金屬材料論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇金屬材料論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

該法是在有一定形狀的容器內填滿發泡塑料，再倒入高熔點材料，先硬化再加溫使發泡塑料氣化，然后再模具中倒入液態金屬使其冷卻、凝合，然后將高熔點材料去掉，就獲得了海綿狀多孔金屬。莫來石、碳酸鈣、石膏德爾等為高熔點材料的首選材質。其優勢在于金屬孔隙率高達80%以上，其缺點在于成本高昂且產量不高，多見于多孔鋁、多孔鉛的制作。有研究者將聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料和水化石墨涂料當做高熔點材料，研發成多孔gdrMGYZ合金。

2基于粉末的制備工藝

2.1粉末燒結法該法是首先將造孔劑和金屬粉末混合形成預制體，再通過加熱、燒結等方式來制造出多孔金屬。還有一種方法是直接在模具中加入粉末，然后通過燒結制成多空金屬。其優勢在于設備無需太好，燒結需求的溫度、氣氛和時間等可以調試，在室溫下，造孔劑就可完成和金屬粉末的混合，制成的多空金屬具有孔均勻、整齊、連通等特質，而且孔徑小，孔隙率為30%左右。常用來制造多孔鈦、銅、鋁等材料。目前已經成功研制的產品有：多孔lgiAMS合金、多孔純鈦、利用粉末造孔劑研發的孔隙率在55%～75%之間的多孔鈦、多孔Ti-7.5Mo合金、3SCOr發泡劑條件下研制的孔隙率為22.4%的多孔不銹鋼。

2.2漿料發泡法該法主要是將金屬粉末、活性添加劑、發泡劑攪渾后裝進模子，然后利用高溫使其在漿料中產生氣體，然后利用燒結和晾干而形成的多孔材料。常見于生產多孔鎳、銅、不銹鋼、鋁等。制成的多孔金屬孔隙率高達90%以上，且成本較為低廉，而且發泡劑顆粒大小可以決定孔徑的大小。有研究者就才曾利用這種方法制成孔隙率高達96%的多孔不銹鋼。

2.3空心球燒結法該法是粘連金屬空心球后進行燃燒和凝結，然后在其擴散后來制成多孔金屬材料，其具有開孔和閉孔的雙重功能。有研究者在制造金屬空心球的時候會在球的表面再鍍一層金屬，之后再將樹脂去除即可。這種方法的機械性能和物理性能都是提前預算好的，孔的尺寸分布也非常有規律，常用來制造多孔銅、鋼、鈦。目前最為常見的是孔隙率36%的多孔TAVil64合金。

3基于沉積技術的制備工藝

3.1電解沉積法該法利用電鍍工藝，經過化學沉積來獲得高孔率開口結構材料金屬化。主要過程為現在它的表面電鍍一層金屬，經過烘焙來使得里面的開口結構材料溶解，然后就能得到多孔金屬材料。通常情況下，聚酯、乙烯基、聚酰胺等聚合物是高孔率開口結構材料的首選材質，多為三維網狀有機泡沫?，F如今，世界上較為流行的生產高孔率金屬材料大型制備多選用這種方式來完成。它的優勢在于產品孔隙率高達80%以上、且結構和孔隙分布都較為均衡。缺點在于成本比較昂貴，且生產工序非常繁瑣，也很耗費時間。一般情況下，多孔鎳、銅、銀、鈷等薄膜材料選用此法來制成。TanKai等利用化學鍍銅、電沉積銅等方式成功研制多孔銅。

3.2氣相沉積法該法主要指的是液態金屬到金屬蒸汽的演變過程，一般需在真空、惰性氣體等狀態下來進行，在網狀聚亞胺酯等物上附著后而出現的金屬沉積層。然后再經過熱處理等手段將這層聚合物清楚，就可以獲得通孔金屬多孔材料。其優勢在于對于任意的金屬和合金都使用，且孔隙率可以達到60%～80%。其缺點在于沉積的過程緩慢，設備必須精良且成本昂貴，為此主要用于制備電極材料的制作。有研究者就曾利用該法研發出開孔多孔irelNCFA合金材料。

