200℃-400℃回火，碳化物的转变为Fe3C,组织是回火托氏体 回火托氏体：由针状α相和无共格联系的细粒状渗碳体组成的机械混合物。

（5）500℃-650℃渗碳体的聚集长大和α相回复或再结晶，组织是回火索氏体

回火索氏体：回复或再结晶的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物。

2、回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的抗拉强度、屈服强度和硬度下降，塑性、韧性提高。简述回火脆性的分类、特点及如何消除。

答：1分类：第一类回火脆性（低温回火脆性250℃-400℃）和第二类回火脆性（高温回火脆性450℃-650℃）2特点 第一类回火脆性：（1）具有不可逆性

第二类回火脆性：（1）具有可逆性；

（2）与回火后的冷却速度有关

（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向 3如何消除

第一类回火脆性：无法消除,合金元素会提高脆化温度。第二类回火脆性：（1）选择含杂质元素极少的优质钢材以及采用形变热处理；

（2）加入适量的Mo、W等合金元素阻碍杂质元素在晶界上便聚；（3）对亚共析钢在A1~A3临界区可采用亚温淬火

（4）采用高温回火后快冷的方法可抑制回火脆性，但不适用于对回火脆性敏感的较大工件。叙述淬透性和淬硬性及淬透性和实际条件下淬透层深度的区别。答：

1、淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，它反映过冷奥氏体的稳定性，与钢的临界冷却速度有关。临界冷却速度越慢，淬透性越大。其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示。

2、淬硬性：是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力，主要取决于马氏体中的含碳量，含碳量越高，淬硬性越大。用淬火马氏体可能达到的最高硬度来表示。

3、实际条件下的淬透层深度：是指具体条件下测定的半马氏体区至表面的深度。

4、区别：（1）同一材料的淬透层深度与工件尺寸、冷却介质有关.工件

尺寸小、介质冷却能力强，淬透层深。

（2）淬透性与工件尺寸、冷却介质无关，它是钢的一种属性。相同奥氏体化温度下的同一钢种，其淬透性是确定不不变的。何谓淬火热应力、组织应力？影响因素都是什么？简述热应力和组织应力造成的变形规律。

答：

1、淬火热应力：工件在加热或冷却时由于内外的温度差异导致热涨（或冷缩）的不一致所引起的内应力。

2、组织应力：工件在冷却过程中，由于内外温差造成组织转变不同时，引起内外比体积的不同变化而引起的内应力。

3、影响因素：

（1）含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强。

（2）合金元素的影响：加入合金元素热应力和组织应力增加。

（3）工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后残余应力将 由组织应力性逐渐变成热应力性。

b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应力相似的，工件直径越大淬硬层越薄，热应力特性越明显。

（4）淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于Ms点区域冷却速度慢则为热应力性，反之则为组织应力型。

4、变形规律：

（1）热应力引起的变形①沿最大尺寸方向收缩，沿最小尺寸方向伸长；②平面凸起，直角变钝，趋于球形；③外径胀大，内径缩小。

（2）组织应力引起变形与热应力相反。何谓回火？叙述回火工艺的分类，得到的组织，性能特点及应用。

答：

1、回火：回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。

2、分类: 低温回火：（1）得到回火马氏体。

（2）在保留高硬度、高强度及良好的耐磨性的同时又适当提高了韧性，降低内应力。（3）适用于刀具、量具、滚动轴承、渗碳件及

高频表面淬火件。

中温回火：（1）得到回火托氏体。

（2）基本消除了淬火应力，具有高的弹性极限，较高的强度和硬度，良好的塑性和韧性。

（3）适用于弹簧热处理及热锻模具。

高温回火：（1）得到回火索氏体。

（2）获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。

（3）广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。

也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理。简述化学热处理的一般过程；渗碳的工艺、渗层深度、渗碳后表层含碳量、用钢、热处理、组织和应用。

答：

1、过程：（1）介质(渗剂)的分解

（2）工件表面的吸收

（3）原子向内部扩散。

2、渗碳工艺：气体渗碳法，固体渗碳，离子渗碳

3、渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：一般为0.5-2mm。

4、渗碳层表面含碳量：以0.85%-1.05%为最好。

5、用刚：为含0.1-0.25%C的低碳钢和低碳合金钢。碳高则心部韧性降低。

6、热处理：常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火（分三类：遇冷直接淬火、一次淬火、二次淬火）+低温回火。

7、组织：表层：高碳M回+颗粒状碳化物+A(少量)心部：低碳M回+铁素体（淬透时）、铁素体+索氏体

探析稻米重金属检测及前处理方法 篇6

关键词：粮食安全稻米重金属检测技术前处理方法

中图分类号：TS212文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）08-0037-02

粮食是人类赖以生存和繁衍的物质基础，也是关系到国计民生的战略物质保障。我国是一个粮食出口大国，粮食安全对我国在国际贸易中的竞争力有着重要的影响。稻米在所有的粮食品种中占据较大的比例，全国有60%以上的人口以稻米为主食。随着人们对生活质量的要求不断提高，对于稻米的卫生、质量和安全的要求也越来越高。改革开放以来，为了促进粮食产量的增加，很多稻米生长过程中都大量的应用了化肥等化学物品，而化学物品的大量应用容易导致稻米中重金属含量的增加，因此，迫切需要相应的技术对稻米中的重金属含量进行检测，进而保证人们的粮食安全。

