金屬材料的失效分析范文

導語：如何才能寫好一篇金屬材料的失效分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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金屬材料失效問題存在于各類材料中，它直接影響到產品質量，關系到企業的信譽及生存。金屬材料的失效分析和預防預測工作在工業發展中占有十分重要的地位。而金屬材料失效問題的處理和解決能力，代表了該國的基礎科學的發展水平和管理的先進水平。腐蝕、斷裂和磨損是金屬材料失效的主要形式，其中以摩擦所導致的磨損失效最普遍，約占設備損壞的70%，是機電材料失效的主要原因。

1.金屬材料磨損失效的危害

在金屬材料的使用過程中，不同金屬材料副表面之間的相互接觸摩擦和相互運動是不可避免的：而這種金屬的相互作用則會引起材料表面的損耗，這種損耗就是本文要研究的摩擦損耗。摩擦損耗往往會對金屬材料的尺寸、外形、結構及性能造成不同程度的影響。在工業機械設備的運轉過程中，周圍環境相對而言較為惡劣，條件苛刻，同時機械設備往往是高速運轉，所以，在機械設備工作時經常會有不少的雜物，如粉塵、水汽和其他有害氣體，進入設備中，之后會和設備中的金屬材料相互運動摩擦，如果這些雜物不能及時地清除，那么就會發生設備金屬材料的摩擦損失。如果這種磨損積聚到一定程度，就會破壞設備各零件的相互協調運作，降低設備的各項性能，更有甚者會導致意外事故的發生，這不僅會損害企業的經濟效益，還可能危害從業人員的人身安全。

2.金屬材料磨損失效的基本形式

2.1磨粒磨損失效

磨粒磨損失效是由于金屬的磨粒磨損造成的金屬材料相應性能的損失，是材料磨損失效的普遍形式。根據磨粒磨損過程中金屬材料磨損表面所受的應力和沖擊力不同，我們可將磨粒磨損分為鑿屑磨損、擦傷磨損以及碾碎磨損。通常情況下，在高應力和硬磨粒的狀態下，會出現鑿屑磨粒現象：而在磨損過程中，如果磨粒硬度相對較小，則會劃傷金屬材料表面，使得金屬材料上出現凸凹不平的現象，這種磨損叫做碾碎式磨損：如果造成磨粒的應力相對較小，則會出現擦傷磨損。

2.2黏著磨損失效黏著磨損失效則是由黏著磨損造成的金屬性能失效，而這種黏著磨損則是一種較為復雜的磨損。一般情況下，如果兩個相對滑動的金屬材料表面不良或者超負荷工作，這就會造成金屬表面的應力過高：當相對滑動的金屬表面的應力達到一定程度時，就會造成接觸面溫度急劇上升，致使金屬局部熔化，在之后的冷卻過程中，接觸面會固相焊接。當金屬表面再次滑動時，足夠的切向力會使得黏接點斷開，破壞金屬的摩擦表面，從而會產生金屬磨屑，產生黏著磨損。

2.3疲勞磨損失效當金屬材料的摩擦副表面在相對滑動過程中，往往會忽略周期負荷的作用，這在循環往復的工作回合中，會使得接觸應力增大，直到超過金屬材料的承受范圍，最終導致金屬材料的變形以及其它各種失效現象。在摩擦學中，疲勞磨損往往會被認為是由長期的周期負載造成的。長期的周期負載會使金屬材料結構變形，表面塑像變形，更有甚者會使金屬表面出現裂紋。在彈力學中，金屬材料的疲勞磨損則是十分嚴重的問題，必須快速有效地解決疲勞磨損。

2.4腐蝕磨損失效在工業機械設備工作的過程中，其中的金屬材料難免會和空氣及水汽等介質接觸，而金屬的活潑性又使得金屬極易和這些介質發生相應的化學或電化學反應，這就會造成金屬的腐蝕磨損。在腐蝕磨損中，腐蝕物是不可避免的，而這些腐蝕物則會繼續產生其他磨損，使得磨損重疊，加劇金屬材料的磨損程度，產生更嚴重的失效。

2.5微動磨損失效在機械設備的金屬材料中，相對滑動的金屬材料很容易產生磨損，而相對固定的金屬材料也會產生磨損，只不過磨損情況相對較輕。在相對固定的金屬材料和副材料的摩擦表面之間，往往會因為周圍環境的影響產生接觸面微小的相對運動，而這種振幅較小的相對振動則是產生微動磨損的原因。

3.金屬材料失效的防護

應針對具體的金屬材料磨損失效，掌握已磨損報廢的零件及其磨屑，查明該部件的摩擦工況，包括摩擦副的運動形式、接觸形式、介質、速度、載荷、濕度、溫度、劑種類及方式等，了解失效發生時設備的使用情況及日常維護保養情況。在掌握情況的基礎上，對金屬材料磨損失效表面和磨屑進行仔細分析，檢查磨損失效前后硬度和表面形貌等物理機械性能的變化，根據表面磨屑形狀和磨損特征判定磨損失效模式，確定失效是由外界偶然因素引起的突發過程，還是在設計工況條件下運行后的累計結果。對后者，還需對磨損次表層進行分析，了解裂紋的形成部位及擴展方向，并由此確定磨損的發生和發展過程。

對于有可能發生化學腐蝕磨損的部件，則需對磨損失效表面和磨屑進行化學分析。如有必要，還應進行零件磨損失效的模擬試驗。只有認真獲取上述信息，并進一步結合失效零件摩擦學設計的合理性進行綜合分析，才能對導致金屬材料磨損失效的主要原因和過程本質有深入的認識，才有可能為磨損失效的預防提出合理的改進措施。一般而言，除了設備管理、外界因素和劑變質等因素之外，引起金屬零部件磨損失效的工藝和設計方面的因素主要有：①金屬零件的摩擦學結構設計不合理；②金屬零件的安裝或加工精度未達到要求；③摩擦副材料或表面處理工藝選擇不當。關于金屬材料磨損失效的分析和失效的預防對我國工業建設起著重要的作用。我們應加大金屬材料失效分析的力度，推動耐磨金屬材料的進一步研發。

4.結語

金屬材料的磨損失效直接影響了金屬材料的使用可靠性。我們需要認真分析金屬材料磨損失效的基本形式和具體機理，采用表面處理、合理選材等防護措施，使金屬材料日益朝著抗磨性的生產標準進行改進，不斷研發耐磨金屬材料新產品和新工藝，最大可能地減低金屬材料磨損失效的發生，增強機械設備的使用壽命，提高工業企業的經濟效益。

參考文獻

[1]顧玉麗，陶春虎，何玉懷，胡春燕，滕旭東.金屬材料超高周疲勞失效的基本特征[J].失效分析與預防.2011（03）

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關鍵詞：液化石油氣儲罐；H2S；應力腐蝕開裂；儲罐失效；臥式貯罐 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ028 文章編號：1009-2374（2015）35-0082-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.040

