金屬材料論文范文

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篇1

1.1一維的研究歷程作為機(jī)械系統(tǒng)的基本構(gòu)件的一維納米結(jié)構(gòu),其理論和實(shí)驗(yàn)研究受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注.在過去，由于納米絲的力學(xué)實(shí)驗(yàn)受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境的制約,在普通的實(shí)驗(yàn)室無法進(jìn)行,然而計(jì)算機(jī)模擬可以通過原子運(yùn)動(dòng)的演化過程展示納米結(jié)構(gòu)的變形情況及其內(nèi)在機(jī)理,有效彌補(bǔ)了這一缺陷.

1.1.1中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授倪向貴等眾多科學(xué)家對納米銅絲、納米鎳絲、等進(jìn)行了拉伸過程的模擬實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)放在納米結(jié)構(gòu)與能量應(yīng)力變化的模擬研究上面,以及表面效應(yīng)如何影響單晶納米材料的整體力學(xué)和原子運(yùn)動(dòng)的各種行為,根據(jù)反復(fù)的實(shí)踐和精確的計(jì)算，終于研究出了納米材料的破壞失效原理.這一實(shí)驗(yàn)同時(shí)也表明通過建立模擬模型和有效的計(jì)算方法能非常有效地模擬納米金屬材料在微觀方面的變化過程.

1.1.2梁海弋等一批科學(xué)家利用EAM原子勢函數(shù)的相關(guān)原理模擬研究了納米銅絲的拉伸性能.結(jié)果表明，截面的變化對直接影響納米絲拉伸性能.這是由于表面原子松散,納米絲的表面張應(yīng)力等綜合因素造成的.而且拉伸強(qiáng)度會(huì)隨著納米絲截面減小而提高，同時(shí)會(huì)推遲屈服和增加初始拉伸模量的軟化程度.

1.2二維的研究歷程在納米薄膜的制備研究過程中,得出了很多薄膜生長現(xiàn)象,人們需要對其從理論計(jì)算上進(jìn)行科學(xué)的解釋.日本的Huang等一批科學(xué)家對Au原子在MgO表面（100）點(diǎn)缺陷處的團(tuán)簇生長進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),同時(shí)也進(jìn)行了Au原子擴(kuò)散聚集對成膜的模擬研究;通過研究得出，原子的幾何形狀會(huì)隨著擴(kuò)散力的不同以及能量的不同而發(fā)生變化.我國知名科學(xué)家張慶瑜在分子動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上建立了氣相沉積原子動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)采用MonteCarlo方法對Au外延薄膜的初期生長過程也進(jìn)行了模擬研究,指出了薄膜外延生長會(huì)隨基體溫度的變化而發(fā)生怎樣的變化.劉祖黎等一批科學(xué)家采用MonteCarlo模型探索出了Pt/Pt（Ⅲ）薄膜生長初始階段島的形貌與基底溫度之間的具體關(guān)系.模型中充分考慮了吸附原子擴(kuò)散、原子沉積與蒸發(fā)等過程,與過去的模型不同的是采用Morse勢來計(jì)算粒子之間的相互作用,并詳細(xì)充分考慮了臨近和次臨近原子所產(chǎn)生的影響.研究結(jié)果表明,島的形貌隨基底溫度的升高,從一個(gè)分形生長到凝聚生長的變化全過程.通過進(jìn)一步的深入研究表明,島的形貌和基底形貌兩者之間的關(guān)系會(huì)隨著基底溫度的升高發(fā)生顯著的變化,而基底溫度低時(shí),島的形狀與基底形貌沒有任何關(guān)聯(lián).

2目前計(jì)算機(jī)模擬研究需要解決的問題

一般來說，納米金屬材料的計(jì)算模擬方法所采用的大多都是原子級(jí)模擬技術(shù),它是將納米金屬材料作為數(shù)量較多的單個(gè)金屬原子的集合體,并且將每個(gè)金屬原子當(dāng)作彼此獨(dú)立的研究單元來進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),然后通過統(tǒng)計(jì)力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)對其進(jìn)行規(guī)律性的描述,并預(yù)測納米金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)以及功能.但是由于納米金屬材料自身結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，以及它對周圍環(huán)境無法得到迅速的反應(yīng),所以目前還無法運(yùn)用相關(guān)的模擬技術(shù)來得到理想的答案.本人建議可以從以下方面進(jìn)行努力：

2.1選定模擬算法在進(jìn)行納米金屬材料分子動(dòng)力學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)當(dāng)是對包括金屬、氧化物、金屬氧化物等一系列的多原子體系實(shí)驗(yàn).因?yàn)樵娱g的作用是一個(gè)多體效應(yīng),在這個(gè)效應(yīng)當(dāng)中所有的粒子會(huì)全部聚集到一起,是無法采用解析的方法進(jìn)行求解的.這時(shí)我們可以選用有限差分方法來進(jìn)行求解,目前運(yùn)用的最多的包括：蛙跳法、預(yù)測-校正算法和Verlet算法三種類型.值得注意的是，雖然目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,但是純粹依賴提高單個(gè)CPU的計(jì)算速度根本就不能滿足越來越繁瑣的計(jì)算需要,鑒于此，我們可以考慮進(jìn)行并行化進(jìn)行計(jì)算，這樣會(huì)更加有效.

2.2要充分考慮粒子間的相互作用微觀粒子的運(yùn)動(dòng)本來是需要使用量子力學(xué)來進(jìn)行描述的,但納米金屬材料的結(jié)構(gòu)與性能往往會(huì)涉及到大量微觀粒子而且還是多體作用,因此用量子力學(xué)第一性原理來對粒子間相互作用求解并非易事,而絕大多數(shù)模擬認(rèn)為粒子的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓力學(xué)規(guī)律,因此可以考慮采用半經(jīng)驗(yàn)的原子間相互作用勢來對粒子間的作用進(jìn)行描述.一般來講，勢函數(shù)是否可靠決定了一個(gè)分子動(dòng)力學(xué)模擬能否成功.原子或者離子間的相互作用勢越復(fù)雜、擬合性質(zhì)越多就越與實(shí)際的相互作用接近,不過越復(fù)雜的相互作用同時(shí)也會(huì)加大計(jì)算量和模擬量,因此在構(gòu)建或使用原子間相互作用勢的過程中,應(yīng)根據(jù)所要研究的問題的具體情況,選擇既能反映相互作用的本質(zhì),又可以在計(jì)算上切實(shí)可行的相互作用勢.

2.3處理和分析模擬結(jié)果找到一種合適的分析模擬結(jié)果的方法對于計(jì)算機(jī)模擬來說是至關(guān)重要的.通常情況下，模擬的軌跡文件只包含了各個(gè)粒子的位置、速度和力的相關(guān)信息,因此一定要對這些信息進(jìn)行有效的處理以后才能得到想要的物理量.而計(jì)算機(jī)模擬走向應(yīng)用的關(guān)鍵之處在于，找到合適的方法處理結(jié)果,將宏觀現(xiàn)象與微觀軌跡進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系.模擬結(jié)果的處理無疑會(huì)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,其重點(diǎn)問題是要從MD模擬的軌跡文件中講可與實(shí)驗(yàn)直接比較的統(tǒng)計(jì)量提取出來.除此之外,軌跡中的坐標(biāo)信息對于分析結(jié)構(gòu)體系信息也十分重要,而這卻是非常耗時(shí)的工作過程.

3結(jié)束語

篇2

1．1無機(jī)非金屬材料工程工藝實(shí)踐

工藝實(shí)踐是結(jié)合專業(yè)課程而制定的與現(xiàn)場實(shí)習(xí)類似的一類實(shí)踐教學(xué)，通過自己動(dòng)手，能夠?qū)o機(jī)非金屬材料工程專業(yè)工廠的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生更為實(shí)際的感性認(rèn)識(shí)，能對其生產(chǎn)過程有一個(gè)完整的了解，進(jìn)而熟練掌握水泥、玻璃、陶瓷等工藝的操作流程，了解常用和現(xiàn)代無機(jī)非金屬材料設(shè)備的性能和用途，能借鑒材料工藝應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，通過工藝實(shí)踐的開展，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后從事的專業(yè)工作打下基礎(chǔ)。

1．2專業(yè)實(shí)習(xí)

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)習(xí)包括教學(xué)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)習(xí)均安排在企業(yè)進(jìn)行。教學(xué)實(shí)習(xí)以現(xiàn)場參觀、集中講解和簡單操作的形式完成，通過實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得對無機(jī)非金屬材料工程工廠生產(chǎn)的感性認(rèn)識(shí)，加深理解所學(xué)的理論知識(shí)，逐步提升學(xué)生分析問題、解決問題和動(dòng)手實(shí)踐的能力，并讓學(xué)生對生產(chǎn)過程有全面的了解，生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排在專業(yè)課程教學(xué)之后，采用集中學(xué)習(xí)、分散跟崗的模式，為避免學(xué)生在進(jìn)入實(shí)習(xí)基地對專業(yè)課與實(shí)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生脫節(jié)感，在學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)之前，將安排學(xué)生自主查閱相關(guān)教材和資料，使學(xué)生在實(shí)習(xí)之前對所實(shí)習(xí)的工廠基地有一個(gè)全面的了解，這樣有利于學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)習(xí)、重視實(shí)習(xí)。通過系統(tǒng)的專業(yè)實(shí)習(xí)后，學(xué)生能夠熟悉無機(jī)非金屬材料工程的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從原料準(zhǔn)備到生產(chǎn)、運(yùn)輸與管理的全過程，了解先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)與裝備，為今后的學(xué)習(xí)、工作及科研打下堅(jiān)定的實(shí)踐基礎(chǔ)。學(xué)院要選擇一個(gè)好的實(shí)習(xí)基地，要求實(shí)習(xí)基地配備經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)老師，為學(xué)生提供實(shí)踐、教學(xué)、科研場所以及設(shè)備，并且給學(xué)生可以參加實(shí)踐的機(jī)會(huì)，力爭通過生產(chǎn)一線的工程訓(xùn)練，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。另外，對于學(xué)生的考核不應(yīng)該一味追求實(shí)習(xí)結(jié)束后撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告，可以采取靈活的手段進(jìn)行考核，比如以現(xiàn)場提問，答辯的形式，結(jié)合實(shí)習(xí)報(bào)告的形式來完成。