1 稻米中含有重金属的种类

在稻米以及相关的产品中含有不同状态的金属元素，这些元素与其他的元素结合形成各种有机物质和无机盐，这些金属元素中，有的元素对人体是有益且必须的，如铜、三价铬等，是人体氧化酶和新陈代谢中必不可少的元素，在保证人体健康方面有着重要的作用。而有些元素对人体则是有害的，如铅、镉、汞等，如果稻米中这些元素的含量过多，则会造成严重的危害。

（1）铅对人体的毒害作用。铅元素不是人体所需的元素，而铅在自然界中却有着十分广泛的分布，而且对于人体健康会产生较大的毒害作用，对人体的造血系统、神经系统以及肠胃系统等都会产生严重的影响，而且铅会在人体中蓄积，当人体血液中的铅含量达到一定的含量就会引起中毒。因此稻米中铅含量的检测也是重金属检测中的重点内容，世界各国对于食品中铅的含量都有着严格的标准。（2）镉对人体的毒害作用。镉元素被广泛的应用于工业中，镉的排放对空气和水环境都会产生严重的污染，当利用含有镉元素的水对农作物进行灌溉，就会导致粮食中的镉含量超标，对人体产生较大的毒害作用，如肝脏和肾脏的损害、骨质疏松等症状，因此，镉元素在世界粮食安全工作中也受到了较多的重视。（3）汞对人体的毒害作用。在医药行业和工业生产中，汞元素都有着十分广泛的应用，同时汞也成为了世界性的公害，贡元素对环境所产生的污染是最为严重的。由于工业生产过程中排放的汞，会随着污水和垃圾的排放而影响到农作物的生长，进而影响人体的健康。在人体内含有少量的汞元素就会引起慢性中毒，导致大脑皮质变性和萎缩等病症。

2 重金属检测前处理方法

检测前处理方法，指的就是对检测的样品进行必要的消化、萃取和過滤等基本的处理环节，保证样品的有效性。尤其是针对机体较为复杂的检测样品，需要通过有效的前处理对样品进行处理，进行机体的改进，有利于保证检测结果的准确性。如果检测的样品不进行必要的前处理，则会延长检测的周期，也会引起检测成本的增加，对于检测结果的有效性也难以保证。因此也可以说，检测结果的可靠性与检测前处理有着密切的关系，经过前处理的样品进行检测能够极大的提高仪器的分辨率和灵敏度。在实际的检测工作中，不同的消解方法在测定稻米中铅和镉的含量方面，有着不同的效率，如表1所示。

常见的样品处理技术，有以下几种：（1）微波消解法。微波消解法是当前应用的较为广泛的一种方法，在处理样品方面更加快速和准确，其主要是通过样品与酸的混合物对微波能的吸收来实现快速加热消解的样品处理方法。微波消解法在加热速度方面十分显著，尤其是将样品放在密封的容器进行微波加热，可以在几分钟之内就达到很高的温度，促使样品快速溶解。所以在实际的处理过程中，通常都在封闭的容器中进行加热，而且密闭的容器能够避免样品加热过程中挥发出的物质发生损失，保证测量结果的可靠性。（2）高压消解法。高压消解法与微波消解法有着很多相似之处，二者之间最大的区别就在于加热的方式不同，微波消解法是利用微波快速加热，而高压消解法则是在恒温条件下，经过对样品进行一段时间的保温来促使样品溶解。高压消解法的恒温条件，能够有效的保存样品中存在的或者在样品溶解过程中产生的挥发分子，减少酸的用量，降低空白值，以此保证检测结果的准确性。（3）干法消解法。在干法消解法中，包含高温、低温、敞开体系酸等几种基本的消解法。高温干法消解法主要是在高温条件下促使样品发生灰化反应，通过对残留在灰分中的物质进行分解实现检测，这种方法一般应用在用酸难分解的有机质样品的检测中。低温干法消解法是一种新型的消解技术，该技术主要是利用低温灰化炉对样品进行处理。先将样品放到炉中，再将炉内耳抽至近真空状态，然后再向炉内注入氧气，利用氧气的活化作用实现样品的缓慢灰化。敞开体系酸分解法主要是利用酸的分解作用直接对样品进行分解，这种方法易于操作，适合多种类型样品的分解，但是其分解能力不强，而且容易由于酸的使用而造成外源性的污染。