在我國液化石油氣儲罐保有量大，使用時間較長，大部分使用時間超過20年，且容積較大，多為幾十至上百立方。一般在貯罐的底部有腐蝕，殼體母材區、焊縫內部和熱影響區常有裂紋，一旦出現腐蝕及裂紋將非常危險。為確切得出引起貯罐腐蝕、裂紋的原因，對其進行了定性分析和定量分析，根據LPG貯罐的腐蝕裂紋的具體問題，對臥式貯罐的應力大小、腐蝕速率、腐蝕介質的濃度及裂紋失效問題進行了力學條件下的電測和化學條件的分析。

1.2 H2S的腐蝕物對液化石油氣貯罐應力腐蝕開裂的影響

1.2.1 周圍環境溫度的改變對腐蝕裂紋的影響。金屬材料在H2S含量較大的氣氛中存在時，因為吸收了氫而致其變脆，有時也會在硫的作用下使氫變得活躍而形成坑狀不均勻腐蝕和較大的均勻腐蝕，同時可能出現較多的微裂紋，這些與溫度及環境的變化有較大關系。溫度是化學腐蝕的重要因素，實踐證明，溫度每升高10℃，腐蝕的速度會增加數倍。所以對于液化石油氣貯罐在室外時，朝陽面和朝陰面的日照溫度不同，金屬材料的內部腐蝕的程度也是不同的。在大約30℃時的溫度下，低合金鋼在H2S的環境下腐蝕最惡劣，它的腐蝕速度會顯著增加。

1.2.2 H2S的含量對腐蝕開裂的影響。存在H2S介質的環境中，如果其含量越高，出現的腐蝕就越嚴重，特別是在有雜質時會更加突出。在H2S含量較高的環境中，貯罐金屬材料的表面氧化膜與H2S接觸時，其材料的氧化膜會被破壞，腐蝕介質和金屬材料在電化學的作用下產生了局部腐蝕，會很快發展為大面積的均勻腐蝕，與此同時會引起貯罐的腐蝕裂紋進一步擴展而產生失效。

1.2.3 晶間的氫原子對應力腐蝕開裂的影響。H2S造成金屬材料腐蝕開裂的根本原因是經過大量數據說明的。其在潮濕的環境中，在H2S的作用下，會促使氫的吸附。因此，在金屬材料的表面，對于腐蝕反應而生成的原子氫，反應的方程式為：

H2S+Fe―FeS+2[H]

依據以上化學反應式可以得出，在液化石油氣儲罐中，H2S與水越多，它的反應將會越劇烈，所產生的原子氫也就越集中。因此在液化石油氣儲罐中含有較多的H2S，且有水分的存在，這是液化石油氣貯罐在運行中最惡劣環境，也是造成氫致開裂的重要原因。因為這個原因的存在，液化石油氣貯罐材料的硬度與強度需進行仔細的考量，需擇優選用LPG貯罐的金屬用材。

1.3 貯罐金屬材料對H2S應力腐蝕開裂的敏感性

16MnR與16Mn這樣的低合金中強度鋼有著特殊的要求，在我國腐蝕數據手冊中提出：“對于低合金中高強度鋼與碳鋼在潮濕的H2S環境中，當溫度為20℃～50℃時，年腐蝕速率為0.5～1.5mm。”美國金屬學會主編的《金屬手冊》中，也提供在室溫條件下H2S與硫化物雜質對低合金中高強度鋼在硫的作用下，會使其加快應力腐蝕的開裂。因此對16MnR與16Mn的材料來說，大多是在正火的狀態時運用。其晶粒較為細化，據金屬材料的結構影響，擁有小晶粒尺寸的任何材料與擁有大晶粒尺寸的同種材料相比，其更加抗應力腐蝕開裂。因為整體熱處理與焊后熱影區的不均勻，其會產生較大晶粒，從而產生淬硬的索氏體或馬氏體組織，所以會降低金屬材料對硫化物腐蝕開裂的相應抵抗能力。特別是在硫的作用下，在應力與H2S腐蝕介質的共同作用下，金屬材料腐蝕部位會生成微小的裂紋，從而造成大量的沿晶與穿晶裂紋。7#、8#應變片處的應力值最高且處于焊縫的邊緣，焊縫邊緣金屬及熱影響區常對裂紋開裂是敏感的。因此，在這樣的局部位置上產生大量的裂紋，這是由于這些區域有更為敏感的顯微組織的原故。

2 改進措施與對策

液化石油氣貯罐的應力腐蝕開裂失效是一種力學、環境破壞過程，貯罐在運行中，持久拉伸應力與化學侵蝕作用使金屬產生裂紋并使其擴展。從分析中得知應力腐蝕開裂是由拉伸應力和特定的腐蝕環境的綜合作用產生的，產生斷裂失效的時間比應力和腐蝕性環境單獨的作用或二者簡單地疊加所需的時間要短。應力腐蝕開裂引起的失效常常是因為化學環境及遠低于金屬的屈服強度的拉應力同時作用下造成的，在這種情況下，細小的裂紋向金屬材料里伸展，而表面僅呈現出模糊不清的均勻的腐蝕跡象，因此，不可能有破壞跡象的宏觀標志。當LPG中含有大量H2S時，其在拉應力的促使下，在液化石油氣貯罐正常運行中可能會造成失穩而破壞，造成災難性事故。為防止液化石油氣中的H2S造成貯罐的應力腐蝕開裂失效，我們應在貯罐的設計與制造上、LPG的生產工藝上、充裝的工藝上、相應的儲運上、管理操作上和檢驗方面采取一些必要的措施與對策：（1）為防止液化石油氣儲罐中的H2S超標，相關生產單位應按質量標準規定，堅決采用新的脫水與脫硫工藝，盡量減少液化石油氣中H2S的含量與濃度；（2）相應的設計單位在設計液化石油氣儲罐時，應當采用合理的結構，盡量避免在應力較高的區域開孔和布置縱向的焊縫，用以防止開孔處的應力集中與焊接的殘余應力；（3）對于大型臥式貯罐制造加工后，應采用整體熱處理措施，在保證焊縫和母材消氫熱處理的同時，消除焊后殘余應力；（4）液化石油氣的供應及充裝單位應當規范管理，需做到排污裝置及系統完善與完好，并在定期對液化石油氣儲罐進行排污，以減少儲罐中殘液的H2S含量與濃度；（5）相應的貯運LPG的貯罐且H2S的含量與濃度較高時，需按照相關規定，做到定期地進行開罐檢驗工作，及時地發現相關的問題，以防止H2S所產生的應力腐蝕開裂。

3 結語

我國的液化石油氣儲罐數量多、分布廣，如果不及時地發現這樣的問題和缺陷，一旦發生破壞事故，后果不堪設想。所以，要及時檢驗，及時發現問題，確保設備的安全運行，保護人民的生命和財產的安全。

參考文獻

[1] 李毅.鍋爐壓力容器的案例[M].北京：中國人事出版社，1992.