1．3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

畢業(yè)設(shè)計(jì)目的在于訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和工藝知識(shí)獨(dú)立地解決有關(guān)無機(jī)非金屬材料工程工廠設(shè)計(jì)中的工程技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)把所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際技能有機(jī)地結(jié)合起來，并應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高分析問題和解決問題的能力及運(yùn)算和繪圖能力，同時(shí)，要學(xué)會(huì)利用文獻(xiàn)資料、查閱圖表、手冊等方法，初步掌握無機(jī)非金屬材料工程工藝設(shè)計(jì)的基本原理、方法、步驟和編制設(shè)計(jì)文件的基本能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，利用無機(jī)非金屬材料專業(yè)加入“卓越計(jì)劃”的契機(jī)，選派相關(guān)教師到合作企業(yè)中鍛煉，加強(qiáng)教師的工程素養(yǎng)。建立一支“雙師型”指導(dǎo)隊(duì)伍，聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。學(xué)生在選題時(shí)，一方面結(jié)合學(xué)院對卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)，另一方面結(jié)合學(xué)生在現(xiàn)場實(shí)習(xí)時(shí)所遇到的問題，共同為學(xué)生制定畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目，讓學(xué)生能夠“真刀真槍”完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，提高學(xué)生研發(fā)和工程設(shè)計(jì)的能力。

2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

校外實(shí)習(xí)基地是高校開展實(shí)踐教學(xué)的重要場所，學(xué)院積極與相關(guān)企業(yè)聯(lián)系，開展實(shí)習(xí)基地建設(shè)，根據(jù)企業(yè)規(guī)模和學(xué)生就業(yè)意圖，經(jīng)過廣泛調(diào)研，無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)分別在淮南、淮北、蚌埠、南京，湖南等地二十多個(gè)單位建立了長期的實(shí)踐教學(xué)基地，可以滿足學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的需要。實(shí)踐對于學(xué)生來說是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在第7學(xué)期開始熟悉所在企業(yè)的工藝流程，做到所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐的相結(jié)合，到第8學(xué)期實(shí)行企業(yè)同老師雙師型指導(dǎo)教學(xué)，可以聘請企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場講解，座談，加深學(xué)生對實(shí)際生產(chǎn)與所學(xué)理論知識(shí)的融合，齊全的實(shí)踐教學(xué)基地和產(chǎn)學(xué)研基地為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了支持和保障。

3加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

無機(jī)非金屬工程專業(yè)現(xiàn)有教師大部分是博士，碩士，參加工作就直接從事教學(xué)，現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)不足，工程實(shí)踐能力欠缺，為了使卓越計(jì)劃的成功實(shí)施，需要加強(qiáng)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè):一是加強(qiáng)對現(xiàn)有教師工程能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)部分教師到企業(yè)工程崗位工作學(xué)習(xí)1～2年，豐富青年教師的工程實(shí)踐背景;二是直接從企業(yè)聘請具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師，為學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)提供全面指導(dǎo)，讓其承擔(dān)專業(yè)課程教學(xué)，指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)等任務(wù)或擔(dān)任本科生、研究生的聯(lián)合導(dǎo)師。著力建設(shè)一支具有一定工程經(jīng)歷的高水平專、兼職教師隊(duì)伍，強(qiáng)化師資隊(duì)伍的教育素質(zhì)和技能培訓(xùn)，提高教師的工程實(shí)踐能力，加強(qiáng)和完善教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師隊(duì)伍力量，使工程型教師達(dá)到專任教師總數(shù)的90%以上，形成專業(yè)水平高、實(shí)踐能力強(qiáng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

4鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師科研項(xiàng)目

將教師的科研課題與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的研究課題里，目的是提高學(xué)生的動(dòng)手能力和對本專業(yè)的興趣，學(xué)院鼓勵(lì)學(xué)生以卓越計(jì)劃為依托，盡早與導(dǎo)師聯(lián)系，盡早走入實(shí)驗(yàn)室，自主進(jìn)行研究。在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，摒棄以往教師是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，學(xué)生是實(shí)施者的角色，讓學(xué)生積極查找文獻(xiàn)、制定技術(shù)方案、研究探討、方案實(shí)施、優(yōu)化方案和撰寫總結(jié)報(bào)告，這樣就使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中把握學(xué)習(xí)主動(dòng)性，加深對知識(shí)的理解，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。

5加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理

制定實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃和實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加大監(jiān)督、管理、檢查力度，合理制定各層次的管理規(guī)章制度，并建立和完善各層次的管理目標(biāo)責(zé)任制，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的考核管理，制定合理的實(shí)訓(xùn)教學(xué)考核辦法，如教學(xué)制度的執(zhí)行情況，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排及完成情況。將實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)管理都融入到教學(xué)管理體制中，將教師實(shí)踐教學(xué)的積極性充分調(diào)動(dòng)起來，形成一個(gè)良好的實(shí)踐教學(xué)機(jī)制，讓實(shí)踐教學(xué)真正落到實(shí)處。學(xué)生校內(nèi)的實(shí)踐課程考核主要由作業(yè)、出勤、考試、實(shí)驗(yàn)等幾部分組成，根據(jù)課程的性質(zhì)不同，還可以加入項(xiàng)目設(shè)計(jì)及測驗(yàn)等形式;對于企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核，將由學(xué)院和實(shí)習(xí)基地共同完成，但主要評(píng)定由實(shí)習(xí)基地的導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生參加工程訓(xùn)練的情況給出。具體考核方法:單獨(dú)對每個(gè)培訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，在現(xiàn)場由每個(gè)實(shí)訓(xùn)導(dǎo)師按照實(shí)習(xí)基地的標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生進(jìn)行考核，考核方式可采取提問答辯、現(xiàn)場操作等，學(xué)生的實(shí)習(xí)成績由學(xué)生在該實(shí)習(xí)基地的實(shí)際表現(xiàn)給出。

6結(jié)語

篇3

一般情況下，對于晶界工程進(jìn)行形變熱處理工藝的途徑主要有變形、退火，而對于工藝系數(shù)的控制需要對多晶體金屬材料的變形量、退火時(shí)間和退火溫度等進(jìn)行科學(xué)合理的控制。為了能夠使金屬材料的晶粒更加得到細(xì)化，可以采用對金屬材料進(jìn)行軋制等變形工藝進(jìn)行加工，采取這一變形工藝還能夠促使在接下來的退火過程殊晶界的產(chǎn)生。如表1所示，就是在晶界工程中采取的形變熱處理工藝的總結(jié)表格。1．反復(fù)再結(jié)晶。反復(fù)再結(jié)晶指的是對金屬材料采取20%～30%的形變工藝以及使用再結(jié)晶退火工藝，同時(shí)對其形變和再結(jié)晶退火過程進(jìn)行反復(fù)多次，其中，再結(jié)晶退火的時(shí)間要控制在20min以內(nèi)。2．單步再結(jié)晶。單步再結(jié)晶就是指對金屬材料采取50%～70%的中等變形工藝之后再使其處于較高的溫度下進(jìn)行短時(shí)退火，一般來說短時(shí)退火的時(shí)間在1～2min內(nèi)。3．反復(fù)應(yīng)變退火。反復(fù)應(yīng)變退火指的是對金屬材料采取2%～6%的微小變形之后再讓其置于較高溫度下進(jìn)行短時(shí)退火的工藝，也可以是當(dāng)金屬材料進(jìn)行微小變形之后使其在比較低的溫度下進(jìn)行長時(shí)間的退火工藝。其中，高溫下的短時(shí)退火時(shí)間要求控制在幾分鐘之內(nèi)，而低溫下的長時(shí)間退火則要求有1～20h，并且退火處理的過程要求要進(jìn)行反復(fù)多次。由于反復(fù)應(yīng)變退火產(chǎn)生的變形量比較小，而在退火的過程中卻很難再對金屬材料的再結(jié)晶提供所需的驅(qū)動(dòng)力，這樣一來就無法使金屬材料出現(xiàn)再結(jié)晶的情況，因此可以說，此工藝實(shí)際上是屬于一個(gè)回復(fù)、重復(fù)、反復(fù)的過程。4．單步應(yīng)變退火。單步應(yīng)變退火指的是對金屬材料進(jìn)行6%～8%的較小變形或者是充分利用金屬材料中所剩余的應(yīng)變力作為進(jìn)行退火工藝的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，將其置于低溫下進(jìn)行長達(dá)數(shù)十小時(shí)的退火過程。通過采用以上幾種工藝都能夠使晶界的移動(dòng)性得到明顯的提高，從而有助于特殊晶界的產(chǎn)生，并且最后使金屬材料的性能得以明顯提高，由此可見，由于受到不同變形量所具有的形變以及之后熱處理工藝之間的不同的影響，要想更好地使晶界工程得以實(shí)現(xiàn)，最好的途徑就是對以上幾種工藝進(jìn)行綜合性的復(fù)合運(yùn)用。