3 稻米重金属检测方法

（1）原子吸收光谱（GF-AAS）检测方法。原子吸收光谱法是伴随着原子能、半导体等科学技术的发展而兴起的，其能够对多种金属元素进行自己接测量，在食品重金属检测中有着广泛的应用。原子吸收光谱法本身具有较高的灵敏度，通过对待测样品的元素特征进行光谱特征的辨别，能避免外界因素对监测结果的影响。另外，原子吸收光谱法能够检测的元素可以达到上百种，而且只需要很少量的检测样品就能够快速获得分析结果。（2）原子荧光光谱（HG-AFS）检测方法。原子荧光光谱检测法通常被应用于食品中砷元素的测定。对稻米中的无机砷元素进行测定的最佳工作条件为：硼氢化钾为15.0g/L，载流为4.0%的盐酸，样品定容后放置30min后测定。在最佳测定条件下，能够获得相对较好的线性关系，而且误差较低。利用原子荧光光谱检测法对无机砷进行检测，操作简便，而且检出限较低，适合大批量的检测。（3）等离子质谱（ICP-MS）检测方法。等离子质谱法具有很高的精密度和灵敏度，而且其受到外部环境的影响较小，在同时进行多种元素的检测时，也能够根据不同元素的同位素比值信息对其特性进行分析，在不同类型样品中痕量元素的检测中有着较为广泛的应用。随着应用领域的不断扩大，ICP-MS直接用于有机试剂、有机介质中痕量元素的分析研究引起了人们广泛的关注。进行不同有机基体中元素的ICP-MS行为特性的研究，有利于有机基体中痕量元素的直接测定，并能有效地拓展ICP-MS的应用领域。（4）分光光度检测方法。分光光度检测法是对传统的比色法的延伸和进步，比色法一般只能在可见光区域内应用，而分光光度检测法则能够在紫外光区和红外光区内实现检测。比色法中应用的单色光的来源是滤光片，在光度的分辨率方面较低，而分光光度检测法则接近于真正的单色光，能够辨别紫外光区中的1mm以下的光线，具有很高的分辨率。应用分光光度检测法时，需要应用分光光度计，利用光度计能够将各种混合在一起的单色光进行分离，并且辨别和测量单色光的强度。在不同的区域内使用的分光光度计的种类是不同的，一般在紫外光区、红外光区和可见光区都需要应用与之相适应的光度计，才能达到较好的检测效果。在应用分光光度计对汞元素进行检测时，最佳的操作条件如表2所示。

通常情况下，分光光度检测法主要应用在测定溶液中物质的含量，由于在检测的过程中应用的吸收池的厚度相同，所以可以通过对标准溶液和未知溶液的吸光度的检验，来绘制标准曲线，再进行比较。分光光度检测法对于物质含量的微小变化也能够清晰的识别，能有效的避免其他物质对待测溶液的影响，所以其灵敏度较高，检测结果的可靠性也较高。

4 结语

总之，粮食安全问题已经成为了全球关注的重点课题，如果粮食受到重金属污染，会对人民群众的健康产生重大影响，同时对于我国粮食参与国际竞争也是巨大的障碍。因此，我们必须要加强对稻米中重金属含量检测技术的研究，通过科学的检测方法对其重金属含量进行科学的检测，并且通过有效的措施对稻米中的金属含量进行有效的控制，才能促进我国粮食产业的持续发展。

参考文献

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金属学及热处理 篇7

1 金属材料的使用范围

金属材料的优点很多, 诸如强度大、塑韧性能好、既耐热又耐寒, 且用途广泛, 逐渐成为工业中不可取代的材料。最近几年, 由于我国多孔金属及纳米金属材料的迅猛进步, 其使用范围逐渐扩大, 呈现出供不应求的局面。

1.1 多孔金属材料的使用范围

多孔金属材料作为目前发展最快的金属材料, 具有许多金属无法比拟的好处, 例如其强度大、耐高温和腐蚀、孔径的大小灵活掌握及良好的渗透性, 其用处广泛, 能够做成过滤器、分离膜、消音器、催化剂载体、电池电极、阻燃防爆等材料, 还可以应用于许多行业, 如原子能、石化、冶金、机械等行业里。

1.1.1 渗透性

过滤和分离多孔金属本身就有比较好的渗透性, 能够用于很多过滤器的制作, 通过多孔金属的孔道对流体介质中固体粒子的阻留和捕集作用, 可以把气体或液体进行过滤与分离, 以便起到介质的净化与分离作用。 目前应用最广的金属过滤器材料是多孔青铜及多孔不锈钢。

1.1.2 能量吸收

能量吸收作为多孔金属材料中尤为重要的作用, 它的缓冲器和吸震器是其罪主要的能量吸收装置, 它的应用广泛, 不但包括汽车的防冲挡、宇宙飞船的起落架, 还有升降机、传送器安全垫和高速磨床防护罩吸能内衬。

1.1.3 热交换

多孔金属因其特殊的性能, 还是热交换及加热的最好材料。 通孔体是其最主要的热功能, 它的闭孔多孔金属又是一种绝热材料。 另外多孔金属的渗透性还很高, 能够作为灭火器的材料。

1.1.4 流体分布与控制

多孔金属能够得到大量使用, 还得益于其是一种流体分布装置。比如多孔不锈钢和多孔粉末。其次还有布气元件能够用于液体中分布入气体, 比如多孔钛管和多孔钛板。 多孔金属材料又能起到流体控制的作用, 比如计量器和延时器。

1.1.5 电磁屏蔽

多孔金属的电磁吸收性能还能制成电磁屏蔽、电磁兼容器件。 其通常是利用孔隙之间全部连通的三维网状铜或镍, 以上金属透气散热性好、比重轻, 较于金属网的屏蔽性能, 要优质得多, 不但能够起到波导窗的屏蔽作用, 且比波导窗体积小很多, 是较好的移动仪器设备。

2 金属材料热处理最新科技

2.1 金属材料热处理新工艺优点

这些年, 金属材料热处理不断的增加新工艺, 增加的工艺呈现出很多的优点, 不光有利于节能减排, 又能提升金属材料的质量、避免材料变形、增加材料的使用年限, 从而达到更好的效果。金属材料热处理新工艺技术不但能够提升工件的整体性能, 还可以精准地处理材料, 以便避免以前工艺上的缺点。