3.3原子濺射沉積法該法的前提是利用陰極噴射法在惰性氣壓下，使得高壓惰性氣體和金屬原子在飛濺中沖撞，并且雙方互相捕獲和凝聚，最后形成金屬液滴流入襯底。然后在襯底形成具有均勻包裹氣體原子的金屬，再加熱至熔點，然后保溫，使捕獲的氣體進一步脹大出現孔隙，再進行冷凍就會出現多孔金屬材料。這種材料雖然性能和結構都俱佳，但是生產成本過高，不適宜于大批量生產。

4多孔金屬材料的應用及展望

篇(2)

1教學體系的的創新

我國的經濟發展為目前的無機非金屬材料工程專業的改革提供了方向，做好基礎性、根本性、原則性的工作任務是目前應該完成的要求，教學體系的改革首當其沖。當前專業的培養目標是：培養政治上合格的，在無機非金屬材料學科領域內有廣闊而扎實的理論基礎、適應能力強、具有創新精神和技術開發能力的高級專門人才。無機非金屬材料工程專業的課程體系改革應該從以下三個方面著手：首先加強科學基礎以及計算機基礎技術的學習，隨著科技的發展，科學技術無疑成為了影響社會生產的第一要素，強化學生的自然科學基礎能力同時結合計算機技術的適用，在加強其對自然科學本質理解的情況下，顯著提高其運用科學技術解決基本問題的能力和速度；其次是重視對工程基礎的學習，在無機非金屬材料工程專業中，基礎知識的學習能提高學生的工作適應能力，掌握了工程技術的共同理論、共同技術，即使就業工程中專業知識有所偏差，也能利用基礎知識彌補，強化學生適應人才市場缺口的問題；最后，建立完善的學科專業知識實踐教學平臺，為了培養更全面的應用型人才，針對地方經濟發展以及人才缺口方向，加大對實踐教學環節的重視有利于讓學生走入工作崗位就能迅速為企業創造產業價值，理應成為本次教學課程改革的重點，因此強化無機材料科學基礎、熱工基礎以及水泥等研究方法和實驗等實踐環節至關重要。具體到應用步驟，應加大對每一個環節的檢查力度，教師做出相應的實踐要求，一環扣一環，分步完成。保證學生的實踐環節無論是設計或是草圖繪制等階段都有配套的記錄，以便于對實踐教學質量的控制。同時，讓學生運用所學知識進行實驗，從事實驗操作并對實驗結果進行數據處理、誤差分析，有助于觀察問題、解決問題能力的提高。

2建構應用型人才培養體系

首先，建立一支教學水平高、技術能力硬、思想素質好的師資隊伍，形成應用型學科的專兼職教學建設。“兵熊熊一個，將熊熊一窩”，一位高水平的教師給學生帶來的好處是其他方面無法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識，更應該在實踐教學上給學生正確的指導，從一開始就避免學生走入操作的誤區。同時，學?？梢耘c相關大型企業建立起互動關系，建立教學激勵機制，鼓勵教師與一線工作者多多交流，培養教師的創新能力；聘用基層工作經驗豐富的技術骨干在學校擔任客座講師，讓企業的技術人員向其講解各個生產線的優缺點，保證本專業學生能夠迅速掌握一線工作中的先進技術和經驗，以幫助其迅速掌握學習中的要領，從而適應工作的需要。其次，積極開展與當地的企業相互合作，建立一批質量較高、相對穩定的校外技術實訓基地；將校外實訓基地建立在當地的相關企業內部，充分利用生產技術骨干和先進的生產設備；同時利用學校的實驗室，“材料制備技術”、“工程測試技術”、“材料表征技術”三大課程實驗及“專業綜合實驗”為建設重點，充分利用校內外的教學資源，把實驗室打造成技術培訓和理論知識結合的基地以滿足應用型人才的培養工作。最后，要革新學生考核體系，開展校內證書認證制度過去的一卷考核體系已經不適應當前學習的需要，考生在考試前簡單突擊一下就能隨意應付過去，為了讓學生從深入理論研究，可以開展論文考察等形式，高屋建瓴的從應用的角度掌握理論的知識。目前，專業證書代表了各專業的等級水平，也得到了社會的承認。學?？身槕绷鳂嫿ㄐ茸C書認證制度，建立獎勵機制，將職業資格證書引入人才培養機制，以鼓勵學生多多考取專業資格證書，強化基礎專業的理解，拓展相關知識的學習。