二、晶界特征分布的優(yōu)化工藝

(一)晶界特征分布的優(yōu)化工藝判斷。對于金屬材料是否已經(jīng)完成了晶界特征分布的優(yōu)化，若是單憑低ΣCSL晶界所具有的比例來判斷是不夠科學(xué)和不具充分性的。這是由于在特殊晶界中，其所具有的較高比例會(huì)因?yàn)閷σ话爿^大角度的晶界網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行阻斷的時(shí)候，那么金屬材料的晶界特征分布優(yōu)化就無法達(dá)到效果，就無法對晶界所具有的開裂、腐蝕等性能進(jìn)行提高，同時(shí)，對于特殊晶界來說，并不是在任何條件下都能夠?qū)⑵涞奶厥庑阅苓M(jìn)行表現(xiàn)。因此，這就要求對特殊晶界的比例、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特性等進(jìn)行綜合性的考慮，才能夠?qū)Ы缣卣鞣植純?yōu)化工藝的效果進(jìn)行科學(xué)合理全面性的準(zhǔn)確判斷。

(二)晶界特征分布的優(yōu)化工藝研究的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來，材料科學(xué)得到了快速的發(fā)展，人們對于晶界的結(jié)構(gòu)和行為也都有了更加深入的研究，從中獲得了有關(guān)于晶界結(jié)構(gòu)和晶界特征的重要數(shù)據(jù)信息。但是一直以來對于多晶體金屬材料性能的應(yīng)用大都局限于細(xì)化晶粒上，直到20世紀(jì)80年代中期，才開始有科學(xué)研究者提出了晶界特征分布這個(gè)概念，同時(shí)提出的概念還有“晶界設(shè)計(jì)”。經(jīng)過了科學(xué)研究人員幾十年來的不懈努力和研究，在鋁合金、奧氏體不銹鋼、鎳基合金、銅合金等各種金屬材料中所采取的晶界特征分布優(yōu)化工藝都獲得了重大的突破和發(fā)展。

三、結(jié)語

篇4

明確將無機(jī)非金屬材料專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位在地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的無機(jī)非金屬材料工程高級(jí)應(yīng)用型人才,突出“一定基礎(chǔ)知識(shí)支撐、適當(dāng)寬度專業(yè)口徑、突出某一專業(yè)方向、強(qiáng)化專業(yè)實(shí)踐能力、博專共存、以專為主、長短兼顧、持續(xù)發(fā)展”的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)與培育。通過教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，突出工程實(shí)踐教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐技能的培訓(xùn)；確保學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案在修訂后開設(shè)了兩個(gè)培養(yǎng)方向：

（1）傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料方向（硅酸鹽及耐火材料），培養(yǎng)學(xué)生利用高新技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在節(jié)能減排的技術(shù)改造中發(fā)揮作用。

（2）新型無機(jī)非金屬材料方向。加強(qiáng)學(xué)生對“廣泛材料”了解、認(rèn)識(shí)、掌握的培養(yǎng)模式，通過對先進(jìn)陶瓷材料、復(fù)合與功能材料、薄膜與微晶玻璃、材料表面改性等課程學(xué)習(xí)，在自主擇業(yè)中能快速適應(yīng)新材料領(lǐng)域的工作環(huán)境。我專業(yè)在這兩個(gè)培養(yǎng)方向上，形成了以國家、企業(yè)需求為牽引，將材料基礎(chǔ)研究與新材料應(yīng)用開發(fā)相結(jié)合的特色發(fā)展模式。

2以應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為中心，優(yōu)化無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)課程體系

根據(jù)市場需求和學(xué)科發(fā)展，即主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，做到“一個(gè)專業(yè)，兩個(gè)方向，自主選擇”。“自主選擇”，即強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)性發(fā)展，增加選修課和選修覆蓋面，使學(xué)生有更大的自主選擇空間。在此指導(dǎo)思想下，對無機(jī)非金屬材料專業(yè)課程體系進(jìn)行優(yōu)化。

1）公共基礎(chǔ)平臺(tái)。按照教育部工科大學(xué)生培養(yǎng)要求由學(xué)校統(tǒng)一設(shè)置，分為必修課和選修課，該平臺(tái)提供了工科大學(xué)生應(yīng)掌握的基本知識(shí)和人文素質(zhì)。

2）專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)。分為必修課、無機(jī)非金屬材料工程一級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)課程、無機(jī)非金屬材料工程二級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)課程。該平臺(tái)的設(shè)置可使學(xué)生掌握材料工程師所需的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，對學(xué)生考研也有很好的作用。

3）專業(yè)課平臺(tái)。分為：

（1）專業(yè)方向限選課，此為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的特色，學(xué)生在三年級(jí)自主選擇，分傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料方向和新型無機(jī)非金屬材料方向進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（2）專業(yè)任選課，專業(yè)任選課中的基礎(chǔ)課程可以使學(xué)生加強(qiáng)材料工程專業(yè)知識(shí)。無機(jī)非金屬材料專業(yè)學(xué)生就業(yè)的企業(yè)，既有新材料企業(yè)，也有水泥、玻璃、陶瓷等傳統(tǒng)企業(yè)，因此在第六學(xué)期開始開設(shè)就業(yè)針對性強(qiáng)的課程，能有效增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力。

4）實(shí)踐平臺(tái)。分為：通識(shí)實(shí)踐課、學(xué)科實(shí)踐課、專業(yè)特色實(shí)踐課（分兩個(gè)專業(yè)方向）、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。

3總結(jié)

篇5

1.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不完善

金屬材料工程專業(yè)的核心專業(yè)課是《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《金屬材料學(xué)》、《熱加工工藝》、《材料力學(xué)性能》及《材料分析方法》等。目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容均與這些理論課程密切相關(guān)，而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，例如《鐵碳合金平衡組織觀察》、《鋼的熱處理組織觀察》等，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為，通過這些課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了利用顯微鏡識(shí)別金屬材料的微觀組織的能力，掌握了一些材料性能測試方法等，但是，目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容涉及的綜合型及設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對較少，而這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是綜合利用所學(xué)理論知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)工藝并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究等，以培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力和分析問題、解決問題的能力。此外，金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)生的追蹤調(diào)查表明，大多數(shù)畢業(yè)生從事與本專業(yè)相關(guān)的工作，但是還有從事與金屬材料相關(guān)的冶煉及材料的成型與控制相關(guān)的工作。由于目前實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)缺少綜合型及交叉學(xué)科的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，影響了學(xué)生在相關(guān)專業(yè)的工作崗位上的實(shí)際操作技能。調(diào)查研究表明大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為大學(xué)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該涉及到交叉學(xué)科內(nèi)容，根據(jù)目前金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)方案課程設(shè)置，開設(shè)了材料成型與控制及鋼鐵冶金相關(guān)的課程，如《軋制原理及工藝導(dǎo)論》、《鋼鐵冶金概論》等，因此可以開設(shè)與鋼的冶煉、模擬軋制等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。這樣有利于拓展學(xué)生的知識(shí)面，從而使得學(xué)生畢業(yè)后能夠擴(kuò)大就業(yè)面，增強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)性。如果實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容不完善，會(huì)影響學(xué)生在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的就業(yè)前景，從而降低就業(yè)率。

2.實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量不高

實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不高的原因是多方面的：實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)及內(nèi)容不完善、實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件及環(huán)境因素等。簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于沒有太多的新意，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏積極性、主動(dòng)性，被動(dòng)按照實(shí)驗(yàn)程序完成任務(wù)，學(xué)生的思維能力得不得培養(yǎng)。而實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。例如學(xué)校的大型精密設(shè)備，例如透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡及X射線衍射儀等大型設(shè)備，由于需要培訓(xùn)上崗，因此，學(xué)生也只能是觀摩而不能動(dòng)手操作，只是觀看實(shí)驗(yàn)老師的演示性實(shí)驗(yàn)，這樣實(shí)驗(yàn)對所學(xué)課程的幫助意義并不是很大，學(xué)生到了企業(yè)，遇到這種大型設(shè)備還是不會(huì)馬上上崗進(jìn)行操作。目前金屬材料工程專業(yè)本科生實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。主要有認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)及針對熱加工工藝相關(guān)課程的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)場所主要安排在鋼鐵冶金相關(guān)的企業(yè)，但是由于大多數(shù)企業(yè)基于安全、效益、保密等方面考慮，不允許學(xué)生參與實(shí)際操作，學(xué)生只能看到表面現(xiàn)象，不能了解生產(chǎn)內(nèi)容的實(shí)質(zhì)性工藝及相關(guān)參數(shù)。大多數(shù)情況下，學(xué)生實(shí)習(xí)完后的感覺就是走馬觀花。因此，到企業(yè)中參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)生得不到參與及動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，更談不上分析問題、解決問題及創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)了，因此嚴(yán)重制約了我國工程人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不足

目前，大學(xué)擴(kuò)招是普遍存在的現(xiàn)象，而擴(kuò)招帶來了相應(yīng)的負(fù)面影響，給實(shí)踐教學(xué)帶來巨大壓力，實(shí)踐教學(xué)不同于課堂教學(xué)，老師在講臺(tái)上講課，幾十及上百學(xué)生可以同時(shí)在教室里聽老師講課。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的教學(xué)環(huán)境，是實(shí)踐與理論相聯(lián)系的教學(xué)環(huán)節(jié)。需要有一定的場地和設(shè)備支持，因此專業(yè)人數(shù)的增加，對設(shè)備及老師提出挑戰(zhàn)，設(shè)備不足，學(xué)生實(shí)驗(yàn)就需要分批次進(jìn)行，如果批次人數(shù)太多，達(dá)不到實(shí)踐的預(yù)期效果，批次人數(shù)減少，老師的工作量大大增加。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）過程，因?yàn)樵O(shè)備不足，學(xué)生要排隊(duì)長時(shí)間等待，往往由于時(shí)間限制，很多學(xué)生隨意得到一些結(jié)果，不考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否合理，放到畢業(yè)論文中湊數(shù)以達(dá)到畢業(yè)的目的。例如，金屬材料專業(yè)學(xué)生畢業(yè)論文常常涉及鋼鐵材料的研發(fā)，需要用金相顯微鏡拍照微觀組織，目前實(shí)驗(yàn)室就一臺(tái)可以照相的設(shè)備，由于使用該設(shè)備人數(shù)比較多，不僅金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生使用該設(shè)備，材料成型與控制專業(yè)、冶金專業(yè)的學(xué)生往往也用到該設(shè)備，因此，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間，學(xué)生要用到這臺(tái)設(shè)備拍照，往往要等很長時(shí)間才能等到，而畢業(yè)論文工作時(shí)間是有限的，因此有些學(xué)生往往隨便拍照幾張，放到畢業(yè)論文中，有時(shí)拍出來的照片并不能反映真實(shí)的情況，所以就會(huì)影響到論文的分析總結(jié)等，從而影響畢業(yè)論文的總體質(zhì)量。