2.2 热处理CAD技术

热处理CAD技术是一种智能的技术, 它充分利用了电脑的模拟技术。 联系具体情况, 利用热处理CAD技术来做还原, 以便能够制定具体步骤来进行更好的热处理。 通常是依据热处理CAD技术的具体分析, 选择适当的材料, 就能够实现理想的效果;又能够提升效率, 减短工作时间。 热处理CAD技术还可以预知很多问题, 因此减少了使用过程中的许多损失。

2.3 化学热处理薄层渗透技术

化学热处理薄层渗透技术不但可以节省能源, 还可以提升材料的韧性及性能。 其能够改善金属表面的性能, 还可以避免对环境造成污染, 节约生产的成本。 化学热处理中的薄层渗透技术就能够概述以往热处理中出现的各种问题。

2.4 激光热处理技术

激光热处理技术的原理是通过激光来进行热处理。因为激光的穿透力很强, 所以它的效果是其他技术所无法比拟的, 这项技术不但能够增加金属材料表面的硬度, 还可以提升金属的性能。 利用电脑控制激光热处理技术, 既能够提高效率, 又能够实现热处理的自动化。

2.5 真空热处理技术

真空热处理技术是通过真空来做热处理的, 它的优点是节省时间, 效率高能够控制有毒气体, 节能与环保效果良好。现在, 一部分资本主义国家政治不断的更新真空热处理技术, 争取在这项技术上取得更大的成就。

2.6 超硬涂层技术

超硬涂层技术是现在最常用的热处理技术之一, 它因其能够提升材料的硬度计耐用等优点, 而广受欢迎。目前其不断的采用新技术, 最新的成果是可以利用电脑来实际监控。

2.7 振动时效处理技术

振动时效处理技术的核心是振动原理, 能够预防金属材料变形。振动时效处理技术一般是用电脑来监控, 不但节省时间, 又可以节省成本和能源, 从而避免了以前热处理技术的缺点。

3 金属材料热处理工艺与技术展望

金属材料热处理工艺与技术在不断的更新。而可控气氛热处理技术就是最新的技术之一。 可控气氛, 从字义即可知道它能够控制和保护气氛, 是一种保护金属材料的气体介质。 可控气氛能够很好地保护金属材料的表面性能, 从而使热处理过程更加完备。

就钢制工件来说, 可控气氛热处理最为适宜, 能够给钢材料提供较为妥善的保护。 主要原因是钢在热处理高温中极易被氧化, 表面很容易被破坏, 而可控气氛热处理能够较好地减少钢被氧化。 较于其他金属材料, 可控气氛热处理同样适用, 既能够在尺寸上自行调节, 从而使操作灵活。现在, 可控气氛热处理的应用很普遍, 不过也有很大的缺陷。所以, 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。

4 结束语

由于科学技术在不断的更新, 金属材料热处理工艺和技术也在逐渐的进步。 在注重技术进步、提高产品质量的同时, 还要保护好环境, 节能降耗, 实现企业的可持续发展。 金属材料热处理工艺和技术不但要更加高效、精准, 而且要降低成本, 减少有毒气体和废渣的排放。 许多热处理技术存在缺陷, 只能针对某一种工件进行热处理, 所以, 在以后的发展中, 要实现技术的全面性, 使热处理技术更加普及。

摘要：金属材料能够大力的在工业领域被使用, 得益于其具备特殊的力学及理化性能。热处理技术对于金属材料具有非凡的意义, 因为它不但可以提升金属产品的质量, 还能够节省金属材料等等。所以, 金属材料与热处理成为现在质检人员的一个难题。

关键词：金属材料,热处理工艺,技术发展趋势

参考文献

[1]邹德祥.试论金属材料热处理工艺与技术展望[J].机电信息, 2010 (12) .

金属学及热处理 篇8

一、以问题作“敲门砖”

俗话说, “万事开头难”, 良好的开端是成功的一半。兴趣是学习的最大动力。最大的兴趣来自于学生自己的主动发现, 教师充当的角色是引路人, 起到抛砖引玉的作用。生动有趣的问题引入, 可以有效地吸引学生的注意力, 为学生创设一个良好的学习气氛。如讲绪论课时, 教师提出:谁能说出人类最早使用金属材料的时间?古装武打电视剧, 在造剑时为什么将烧红并捶打后的剑放入水中?教师不要急于给出答案, 让学生课下通过看书、上网或与他人探讨等渠道获取答案, 下次上一课再让学生回答。知识的获取与愉快的情感体验是相联系的, 当学生的回答得到认可, 就会感到学习是件快乐的事情, 如此下来在不知不觉中强化了学生的自信心和学习兴趣, 迏到难课易学的效果。