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金屬材料科學組要是研究金屬材料的組成、結構與性能之間相互關系及其變化規律的科學。熱力學、動力學、同體物理、固體化學、化學物理等基礎學科為金屬材料科學提供理論基礎。金屬材料的性能主要取決于金屬材料內部的結構，金屬材料的結構又取決于金屬材料的組成、工藝參數等因素。因此，在金屬材料研究中，必須深入探討金屬材料的性能與其組成、結構、工藝參數等因素相互問的內在聯系，以確定合理的金屬材料組成和最佳的制備工藝、加工工藝和處理工藝，從而獲得最理想的內部結構和性能，以滿足使用的要求。

在金屬材料的組成研究中，對金屬金屬材料和無機非金屬金屬材料的主量和痕量元素的測定，應用較為普遍的方法有原子光譜法、分子光譜法、電化學法和常規化學法；對高分子的分析，則需要有諸如常規的有機化合物的元素分析、紅外光譜、核磁共振、質譜、熒光光譜拉曼光譜等方面的配合。對其結構研究，通常以光學顯微鏡觀察其基體組織及形貌；以工業CT觀察其金屬材料內部的微孑L洞、裂紋和夾雜物的形態；以透射電鏡觀察其斷口形貌、析出相的形態，借助于能譜或波譜檢測，還可給出各相的大致成分；以x射線衍射和選區電子衍射法，鑒定第二相的晶體結構、取向和應力；電子探針能將相的形貌與成分聯系起來，可表征微區域成分的相對變化；X射線光電子能譜、X射線熒光光譜、x射線衍射技術，可研究金屬材料的晶態、異構觀像及其中元素的價態；自射線攝照技術用以研究元素及其形成相在基體中的分布；熱分析可了解金屬材料晶體和無定形結構的關系；質譜能精確地測定有機高分子的分子量、給出分子式和其他機構信息；核磁共振波譜、質譜與色譜的聯用、質譜自身的串聯、激光拉曼光譜與紅外光譜研究有機結構；傅里葉變換一紅外光譜和色譜的聯合，被譽為鑒定有機結構的“指紋”；激光微探針質譜可獲得有機物元素的局部形態和有機物的機構信息；以電子能譜、二次離子質譜、脈沖激光原子探針、俄歇電子能譜、x射線光電子能譜、x射線衍射和X射線吸收精細結構技術等，研究表面與異質界面原子的幾何結構，表面與界面原子的遷移和擴散，表面電子態、異質界面化學鍵，異質界面擴散反映和界面化合物的形成動力學，異質界面的浸潤性、薄膜形成機制和界面失效等等。

在理化檢測領域中，尚有一門研究金屬金屬材料中第二相的類型、結構、組成、數量、形態、分布狀態及合金元素在相際間的分配，進而建立其合金系同相組成以及相組成同合金性能之間的關系，并可應用于他類金屬材料的物理一化學相分析科學。當然，在金屬材料研究中，金屬材料學科學家正在依靠科學理論及配合以高效率計算機工具，探索著金屬材料結構的設計和性能預測的工作，并從其化學元素組成預測高溫合金的某種性能、有機大分子的分子設計、復合金屬材料的組織設計和基于線彈性斷裂力學對與一定尺度以上裂紋長大與傳播過程來預測壽命的方法方面獲得一些成效。但由于金屬材料結構和性能影響因素的復雜性和純理論的局限性，要完全以“設計”和“預測”來代替其實際的理化檢測研究和檢測工作是不可能的。

二、解決金屬材料研究中具體問題的案例

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關鍵詞：分析方法 成分 金屬材料

中圖分類號：TG115.5+2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0084-01

隨著社會經濟文化的不斷進步和發展，各行各業、各個領域對金屬材料的需求也日益增加，正是在這個大環境下，一些高端和復雜的金屬材料開始不斷的涌入市場。這些金屬材料的特點是性能優良、應用廣泛。如果從表征上分析金屬材料的成分，能夠對其內部構造和組成元素深入了解，因而得出科學的依據，幫助我們開發和研制更為復雜的金屬材料。目前各種分析方法五花八門、良莠不齊，選擇合適的分析方法至關重要，這就要求我們詳細了解和掌握金屬材料的成分，本文從三個方面介紹了國內外常用的和最新的分析方法，同時對金屬材料分析方法未來發展趨勢作了展望。

1 傳統分析方法

迄今為止，金屬材料已經廣泛的應用于生產和社會實踐中，人們也在想方設法的認識和掌握金屬材料的成分，所以對金屬材料的分析方法也在不斷更新和變化，下面就一一介紹各種分析方法。

1.1 分光光度法

主要是根據Lambert-Beer定律，來定量分析金屬元素表征的方法，其原理是利用不同波長的光，通過在含金屬溶液中的連續折射，產生不同的吸收強度，利用橫縱坐標，繪出吸收光譜曲線，我們在定量分析溶液中的金屬離子，進而計算出含量和濃度。值得一提的是，此方法在運用時，顯色劑的選擇至關重要。通過實驗，證明顯色劑采用氯偶氮安替比林，分析效果比較顯著。

1.2 滴定分析法

和其他方法相比，這種方法比較傳統，應用原理是采用標準濃度的試劑，對金屬離子含量進行測定，待完全反應后，即達到滴定終點，這個化學計量點恰恰是待測金屬離子和標準試劑完全反應的那個點。這種方法非常通用，即便捷又簡單。

1.3 原子光譜分析法

（1）原子吸收光譜法。

其原理是基態原子的電子吸收紫外光和可見光之間的譜線，并分析吸收強度，最終得出定量分析金屬材料成分的方法，目前應用比較廣泛的是火焰原子吸收光譜法。

（2）原子發射光譜法。

其原理是在一定條件下，元素的離子或原子受激發，會產生光譜線，這種光譜線具有一定的特征，由內向外發射，利用該光譜線，來定量分析金屬材料的方法。這種方法在對硫碳等金屬材料的分析上，效果比較顯著。

1.4 射線熒光光譜法

其原理是是利用金屬原子吸收金屬原子內層電子躍遷或外層電子減速運動時所產生的電磁輻射波，并對相應的特征譜線進行發射的分析方法。此方法具有非常廣泛的應用范圍，因其簡單和快捷，使用比較普遍。但因為受到基體效應的影響，使該方法對樣品的均一性要求較高，所以在一定程度上需要不斷的校正，有比較嚴格的操作要求。

1.5 電化學分析法

其原理是利用金屬材料的電化學性質與金屬材料的含量及組成有著密切的相關性，進而演變和發展成分析金屬材料成分的方法。此方法的缺點是操作不方便，同時受外界環境影響較大，分析金屬材料成分時具有較低的準確度，目前運用較少。

2 最新研制的分析金屬材料成分的方法

前幾種傳統的方法各有利弊，但在準確度上還有待于進一步提升，在此基礎上，幾種新的方法應運而生。

2.1 電感耦合等離子體質譜法

作為金屬元素分析法，此方法具有相當高的靈敏度，主要用于定量測定各種微量元素，如測量金屬材料中的各種稀土金屬、難溶金屬、貴金屬和稀土金屬等。

2.2 激光誘導等離子體光譜法

此方法目前剛剛興起，具有簡單的購置和裝置，操作起來非常方便，能夠同時測量金屬材料中含有的多種元素，即滿足了在線分析和測量所需，又使測量效率進一步提高，主要應用在不銹鋼中微量元素的測量上。