二、實(shí)踐教學(xué)改革探索

1.更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，融入交叉學(xué)科實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

完善的實(shí)踐教學(xué)體系及教學(xué)內(nèi)容，有利于全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力、分析問題和解決問題的能力。研究表明高等院校課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，其中驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)基本是學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證書本中的某種現(xiàn)象，該實(shí)驗(yàn)比較簡單，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程只要得到與教材中相關(guān)的結(jié)果即可，但是，綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是利用所學(xué)的理論知識(shí)，自己設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用書上所學(xué)的理論知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這兩種實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的分析問題及解決問題的能力最為重要，因此，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該增加與專業(yè)相關(guān)的綜合型及設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生主要學(xué)習(xí)金屬材料相關(guān)的性能與材料的化學(xué)成分、生產(chǎn)工藝過程等之間的相關(guān)性。因此，化學(xué)成分控制的冶煉過程，軋制冷卻及隨后的熱處理過程都會(huì)影響最終的性能指標(biāo)，這些環(huán)節(jié)涉及到冶金專業(yè)、材料成型與控制專業(yè)及金屬材料工程專業(yè)。因此，金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不能僅僅局限在本專業(yè)領(lǐng)域，而應(yīng)該考慮學(xué)科交叉，實(shí)踐教學(xué)涉及到一些關(guān)于鋼的冶煉、軋制等相關(guān)的內(nèi)容，這樣能夠彌補(bǔ)本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的不足，從而可以全面培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析問題和解決問題的能力，增大學(xué)生就業(yè)面。

2.實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，增加實(shí)踐教學(xué)形式多樣化

針對前面提到的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不高，尤其是生產(chǎn)實(shí)習(xí)由于受到企業(yè)的限制影響了教學(xué)質(zhì)量，需要對生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)形式進(jìn)行改革。學(xué)生一方面去企業(yè)參觀，另一方面，要建立與大生產(chǎn)相似的工作環(huán)境，例如校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，將企業(yè)的設(shè)備小型化，學(xué)生可以根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)模式，針對某種產(chǎn)品進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，然后動(dòng)手操作制造，在該過程中，學(xué)生不僅要利用所學(xué)的理論知識(shí)制備相關(guān)工藝，同時(shí)可以學(xué)習(xí)設(shè)備的操作過程，實(shí)踐過程中，訓(xùn)練學(xué)生思考問題及解決問題的能力。校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)要明確目標(biāo)，學(xué)生在學(xué)完《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料熱加工工藝》、《金屬材料學(xué)》等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后需要到冶金廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)，了解冶金產(chǎn)品熱處理方法及高倍缺陷、低倍缺陷的分析方法，力學(xué)性能測試設(shè)備及方法等。根據(jù)金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，購置一下小型設(shè)備及實(shí)驗(yàn)耗材，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)冶金廠實(shí)際的分析檢測方法對不同類型鋼鐵材料進(jìn)行工藝制備、微觀組織及缺陷分析等，在實(shí)習(xí)基地模擬大工業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)條件，這樣可以彌補(bǔ)校外實(shí)習(xí)的不足，大大提高了實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量。

3.增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入，滿足實(shí)踐教學(xué)多樣化需求

篇6

[論文摘 要] 本文從三個(gè)方面論述了熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。

引言

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，金屬零件的制造是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，具有舉足輕重的作用，因此提高金屬零件的制造水平成為一項(xiàng)不可缺少的工作。而在金屬零件的制造過程中，熱處理工作又是提高其制造水平的重要措施。在設(shè)計(jì)工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機(jī)械性能。而不合理的熱處理?xiàng)l件，不僅不會(huì)提高材料的機(jī)械性能，反而會(huì)破壞材料原有的性能。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)金屬材料成分，準(zhǔn)確分析金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系，制訂合理的熱處理的工藝，合理安排工藝流程，才能得到理想的效果，提高金屬零件的制造水平。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的金屬有鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎳、鉻、錳等。但用得更多的是它們的合金。金屬和合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)方面：其一是金屬原子之間的結(jié)合方式；其二是原子在空間的排列方式。金屬的性能和原子在空間的排列配置情況有密切的關(guān)系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現(xiàn)差異。

為了得到更好的金屬性能，滿足制造和使用要求，我們將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來改變其性能，這就是金屬材料熱處理過程。

不同的熱處理?xiàng)l件會(huì)產(chǎn)生不同的材料性能改變效果，下面從3個(gè)方面來說明熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。

一、提高金屬材料的切削性能和加工精度

在各類鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品金屬材料的切削過程中，由于被加工材料、切削刀具和切削條件的不同，金屬的變形程度也不同，從而產(chǎn)生不同程度的光潔度。各種材料的最佳切削性能都對應(yīng)有一定的硬度范圍和金相組織。為了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合適的組織狀態(tài)，這就要用到預(yù)先熱處理。

通過預(yù)先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過程產(chǎn)生的材料缺陷，并為以后切削加工及熱處理準(zhǔn)備良好的組織狀態(tài)，從而保證材料的切削性能、加工精度和減少變形。

舉例1：齒坯材料在切削加工中，當(dāng)齒坯硬度偏低時(shí)會(huì)產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，在前傾面上形成積屑瘤，使被加工零件的表面光潔度降低。而對齒坯材料進(jìn)行正火＋不完全淬火處理，切屑容易碎裂，形成粘刀的傾向性減少。并隨著齒坯硬度的提高，切屑從帶狀向擠裂狀過渡，從而減少了粘刀現(xiàn)象，提高了切削性能。

舉例2：鋁合金在加工過程中，通常都是先經(jīng)強(qiáng)化處理（固溶處理＋時(shí)效；時(shí)效），這樣可以得到晶粒細(xì)小、均勻的組織，比鑄態(tài)或壓力加工狀態(tài)的切削性能好，不僅改善了切削性能，而且同時(shí)提高了機(jī)械加工精度。

二、提高金屬材料的斷裂韌性

金屬材料的斷裂韌性指含有裂紋的材料在外力作用下抵抗裂紋擴(kuò)展的性能。提高金屬斷裂韌性的關(guān)鍵是要減少金屬晶體中位錯(cuò)，使金屬材料中的位錯(cuò)密度下降，從而提高金屬強(qiáng)度，而減少金屬晶體中位錯(cuò)的一種重要方法，就是細(xì)晶強(qiáng)化，其原理是通過細(xì)化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯(cuò)滑移從而提高材料強(qiáng)韌性。而金屬組織的細(xì)晶強(qiáng)化的過程實(shí)際上就是金屬熱處理。

在金屬熱處理過程中，當(dāng)冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，在一定的應(yīng)力和變形溫度的條件下，材料在變形過程中積累到足夠高的局部位錯(cuò)密度級(jí)別，會(huì)在變形最劇烈的區(qū)域產(chǎn)生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒，這個(gè)過程稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶晶核的形成與長大都需要原子的擴(kuò)散，因此必須將變形金屬加熱到一定溫度之上，足以激活原子，使其能進(jìn)行遷移時(shí)，再結(jié)晶過程才能進(jìn)行。

那么，對于不同的金屬材料，我們就可以通過控制不同的熱處理的溫度，來提高金屬材料的斷裂韌性。

舉例：在SY鋼坯料上線切割適當(dāng)?shù)男A柱，機(jī)加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在Cleeble-1500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)上以5×10-1的變形速率保溫30s壓縮變形50％，然后在空氣中冷至室溫，再進(jìn)行680℃×6hAC(空冷)的退火處理，再將壓縮后的試樣沿軸向線切割剖開，研磨拋光后用化學(xué)物質(zhì)顯示晶粒形貌。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：在700℃時(shí)，扁平的晶粒開始逐漸向等軸晶粒的形狀變化。800℃變形的晶粒中等軸晶粒已經(jīng)有少量出現(xiàn)，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，晶粒突然變得細(xì)小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達(dá)到Y(jié)Bl2級(jí)。在900℃以上．晶粒開始長大。因此，對此種鋼來說，900℃左右溫度進(jìn)行熱處理，可以提高其斷裂韌性。

三、減少金屬材料的應(yīng)力腐蝕開裂

金屬材料在拉伸應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的脆性斷裂破壞稱為應(yīng)力腐蝕開裂。大部分引起應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力是由殘余拉應(yīng)力引起的。殘余應(yīng)力是金屬在焊接過程中產(chǎn)生的。金屬在加熱時(shí)，以及加熱后冷卻處理時(shí)，改變了材料內(nèi)部的組織和性能，同時(shí)伴隨產(chǎn)生了金屬熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。金屬材料在加熱和冷卻過程中，表層和心部的加熱及冷卻速度(或時(shí)間)不一致，由于溫差導(dǎo)致材料體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力，即熱應(yīng)力。在熱應(yīng)力的作用下，由于冷卻時(shí)金屬表層溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應(yīng)力：另一方面材料在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，因比容的增大會(huì)伴隨材料體積的膨脹，材料各部位先后相變，造成體積長大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。組織應(yīng)力變化的最終結(jié)果是表層受拉應(yīng)力，心部受壓應(yīng)力，恰好與拉應(yīng)力相反。金屬熱處理的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力疊加的結(jié)果就是材料中的殘余應(yīng)力，正是其存在造成了應(yīng)力腐蝕開裂。

舉例：金屬熱處理中，通過控制淬火冷卻速度，可以顯著地控制淬火裂紋，為了達(dá)到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內(nèi)的冷卻速度，并使之超過材料的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論，這樣做由于能增加抵消組織應(yīng)力作用的熱應(yīng)力值，故能減少工件表面上的拉應(yīng)力而達(dá)到抑制縱裂的目的。

3、結(jié)論

金屬材料的熱處理在機(jī)械零件制造中占有十分重要的地位，在金屬材料加工的整個(gè)工藝流程中，如果將切削加工工藝與熱處理工藝進(jìn)行密切配合，將有效地提高金屬零件的制造水平。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 雷聲，齒輪熱處理變形的控制.機(jī)械工程師.2008年5期.