二、课程与生活接轨

贴近生活的教学, 更通俗易懂。学生既能轻松学习又能兴趣满满, 慢慢就会主动将书本知识联系生活实际, 实现理论与实践的结合, 同时也能达到职业院校学生学习的最终目的。即通过学习, 使学生掌握金属材料的性能、分类、牌号及应用;掌握热处理基本知识。同时提高学生的自学能力、运用所学知识分析问题解决问题的能力。教师课前准备好卡尺、小弹簧、钢锯条、锤子、自行车主轴和滚动轴承等常见物品, 上课时给学生看, 让学生说出这些物品的用途, 简单介绍它们之间的性能差异, 制造悬念, 引发学生的求知欲, 激发学生的学习兴趣。在讲授“金属材料的性能”时, 准备一个齿轮和链盒两种物品, 通过介绍它们的使用状态, 加工方法, 让学生了解两种材料的性能差异, 通过手感的触摸了解材料的软硬, 逐步将学生带入所要讲的课题, 在讲授“弹性变形与塑性变形”时, 用一段学生熟悉的圆珠笔里的弹簧来演示, 直观地将抽象的概念展现给大家。这样为学生创设熟悉的环境和轻松的气氛, 使学生进入愉快的学习状态, 从而达到良好的教学效果。

三、恰当实例, 变抽象为具体

美国教育家布朗认为:“学习的环境应该放在真实问题的背景中, 使它对学生有意义。”这里的“真实问题”显然是指学生的生活、学习环境, 所以, 改变教师讲、学生听的传统教学方式迫在眉睫, 符合学生特点的灵活多样的教学方式将会更适用于职业院校。在实际教学中, 通过列举生活中的实例, 让学生结合所学知识点进行思考, 锻炼学生的抽象思维能力。

本课程微观知识点多, 给教师的教和学生的学带来困难, 与生活贴近的实例, 可以帮助学生对知识理解和记忆。例如讲解晶粒和晶界概念时, 提前准备一个石榴, 将其剖开, 让学生对比观察晶粒示意图和剖开的石榴, 找出相对应的部分, 让学生回答, 结果学生会积极参与, 兴趣高涨, 争先恐后回答:石榴粒是晶粒, 黄色隔膜是晶界。此时教师作总结评价, 这样很抽象的概念迎刃而解;又如讲解点缺陷时, 教师将教室中的每个学生比喻为“原子”, 让其中一位学生暂时离开座位, 这时教师告诉学生, 这位同学称为“间隙原子”, 他离开的位置称为“空位”;讲固溶体时准备一碗黄豆, 一碗小米, 抓一把小米放到黄豆里, 来帮助学生理解间隙固溶体的概念。这样, 把生活中相关的大家耳熟能详的实例引进课堂, 学生的学习就会收到事半功倍的效果, 使学生学习理论知识的同时提高观察能力, 从而达到学生热爱生活、热爱学习的最终目的。

四、运用多媒体, 优化教学手段

充分利用多媒体教学向学生传授大量的信息和知识, 来提高教学效果。利用多媒体教学直观性强, 可以把静止的教学画面动态地、连续地贯穿起来, 使学生能够较轻松地理解教师的教学意图。如在讲授力学性能时, 为学生演示“低碳钢的拉伸试验、硬度试验、冲击试验等;在讲晶体时, 为学生演示原子排列图;在讲钢的热处理方法时, 插入热处理车间操作过程录象片段, 使学生身临其境。让教室的空间得到广阔的延伸, 使学生不出教室便可置身于实验室或生产实践之中。这种手段, 一方面使教学过程更紧凑, 另一方面使教学内容更直观, 达到了良好的教学效果。

五、以故事作“调味品”

在教学过程中适时插入与知识点相关的故事, 可轻松大脑、调节课堂气氛、激发学生的学习兴趣, 进而加深对抽象问题的理解, 通过观察发现, 学生乐意用这种方式接受知识, 笔者也体会到了故事在课堂中的魅力。

在讲“韧性”这一性能指标时, 先为学生放映一段泰坦尼克号邮轮沉没的电影片段, 极大地吸引了学生的注意力, 学生的情绪高涨。接着教师对学生进行讲:堪称当时世界上最大、最豪华的邮轮———泰坦尼克号, 设计最先进, 做工讲究。但是在与冰山的一次冲撞后, 这艘被称为“永不沉没”的海上都城, 产生了90多米长的大裂纹, 并沉没在海底。这次悲剧的产生, 是近一百年来的未解之谜。后来经过科学家对邮轮的残骸进行分析, 发现这次悲剧产生与材料的力学性能有关。学生听到这里, 急于想知道其中的奥秘。这时教师可设置一个悬念。在强烈的好奇心驱使下, 学生保持着浓厚的学习兴趣。在这种气氛下, 教师讲解:泰坦尼克号邮轮的钢板, 在极低的温度下变脆, 经不起冲击和震动而断裂。变脆的原因是钢的成分中含硫量偏高, 韧性很差, 最终导致了这场灾难的发生。在此基础上教师讲授“韧性”的基本知识。所以教师要善于收集各种资料, 又如在讲“强度”这一性能指标时, 教师可以列举一些房屋坍塌, 桥梁断裂的实例, 从而引出“强度”的概念, 真实的故事点燃了学生们的学习热情, 让学生认识到努力学习科学知识的重要性。在讲疲劳断裂时通过多媒体演示实际生产中由于疲劳破坏而引起的工伤事故片段, 然后就此讲解疲劳破坏的相关知识。学生听得全神贯注, 教师借此讲解课堂内容。在《金属材料及热处理》教学中, 故事的点缀, 让枯燥的课堂变得生动活泼, 使学生对抽象的知识印象深刻, 使课堂收到事半功倍的效果。