二結語

篇(3)

遷鋼腐蝕實驗室根據首鋼抗腐蝕管線鋼開發的實際情況，定位在可持續發展的基礎上，在完成產品出廠檢測的同時承擔新產品研發所需要進行的試驗，檢驗能力包括常溫常壓下的氫致開裂HIC和硫化氫應力腐蝕開裂SSCC(B方法四點彎曲)兩個檢驗項目，可以分別進行A、B兩種溶液的試驗，于2011年6月份正式投入使用。濕H2S能夠引起金屬材料發生強烈的氫致開裂HIC和應力腐蝕開裂SSCC，因此，所有臨濕H2S環境設備(特別是壓力設備)材料必須經過耐HIC或SSCC標準試驗測試或腐蝕試驗研究。將H2S氣體通入反應器，在反應器中形成H2S腐蝕介質，對金屬材料的抗HIC和SSCC性能進行檢驗，然后廢氣通過尾氣回收系統進行回收。整套試驗系統主要分為氣體發生裝置、主反應器、排氣和尾氣回收管路，可進行HIC、SSCC的B方法，還包括安全報警系統、通風設備、應急噴淋系統、實驗監控與系統控制，尾氣回收系統以及輔助的個人防護裝置等，試驗流程如圖1所示。

1.1HIC試驗流程來樣處理－配置反應液－擺放試樣－氮氣除氧－移液－二次除氧－通入硫化氫－滴定－測量PH值－保持硫化氫平穩－測量PH值－氮氣除硫化氫－移液－試樣打磨－宏觀拍照－切面編號－分切小樣－試樣磨拋、檢驗－試樣整理、保存－出報告。

1.2SSCC試驗流程來樣處理－配置反應液－加載試樣－氮氣除氧－移液－二次除氧－通入硫化氫－滴定－測量PH值－保－持硫化氫平穩－測量PH值－氮氣除硫化氫－移液－卸載清洗－試樣打磨－宏觀拍照－試樣整理、保存－出報告。實驗室配置了全自動監控系統、先進的硫化氫氣體報警器和大功率排風系統，能夠有效地保證腐蝕試驗的正常進行和試驗人員的人身安全，試驗所產生的廢氣、廢液均回收處理，確保無污染，零排放。

2應用實效

作為一個獨立的腐蝕實驗室，遷鋼腐蝕實驗室自投入使用以來，可以在滿足遷鋼管線鋼開發生產研發、完成出廠產品檢測的基礎上，為首鋼集團下屬的首秦、京唐及其他社會單位提供抗酸試驗檢驗服務，實驗室于2012年7月通過了中國合格評定委員會(CNAS)認可，可以按照NACE標準(NACETM0284、NACETM0177)和國家標準(GB/T8650、GB/T4157)開展檢驗，具備了作為第三方實驗室的資質，在滿足出廠檢測及產品研發的基礎上，為公司創造了可觀的經濟收益。遷鋼腐蝕實驗室標準化運行，儀器定期校準，檢測結果準確有效，實驗過程符合國家及行業安全技術規范，實驗員操作熟練，能夠獨立完成腐蝕試驗，安全防護無漏洞，報警系統安全可靠，廢液回收集中存放，定期處理，符合環保要求。在滿足安全可靠、綠色環保的基礎上做到了功能全面、操作簡便，得到了國內外用戶的認可。