2.3 電感耦合等離子原子發射光譜法

作為一種新型的分析方法，其原理是根據受激后金屬元素所生成的電子躍遷，通過作用于譜線而有不同強度的表現，此測量方法靈敏度高、應用范圍廣。

2.4 石墨爐原子吸收法

作為一種新型原子吸收分析法，此方法操作簡單快捷、分析速度快，主要應用于對航空材料中微量元素鉛的測量，和常規測量結果相比較相差甚微。

3 金屬材料分析方法的未來發展趨勢

伴隨著金屬材料越來越廣泛的應用，它具有越來越強的復雜性，所以采取簡單便捷的方法來測量各種痕量元素就顯得至關重要。傳統方法由于受外界環境影響大、靈敏度差及操作復雜，已經逐漸被新型的分析方法所取代。而未來的發展趨勢是，金屬材料的分析方法會更加高精度、方便和快捷。

4 結語

隨著社會經濟文化的不斷進步和發展，各行各業、各個領域對金屬材料的需求也日益增加。本文詳細介紹了金屬材料的各種分析方法，同時對傳統分析方法和新型分析方法兩種不同方法的特點和性能進行了分析和比較，同時結合以往的研究經驗，在現有金屬材料分析方法的基礎上，對未來發展趨勢做了展望。

參考文獻

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關鍵詞：雙金屬冷復合帶軋機；組成；設計要點

中圖分類號：TG269 文獻標識碼：A

金俑春洗材是一種應用十分廣泛的材料，在軍工、電子、電力等行業中都有著廣泛的應用。在金屬復合帶材的生產過程中雙金屬復合軋機是一種極為重要的設備。隨著我國經濟快速發展以及雙金屬復合軋機研究的不斷深入，我國已經能夠完成多種規格帶材的生產。隨著材料強度、生產工藝的要求，軋機從原先的熱復合發展到了冷復合，軋制的金屬種類涵蓋了鋼、銅、鋁以及精密合金等的眾多的金屬。做好雙金屬復合軋機的研究與應用對于確保我國帶材的生產有著極為重要的意義。

1.雙金屬冷復合帶軋機的特點分析

雙金屬復合軋機其具有冷、熱兩種復合形式。熱復合軋機主要用于對復合材料進行軋制前的加熱，加熱的目標是為了降低復合材料的屈服強度，而為實現這一目標需要將加熱溫度控制在材料退火溫度的區間范圍內。通過熱軋機前期的加熱可以使得復合材料在軋制的過程中需要的軋制力大為降低。在熱軋機加熱方式的選擇上需要根據所需加熱材料的不同進行相應的選擇，比如說可以選擇電阻加熱、感應加熱等的加熱方式。為做好對于加熱溫度的控制，在雙金屬復合軋機中需要配置相應的溫度控制設備用以使得軋制材料能夠均勻受熱。此外，選用不同的加熱方式將會限制熱金屬復合軋機對于軋制材料種類的擴展，并對軋制復合材料的性能產生了一定的影響。而為了規避熱金屬復合軋制設備的上述缺陷，冷復合軋制方式被越來越多的人們所接受。相較于熱復合軋制機冷復合軋制機對于復合材料的軋制是在常溫下進行的，在軋制的過程中通過采用60%～70%的下壓量對復合材料進行多次軋制，從而將兩種或是多種金屬有機地復合軋制在一起。為有效地拓展冷復合軋制機的使用效率，在對冷復合軋制機進行設計時應當引起注意，通過對冷復合軋制機設計能力的提升使得其能夠對多種金屬進行復合軋制，從而拓寬冷復合軋制機的利用效率。

2.雙金屬冷復合帶軋機的組成

雙金屬冷復合帶軋機結構如圖1所示，其主要由開卷機（1）、入口設備（2）、軋機導位裝置（3）、軋機本體（4）以及出口設備（5）等部分組成。對于雙金屬冷復合帶軋機的入口設備可以在直頭穿帶功能的基礎上加設在線修磨設備，用以對進入雙金屬冷復合帶軋機的復合材料進行前期的表面打磨處理，從而使得待軋制的復合材料在打磨后去除表面的氧化層，露出氧化層下的非氧化金屬層。雙金屬冷復合帶軋機省去了熱復合軋機的加熱裝置，因此，不論是在結構還是控制方面都大為簡化。

3.雙金屬冷復合帶軋機設計難點與要點分析

在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中，雙金屬冷復合帶軋機會受到所軋制金屬特殊工藝的影響，使得雙金屬冷復合帶軋機在設計上與一般軋機有所區別。在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中最關鍵也是最主要的難點是要求雙金屬冷復合帶軋機的一次軋制壓下率要達到60%～70%左右，而在進行雙金屬疊加軋制的過程中應當避免使用軋制液以避免軋制液進入到雙金屬結合面而導致復合金屬的軋制失效。針對這一問題在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中要引起注意，從而導致雙金屬冷復合帶軋機的設計要與傳統一般軋機有所區別。在雙金屬冷復合帶軋機軋制咬入時（以某厚度為9mm，寬度350mm，屈服強度>400MPa的金屬材料）對于金屬材料的壓下率為70%，金屬材料與軋輥之間的摩擦系數按照0.1進行計算后雙金屬冷復合帶軋機的軋輥的直徑需要超過900mm才能滿足咬入要求。而軋輥直徑和軋制力的加大則會造成雙金屬冷復合帶軋機的體型較大，造成雙金屬冷復合帶軋機的成本上升。為提高雙金屬冷復合帶軋機的性價比，在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中會減小對于雙金屬冷復合帶軋機的一次軋制壓下率的要求，對于雙金屬冷復合帶軋機的壓下率采取分步實現的方式。通過這一方式能夠將雙金屬冷復合帶軋機的軋輥從900mm縮減至300mm左右，對于雙金屬冷復合帶軋機各軋輥的軋制力的要求也大幅縮減。在雙金屬冷復合帶軋機中采用4軋輥的結構形式，4軋輥中包含有正負彎輥裝置，用以對雙金屬冷復合帶軋機的軋制剛度和軋制帶型進行相應地調整。在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中對于軋制傳動方式的選擇根據所軋制材料的特性而有所區別，對于強度較低的金屬材料，在雙金屬冷復合帶軋機的傳動方式上多選用的是直接傳動的方式，而對于一些強度較高的材料，在傳動上為了確保雙金屬冷復合帶軋機軋輥的軋制效果，需要通過適當提高雙金屬冷復合帶軋機工作輥的直徑來確保支撐輥與工作輥之間扭矩的有效傳遞。對于雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中的問題，由于不能采用軋制油避免其造成金屬復合失效。雙金屬冷復合帶軋機在方式的選擇上選用的是微量方式，如噴霧、輥涂等的方式，此外對于油需要選擇流動性較差的油。但是需要注意的是上述方式將會導致雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中軋制力分布不均勻，因此在雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中選用均勻、持續、適合的油用量是雙金屬冷復合帶軋機設計中需要注意的問題。雙金屬冷復合帶軋機在軋制的過程中會產生大量的變形熱，而其所采用的微量油方式對于冷卻的效果較差。為改善冷卻效果，在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中選用軋輥中空水冷的冷卻方式，并輔助空氣風冷，根據計算能夠將雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中的工作溫度控制在120℃的范圍內。適宜的溫度也容易保證油的效果，確保軋制的順利進行。