六、结语

在探索《金属材料与热处理》这门课程兴趣的激发上, 需要教师充分挖掘生活中的兴趣点, 串联好课程中的教学主线, 用生活中的实例对难以理解的概念进行例证, 这样, 学生不仅学习这门课程有实施兴趣, 教师讲解起来也不费很大的力气。实施兴趣教学是《金属材料与热处理》课程行之有效的教学方法。

摘要：《金属材料及热处理》是机械类各专业必修的专业基础课, 这门课概念多、逻辑性强、内容抽象、微观知识点多, 通常是教师难教, 学生厌学的学科。本文针对课程教材特性结合学生特点, 在教学方法上尝试实施兴趣教学取得了显著效果。

关键词：金属材料及热处理,兴趣教学,技工学院

参考文献

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金属学及热处理 篇9

关键词：项目教学法,必要性,实践研究

《金属材料及热处理》是中等职业院校和高职类院校主修机械专业的一门基础课程。无论日后是从事机械制造还是机械维修, 都会接触金属材料选用和处理方面的问题。传统的教学方法以教师灌输为主, 完全忽略了学生的主体地位, 这种只讲“输入”不顾“输出”的教学模式容易降低学生的积极性, 不能起到很好的教学效果。而最近几年的教学实践结果表明, 项目教学法的运用可以充分发挥学生的主体作用, 调动他们的学习积极性和热情, 增强他们的学习兴趣, 改变教师“一言堂”的局面, 有效提升教学效果。

一、何为项目教学法

所谓项目教学法, 就是通过实施某个特定的项目来展开教学活动, 从而实现理论和实践的有机结合, 深入挖掘学生的自我学习潜能, 将课堂和现实生活紧密联系到一起。在项目教学法的实施过程中, 学生独立组织并且自主安排学习, 不断尝试新的知识领域并加以思考, 解决学习过程中遇到的各种问题, 在此期间获得新知识, 学习兴趣和积极性都有所提高。

二、金属材料及热处理中运用项目教学法的必要性

金属材料及热处理这门课程的基础性很强, 涉及面极广, 主要讲述了材料的物理性能以及加工工艺, 而这门课程的学习好坏也会直接决定其他专业课程的学习。该课程的教学目的主要是让学生熟悉各类热处理工艺以及各种热处理装备及其具体用途, 掌握金属的冷热转换原理。由于这门课程的理论性极强, 因此, 教师往往将重点放在理论知识的讲解上, 学生缺乏直观形象的感受和理解, 项目教学法应运而生, 能够有效解决这门课程的教学弊病, 提高学生的综合实践能力。

三、项目教学法在金属材料及热处理中的实施

从传统的教学方法过渡到新型的项目教学法, 需要极其漫长而复杂的过程。笔者根据以往的具体教学经验和实践经验, 认为集中讲授的传统教学法和项目式教学方法必须交叉进行, 这样才能增强学生的学习兴趣, 提升教学效果。基于此, 依据这门课程知识点的难易程度, 可以将项目设计为“知识型项目”“分析型项目”和“探究型项目”三个层次, 这种阶段式的教学既可以检测学生的学习水平, 还能够逐步提高学生的知识能力和实践能力。

知识型项目主要包括一些基本的理论知识和金属材料的冷热转换原理。例如, 铝合金的加热与冷却、钢的热处理工艺以及金属材料的热力模拟试验, 针对知识型项目的实施, 教师应注重检测学生的基础知识以及基础原理的掌握程度, 还有模拟实验的具体操作步骤。

分析型项目主要是指学生对金属材料的热处理工艺掌握情况, 包括工艺处理时的具体步骤以及实验数据的记录和分析, 一般5~7人为一个单位。项目完成后, 各组必须呈报项目报告, 并以演讲报告的形式结合多媒体教学手段将项目进行完整演示。

探究型项目主要是为了检测学生对知识的综合运用能力, 培养学生自主创新能力和创新思维能力。例如, 对非常规金属材料的热处理加工, 包括工艺参数等。探究型项目要求组内每个成员都提交一份详尽完整的报告, 并进行展示, 期间老师和学生可自由提问, 考查项目的实施情况和效果。

四、项目教学法的实施要求

(一) 以教师为主导

具体来说, 教师应充分发挥在教学过程中的主导作用, 包括启发学生发现问题和思考问题, 引导学生分析问题和解决问题。除此之外, 对于项目实施过程中的知识点, 教师应及时讲解, 最后还要监督学生完成项目任务和总结报告。

(二) 以学生为主体

在项目实施过程中, 教师应改革传统的教学模式和方法, 激发学生自主学习和自主探究的兴趣, 充分尊重学生的主体地位。基于每个学生都存在个体差异, 教师应具体问题具体分析, 根据不同的智力水平和思维能力进行针对性指导。

(三) 以网络为手段

现在是新媒体时代, 因此在项目的实施过程中, 一方面要充分利用中国知网、万方数据库以及维普等文献检索工具获取最新知识, 另一方面还要建立QQ和微信群及时进行知识共享和交流。

综上所述, 项目教学法的引入对于金属材料及热处理课程的教学有百利而无一害, 在教育改革的新形势下, 项目教学法不仅颠覆了传统的教学理念, 实现了教师和学生的角色互换, 还充分发挥了学生的主体作用。本文通过对项目教学法在教学中的实践研究, 深入分析了项目教学法实施的必要性以及具体实施办法和实施效果, 以期为广大教学者提供参考和借鉴。

参考文献

[1]唐晓知, 李晓祎.项目教学法在《金属材料及热处理》课程教学中的应用[J].产业与科技论坛, 2015 (9) :155-156.