3總結

篇(4)

明確將無機非金屬材料專業的培養目標定位在地方經濟建設需要的無機非金屬材料工程高級應用型人才,突出“一定基礎知識支撐、適當寬度專業口徑、突出某一專業方向、強化專業實踐能力、博專共存、以專為主、長短兼顧、持續發展”的特點，強調知識、能力和素質的協調發展，強調學生的工程實踐能力的培養與培育。通過教學計劃、教學內容、教學方法和教學手段的改革，突出工程實踐教學，強化實踐技能的培訓；確保學生工程實踐能力的提高。無機非金屬材料工程專業的人才培養方案在修訂后開設了兩個培養方向：

（1）傳統無機非金屬材料方向（硅酸鹽及耐火材料），培養學生利用高新技術提升傳統產業（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在節能減排的技術改造中發揮作用。

（2）新型無機非金屬材料方向。加強學生對“廣泛材料”了解、認識、掌握的培養模式，通過對先進陶瓷材料、復合與功能材料、薄膜與微晶玻璃、材料表面改性等課程學習，在自主擇業中能快速適應新材料領域的工作環境。我專業在這兩個培養方向上，形成了以國家、企業需求為牽引，將材料基礎研究與新材料應用開發相結合的特色發展模式。

2以應用型人才培養目標為中心，優化無機非金屬材料工程專業課程體系

根據市場需求和學科發展，即主動適應社會發展，做到“一個專業，兩個方向，自主選擇”?！白灾鬟x擇”，即強調學生個性發展，增加選修課和選修覆蓋面，使學生有更大的自主選擇空間。在此指導思想下，對無機非金屬材料專業課程體系進行優化。

1）公共基礎平臺。按照教育部工科大學生培養要求由學校統一設置，分為必修課和選修課，該平臺提供了工科大學生應掌握的基本知識和人文素質。

2）專業基礎平臺。分為必修課、無機非金屬材料工程一級學科基礎課程、無機非金屬材料工程二級學科基礎課程。該平臺的設置可使學生掌握材料工程師所需的基礎知識和基本理論，為后續課程學習奠定基礎，對學生考研也有很好的作用。

3）專業課平臺。分為：

（1）專業方向限選課，此為無機非金屬材料工程專業的特色，學生在三年級自主選擇，分傳統無機非金屬材料方向和新型無機非金屬材料方向進行學習。

（2）專業任選課，專業任選課中的基礎課程可以使學生加強材料工程專業知識。無機非金屬材料專業學生就業的企業，既有新材料企業，也有水泥、玻璃、陶瓷等傳統企業，因此在第六學期開始開設就業針對性強的課程，能有效增強學生就業能力。

4）實踐平臺。分為：通識實踐課、學科實踐課、專業特色實踐課（分兩個專業方向）、畢業設計（論文）。

3總結

篇(5)

[論文摘 要] 本文從三個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 

在現代工業生產中，金屬零件的制造是一個重要的環節，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。在設計工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機械性能。而不合理的熱處理條件，不僅不會提高材料的機械性能，反而會破壞材料原有的性能。因此，設計人員應根據金屬材料成分，準確分析金屬材料與熱處理工藝的關系，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。 

在現代工業生產中，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。金屬和合金的內部結構包含兩個方面：其一是金屬原子之間的結合方式；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系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現差異。 

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中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來改變其性能，這就是金屬材料熱處理過程。 

不同的熱處理條件會產生不同的材料性能改變效果，下面從3個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，從而產生不同程度的光潔度。各種材料的最佳切削性能都對應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，這就要用到預先熱處理。 

通過預先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過程產生的材料缺陷，并為以后切削加工及熱處理準備良好的組織狀態，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，當齒坯硬度偏低時會產生粘刀現象，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，通常都是先經強化處理（固溶處理＋時效；時效），這樣可以得到晶粒細小、均勻的組織，比鑄態或壓力加工狀態的切削性能好，不僅改善了切削性能，而且同時提高了機械加工精度。 