結語

雙金屬冷復合帶軋機能夠滿足多種金屬材料的軋制需求，是軋機的重要發展方向。本文在分析雙金屬冷復合帶軋機結構特點的基礎上對雙金屬冷復合帶軋機的設計要點及難點進行了分析介紹，做好雙金屬冷復合帶軋機的設計提升其功能性能以使得雙金屬冷復合帶軋機有著廣泛的應用前景。

參考文獻

[1]張京誠.雙金屬冷復合軋機的設計初探[J].有色金屬加工，2015，44（6）：6-7.

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銹蝕的損失是巨大的。據統計，工業發達國家每年因銹蝕造成的損失約占國民生產總值的2%～4%，我國損失的比例還要高出1～2個百分點。銹蝕可能引發的化學物質泄漏會嚴重污染水、大氣和土壤資源。銹蝕導致金屬材料使用壽命的縮短，將造成裝備生產力的損失、基礎設施的惡化、軍事裝備與工業設施服役能力的降低，給公共安全和國防建設造成極大的風險。專家估計，全世界每年由于銹蝕而直接損失掉的鋼材約占年產量的20%～25%。最新統計年鑒數字顯示，2010年我國鋼材產量達8億多噸，十種有色金屬產量為3000多萬噸，銅材、鋁材都是千萬噸的量級，此外，還有大量的機電設備、汽車及各種車輛、儀器儀表等裝備以及無法統計的各種金屬零配件，這些金屬材料和制品無論是在運輸途中還是存放庫中，多數都需要進行防銹處理。

解決防銹問題刻不容緩。要想解決此類問題，關鍵之一是對包裝技術、包裝材料的研究。防銹不僅僅是技術問題，其中還蘊藏著巨大的經濟效益和社會效益。

包裝如何防銹？

金屬銹蝕是個電化學過程，電子通過金屬表面的電解液導電溶液從金屬的高電勢區流向低電勢區。這種導電溶液源于水、雨和空氣中的濕氣，只需極少量的電解液便可引起銹蝕，65%的相對濕度就能生成電解液；大氣中的各種污染物質也會對金屬材料產生銹蝕。防銹實際上就是要采取各種方法和技術，隔絕、降低或減緩外界電解液、酸堿等污染物對金屬的銹蝕。

利用包裝防銹技術防銹，很容易使人聯想起真空包裝。其實，除了真空包裝，金屬材料及其制品有多種包裝防銹方法，如封裝干燥空氣、充惰性氣體、涂防銹油等。但是，許多情況下，上述方法并不適用或不完全適用。從節能、環保、有效、長效、可靠等綜合的角度來看，這些方法也不是最佳選擇。在金屬制品的防銹工藝中，更簡便而可靠的是氣相防銹包裝技術和產品。

何為氣相防銹包裝技術？

氣相銹蝕抑制劑也叫氣相和接觸防銹劑或氣相防銹劑，是一類能向空氣中揮發出可抑制金屬表面銹蝕的氣體化合物，通常以紙或聚乙烯薄膜等作為氣相銹蝕抑制劑的載體，制成氣相防銹包裝材料。

氣相防銹包裝材料通過浸在其載體中的氣相緩蝕劑發揮防銹作用。該氣相緩蝕劑具有類似樟腦丸一樣的揮發性，在常溫下能夠持續、緩慢地氣化、揮發，其緩蝕劑氣體能夠吸附在的金屬表面，形成厚度為分子量級的穩定保護膜，有效地防止氧化物、電解質、濕氣等環境對金屬的銹蝕，從而起到防銹作用。也正由于氣相緩蝕劑分子持續地揮發作用，其能夠在密閉空間內始終處于“飽和”狀態，因而能達到長期、穩定的防銹效果。由于緩蝕劑分子是氣體狀態，無孔不入，不管金屬制品外形多么復雜，仍可獲得理想的防銹效果。

優勢與適用性

目前，國內常見的防銹方法是在金屬表面涂覆防銹油。但是防銹油本身也會因氧化而失效，并且去除防銹油防護層費時、費工、成本高、效率低、不環保；采用干燥劑防銹，成本低、操作簡單、安全環保、去除防護包裝容易，但有效時間短，而且受環境溫度、濕度的影響大；采用特殊的除濕設備包裝處理金屬材料，雖然防銹效果不錯，但成本高且費時費力，操作復雜。

從適用性、可靠性、時效性、綜合成本、易用性、節能環保等角度比較，氣相防銹包裝的效果最好。根據專家分析，其綜合成本是防銹油封裝的一半，是干燥空氣封裝的25%～50%。

與傳統的防銹方法相比，氣相防銹技術具有許多優點。其一，在金屬材料包裝或噴涂完成后，氣相緩蝕劑分子便開始揮發，可滲透到傳統防銹油無法涂覆的角落，達到防銹無死角的效果；其二，氣相緩蝕分子的有效成分保留時間長，可實現10年以上的防銹保護期限；其三，根據需要，載體可選擇透氣度和透濕度極低，并具有防水、防潮、耐油、耐化學藥品等特性的防銹包裝材料。

此外，在包裝金屬材料、機械設備和零件時，若使用氣相防銹劑便無需再涂抹防銹油，也不必另做處理，大大簡化了防銹工作的步驟。與真空包裝相比，其既實現了特殊的防銹功能，又降低了包裝成本，節省人工和材料，提高了效率。

氣相防銹包裝產品的應用領域非常廣泛。在德國，廣泛使用的氣相防銹包裝產品是防銹紙和防銹膜，主要應用于機電產品和汽車零部件的包裝。在軍用產品中，氣相防銹包裝產品和干燥劑的應用非常普遍，美國、英國、法國、意大利等國家都采用氣相防銹和干燥控濕相結合的辦法封存飛機和軍用系統。

目前，在防銹包裝領域，具有國際領先水平的美國Armor公司30多年來專門從事氣相防銹技術及產品的研發和服務，以Armor防銹紙最負盛名，該防銹紙已被美國軍方使用了幾十年。

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關鍵詞：人才培養；專業建設；學科建設

中圖分類號：G642.0?搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）32-0215-03

地方本科院校應注重培養適應地方國民經濟及社會發展需要的人才，它不同于學術型大學和職業技術院校，它是高等教育學術性與職業性的結合[1，2]。為此，探索地方院校專業培養模式具有重要意義。本文著重探索與改革我地方院校——廈門理工學院金屬材料工程專業應用型本科人才培養模式。