[2]程宏辉, 吴瑛, 黄新, 等.项目教学法在“金属材料热处理”课程中的应用[J].科教文汇, 2015 (4) :64.

金属学及热处理 篇10

一、考试内容

减少以再现书本知识为主的考试内容, 加强对中职学生理解金属材料及热处理知识, 应用机械知识, 特别是综合性、创造性地应用金属材料及热处理知识能力的考核。在卷面上, 我们主要是出一些灵活性大、知识面宽、综合运用知识能力强的题目。改革金属材料及热处理标准答案式的考试成绩评价办法, 注重考查学生的解题思路和综合分析与解决问题的能力, 使学生在考试中思维活跃, 从而既能激发起中职学生的创新意识, 培养学生综合运用金属材料及热处理知识的能力, 又可避免学生考前突击、死记硬背、考时抄袭等不良行为的发生。使考试真正成为进一步深化金属材料及热处理学习的重要教学环节, 不再被学生视为沉重的负担。

1. 考试内容生活化

考试是检测学生学习成果的重要形式, 是教学过程的重要环节。试题要充分考虑学生的经验基础、发展水平和实际需要, 紧密结合中职学生的生活与学习, 使学生学会用金属材料及热处理知识去解决日常生活中和其他学科学习中的问题。教育的任务不是把死知识或无活力的知识灌输到学生的脑子中去, 而是使知识保持活力和防止思维僵化, 使学生透过树木见森林。因此我们注意选择与中职学生的金属材料及热处理学习、活动密切相关的内容, 尽量缩短金属材料及热处理问题与学生生活经历之间的差距, 追求两者在更高层次上的融合, 以增强学生的思维活力和积极情感, 提高解决实际问题的能力。

如考力学性能时, 要求学生在课外了解金属材料的性能, 然后在课堂中, 再以一根螺纹钢为例子, 要求学生在观察后回答教师提出的两个问题: (1) 为什么建筑用的钢要做成螺纹形状呢? (2) 它们的力学性能如何计算?由于选用的考题与生活联系紧密, 同学们在考试过程中兴致很高。在逐步释疑的过程中, 不仅使他们掌握了所学知识, 而且让他们进一步明确了学习目的, 提高了学习热情。

2. 考试内容个性化

中职学生的金属材料及热处理学习活动是一个生动活泼、富有个性的过程。考试不能视学生为被动检测的对象, 命题要给他们一定的自由度和自主性, 为他们提供一个激活灵性、张扬个性的平台。如“给一种钢材正确选择条件, 写出你知道的钢材牌号的名字, 你认为使用哪种钢材最能满足其性能并说出理由”等, 学生可以根据自己的认知水平和所掌握的金属材料及热处理知识自主选择解答, 从而赋予命题以个性化色彩。在阶段性测验时, 还采用了在北美一些国家较为流行的被称为“一页开卷”的方式, 即考试时发给学生一张空白试卷纸, 可以在纸的正反两面写上自己认为每一章最重要的知识。这一过程, 就是对金属材料及热处理重点知识的归纳、提炼和总结的过程, 等于把教材读“薄”了。考试结果表明, 学生的金属材料及热处理成绩有了明显提高。他们都认为这种考试方法没有闭卷考试的思想压力;用不着花大量的时间去死记硬背, 而是把重点放在准备资料上, 加强了对所学金属材料及热处理知识的理解运用能力, 确实有收获。

3. 考试内容人文化

既要关注学生的金属材料及热处理学习的水平, 又要关注他们的情感与态度, 体现关心人、尊重人、发展人的理念。因此, 命题既要体现知识与能力价值, 又要体现人文价值, 关注学生精神世界, 关注他们的需求, 使原本呆板的试卷成为学生与知识、情境、教师对话, 心灵交汇、情感交流的载体。例如在考查碳钢和铸铁部分的学习情况时, 提出的问题是:“钢铁是怎样炼成的?”为了考查钢与铁的关系, 提出的考题是:“为什么恨铁不成钢?请阐述钢与铁的关系”。另外我们还对传统的试卷表述形式进行了改头换面, 设计了如下卷首语:“同学们, 相信大家都圆满地完成了本学期的学习任务。你学得怎样?请认真完成答卷, 争取以优异的成绩向父母、老师献上一份最好的礼物。答题时请注意: (1) 仔细审题, 想清楚再动笔。 (2) 认真书写, 保持卷面整洁。 (3) 答好每题, 别忘了检查。”

二、考试方法

改革了过去单一的闭卷笔试的方法, 分别以开卷笔试、大作业、读书报告、课堂提问、实验操作等多种方式相结合的考试方法, 不仅减少了学生作弊现象的发生, 起到了促进学生学习的作用, 还便于考核学生分析、归纳、综合解决金属材料及热处理问题的能力, 同时也便于考查他们查阅、收集和利用金属材料及热处理有关资料的技能。

