導(dǎo)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(wù)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(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)系到企業(yè)的信譽及生存。金屬材料的失效分析和預(yù)防預(yù)測工作在工業(yè)發(fā)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(chǔ)科學的發(fā)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(dǎo)致的磨損失效最普遍，約占設(shè)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(jié)構(gòu)及性能造成不同程度的影響。在工業(yè)機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程中，周圍環(huán)境相對而言較為惡劣，條件苛刻，同時機械設(shè)備往往是高速運轉(zhuǎn)，所以，在機械設(shè)備工作時經(jīng)常會有不少的雜物，如粉塵、水汽和其他有害氣體，進入設(shè)備中，之后會和設(shè)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(fā)生設(shè)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(shè)備各零件的相互協(xié)調(diào)運作，降低設(shè)備的各項性能，更有甚者會導(dǎo)致意外事故的發(fā)生，這不僅會損害企業(yè)的經(jīng)濟效益，還可能危害從業(yè)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(yīng)性能的損失，是材料磨損失效的普遍形式。根據(jù)磨粒磨損過程中金屬材料磨損表面所受的應(yīng)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(yīng)力和硬磨粒的狀態(tài)下，會出現(xiàn)鑿屑磨?，F(xiàn)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(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象，這種磨損叫做碾碎式磨損：如果造成磨粒的應(yīng)力相對較小，則會出現(xiàn)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(fù)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(yīng)力過高：當相對滑動的金屬表面的應(yīng)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(chǎn)生金屬磨屑，產(chǎn)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(huán)往復(fù)的工作回合中，會使得接觸應(yīng)力增大，直到超過金屬材料的承受范圍，最終導(dǎo)致金屬材料的變形以及其它各種失效現(xiàn)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(jié)構(gòu)變形，表面塑像變形，更有甚者會使金屬表面出現(xiàn)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(yè)機械設(shè)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(zhì)接觸，而金屬的活潑性又使得金屬極易和這些介質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的化學或電化學反應(yīng)，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(xù)產(chǎn)生其他磨損，使得磨損重疊，加劇金屬材料的磨損程度，產(chǎn)生更嚴重的失效。

2.5微動磨損失效在機械設(shè)備的金屬材料中，相對滑動的金屬材料很容易產(chǎn)生磨損，而相對固定的金屬材料也會產(chǎn)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(huán)境的影響產(chǎn)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(chǎn)生微動磨損的原因。

3.金屬材料失效的防護

應(yīng)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(zhì)、速度、載荷、濕度、溫度、劑種類及方式等，了解失效發(fā)生時設(shè)備的使用情況及日常維護保養(yǎng)情況。在掌握情況的基礎(chǔ)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(jù)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(fā)過程，還是在設(shè)計工況條件下運行后的累計結(jié)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(fā)生和發(fā)展過程。

對于有可能發(fā)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(yīng)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(jié)合失效零件摩擦學設(shè)計的合理性進行綜合分析，才能對導(dǎo)致金屬材料磨損失效的主要原因和過程本質(zhì)有深入的認識，才有可能為磨損失效的預(yù)防提出合理的改進措施。一般而言，除了設(shè)備管理、外界因素和劑變質(zhì)等因素之外，引起金屬零部件磨損失效的工藝和設(shè)計方面的因素主要有：①金屬零件的摩擦學結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)于金屬材料磨損失效的分析和失效的預(yù)防對我國工業(yè)建設(shè)起著重要的作用。我們應(yīng)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(fā)。

4.結(jié)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(chǎn)標準進行改進，不斷研發(fā)耐磨金屬材料新產(chǎn)品和新工藝，最大可能地減低金屬材料磨損失效的發(fā)生，增強機械設(shè)備的使用壽命，提高工業(yè)企業(yè)的經(jīng)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(yù)防.2011（03）