篇7

1、會(huì)議主要內(nèi)容

1)材料的斷裂與循環(huán)形變的晶體學(xué)

2)斷裂與疲勞損傷的微細(xì)觀方面

3)金屬材料的斷裂與疲勞行為

4)非金屬材料與新型材料(包括工程塑料、生物材料、建筑材料、陶瓷、復(fù)合材料、金屬間化合物，納米材料等)的斷裂與疲勞行為

5)環(huán)境對材料與結(jié)構(gòu)的斷裂與疲勞的影響

6)載荷譜和隨機(jī)載荷下材料與結(jié)構(gòu)的疲勞與斷裂

7)材料和結(jié)構(gòu)的疲勞壽命估算、可靠性、延壽及老齡化分析

8)計(jì)算斷裂力學(xué)、實(shí)驗(yàn)斷裂力學(xué)、概率斷裂力學(xué)及可靠性

9)線彈性彈塑性斷裂、界面斷裂、動(dòng)態(tài)斷裂

10)斷裂與疲勞研究的新方法和新理論

11)材料疲勞與斷裂研究中的實(shí)驗(yàn)及測試技術(shù)

12)抗斷裂與疲勞的設(shè)計(jì)技術(shù)

13)斷裂與疲勞的的失效分析

14)斷裂與疲勞理論的典型工程應(yīng)用

15)斷裂與疲勞分析軟件及材料數(shù)據(jù)庫

2、會(huì)議征文

凡未經(jīng)正式刊物發(fā)表，與材料的疲勞和斷裂領(lǐng)域相關(guān)的研究成果、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、工程經(jīng)驗(yàn)、設(shè)想及建議等均可以論文形式應(yīng)征。應(yīng)征論文必須論點(diǎn)鮮明、論據(jù)充分、數(shù)據(jù)可靠、文字流暢、圖表清楚，一般約為5000字以內(nèi)（3頁），計(jì)量單位要嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國法定計(jì)量單位》中的有關(guān)規(guī)定，并附word文件類型的軟盤、email word文件到會(huì)議秘書處或在線投稿。論文經(jīng)專家審閱后給予書面答復(fù)。經(jīng)評(píng)審合格的論文將在《機(jī)械強(qiáng)度》雜志（增刊）上正式出版。接到論文錄用通知和論文收費(fèi)通知后匯交會(huì)議注冊費(fèi)600元(學(xué)生400元)和版面費(fèi)600元/篇到《機(jī)械強(qiáng)度》雜志社，每超過一頁加收200元。不交會(huì)議注冊費(fèi)和版面費(fèi)的論文，將不編入論文集（期刊）中。已經(jīng)錄用的稿件將付一定稿酬。沒被錄用的稿件恕不退回，請自留底稿。

歡迎全國各地從事相關(guān)專業(yè)的專家學(xué)者、科研人員、高校師生踴躍投稿，同時(shí)也歡迎暫無論文但對會(huì)議感興趣的社會(huì)各界人士參加會(huì)議。

3、會(huì)議地點(diǎn)

會(huì)議地點(diǎn)在廈門市鼓浪嶼別墅酒店(廈門市鼓浪嶼鼓聲路14號(hào)，電話：0592-2062418；傳真：0592-2060165), 會(huì)議不安排接站，請注意到廈門后，一定要到廈門旅游客運(yùn)碼頭上船。會(huì)議期間食宿自理。

4、重要日期

提交論文摘要截止日期： XX年3月30日

提交論文全文截止日期： XX年5月1日

論文錄用通知： XX年6月1日

匯交版面費(fèi)截止日期： XX年7月15日

會(huì)議召開日期： XX年11月10-13日

5、技術(shù)展示和產(chǎn)品宣傳

歡迎在本次會(huì)場內(nèi)設(shè)置與會(huì)議內(nèi)容相關(guān)的宣傳廣告（以材料、圖片、樣品和軟件為主）。

6、特別提示

本次會(huì)議將邀請日本和我國知名專家學(xué)者就疲勞與斷裂的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)等方面作若干專題報(bào)告。

7、應(yīng)征論文參考格式

“機(jī)械強(qiáng)度”的論文格式：題目、作者、工作單位、摘要（250字），關(guān)鍵詞（5-8個(gè)），中圖分類號(hào)，英文題目，作者名字的漢語拼音和工作單位的英文譯文，以及文章的英文摘要和關(guān)鍵詞，引言，正文，參考文獻(xiàn)。

由于“機(jī)械強(qiáng)度”被美國工程索引和英國的“科學(xué)文摘”等收錄，為了便于國際著名檢索刊物和其它信息機(jī)構(gòu)采用，英文摘要應(yīng)詳細(xì)，盡可能反映文稿的主要內(nèi)容，具有獨(dú)立性和自含性，即不閱讀全文就能獲得所論述的主要信息；避免使用第一人稱，應(yīng)包括目的、過程及方法，結(jié)論三部分。字?jǐn)?shù)不得少于900個(gè)印刷符號(hào)。

參考文獻(xiàn)格式如下：

編號(hào) 作者（姓列名前）. 論文題目.刊名，出版年，卷號(hào)（期號(hào)）：起-止頁碼

編號(hào) 作者（姓列名前）. 書名.版本，出版地：出版單位，出版年. 起-止頁碼

文中圖表附最具代表性的,并一律安排在正文中.圖表題請附中英文對照稿。

稿末寫明作者的性別、出生年月、民族、籍貫（包括省、市、縣名）、單位、職稱、職務(wù)、學(xué)位、學(xué)術(shù)簡歷、研究領(lǐng)域和主要成就；詳細(xì)通訊處、e-mail、電話及傳真號(hào)。

8、會(huì)議主辦：

篇8

關(guān)鍵詞：冷脆轉(zhuǎn)變，脆性斷裂機(jī)理，低溫脆斷

 

1.前言

鋼的低溫脆性斷裂是鋼結(jié)構(gòu)最危險(xiǎn)的破壞形式之一，原因是斷裂瞬間發(fā)生，斷裂時(shí)無明顯的塑性變形，而且構(gòu)件破壞時(shí)其承載能力很低。實(shí)際工程中鋼結(jié)構(gòu)，如壓力容器、船舶、橋梁等，由于低溫脆性造成的脆斷事故時(shí)有發(fā)生，造成巨大損失[1]。

2.低溫冷脆特點(diǎn)及其影響因素

當(dāng)溫度降低到某一程度時(shí)，金屬材料的沖擊吸收能量明顯下降并引起脆性破壞的現(xiàn)象稱為冷脆。

金屬的低溫脆斷具有以下特點(diǎn)[2]：

（1）斷裂時(shí)所承受的工作應(yīng)力低。

（2）脆性斷裂時(shí)，裂紋的擴(kuò)展速度極快，且脆斷之前無任何預(yù)兆。

（3）材料脆斷溫度通常接近材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。免費(fèi)論文，脆性斷裂機(jī)理。

(4)脆斷常起源于構(gòu)件自身存在缺陷處。

（5）脆性斷裂的宏觀斷口平齊，斷面收縮率小，外觀上無明顯的宏觀變形特征。

影響金屬冷脆的主要因素有以下幾個(gè)方面。

（1）晶粒度 當(dāng)晶粒尺寸大于冷機(jī)晶粒尺寸時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生脆性斷裂。因此，晶粒細(xì)化有助于提高材料抗低溫脆斷的能力。

（2）晶粒結(jié)構(gòu) 體心立方晶格金屬及其合金或某些密排六方晶格金屬及其合金，特別是工程上常用的中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼有明顯的冷脆現(xiàn)象，而面心立方金屬及其合金一般沒有低溫脆性現(xiàn)象。免費(fèi)論文，脆性斷裂機(jī)理。

（3）形變速率 提高形變速率使材料脆性增大韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。一般中、低強(qiáng)度鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度對形變速率比較敏感，而高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼則較小。

（4）板厚 板厚的增加，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高[3]。

（5）鋼的化學(xué)成分及組織當(dāng)C<0.25%熱軋?zhí)间摏_擊脆性轉(zhuǎn)變溫度TC的經(jīng)驗(yàn)方程[4]：

（1）

式中Nf為固溶的自由氮量（%）；P為珠光體的百分比；Si為硅的重量百分比；d為晶粒尺寸（mm）。

3.低溫脆性斷裂的過程及機(jī)理

鋼具有強(qiáng)度高、塑性和韌性好等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)保證了鋼結(jié)構(gòu)具有較好的工作可靠性。但是在低溫的條件下，鋼的塑性和韌性降低，提高了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆斷的可能性。免費(fèi)論文，脆性斷裂機(jī)理。