一、專業設置宗旨

專業設置主要從如何培養人才中去理清思路，從如何滿足社會需求中去發掘人才內涵，從人才培養需求中凝練專業特色。為此，專業設置要考慮以下幾個方面。

（一）學院培養思路

廈門理工學院（以下簡稱“學院”）樹立了“以學生為本，為產業服務”的辦學理念，圍繞“培養什么樣的人”和“怎樣培養人”，逐步形成以“就業需求和素質養成”為導向，以培養學生“實踐應用能力和創新創業精神”為核心，涵蓋設計選材、制造成型和就業銷售的整個人才全培養周期，形成自成體系的人才培養思路，即：構建以就業需求和素質養成為導向的實踐性、創新型人才培養體系，培養綜合素質高、實踐能力強、具有創新創業精神和國際化視野的高級應用型專門人才。

（二）專業人才需求

國家“十一五”社會經濟發展規劃綱要首次提出支持“海峽西岸”經濟發展，廈門作為我國5個經濟特區之一，機械、電子作為廈門市支柱行業，與材料均有很大的關系。2009年5月廈門市政府提出培育18條百億以上產值產業鏈和產業集群，其中與金屬材料工程相關的就包括汽車產業鏈、工程機械產業鏈、飛機維修及其零部件制造產業鏈、船舶制造產業集群、LED和太陽能光伏產業鏈、鎢制品產業鏈等7條，黑色金屬冶煉及壓延加工業、有色金屬冶煉及壓延加工業在海西經濟發展中占有重要的地位。在福建省內的廈門鎢業集團、廈門廈工機械股份有限公司、福建省南平鋁業有限公司、福建南平太陽電纜股份有限公司、廈門金龍客車、廈門航空、廈華電子、廈門路達工業有限公司、東南（福建）汽車工業有限公司等大型企業及配套的眾多中小企業，對金屬材料工程專業方面的技術人員都有較大的需求。

（三）專業特色

結合學院培養思路與專業人才需求，突出以金屬基復合材料的制備與性能評價、金屬材料變形過程的計算機模擬、粉末冶金材料為重點研究對象，建設具有鮮明特色的金屬材料工程專業，它是對福建省內材料學科與工程學科的有益補充和完善，將更好地滿足海西（廈門）經濟發展對人才的需求。

二、專業培養模式規劃

本專業培養模式主要從培養目標、專業核心知識、能力和素質構成及其課程體系方面考慮。

（一）培養目標

本專業培養適應海峽西岸經濟區，尢其是滿足廈門市經濟建設與社會發展需要的，德智體美全面發展，基礎扎實，知識面寬，能力強，素質高，富有創新精神，重點面向廈門市機械行業，亦能在電子、化工、冶金、礦山、能源和國防等行業中，從事金屬材料和金屬復合材料的加工及熱處理、表面處理、粉末冶金、材料性能檢驗、材料腐蝕與防護、失效分析等方面的生產技術、生產組織和技術管理等方面工作，以及研制與開發新材料、新工藝和新設備等方面工作的高素質應用型人才。

（二）專業核心知識、能力和素質的發展表格

根據專業培養目標要求，對本專業應用型人才應具備的素質、能力及其培養實踐結構細化，詳見表1。

（三）課程體系

本專業培養模式的核心在于課程體系的設置，包括主要課程、實踐教學環節以及專業實驗。

1.主要課程：金屬學原理、物理化學、材料性能學、金屬材料學、金屬熱處理原理與工藝、材料現代分析測試方法、計算機在材料科學與工程中的應用、粉末冶金原理等。

2.主要實踐教學環節：工程訓練、“兩課”教學實踐、基礎理論教學實踐、材料性能綜合實驗、材料熱處理綜合實驗、粉末冶金綜合實驗、專業認知實習、生產實習等專業實習、畢業實習、畢業論文。

3.主要專業實驗：金相樣品的制備與顯微組織的觀察、金屬鑄錠組織、金屬變形與再結晶、鐵碳合金平衡組織觀察、鋼的淬透性測定、鑄件顯微組織分析、焊口組織分析、金屬缺陷檢驗、金屬失效分析等近四十個實驗。

三、專業培養模式實施工作細則

（一）人才培養與就業關系

為滿足地方經濟建設需求，著重培養應用技術人才，掌握專業核心能力。部分企業要求學生具有科研創新能力，同時也要培養這方面的能力。目前金屬材料工程專業教師的科研方向有粉末冶金材料研究、金屬陶瓷材料研究、新型金屬材料研究、表面處理、腐蝕與防護技術研究。學院鼓勵學生在學習過程中參與教師的科研活動，培養學生的大材料、大工程觀念，培養學生的初步科學研究能力，并提倡學生積極開展大學生科技創新活動。

（二）教育思想觀念改革

根據學院辦學理念，調研專業人才需求狀況，設置了特色較顯明的金屬材料工程專業，規劃了培養方案，對課程體系進行了探索，用新的教育思想觀念改革教學內容、理論課體系、實踐（驗）課體系。教學內容、課程設置、實踐（驗）體系符合新人才培養模式，培養應用型技術人才，設置了專業課及專業選修課，培養學生的基本素質、通用能力、專業基礎能力、專業核心能力、專業拓展能力、實踐能力、廣泛興趣、專業情趣、專業研究能力和測試分析方法，培養學生富有創新、團隊協作、勇于實踐的精神。

（三）“雙證書”制度

全面落實學院辦學指導思想和定位，體現“以生為本”的辦學思想，構建以就業需求和素質養成為導向的實踐性、創新型人才培養體系，促進學生知識、能力、素質協調發展，構建“人才規格+職（執）業認證”相結合的應用型課程體系，保證畢業生獲得嚴格的專業素質教育和職（執）業能力訓練。

具體目標：2010級本科生畢業時須取得1本職業資格證書；從2011級本科生開始，畢業時須取得2本職業資格證書。

（三）導師制

為貫徹落實德、智、體、美協調發展的教育方針，推進教育部“高等學校教學質量與教學改革工程”，完善學分制教學管理，充分發揮教師在教育教學中的主導作用，倡導教師更多地參與本科生教育教學工作，建立新型師生關系，不斷提高學生培養質量，學院決定在本科生教育教學中實行導師制。

金屬材料工程專業教師按照導師制工作手冊要求落實導師的工作職責，主要有如下幾方面。

1.遵循教育教學規律，教書育人，關心學生綜合素質的協調發展。

2.指導學風建設。引導學生樹立人生理想，引導學生熱愛專業；指導學生合理安排選課計劃和學習進程；幫助學生端正學習態度，指導學習方法，引導性地幫助解決學習方面的問題。

3.指導學生課外實踐活動。指導學生課外課題研究選題和立項，完成專題文獻綜述與相關科研論文，組織科研課題討論會，吸收學生充當科研助手，動員和組織學生參加校、系的課外科技競賽活動，從而促進學生科學素養和創新能力的培養和提高。