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關(guān)鍵詞：液化石油氣儲罐；H2S；應(yīng)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(qū)、焊縫內(nèi)部和熱影響區(qū)常有裂紋，一旦出現(xiàn)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(jù)LPG貯罐的腐蝕裂紋的具體問題，對臥式貯罐的應(yīng)力大小、腐蝕速率、腐蝕介質(zhì)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(yīng)力腐蝕開裂的影響

1.2.1 周圍環(huán)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(xiàn)較多的微裂紋，這些與溫度及環(huán)境的變化有較大關(guān)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(shù)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(nèi)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(huán)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(zhì)的環(huán)境中，如果其含量越高，出現(xiàn)的腐蝕就越嚴重，特別是在有雜質(zhì)時會更加突出。在H2S含量較高的環(huán)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(zhì)和金屬材料在電化學的作用下產(chǎn)生了局部腐蝕，會很快發(fā)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(chǎn)生失效。

1.2.3 晶間的氫原子對應(yīng)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(jīng)過大量數(shù)據(jù)說明的。其在潮濕的環(huán)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(yīng)而生成的原子氫，反應(yīng)的方程式為：

H2S+Fe―FeS+2[H]

依據(jù)以上化學反應(yīng)式可以得出，在液化石油氣儲罐中，H2S與水越多，它的反應(yīng)將會越劇烈，所產(chǎn)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(huán)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(yōu)選用LPG貯罐的金屬用材。

1.3 貯罐金屬材料對H2S應(yīng)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(shù)據(jù)手冊中提出：“對于低合金中高強度鋼與碳鋼在潮濕的H2S環(huán)境中，當溫度為20℃～50℃時，年腐蝕速率為0.5～1.5mm?！泵绹饘賹W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(zhì)對低合金中高強度鋼在硫的作用下，會使其加快應(yīng)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(tài)時運用。其晶粒較為細化，據(jù)金屬材料的結(jié)構(gòu)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(yīng)力腐蝕開裂。因為整體熱處理與焊后熱影區(qū)的不均勻，其會產(chǎn)生較大晶粒，從而產(chǎn)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(yīng)抵抗能力。特別是在硫的作用下，在應(yīng)力與H2S腐蝕介質(zhì)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(yīng)變片處的應(yīng)力值最高且處于焊縫的邊緣，焊縫邊緣金屬及熱影響區(qū)常對裂紋開裂是敏感的。因此，在這樣的局部位置上產(chǎn)生大量的裂紋，這是由于這些區(qū)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(yīng)力腐蝕開裂失效是一種力學、環(huán)境破壞過程，貯罐在運行中，持久拉伸應(yīng)力與化學侵蝕作用使金屬產(chǎn)生裂紋并使其擴展。從分析中得知應(yīng)力腐蝕開裂是由拉伸應(yīng)力和特定的腐蝕環(huán)境的綜合作用產(chǎn)生的，產(chǎn)生斷裂失效的時間比應(yīng)力和腐蝕性環(huán)境單獨的作用或二者簡單地疊加所需的時間要短。應(yīng)力腐蝕開裂引起的失效常常是因為化學環(huán)境及遠低于金屬的屈服強度的拉應(yīng)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(xiàn)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(yīng)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(wěn)而破壞，造成災(zāi)難性事故。為防止液化石油氣中的H2S造成貯罐的應(yīng)力腐蝕開裂失效，我們應(yīng)在貯罐的設(shè)計與制造上、LPG的生產(chǎn)工藝上、充裝的工藝上、相應(yīng)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(guān)生產(chǎn)單位應(yīng)按質(zhì)量標準規(guī)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(yīng)的設(shè)計單位在設(shè)計液化石油氣儲罐時，應(yīng)當采用合理的結(jié)構(gòu)，盡量避免在應(yīng)力較高的區(qū)域開孔和布置縱向的焊縫，用以防止開孔處的應(yīng)力集中與焊接的殘余應(yīng)力；（3）對于大型臥式貯罐制造加工后，應(yīng)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(yīng)力；（4）液化石油氣的供應(yīng)及充裝單位應(yīng)當規(guī)范管理，需做到排污裝置及系統(tǒng)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(yīng)的貯運LPG的貯罐且H2S的含量與濃度較高時，需按照相關(guān)規(guī)定，做到定期地進行開罐檢驗工作，及時地發(fā)現(xiàn)相關(guān)的問題，以防止H2S所產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕開裂。