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展的性能。提高金屬斷裂韌性的關鍵是要減少金屬晶體中位錯，使金屬材料中的位錯密度下降，從而提高金屬強度，而減少金屬晶體中位錯的一種重要方法，就是細晶強化，其原理是通過細化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯滑移從而提高材料強韌性。而金屬組織的細晶強化的過程實際上就是金屬熱處理。 

在金屬熱處理過程中，當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，在一定的應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密度級別，會在變形最劇烈的區域產生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒，這個過程稱為再結晶。再結晶晶核的形成與長大都需要原子的擴散，因此必須將變形金屬加熱到一定溫度之上，足以激活原子，使其能進行遷移時，再結晶過程才能進行。 

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的小圓柱，機加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在cleeble-1500型熱模擬試驗機上以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，研磨拋光后用化學物質顯示晶粒形貌。實驗現象為：在700℃時，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有少量出現，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，晶粒突然變得細小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達到ybl2級。在900℃以上．晶粒開始長大。因此，對此種鋼來說，900℃左右溫度進行熱處理，可以提高其斷裂韌性。 

三、減少金屬材料的應力腐蝕開裂 

金屬材料在拉伸應力和特定腐蝕環境共同作用下發生的脆性斷裂破壞稱為應力腐蝕開裂。大部分引起應力腐蝕開裂的應力是由殘余拉應力引起的。殘余應力是金屬在焊接過程中產生的。金屬在加熱時，以及加熱后冷卻處理時，改變了材料內部的組織和性能，同時伴隨產生了金屬熱應力和相變應力。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(或時間)不一致，由于溫差導致材料體積膨脹和收縮不均而產生應力，即熱應力。在熱應力的作用下，由于冷卻時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變時，因比容的增大會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生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力，心部受壓應力，恰好與拉應力相反。金屬熱處理的熱應力和相變應力疊加的結果就是材料中的殘余應力，正是其存在造成了應力腐蝕開裂。 

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，為了達到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內的冷卻速度，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。就殘余應力而論，這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值，故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。 

3、結論 

金屬材料的熱處理在機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工藝流程中，如果將切削加工工藝與熱處理工藝進行密切配合，將有效地提高金屬零件的制造水平。 

參 考 文 獻 

[1] 雷聲，齒輪熱處理變形的控制.機械工程師.2008年5期. 

篇(6)

關鍵詞：金屬腐蝕與防護；教學改革；畢業論文

作者簡介：馮佃臣（1977-），男，內蒙古烏蘭察布人，內蒙古科技大學材料與冶金學院，講師；宋義全（1963-），男，河北撫寧人，內蒙古科技大學材料與冶金學院，教授。（內蒙古?包頭?014010）

基金項目：本文系內蒙古科技大學校內基金項目資助（項目編號：JY2009003）的研究成果。

中圖分類號：G642.3?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2011）11-0128-01

一、“金屬腐蝕與防護”課程概況

金屬材料作為社會經濟發展的必需品被各行各業大量使用，而金屬材料在絕大多數情況下與腐蝕性環境介質接觸就會發生腐蝕，因此，金屬的腐蝕與防護是一個重要的學科門類。

在化學、石油、造紙等工業中，金屬腐蝕造成設備的跑、冒、滴、漏會導致大量有毒物質的泄漏，污染環境，危害人民的健康。因此，研究與解決材料的腐蝕問題與防止環境污染、保護人民的健康息息相關。金屬的腐蝕甚至會帶來災難性的后果。在油氣田的開發中，從油水井管道和儲罐以及各種工藝設備都會遭受嚴重的腐蝕，造成巨大的經濟損失。1966年某天然氣井的套管發生硫化物應力腐蝕開裂，引發井噴和特大爆炸，造成人員傷亡，日產百萬立方米的高產氣井報廢。1971年某天然氣管線發生腐蝕斷裂，產生爆炸，直接經濟損失達7000萬元。1997年某化工廠?18個乙烯原料儲罐由于硫化物腐蝕引起大火，停產半年，直接損失達2億多元，間接損失巨大。1985年日本的一架波音747客機，由于應力腐蝕斷裂而墜毀，導致500余人喪生。