3.1低溫脆性斷裂的過程

鋼的脆性斷裂過程大致分為三個(gè)階段[5]：

（1）裂紋產(chǎn)生前的準(zhǔn)備階段——主要為鋼晶格內(nèi)部的初始塑性變形；

（2）裂紋的產(chǎn)生——通常為鋼晶格間損傷的宏觀集中表現(xiàn)；

（3）裂紋向整個(gè)構(gòu)件界面的橫向發(fā)展。

3.2材料脆性斷裂理論

自二十世紀(jì)20年代開始，世界上很多學(xué)者致力于脆性破壞領(lǐng)域的研究，形成了很多理論流派。免費(fèi)論文，脆性斷裂機(jī)理。

（1）經(jīng)典力學(xué)理論 該理論是建立在塑性剪切和脆性斷裂的基礎(chǔ)上，能解釋幾乎所有與脆性斷裂現(xiàn)象有關(guān)的影響因素；主要通過試驗(yàn)研究金屬等多晶體材料在不同應(yīng)變狀態(tài)下的破壞。

（2）脆性斷裂的位錯(cuò)理論 晶體原無裂紋，在應(yīng)力作用下，材料發(fā)生解理斷裂的理論，即位錯(cuò)理論。位錯(cuò)理論解釋了脆性裂紋的成核和長大問題。

（3）能量理論 該理論從能量儲(chǔ)存和釋放的觀點(diǎn)來解釋脆性破壞。不考慮裂紋的產(chǎn)生，而是在構(gòu)件含有裂紋的前提下研究其發(fā)展，并認(rèn)為裂紋的發(fā)展是由儲(chǔ)存在其周圍的勢能促成的。雖然在金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不容許裂紋的存在，但是能量理論及其最活躍的分支——線性破壞力學(xué)，能成功地解決脆性破壞的有關(guān)問題，并在工程中應(yīng)用。

4. 低溫脆性斷裂的實(shí)驗(yàn)手段極其評(píng)定指標(biāo)

世界各國對結(jié)構(gòu)材料的低溫脆性問題長期以來做了大量的研究工作，提出了不少低溫脆性評(píng)定指標(biāo)和試驗(yàn)方法。

4.1低溫拉伸試驗(yàn)

低溫拉伸試驗(yàn)需要一個(gè)低溫環(huán)境，且在低溫下材料的性能發(fā)生變化.因此，與常溫拉伸試驗(yàn)相比，除需要設(shè)計(jì)低溫箱外，其它儀器、設(shè)備及參數(shù)也需要重新設(shè)計(jì)選擇[6]。

由于斷面收縮率和延伸率對試樣溫度不敏感，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為光滑試樣低溫拉伸的延性指標(biāo)不能用于反映低溫韌性 [7]。

4.2低溫沖擊實(shí)驗(yàn)

沖擊實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法有很多，在低溫時(shí)常使用夏比缺口沖擊（Charpy notch impact）試驗(yàn)，特別是系列溫度沖擊實(shí)驗(yàn)來評(píng)定材料的低溫脆性。

4.3韌脆轉(zhuǎn)變溫度

確定材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度的標(biāo)準(zhǔn)較多，常用的有能量準(zhǔn)則法、斷口形貌準(zhǔn)則法、側(cè)膨脹值法等。免費(fèi)論文，脆性斷裂機(jī)理。

(1) 能量準(zhǔn)則法（ETT）

以某一固定能量來確定韌脆轉(zhuǎn)變溫度，在沖擊吸收能量一溫度曲線上平臺(tái)與下平臺(tái)區(qū)間規(guī)定百分?jǐn)?shù)(n)所對應(yīng)的溫度，用ETTn表示。一般取最大沖擊值的一半所對應(yīng)的溫度，或取最大沖擊功與最小沖擊功的平均值所對應(yīng)的沖擊溫度為韌脆冷脆轉(zhuǎn)變溫度，即ETT50。

(2) 斷口形貌準(zhǔn)則法（FATT） 一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后，對斷口進(jìn)行評(píng)定，在脆性斷面（放射區(qū)）率一溫度曲線中規(guī)定脆性斷面率(n)所對應(yīng)的溫度，稱為斷口面積轉(zhuǎn)化溫度，用FATTn表示。一般以沖擊試樣斷口上出現(xiàn)50%纖維狀斷口時(shí)的溫度FATT50作為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。此種方法的誤差較大，F(xiàn)ATT主要反映沖擊斷裂時(shí)裂紋擴(kuò)展過程中的斷口形貌在韌脆程度上的差別。缺口試樣沖擊值包括裂紋萌生功、裂紋擴(kuò)展功；沖擊值對缺口尖銳度敏感，而FATT對缺口尖銳度并不敏感[9]。FATT不能對裂紋擴(kuò)展抗力以定量的評(píng)價(jià)，不同材料，當(dāng)FATT溫度相同時(shí)，裂紋擴(kuò)展功可能相差很大。

（3）側(cè)膨脹值法（LETT）在沖擊吸收能量一溫度曲線上平臺(tái)與下平臺(tái)區(qū)間某規(guī)定側(cè)膨脹值所對應(yīng)的溫度，用LETT表示。免費(fèi)論文，脆性斷裂機(jī)理。

4.4 評(píng)定鋼材止裂韌性

日本焊接工程協(xié)會(huì)提出用Charpy-V實(shí)驗(yàn)來評(píng)定鋼材止裂韌性問題。依據(jù)彈性斷裂力學(xué)而采用的斷裂力學(xué)實(shí)驗(yàn)；用于評(píng)定材料斷裂韌性的指標(biāo)有JIC、COD、KIc。J積分試驗(yàn)法測得的材料的延性斷裂韌度，裂紋張開位移（COD）實(shí)驗(yàn)測得的δC,可以用于材料韌性的相對評(píng)價(jià)。

平面應(yīng)變條件的斷裂韌性指標(biāo)KIc，可以直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算。如果金屬材料中存在一定形狀、尺寸的缺陷，在外加應(yīng)力作用下其應(yīng)力場強(qiáng)度因子KI低于材料的KIc值，則是安全的。金屬板材表面裂紋斷裂韌度KIe值，則反映了金屬板材在線彈性平面應(yīng)變狀態(tài)下阻止表面裂紋啟裂的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1](蘇)柯舍列夫著；吳孝隆譯，工業(yè)金屬材料低溫機(jī)械性能手冊

[2]涂銘旌低溫脆斷規(guī)律及機(jī)理

[3]王曉麗淺談焊接因素對低合金結(jié)構(gòu)鋼冷脆性的影響

[4]日本鋼鐵協(xié)會(huì)，日本金屬學(xué)會(huì)《鋼の強(qiáng)韌化》

[5]王元清鋼結(jié)構(gòu)在低溫下脆性破壞的研究

[6]張德勇、李光明DL-1低溫拉伸試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

[7]戒忠良、朱棟梁：低溫脆性指標(biāo)評(píng)定，1979.3

[8]金屬力學(xué)及工藝性能試驗(yàn)方法國家標(biāo)準(zhǔn)匯編

[9]鄢文彬、涂銘旌，西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1984.No.6.41-49

篇9

 

我國高等學(xué)校從2005年開始進(jìn)行工程教育認(rèn)證工作，目的是為了培養(yǎng)適應(yīng)國內(nèi)及國外社會(huì)需求的大學(xué)本科畢業(yè)生，高校工程教育認(rèn)證的宗旨是促進(jìn)我國高校學(xué)生畢業(yè)后的工程師跨國執(zhí)業(yè)。工程教育認(rèn)證源自《華盛頓協(xié)議》，該協(xié)議提出了工程專業(yè)教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，是國際工程領(lǐng)域?qū)Ω叩葘W(xué)校工科畢業(yè)生工作能力公認(rèn)的權(quán)威要求。協(xié)議是由美國、加拿大、英國、澳大利亞、法國等正式成員國和一些預(yù)備成員國共同組成，直到2013年6月，我國成為該組織第21個(gè)成員國，但目前還是預(yù)備成員國。工程教育專業(yè)認(rèn)證是以學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)，對我國高校教育的要求是要以學(xué)生為本、目標(biāo)導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)三個(gè)方面[1]。

 

做好認(rèn)證準(zhǔn)備重要的是先要了解認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)并以此進(jìn)行改善。認(rèn)證以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求作為導(dǎo)向，所有課程都以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)和達(dá)成畢業(yè)要求作為導(dǎo)向來進(jìn)行。最近幾年，我國高校每年有將近十幾萬的金材畢業(yè)生踏入社會(huì)，為相關(guān)金屬材料行業(yè)的飛速發(fā)展提供了重要的人才支持。但同時(shí)，金材畢業(yè)生與企業(yè)實(shí)際需求之間的矛盾非常突出，怎樣使金材畢業(yè)生滿足企業(yè)的需求已成為中國金材科技與工業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)問題。針對工程教育認(rèn)證對學(xué)生畢業(yè)的要求，借鑒國內(nèi)外一些設(shè)立本專業(yè)高等學(xué)校的經(jīng)驗(yàn)，這里提出了《金屬材料學(xué)》這門課程改革的一些大體思路和基本方向，主要有以下三個(gè)方面，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和提高其綜合素質(zhì)。

 

一、結(jié)合通用標(biāo)準(zhǔn)畢業(yè)要求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

 

《金屬材料學(xué)》課程內(nèi)容主要分為三部分：金屬材料合金化基本理論;金屬材料成分、組織、工藝、性能特點(diǎn)及應(yīng)用(結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特殊鋼，鑄鐵，有色金屬);新型金屬材料。本課程的特點(diǎn)是內(nèi)容多且碎，同時(shí)與其他課程如材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理與工藝、材料力學(xué)性能等課程聯(lián)系緊密。工程教育認(rèn)證中通用標(biāo)準(zhǔn)對畢業(yè)生的要求是，強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握工程專業(yè)知識(shí)，能夠應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，研究分析解決復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論，并能夠體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。