3 結(jié)語

我國的液化石油氣儲罐數(shù)量多、分布廣，如果不及時地發(fā)現(xiàn)這樣的問題和缺陷，一旦發(fā)生破壞事故，后果不堪設(shè)想。所以，要及時檢驗，及時發(fā)現(xiàn)問題，確保設(shè)備的安全運行，保護人民的生命和財產(chǎn)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(jié)構(gòu)與性能之間相互關(guān)系及其變化規(guī)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(chǔ)學科為金屬材料科學提供理論基礎(chǔ)。金屬材料的性能主要取決于金屬材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，金屬材料的結(jié)構(gòu)又取決于金屬材料的組成、工藝參數(shù)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(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)等因素相互問的內(nèi)在聯(lián)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(yīng)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(guī)化學法；對高分子的分析，則需要有諸如常規(guī)的有機化合物的元素分析、紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜、熒光光譜拉曼光譜等方面的配合。對其結(jié)構(gòu)研究，通常以光學顯微鏡觀察其基體組織及形貌；以工業(yè)CT觀察其金屬材料內(nèi)部的微孑L洞、裂紋和夾雜物的形態(tài)；以透射電鏡觀察其斷口形貌、析出相的形態(tài)，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(qū)電子衍射法，鑒定第二相的晶體結(jié)構(gòu)、取向和應(yīng)力；電子探針能將相的形貌與成分聯(lián)系起來，可表征微區(qū)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(shù)，可研究金屬材料的晶態(tài)、異構(gòu)觀像及其中元素的價態(tài)；自射線攝照技術(shù)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(jié)構(gòu)的關(guān)系；質(zhì)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(gòu)信息；核磁共振波譜、質(zhì)譜與色譜的聯(lián)用、質(zhì)譜自身的串聯(lián)、激光拉曼光譜與紅外光譜研究有機結(jié)構(gòu)；傅里葉變換一紅外光譜和色譜的聯(lián)合，被譽為鑒定有機結(jié)構(gòu)的“指紋”；激光微探針質(zhì)譜可獲得有機物元素的局部形態(tài)和有機物的機構(gòu)信息；以電子能譜、二次離子質(zhì)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(jié)構(gòu)技術(shù)等，研究表面與異質(zhì)界面原子的幾何結(jié)構(gòu)，表面與界面原子的遷移和擴散，表面電子態(tài)、異質(zhì)界面化學鍵，異質(zhì)界面擴散反映和界面化合物的形成動力學，異質(zhì)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(lǐng)域中，尚有一門研究金屬金屬材料中第二相的類型、結(jié)構(gòu)、組成、數(shù)量、形態(tài)、分布狀態(tài)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(guān)系，并可應(yīng)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(jié)構(gòu)的設(shè)計和性能預(yù)測的工作，并從其化學元素組成預(yù)測高溫合金的某種性能、有機大分子的分子設(shè)計、復(fù)合金屬材料的組織設(shè)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(yù)測壽命的方法方面獲得一些成效。但由于金屬材料結(jié)構(gòu)和性能影響因素的復(fù)雜性和純理論的局限性，要完全以“設(shè)計”和“預(yù)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(guān)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(jīng)濟文化的不斷進步和發(fā)展，各行各業(yè)、各個領(lǐng)域?qū)饘俨牧系男枨笠踩找嬖黾樱窃谶@個大環(huán)境下，一些高端和復(fù)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(yōu)良、應(yīng)用廣泛。如果從表征上分析金屬材料的成分，能夠?qū)ζ鋬?nèi)部構(gòu)造和組成元素深入了解，因而得出科學的依據(jù)，幫助我們開發(fā)和研制更為復(fù)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(guān)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(nèi)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(fā)展趨勢作了展望。