腐蝕破壞所造成的直接經濟損失也是十分驚人的。每年由于腐蝕可損失大約10～20％的金屬。2003年世界的鋼產量達到9.625億噸，中國的鋼產量高達2.2億噸，美國的鋼產量為0.914億噸。按下限計算，世界每年腐蝕掉的鋼大于美國的鋼產量；中國一年就有2200萬噸鋼被腐蝕掉，相當于腐蝕掉一個大型鋼鐵企業的年產量。通過普及腐蝕與防護知識，推廣應用先進的防腐蝕技術，可挽回經濟損失30％～40％。因此研究腐蝕規律、解決腐蝕破壞已成為國民經濟中迫切需要解決的重大問題。所以許多高校的工科專業開設了“金屬腐蝕與防護”課程。

“金屬腐蝕與防護”是金屬材料工程專業學生的一門專業選修課。主要介紹金屬腐蝕與防護方面的基礎知識，掌握有關金屬腐蝕與防護的基本理論和基礎知識，重點是電化學腐蝕的原理，以拓寬金屬材料專業學生的專業面，并使學生能夠在該領域從事基本的應用與研究工作。要求學生了解幾種常見的局部腐蝕的形式以及自然環境中的幾個腐蝕種類，了解各種環境腐蝕發生的影響因素及其防護措施。本科程為一門理論性與實用性并重的專業課，要求學生既要掌握扎實的理論基礎，又有較強的分析問題、解決問題的實踐能力，以適應社會的需求。

二、教學改革

之前本課程只是作為一門選修課，在課堂上以板書教學為主，學生以筆試的方式完成期末考核。近年來，材料研究課題有很多牽涉到材料的腐蝕方面的研究內容，本科生和碩士生的畢業論文工作又和指導教師的研究課題密切相關。有許多本科生畢業論文就是金屬腐蝕與防護相關的課題。但大多數學生對材料腐蝕的實驗方法了解甚少，甚至有時茫然不知所措，直接影響到了學生畢業論文的完成進度和完成質量。據統計，內蒙古科技大學材料與冶金學院（以下簡稱“我院”）2006年和2010年本科生畢業論文工作過程中，涉及到腐蝕實驗的學生占畢業生總數的20～30%，因而，使學生能較熟練地掌握材料的腐蝕研究實驗方法和研究體系勢在必行。

一直以來，我院材料工程和材料成型專業學生由于受較傳統的教學體制的影響，對材料的組織與性能方面等傳統實驗方法學習和實踐環節較多，而對其他實驗方法如電化學腐蝕等實驗和研究方法的學習和掌握較少甚至是空白。目前，由于國家對材料環境腐蝕的不斷重視，[1-2]特別是在國防現代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然環境中或特定腐蝕環境條件下的腐蝕特性和腐蝕規律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料專業的學生應對材料的腐蝕的實驗方法進行學習，掌握材料腐蝕研究方法的實驗體系，以能應對和滿足今后工作和學習的進一步需求。

1.多媒體教學和傳統板書巧妙配合提高課堂效率

隨著教學輔助手段日益發展，“金屬腐蝕與防護”課程教學現在大量采用多媒體與板書相結合的教學形式。多媒體教學的特點是能夠顯示豐富的色彩、能容納大量的信息，可節約大量的課堂時間，教學直觀、易懂，能讓教學內容形聲化、表現手法多樣化，對學生的感官進行多路刺激，便于開展情境教學。例如，在介紹全面腐蝕和局部腐蝕時，可以利用圖片很容易說明每種腐蝕的形貌特點。