 

結(jié)合認(rèn)證對畢業(yè)生的要求及本課程內(nèi)容特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的具體做法如下：

 

1.以材料科學(xué)研究的五大要素為主線。《金屬材料學(xué)》在金屬材料工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中占有很重要的地位，是學(xué)生進(jìn)入社會(huì)從事本行業(yè)工作使用最多的專業(yè)知識(shí)，具有科學(xué)性、使用性和經(jīng)驗(yàn)性的特點(diǎn)。教學(xué)過程中應(yīng)抓主線，始終以材料科學(xué)的五大要素：成分、組織、工藝、性能與應(yīng)用為主線講解，在看似抽象、復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容中尋找到其內(nèi)在、實(shí)質(zhì)性的規(guī)律。闡明材料成分與工藝特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)材料組織、性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用之間的相互關(guān)系，使學(xué)生掌握各類材料的成分設(shè)計(jì)、性能特點(diǎn)、適用范圍、熱處理工藝制訂等方面的內(nèi)容[2]。

 

2.培養(yǎng)與提高學(xué)生分析及解決問題的能力。圍繞金屬材料合金化概論的主線及各種材料成分性能與設(shè)計(jì)思路，結(jié)合金屬材料冷、熱加工工藝、微觀組織、力學(xué)性能及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用舉例，體現(xiàn)出本課程的綜合性與實(shí)用性特點(diǎn);在講授每章節(jié)內(nèi)容時(shí)，要緊密結(jié)合具體實(shí)際生產(chǎn)實(shí)例，每章節(jié)最后有主要內(nèi)容概括及習(xí)題。教師結(jié)合生產(chǎn)科研實(shí)際，講解一些材料在生產(chǎn)中的具體服役條件，對性能的要求，生產(chǎn)加工路線，組織與性能的對應(yīng)關(guān)系，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)什么問題，怎樣解決問題;采用啟發(fā)式教學(xué)方法，經(jīng)常質(zhì)疑提問，促使學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力。

 

3.教學(xué)內(nèi)容持續(xù)改進(jìn)。《金屬材料學(xué)》課程中涉及的內(nèi)容以傳統(tǒng)黑色金屬材料為主，但許多實(shí)際生產(chǎn)中涉及的新材料及新工藝等在教學(xué)內(nèi)容中也有所體現(xiàn)，如微合金鋼、抗震鋼、塑料模具鋼、硬質(zhì)合金、復(fù)合材料等[3]。同時(shí)，有些內(nèi)容需要及時(shí)更新，如低碳馬氏體結(jié)構(gòu)鋼、新國標(biāo)及新鋼種的牌號(hào)等。每一章教學(xué)內(nèi)容都應(yīng)有對新材料及應(yīng)用的講解，拓寬學(xué)生知識(shí)面，適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。注意教學(xué)內(nèi)容的前沿性，應(yīng)在講述每類材料時(shí)都向?qū)W生介紹該類材料的發(fā)展、涉及的新技術(shù)、新工藝，以適應(yīng)新時(shí)期科技發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求。

 

二、以學(xué)生為本，改革教學(xué)方法，理論與實(shí)踐相結(jié)合

 

傳統(tǒng)教學(xué)教師教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生畢業(yè)要求之間的關(guān)系得不到重視，再者近幾年高校擴(kuò)招及教師科研導(dǎo)向，高等學(xué)校的教育流于簡單化、形式化。工程教育認(rèn)證以學(xué)生為根本，高校的教學(xué)是否可以培養(yǎng)學(xué)生在畢業(yè)5年后面對復(fù)雜環(huán)境的能力，針對工程專業(yè)認(rèn)證對教學(xué)的要求，教學(xué)方法改進(jìn)如下：

 

1.積極進(jìn)行課堂討論，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性。預(yù)先布置問題，學(xué)生經(jīng)過查找、準(zhǔn)備資料，經(jīng)過學(xué)生相互討論，提出問題的解決方法，最后由教師歸納總結(jié)[4]。

 

2.教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際及科研相結(jié)合，進(jìn)行案例教學(xué)、實(shí)例研討，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣。

 

3.每一章課后布置有一定難度的作業(yè)，作業(yè)少而精，學(xué)生須通過查閱資料、分析總結(jié)后完成。學(xué)生可以以小組為單位合作完成，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高課堂教學(xué)交流互動(dòng)性，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)、尋求解決問題的能力，培養(yǎng)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性。

 

4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)及工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)綜合能力的培養(yǎng)[5]。在工程實(shí)訓(xùn)課中增加綜合教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生針對零件的實(shí)際性能要求，選材并制定可行的工藝方案，然后進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際操作實(shí)施工藝方案并檢測各項(xiàng)性能，最后得出結(jié)論。

 

5.結(jié)合到工廠實(shí)習(xí)，使課程的相關(guān)內(nèi)容具體化。組織學(xué)生到國內(nèi)一些先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，參與現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)流程，使同學(xué)能夠?qū)⑸a(chǎn)流程中的熱處理、校直、噴砂等與材料學(xué)科中的成分、工藝、組織、產(chǎn)品性能及應(yīng)用相結(jié)合。

 

6.運(yùn)用多媒體與微課。根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生的實(shí)際，采用合適的多媒體、微課與板書結(jié)合的方式，構(gòu)建問題情境，比如在講述高速鋼的時(shí)候，利用多媒體及微課，可以很直觀地表示高速鋼凝固的組織形成過程，這對于促進(jìn)學(xué)生理解與接受授課內(nèi)容很有幫助，能獲得較好的教學(xué)效果。

 

三、建立教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，改革考核方式

 

在專業(yè)認(rèn)證體系中，培養(yǎng)目標(biāo)不再是傳統(tǒng)畢業(yè)時(shí)的要求，而是學(xué)生畢業(yè)五年時(shí)達(dá)到的實(shí)際工作能力，根據(jù)這個(gè)目標(biāo)制定學(xué)生培養(yǎng)方案，再依此制定課程體系、師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容等等。比如畢業(yè)要求要加強(qiáng)拓寬學(xué)生的國際視野，這要有相應(yīng)的課程來保證，具體內(nèi)容要由教師通過教學(xué)環(huán)節(jié)來實(shí)施，最后落實(shí)到考核環(huán)節(jié)[6]。

 

為了加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督管理，對課程內(nèi)容考核方式進(jìn)行了改革。打破以往單一的筆試和考勤評(píng)定成績的做法，對一些平時(shí)課堂發(fā)言討論、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、課后作業(yè)、討論等教學(xué)過程都隨時(shí)給出相應(yīng)成績，結(jié)合期末考試最后給出綜合成績。改進(jìn)成績評(píng)定方法，怎樣對學(xué)生進(jìn)行綜合考評(píng)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，如果采取傳統(tǒng)的筆試，學(xué)生必然要死記硬背所學(xué)內(nèi)容，與實(shí)際聯(lián)系不緊密，這樣的考核不能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，針對這些弊病，考核方法采取論文教學(xué)實(shí)踐和考試的形式，要求學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn)，以小論文的方式綜合分析相關(guān)問題，并進(jìn)行課堂答辯，以此考察學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及主動(dòng)性。開展教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控，每一教學(xué)環(huán)節(jié)有相應(yīng)的明確要求，通過教學(xué)環(huán)節(jié)、過程監(jiān)控及質(zhì)量評(píng)定促進(jìn)畢業(yè)目標(biāo)的達(dá)成;定期開展課程體系內(nèi)容調(diào)整和教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)工作。

 

四、結(jié)語

 

文章通過《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)過程，改進(jìn)教學(xué)方法，以合金化概論為核心，以成分設(shè)計(jì)—工藝—組織結(jié)構(gòu)—性能—實(shí)際應(yīng)用為主線，采用基本理論—專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)—實(shí)際實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合的授課模式。以上措施提高了學(xué)生分析與解決問題能力，培養(yǎng)提高了學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力，為金屬材料工程專業(yè)的工程教育認(rèn)證奠定了基礎(chǔ)。總之，只要教師和學(xué)生在教學(xué)過程師生互動(dòng)，改變傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，用新穎的教育教學(xué)方式和前沿的知識(shí)引導(dǎo)他們?nèi)ヌ角笮碌闹R(shí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣，滿足工程教育認(rèn)證對本專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求。

篇10

論文關(guān)鍵詞：材料美感　焊接肌理　概括和抽象　現(xiàn)代意識(shí)　民族化

論文摘要：哈爾濱是中國的焊接名城，在幾年的研究探索過程中摸索了一些有關(guān)金屬焊接藝術(shù)的獨(dú)到特點(diǎn)，在這里著重探討金屬焊接雕塑藝術(shù)的創(chuàng)作方法。

1 這里所談到的金屬焊接雕塑與我們習(xí)慣認(rèn)識(shí)上的金屬雕塑不盡相同，傳統(tǒng)意義上的金屬雕塑泛指以金屬材料來實(shí)現(xiàn)完成的雕塑作品，而這里所說的金屬焊接雕塑指的是通過焊接的技術(shù)手段（而非傳統(tǒng)意義上的鑄造和鍛造手段）來實(shí)現(xiàn)的雕塑作品，這類作品重點(diǎn)體現(xiàn)的是金屬材料本身的美感和焊接過程中自然形成的焊接肌理之美，當(dāng)然這并不是說這樣的作品缺乏形式和內(nèi)容，而是通過將其特有的美感與其獨(dú)到的形式巧妙結(jié)合來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)作目的。