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根據吊索鍍鋅鋼絲腐蝕疲勞破壞特點，把鍍鋅鋼絲腐蝕疲勞紋形成和擴展過程分解成鍍鋅層腐蝕失效、蝕坑萌生、蝕坑形成、短裂紋擴展、長裂紋擴展和斷裂破壞等階段，建立各階段時間表達式，得到鍍鋅鋼絲疲勞壽命表達式，提出基于斷裂力學的吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命評估研究結果方法。通過算例分析復雜運營條件下腐蝕環境和應力幅等因素對吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命的影響，研究結果表明：吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命主要由鋼絲鍍鋅層腐蝕、蝕坑發展和短裂紋擴展等3個階段組成，為了準確地評估吊索腐蝕疲勞壽命，需要掌握大橋的運營環境和交通荷載。

關鍵詞：斷裂力學；腐蝕；吊索；鋼絲；疲勞壽命

Abstract：

According to the fatigue damage characteristics of galvanized wire， the propagation process is decomposed into 7 stages， including galvanized layer failure， matrix corrosion pit initiation， short crack propagation， long crack propagation and fracture damage stage. Then the expression of time in different stages and the galvanized wire fatigue life expression is established， and the evaluation method of corrosion fatigue is putted forward based on fracture mechanics. Finally through the case analysis of complex factors such as operation under the condition of corrosion environment and stress amplitude， the impact on the wire corrosion fatigue life is analyzed. The results show that the corrosion fatigue life of wire is mainly composed of steel galvanizing layer corrosion， pit development and short crack extension， and in order to accurately assess the corrosion fatigue life of wire， the operating environment and traffic load need to be grasped.

Keywords：

fracture mechanics； corrosion； cable； wire； fatigue life

吊索作為索承式橋梁連接橋道系與上部主體構件的關鍵構件，是由若干根鋼絲組成，鋼絲受力是否安全將直接影響橋梁整體結構的安全性能[15]。大量工程實例表明，由于h境作用、防護不當、受力復雜等原因，鋼絲容易發生不同程度的損傷，從而導致橋梁結構安全系數降低或壽命縮短。目前，學者們在進行吊索鋼絲腐蝕承載力評估時，多是假設鋼絲均勻腐蝕[68]，而實際工程中，由于吊索鋼絲產生腐蝕蝕坑，在腐蝕和車輛荷載共同作用下，可能發生疲勞斷裂。

目前，對金屬材料的腐蝕疲勞壽命評估方法的研究，主要是把金屬材料腐蝕疲勞破壞過程分成幾個過程[912]，其中Shi等[9]提出七階段腐蝕疲勞壽命過程模型，該模型主要包括：蝕坑萌生、蝕坑擴展、蝕坑到疲勞裂紋萌生的轉化、短裂紋的擴展、短裂紋到長裂紋的轉化、長裂紋擴展和斷裂等過程。吊索鋼絲腐蝕疲勞破壞不同于上述單一金屬腐蝕疲勞破壞，因為吊索鋼絲表面有一層鍍鋅層，鋼絲基體的腐蝕必須在鍍鋅層腐蝕之后才能發生，即鋼絲的腐蝕疲勞破壞過程增加了鍍鋅層腐蝕。因此，有必要根據吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命過程和吊索鋼絲受力特點，對吊索鋼絲各階段的腐蝕疲勞壽命計算方法加以改進和完善。

本文首先根據吊索鋼絲腐蝕疲勞破壞特點，確立吊索鋼絲腐蝕疲勞裂紋形成和擴展過程，提出適合于工程應用的吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命評估方法。最后，通過算例分析了復雜運營條件下各因素對吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命的影響。

1吊索鋼絲腐蝕疲勞過程

徐宏[13]在進行拉（吊）索腐蝕疲勞壽命評估時，根據與外部環境接觸的先后及破壞的先后順序，將拉索鋼絲的腐蝕演化過程描述為：護套老化開裂鋼絲鍍鋅層的腐蝕失效鋼絲均勻腐蝕及坑蝕鋼絲的腐蝕疲勞鋼絲斷裂失效。利用該模型在進行吊索鋼絲腐蝕疲勞評估時，沒有考慮蝕坑的萌生、短裂紋的擴展和短裂紋向長裂紋的轉化等過程，沒有區分短裂紋和長裂紋的擴展速率的不同，但是，短裂紋的擴展速率遠遠小于長裂紋的擴展速率[1416]，利用該模型進行吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命評估時，如果利用短裂紋或長裂紋的擴展速率來代替整個壽命過程的裂紋擴展速率，定會產生一定的誤差。

由于本文只研究吊索鋼絲的腐蝕疲勞壽命，所以，不考慮護套失效時間，平行鋼絲腐蝕疲勞裂紋擴展過程分解成鍍鋅層腐蝕失效、基體蝕坑萌生、基體蝕坑形成、基體短裂紋擴展、基體長裂紋擴展和斷裂破壞等階段。吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命過程如圖1所示。

2吊索鋼絲腐蝕疲勞各階段壽命計算

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關鍵詞：金屬材料 熱處理 實踐 體會 生命性 主旨 滲透

隨著職業教育的不斷改革，對教學學時作了較大幅度的縮減，加之，期間實習教學的擠壓，課時量就更顯得不夠，而《金屬材料與熱處理》作為專業基礎課，很多內容無法隨便刪減，因為，很多專業課的內容是以此教學知識為基礎的。而且學生將來進入工廠工作或者在生活之中，其中很多知識也是學生必須掌握的。筆者通過多年課內、課外教學實踐，對該課程教學總結了一些經驗與淺見，就教育該課程教學的同仁們。

一、所處的教學環境

《金屬材料與熱處理》是一門重要的專業基礎課，實踐性和綜合性都非常強的實踐性，其課程內容比較零碎，名詞概念術語較多，定性描述經驗總結多，記憶性的內容規律多。該課程一般情況開設的時間都在新生剛入學的這個學期，對于學生來說，此階段學生還屬于從理論到實踐轉變的一個認知階段，必須強力給學生建立一個理論與實踐相聯系的一個認知平臺。因此，不能像以前教學理論課一樣，只是就書本學習與考試的關系，而應該定位在學習、使用與生活的關系上實施教學計劃。

二、實際教學

1、興趣教學

從歷史常識導入教學，如從秦始皇時代一米長的大鐵劍、兵士所用的駑，當時的歷史背景故事講起，進而簡述金屬貨幣的發展史，到電影西游記中唐僧的紫金缽盂等。或設立一個“懸念猜想”的學習環境，例如：泰坦尼克號郵輪的沉船迷，有了這樣在教學情境，由于青少年強烈的好奇心驅動，學生自然對金屬材料的力學性能分析這一原本枯燥的課題產生了濃厚的學習興趣，課堂教學變成了學生進行科學探究的過程。最后，再為學生揭開懸念的謎底：原來，泰坦尼克號郵輪的鋼板，在極低的溫度下變脆，經不起沖擊和震動；另外，鋼板中含硫量高，韌性很差，最終導致了這場災難的發生。