“尺有所短，寸有所長”，多媒體教學具有傳統教學所不具備的優勢，但也不能完全替代板書。多媒體教學攜帶的信息量大，給學生留下的思考時間就相對減少，學生沒有遞進式的思考和探究，往往跟不上教師的進度和思路，在講述基礎內容時板書的教學效果將更加明顯。例如，在講述腐蝕電化學原理一章中陰陽極的腐蝕反應方程式時，可以充分利用板書將腐蝕過程的反應方程依次列出，在重難點處可以進一步在黑板上進行擴展，學生看著黑板聽著教師的講解或描述，把思路集中在教學內容上，教師在黑板上表達清楚，有血有肉，有理有據，在下面聽的學生不斷思考，在對話交流的過程中讓學生感受到教師和學生的互動，這樣才能隨時迸發出思想的火花，發現值得探究的現象，產生引入深思的問題。

2.增設網絡課件，延伸教學體系

不管課堂教學如何內容豐富，但時效性很強。無論課堂組織多么優秀，學生也不可能在90分鐘內一直全神貫注聽講。為了便于學生及其他相近專業學生自主學習，為了做到資源共享，課題組還開發了“金屬腐蝕與防護”網絡課件，把課件放在教學網絡平臺上，把教學大綱、課程重點難點、課后練習、提高練習等放在網上。學生隨時可以學習，學生有問題可以在網上留言提問，教師及時回復，這樣就方便了學生的學習。

3.增加實驗教學培養學生獨立思考自主創新能力

由于“材料腐蝕與防護”是一門專業特色課程，與科研方向密切相關，其實驗課程的教學重點是培養學生發現問題，分析問題和解決問題的能力，提高學生的動手能力，為將來畢業論文的科研工作以及畢業后的工作提供基本方法、基本技能和科學思維的保障。針對材料專業學生的特點和培養目標，以及近年來畢業論文的需求，課題組教師精心設計了實驗體系。一是基礎驗證性實驗，重點培養學生基本技能，鞏固基本理論知識。二是以任務為目標，提出設計性實驗課題引導學生完成知識的綜合和提高，加深對腐蝕防護的理解。三是開辟綜合性開放性實驗室，提高學生綜合分析和設計實戰經驗。學生在開放實驗室里可以自主查閱資料設計實驗，指導教師予以指導。

我院在本課程的教學體系中增加了4學時的實驗課，這4學時的實驗課是在實驗室完成。學生親手做實驗，教師全程跟蹤指導。把實驗也作為學生本門課程結課的考核內容。

本課程的教學目標是傳授材料腐蝕與保護實驗方法和實驗技能，鍛煉學生的動手能力，培養學生良好的實驗習慣和科學的思維方法。材料腐蝕與保護實驗側重于實驗技能的強化和提高訓練，必須要求學生嚴格按照實驗步驟及操作規程執行，掌握基本的實驗技能，熟悉常用實驗儀器的使用方法，利用這些技能和方法解決科研問題。[5]這就為后續的畢業論文的完成打下了良好的基礎。

篇(7)

【關鍵詞】金屬材料；力學；性能

在機械加工領域，常研究的金屬材料的力學性能主要包括以下幾個方面：材料強度與塑性、材料硬度、沖擊韌性與疲勞強度。通過對金屬材料力學性能的研究，在滿足零部件加工性能的同時，更好更合理的選材。

一、強度與強度指標

金屬材料在機械加工時，承受靜載荷的作用，其抵抗塑性變形或斷裂的能力稱之為強度。載荷就是金屬材料在使用及加工過程中所承受的各種外力，其中載荷分為靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。顧名思義靜載荷就是力的大小和方向均不發生變化的載荷，而沖擊載荷就是沖擊力比較大，作用在工件上的時間比較短、速度比較快，交變載荷與靜載荷相反，力的大小和方向隨時間發生周期性的變化。我們所研究的強度指標就是在靜載荷作用下研究的。

屈服強度是用來表示金屬材料強度指標最有效的形式。當金屬材料受力達到一定程度出現屈服現象時，發生塑性變形并且變形能力不隨力增加而改變，此時所對應的應力稱之為屈服強度。