1. 考试方法要多元化

(1) 作业、课堂提问、讨论占15%。由于学习与考核之间的间隔时间较长, 不能及时了解学生的学习情况, 同时金属材料及热处理的学习内容较多, 考试内容不可能全面准确地反映学生的真实学习情况, 所以平时的考核可以采用作业、课堂提问、讨论等多种形式。

(2) 读书报告、大作业、实验操作及实验成绩占25%。注重实际操作与应用能力, 实验操作及实验成绩占很大的比例。

(3) 课堂小考占10%。主要目的是提高学生平时上课和学习的积极性。通过平时小考使学生对每一章知识的重点和脉络有一个更好的把握, 同时根据小考成绩及时了解学生的学习状况, 解决“教”与“学”中的问题, 特别是困难生存在的问题, 以缓解学生的期末考试压力。

(4) 期末考试占50%。主要考核学生是否建立起一个扎实的知识体系。

(5) 加分。让学生自己设计实验项目, 并给独立实施实验过程的学生加分, 鼓励他们的创新积极性。对大作业、提问、讨论、辩论突出的中职学生加分, 鼓励他们的学习热情;对考试优秀的中职学生加分, 以肯定他们的成绩。这种变一次性、终结性考试为学习全过程的考核形式, 有利于课程分阶段目标的实现, 可引导学生掌握良好的学习方法, 减少学习的功利性, 从根本上改变应试教育长期制约学风、考风建设的状况, 促进学生良好品质的养成。也可分散学生的压力, 并且能较为准确地考查学生在每个阶段所掌握的知识的实际水平, 全方位、多角度地了解一个中职学生的真实成绩和综合能力。

2. 考试方法时代化

考试方法跟上时代的步伐, 就会使严肃的考试气氛活跃起来, 充满时代气息。

(1) 用计算机制作课件。让每个学生选一章所喜欢的教学内容来模仿老师制作上课的课件。在讲到该章之前, 要求学生必须把课件交上来, 以保证他们是自己制作, 没有参考教师的课件。主要目的是培养学生学习的信心、学习的主动性和学习的能力, 并为他们提供一个训练和检查自己书写表达能力的机会。

(2) 课题式理论实践一体化。就是将每一个实验作为一个课题, 并将课题划分得细一些, 使学生每学习完一个子课题, 都要进行一次理论考核。然后根据教学大纲中的规定和实验室的具体设备情况, 将一个大的实验项目分解成几个小的实验项目, 分段考核。如进行钢热处理实验, 作为一个大课题:可以考核齿轮、轴、轴承的表面热处理的组织变化等章节 (子课题) 。以实验室为考点, 一一考核各项理论与实践内容。教师还能及时发现存在的问题, 在实验课上给予解决。并挖掘出现有设备、仪器的潜力, 以提高实验室利用率。

(3) 举办辩论会。如主题是:钢材不进行热处理能提高其力学性能吗?请中职学生准备一份正反方的辩论稿。然后全班同学分两组进行辩论, 大家你一言我一语, 不仅活跃了课堂气氛, 还使学生得到了锻炼, 优秀的辩论员还可以得到加分。这种考法使学生表示出了前所未有的学习热情。为了找到某个问题的答案, 很多学生翻遍了图书馆的相关资料;为了一场以小组为单位的辩论, 大家聚在一起讨论方案, 完全改变了他们以前课余时间总是在网上聊天、看电影、玩游戏的坏习惯。

3. 考试方法归纳整理

考试方法要能培养学生综合、归纳、推理的能力。加强同一学段各科课程的横向联系, 对中职学生的整体学习能力提供有效帮助。如:“根据所学的材料及热处理知识, 谈谈如何制作一把宝刀。”“根据所学的热处理知识, 请你设计一方案, 使其既能满足性能要求, 又节省原材料。”等等。实践表明:只要考试方法动、活、鲜、趣, 内容接近学生知识水平、契合中职学生的心理特点和认知规律, 体现以中职学生为本, 以发展为本, 以培养科学素养为宗旨的理念, 考试就能成为中职学生学习信息反馈的重要渠道, 就能最大限度发挥应有的功能。

学习的目的不是为了考试, 而考试是促进学习的方法之一。考试应该能够引导学生掌握知识脉络和重点, 激发学生积极思考和学习的热情。几年来, 对学生的问卷评估表明, 九成以上的学生非常欢迎这种形式的考试, 认为这种考试不仅能对自己的学习情况进行及时的检验和总结, 还能对学习起到激励作用, 比以往死记硬背更容易掌握知识。考试改革不仅提高了学生的学习热情和学习质量, 还在我校学生中涌现出了一批优秀的论文、教具模型制作等作品, 对学生的全面发展起到一定的推动作用。

摘要：目前, 金属材料及热处理考试内容主要是对有关名词概念的记忆和公式的计算, 命题形式单一、呆板, 缺乏个性化和色彩, 不能有效反映中职学生在金属材料及热处理方面的学习能力, 更不能有效调动他们学习金属材料及热处理的兴趣。本文讨论了改革传统的金属材料及热处理的考试内容和考试方式。

关键词：金属材料及热处理,考试改革,灵活性

参考文献

[1]劳动和社会保障部教材办公室.金属材料与热处理[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2007, 5.

[2]王英杰, 金升.金属材料及热处理[M].北京:机械工业出版社, 2007, 7.

[3]赵忠, 丁仁亮, 周而康.金属材料及热处理[M].北京:机械工业出版社, 2006, 2.