2、實踐教學

《金屬材料與熱處理》是一門與我們的生活實踐密切相關的課程，雖然大的實驗無法在學校里完成，我們可以創造條件，設計一些簡單易行的道具，或者在條件容許的情況下，利用現場教學來激發學生的學習興趣，通過這些檢驗來提高學生對知識的認同感。

例如：講材料的硬度時可以準備一柄小刀、一支鉛筆和一枚鐵釘，鉛筆可以輕易的切削，而鐵釘卻很難切削，從而體現它們硬度的不同，還可以在學校實習間，見證沒見過淬火的鋼和經過淬火的鋼的力學性能的不同。聯系就近的工廠去參觀熱處理的過程。在此過程中可以讓學生寫一些實踐報告，對看見的現象進行強化分析，加快學生的理論與實踐的結合進程。

實踐教學對于學生來說，很直觀，能激發學生的學習興趣，更具有說服力。

3、有機的利用多媒體教學

由于時間有限，在比較短的時間內學生需要接受大量的知識和信息，有機的利用多媒體教學，加強學生的視覺效果，把靜止的平面知識，動態的立體的連貫的演示出來，使得學生能夠輕易的接受老師的教學意圖。例如：材料的韌性定義的實驗，材料結晶的過程，以及鐵碳合金形成過程中，在形成間隙固溶體奧氏體、鐵素體的晶胞形成的間隙的不同，溶入碳原子的量也不同。還有馬氏體、貝氏體、珠光體在高倍晶像鏡下的直觀圖片，從而了解了不同的結構形成不同的性能。

通過多媒體教學，一方面可以節省時間，另一方面使得教學目標更直觀，學生更易接受。

4、在日常教學中要熟透該課程的知識內容，貫穿于其他課程的教學中，使所學知識得到鞏固，融會貫通。

（1）抓住本課程的主旨——材料的力學性能

每一本教材內容不論怎么零碎，但總有一根主線貫穿其中。那么《金屬材料與熱處理》的主旨也是很明確的——即材料的力學性能（強度、硬度、塑性、韌性、疲勞強度）。這一知識點，從第一章開始提出力學性能的概念，然后從宏觀讓討論材料受力的表象，接著從微觀上論證這些表象的存在。著重從鐵碳合金這一生活中用量最大的金屬材料講起，鐵自身在不同的條件下，形成不同的晶格形式，碳原子在其晶格形式中溶解度不同構成不同間隙固溶體，其力學性能也不同，還有鐵原子與碳原子化合成金屬化合物滲碳體，其力學性能又硬又脆，故鐵碳合金在室溫之下，不同的含碳量，其強度、硬度、塑性、韌性就不同。這是我們在日常生活中，不同工程，機器所選用鋼材的基礎。為了進一步改善鋼的力學性能，引入了鋼的熱處理。為了提高鋼的切削加工性能，也就是降低硬度，要用退火、正火工藝處理。為了提高硬度，用淬火工藝。為了進一步改善綜合力學性能，再次用回火工藝處理。為了得到特殊力學性能，可以多次回火。例如：為保證車刀的紅硬性，采用淬火后三到六次的高溫回火。后面的合金、有色金屬、非金屬也是圍繞這一主旨進行討論教學。

（2）在講課的過程中給學生樹立一個零件也具有生命性的理念

從零件的制造開始到零件的失效這是一個生命的循環，仔細琢磨一下，材料與我們的人體有很多類似的東西，例如：人體是由細胞構成，而金屬材料是由晶胞構成，人體從外到內的細胞形態不同，鑄件也是表面為細晶粒層，很薄，像我們的皮膚表皮；中間為柱狀粒層主要受力層；最中心為等軸晶粗粒層。不同的粒層形狀不同，功能也不同。還有如果皮膚劃破了，該處會形成肌肉結結，如果晶格有了畸變，材料該處會變的硬度升高，強度升高。將冰冷的金屬性能注入人文關懷的情感，以提高教學效果。

通過從教學理念的改變，讓我們的學習靈動起來，而不是面對枯燥的死物接受知識。

這種一環緊扣一環的滲透講法，可以把這本看似很零散的課程的知識系統化、連續化。

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由于電源軟線在器具外部，容易遭受擠壓、磨損或拉扯，特別是在電源軟線進入器具的金屬材料入口處，因金屬材料硬度大，電源軟線更易受外力而被金屬外殼彎折、摩擦、拖拽等，極易對電源軟線造成損傷。一旦電源軟線破損，帶電導線可能外露，使得器具短路損壞或外殼帶電，從而造成火災或人員觸電等危險。可以在電源軟線上增加一層不可拆卸的襯套，如圖2，或者加一層厚實的熱塑管，也可以將塑料外殼的絕緣延伸至整個外殼，保證電源軟線穿入時所觸及到的至少為附加絕緣。

2電源軟線的絕緣結構

2.1存在的問題

Y型連接的I類器具，其電源軟線導線缺少與金屬外殼隔開的一層的基本絕緣，如圖3。

2.2不合格項目分析

國標第25.20條規定：“對Y型連接和Z型連接的0類、Ⅰ類、0Ⅰ類器具，其電源軟線的絕緣導線應使用基本絕緣與易觸及的金屬部件再次隔開；對II類器具，則應使用附加絕緣來隔開。這種絕緣可以用電源軟線的護套，或其他方法來提供。”國家標準制定此條款的目的是，電源軟線的導線與易觸及金屬部件之間，應確保至少有兩層基本絕緣，防止只有一層基本絕緣時，萬一絕緣失效，導致器具外殼帶電。電器產品按照電擊防護類別分為0類、0I類、I類、II類、III類器具。I類器具的定義是，其電擊防護不僅依靠基本絕緣，而且包括一個附加安全防護措施的器具。其防護措施是將易觸及的導電部件連接到設施固定布線中的接地保護導體上，以使得萬一基本絕緣失效，易觸及的導電部件不會帶電。其中家用電冰箱基本都屬于I類。電源軟線按照安裝、說明和維護方式分為X型連接、Y型連接、Z型連接。Y型連接的定義是，打算由制造商、它的服務機構或類似的具有資格的人員來更換電源軟線的連接方法。目前市場所銷售的電冰箱多數屬于Y型連接。按照國家標準要求，Y型連接的I類器具，其外殼、壓縮機殼體、蒸發器、銅管等連接在一起，因此都屬于易觸及金屬部件。則電源軟線中的導線與這些部件之間，應至少有兩層基本絕緣。如圖3，可以看出，電源軟線的導線與銅管之間只有一層基本絕緣，分析其原因，估計是工人為方便接線，在連接電源軟線的絕緣導線和接線端子時，軟線護套被剝除得較長，導致露出的導線只有一層基本絕緣與壓縮機金屬外殼、器具金屬門板、蒸發器銅管等易觸及金屬部件接觸。

2.3可能產生的危害

由于器具在使用和搬運過程中，電源軟線最容易受到磨損和拉扯，并且在維護中，如果沒有基本絕緣再次隔離，在電源軟線受到拉力時，很有可能造成絕緣破損，帶電導線外露，使得器具易觸及部件帶電或產生短路等危險。