在機械加工領域，常用到的材料一般不允許存在塑性變形，這就決定了屈服強度是我們設計零部件和選材的最主要依據。

二、塑性與塑性指標

金屬材料在機械加工時承受載荷作用時發生變形，當載荷增加一定程度時發生斷裂，在斷裂前所承受的最大塑性變形的能力我們稱之為材料塑性。拉伸試驗是我們獲得金屬材料的強度和塑性指標最有效的試驗。首先把被測材料加工成標準試樣，將試樣安裝在拉伸試驗機上通過緩慢施加拉伸載荷，獲得拉伸載荷與式樣伸長量的關系，即拉伸曲線。

三、硬度和硬度試驗

金屬材料的硬度就是指金屬材料抵抗局部塑性變形和破壞的能力。金屬材料的力學性能中最重要的指標之一就是硬度。與拉伸試驗相比，硬度試驗相對操作比較簡單，可以直接在零部件表面進行試驗，比較直觀，應用比較廣泛。硬度試驗方法種類比較多，最常用的有以下三種試驗方法。

1、布氏硬度試驗法

（1）布氏硬度試驗原理

布氏試驗就是先使用硬質合金球做壓頭壓入金屬表面，在施加一定的壓力，在規定時間后消除試驗力，最后測量壓痕表面直徑，根據試驗壓力，作用時間，壓痕直徑，帶入公式，通過計算公式得出其硬度值。通過實驗我們可以得出以下結論：布氏硬度值與壓痕直徑成正比例關系。

（2）布氏硬度特點及適用范圍

由于在布氏硬度實驗過程中，所用到的試驗力和壓頭直徑都比較大，所以壓痕也比較大，測量起來比較直觀準確，故能準確反映出硬度值。但是也存在一定缺陷，由于壓痕比較大，對金屬表面的損傷程度也比較大，對于測量零部件表面質量要求比較高或薄壁零部件不適用布氏硬度試驗。

2、洛氏硬度試驗法

（1）洛氏硬度實驗原理

洛氏硬度實驗原理與布氏硬度試驗相比，不同點在于把硬質合金球形壓頭改為金剛石圓錐壓頭，不是通過壓痕直徑來測量，而是通過壓痕深度來測量硬度值。對于不同標尺下的硬度值必須轉化為同一標尺才能進行比較。

（2）洛氏硬度特點及適用范圍

由于洛氏硬度試驗壓頭采用金剛石錐頭，壓痕較小，對零部件的損壞程度比較小，適用于測量一些薄壁及表面質量要求比較高的零部件，但存在一定的局限性，測量的硬度值不夠準確。

3、維氏硬度試驗法

維氏硬度試驗壓頭區別于布氏和洛氏硬度，采用金剛石四棱錐體，維氏硬度試驗壓痕比較不明顯，故可以測量薄壁零部件，但在實驗過程中，對壓痕對角線的測量比較復雜，增加試驗難度。

四、沖擊韌性與疲勞強度

由于金屬材料在實際使用加工過程中所承受的載荷是多樣的，也可能是多種載荷的疊加，常見的的載荷有靜載荷，動載荷和交變載荷，只對靜載荷研究遠不夠，對于沖擊和疲勞載荷的研究意義重大。

1、沖擊韌性

沖擊載荷的研究只要通過沖擊韌性來獲得，沖擊韌性主要通過彎曲試驗獲得。沖擊抗力是通過沖擊韌度來衡量，主要由材料的強度和塑性決定。

2、疲勞強度

實際生產中常會遇到這種現象，雖然材料承受力遠低于屈服極限，但較長時間工作后也會發生斷裂，這種現象就是金屬疲勞。金屬材料出現疲勞破壞時會出現以下特征：（1）疲勞斷裂前不出現明顯征兆，突然破壞。（2）引起疲勞破壞的應力并不是很大，往往遠低于材料的屈服強度。（3）疲勞破壞需要經過三個階段：裂紋形成、裂紋擴展、整體斷裂。