其實(shí)金屬焊接雕塑已經(jīng)成為當(dāng)代最具現(xiàn)代意義的藝術(shù)表現(xiàn)形式，其藝術(shù)語言在于注重作品的直接創(chuàng)作過程，并賦予其更加豐富的人文精神與審美內(nèi)涵，它有力地拓展了雕塑創(chuàng)作的表現(xiàn)力和藝術(shù)感染力，發(fā)揮金屬材料自身的質(zhì)感特性自由地構(gòu)思和制作，已成為現(xiàn)代雕塑進(jìn)行創(chuàng)作的一個(gè)十分重要的藝術(shù)表現(xiàn)方式。

金屬焊接雕塑的創(chuàng)作注重于藝術(shù)與材質(zhì)的直接對話過程，其中材料的質(zhì)感和焊接過程中形成的焊接機(jī)理是構(gòu)成作品形態(tài)的關(guān)鍵要素，對實(shí)現(xiàn)其藝術(shù)價(jià)值和意義起到重要的作用，這也同時(shí)造就了金屬焊接藝術(shù)雕塑的表現(xiàn)形式，即使表現(xiàn)具象形態(tài)，也側(cè)重于能夠發(fā)揮焊接藝術(shù)特有肌理的具象形態(tài)表現(xiàn)，如用拉絲焊接肌理來表現(xiàn)動(dòng)物的毛發(fā)。

任何藝術(shù)作品的創(chuàng)作，都體現(xiàn)了不同藝術(shù)家的文化淵源，有著不同的藝術(shù)表現(xiàn)形式，而不同的表現(xiàn)形式又是不同的創(chuàng)作思想得以充分展示的保證和前提。鑒于目前金屬焊接藝術(shù)在國內(nèi)尚屬起步階段，在探索西方現(xiàn)代藝術(shù)語言過程中，研究西方現(xiàn)代藝術(shù)的理論是十分重要的課題。他們對西方現(xiàn)代藝術(shù)的文化思想產(chǎn)生重要的影響，其中柏格森的直覺主義哲學(xué)思想，高揚(yáng)生命沖動(dòng)的創(chuàng)造力，推崇能夠讓人直接體驗(yàn)生命沖動(dòng)的開放社會(huì)，以直覺為認(rèn)識(shí)真實(shí)和真理的唯一途徑，以及現(xiàn)代藝術(shù)對生命的瞬間體驗(yàn)和制作過程的珍借，對破壞重組物質(zhì)時(shí)空以獲取精神真實(shí)的興趣。同時(shí)薩特表達(dá)現(xiàn)代人孤獨(dú)、異化、悖理的情緒感覺，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代藝術(shù)家對藝術(shù)主體獨(dú)創(chuàng)性的強(qiáng)烈追求。

2現(xiàn)代雕塑的表現(xiàn)形式在西方現(xiàn)代藝術(shù)理論的直接影響下，它與以前傳統(tǒng)寫實(shí)主義的以體量和實(shí)體感作為表現(xiàn)形式的基本要素背道而馳，許多現(xiàn)代雕塑的表現(xiàn)方法完全超出了“雕”和“塑”的意義，尤其是現(xiàn)代金屬焊接雕塑，作為三度空間抽象的構(gòu)成藝術(shù)品，不屬于關(guān)于實(shí)體感的藝術(shù)，不追求真實(shí)的形態(tài)再現(xiàn)，通過簡化、概括甚至是抽象的手法進(jìn)行創(chuàng)作，并結(jié)合各種工業(yè)化的手段，直接地打造作品，如以透空框架的形態(tài)去構(gòu)畫和界定空間，徹底地闡明了現(xiàn)代雕塑作為三度空間藝術(shù)的新理念，在于表現(xiàn)金屬在空間中的自由組合，而非多種程序塑造的實(shí)體造型。他們藝術(shù)語言的特征類似單純、厚重的原始文化，最后發(fā)展到將機(jī)械、動(dòng)力和光的因素組合引入雕塑的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，創(chuàng)造了最具現(xiàn)代意義的雕塑作品。它反映了20世紀(jì)工業(yè)、科技觀念向藝術(shù)的介入，導(dǎo)引出一種嶄新的藝術(shù)價(jià)值觀。

當(dāng)代西方雕塑家在新的藝術(shù)觀念的引導(dǎo)下，追求各自的文化和藝術(shù)個(gè)性，并充分利用材料學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、金工技術(shù)和焊接技術(shù)的原理，發(fā)揮金屬焊接雕塑的特有創(chuàng)造力。在他們的作品中，將雕塑的造型要素簡化到最低限度。用立方體、幾何形、圓柱體的型材和不銹鋼材以及現(xiàn)成金屬物品構(gòu)成現(xiàn)代形態(tài)的、抽象的雕塑作品，使傳統(tǒng)的藝術(shù)語言在他們的作品中失去了原有意義，運(yùn)用工業(yè)化制造方法實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代雕塑新的藝術(shù)理念。

現(xiàn)代雕塑家史密斯是美國第一位創(chuàng)作金屬焊接雕塑的藝術(shù)家，他的作品純樸、粗獷和簡練，利用金屬材質(zhì)的特性形成變化多端的雕塑造型，使金屬材料、金工技術(shù)成為詮釋個(gè)人藝術(shù)觀念的語言符號(hào)。他創(chuàng)作的《皇家之鳥》、《森林》等作品，采用電焊槍在空間中描畫，用多種鋼條焊接展開三度空間的構(gòu)成，同時(shí)利用點(diǎn)、線、面的相互交錯(cuò)的穿插，編織成一種活撥的、富有生機(jī)的抽象形態(tài)，他的許多作品放棄實(shí)體，將鍛造成形后的鋼條構(gòu)出空間的韻律，顯示出強(qiáng)力的運(yùn)動(dòng)感。

英國當(dāng)代杰出雕塑家卡羅的金屬焊接作品輕松活潑，簡潔明快，是位最富獨(dú)創(chuàng)性的現(xiàn)代金屬焊接雕塑家。作品《正午》是他具有個(gè)性化藝術(shù)語言的代表作。該作品直接采用數(shù)塊工字鋼梁構(gòu)成，作橫置狀態(tài)并涂上橘黃色的顏色，整件造型似如一張?jiān)谑彝怅柟庀碌奶梢危喚毝馕渡铋L。在他的作品中力求把雕塑語言概括到最基本的抽象形態(tài)，直接利用工業(yè)鋼材裝配成巨大而強(qiáng)力的結(jié)構(gòu)，并與周圍的環(huán)境空間融為一體。費(fèi)羅是法國現(xiàn)代派藝術(shù)家，他的金屬焊接系列作品更具個(gè)性化。其作品摒棄了傳統(tǒng)雕塑的創(chuàng)作模式，采用一種更加直接，更抽象化的表現(xiàn)手法，使作品取得純粹形式的自由化。費(fèi)羅的作品都取名《無題》。但在這個(gè)毫無意義的標(biāo)題下，呈現(xiàn)出一個(gè)豐富多彩的藝術(shù)世界。在創(chuàng)作中通過擠、敲、扭、切和焊，給作品注人生機(jī)，將冷冰冰的不銹鋼板轉(zhuǎn)化成孕含生命形態(tài)的藝術(shù)作品。

從現(xiàn)代金屬焊接雕塑的藝術(shù)語言來看，它與傳統(tǒng)雕塑相比其主要特點(diǎn)是：在藝術(shù)觀念上，一方面強(qiáng)調(diào)藝術(shù)與自我表現(xiàn)的主觀性以及藝術(shù)家以我為主的能動(dòng)性，力求作品造型簡化到最基本的抽象形態(tài)，以現(xiàn)代工業(yè)化的理念構(gòu)造單純、簡潔的幾何造型，反映出一種工業(yè)化的非人格化的力量。另一方面重點(diǎn)表現(xiàn)不同金屬材料的特有美感（如鈦合金通過焊接在焊口的部分會(huì)形成耀眼的彩虹效果）和不同焊接技法所形成的肌理美感。在藝術(shù)形式上，利用電焊槍在空間中作畫，以鋼材制作空間構(gòu)成。使傳統(tǒng)藝術(shù)形式的體積，體量概念消失，轉(zhuǎn)化為豐富、透空的空間和變化多端的深度三維結(jié)構(gòu)。并以手動(dòng)和機(jī)動(dòng)改變了原有雕塑的“靜止?fàn)顟B(tài)”，以色彩變化增強(qiáng)金屬焊接雕塑的視覺感悟力。在藝術(shù)表現(xiàn)方式上，采用直接加工過程實(shí)現(xiàn)三度空間的構(gòu)成關(guān)系或以廢品集合的方式重新組合新的造型，使金屬雕塑的藝術(shù)表現(xiàn)方法變得直接了當(dāng)、純粹和自由。在制作中利用各種金屬材料經(jīng)過直接的敲打、擠壓、扭曲、打磨、切割和焊接，隨意地、自由地構(gòu)建和組合，徹底改變了傳統(tǒng)制作多步驟的有序性，使作品更具自然性。

3在現(xiàn)代雕塑發(fā)展史上，當(dāng)代雕塑家所創(chuàng)造的金屬焊接作品成功地完成了20世紀(jì)具有雕塑藝術(shù)革命意義的藝術(shù)創(chuàng)造，而走向現(xiàn)代化、抽象化、形式化、自由化的藝術(shù)表現(xiàn)形式。雖然我們國內(nèi)的金屬焊接雕塑藝術(shù)尚未得到社會(huì)的認(rèn)同，但我相信在當(dāng)代有創(chuàng)新意識(shí)的藝術(shù)家、雕塑家甚至焊接技師的共同努力下，我們的金屬焊接藝術(shù)應(yīng)該能夠找到一條立足于民族文化傳統(tǒng)，能夠滿足我國公眾審美訴求的蓬勃發(fā)展之路。

參考文獻(xiàn)

[1]田衛(wèi)平等.金屬焊接藝術(shù)初探[J].焊接，2005，3.