1 傳統(tǒng)分析方法

迄今為止，金屬材料已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和社會實踐中，人們也在想方設(shè)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(jù)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(xù)折射，產(chǎn)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(guān)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(tǒng)，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(tài)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(yīng)用比較廣泛的是火焰原子吸收光譜法。

（2）原子發(fā)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(fā)，會產(chǎn)生光譜線，這種光譜線具有一定的特征，由內(nèi)向外發(fā)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(nèi)層電子躍遷或外層電子減速運動時所產(chǎn)生的電磁輻射波，并對相應(yīng)的特征譜線進行發(fā)射的分析方法。此方法具有非常廣泛的應(yīng)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(yīng)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(zhì)與金屬材料的含量及組成有著密切的相關(guān)性，進而演變和發(fā)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(huán)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(tǒng)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(chǔ)上，幾種新的方法應(yīng)運而生。

2.1 電感耦合等離子體質(zhì)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(dǎo)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(yīng)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(fā)射光譜法

作為一種新型的分析方法，其原理是根據(jù)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(xiàn)，此測量方法靈敏度高、應(yīng)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(yīng)用于對航空材料中微量元素鉛的測量，和常規(guī)測量結(jié)果相比較相差甚微。

3 金屬材料分析方法的未來發(fā)展趨勢

伴隨著金屬材料越來越廣泛的應(yīng)用，它具有越來越強的復(fù)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(guān)重要。傳統(tǒng)方法由于受外界環(huán)境影響大、靈敏度差及操作復(fù)雜，已經(jīng)逐漸被新型的分析方法所取代。而未來的發(fā)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(jié)語

隨著社會經(jīng)濟文化的不斷進步和發(fā)展，各行各業(yè)、各個領(lǐng)域?qū)饘俨牧系男枨笠踩找嬖黾?。本文詳細介紹了金屬材料的各種分析方法，同時對傳統(tǒng)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(jié)合以往的研究經(jīng)驗，在現(xiàn)有金屬材料分析方法的基礎(chǔ)上，對未來發(fā)展趨勢做了展望。

參考文獻

[1] 聶月生.對金屬材料室溫拉伸試驗影響因素的分析與探討[J].廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報，2008（9）.

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[3] 凌翎.金屬材料拉伸試驗的缺口效應(yīng)[J].科技促進發(fā)展：應(yīng)用版，2010（10）.

篇5

關(guān)鍵詞：雙金屬冷復(fù)合帶軋機；組成；設(shè)計要點

中圖分類號：TG269 文獻標識碼：A

金俑春洗材是一種應(yīng)用十分廣泛的材料，在軍工、電子、電力等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。在金屬復(fù)合帶材的生產(chǎn)過程中雙金屬復(fù)合軋機是一種極為重要的設(shè)備。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展以及雙金屬復(fù)合軋機研究的不斷深入，我國已經(jīng)能夠完成多種規(guī)格帶材的生產(chǎn)。隨著材料強度、生產(chǎn)工藝的要求，軋機從原先的熱復(fù)合發(fā)展到了冷復(fù)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(fù)合軋機的研究與應(yīng)用對于確保我國帶材的生產(chǎn)有著極為重要的意義。

1.雙金屬冷復(fù)合帶軋機的特點分析

雙金屬復(fù)合軋機其具有冷、熱兩種復(fù)合形式。熱復(fù)合軋機主要用于對復(fù)合材料進行軋制前的加熱，加熱的目標是為了降低復(fù)合材料的屈服強度，而為實現(xiàn)這一目標需要將加熱溫度控制在材料退火溫度的區(qū)間范圍內(nèi)。通過熱軋機前期的加熱可以使得復(fù)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(jù)所需加熱材料的不同進行相應(yīng)的選擇，比如說可以選擇電阻加熱、感應(yīng)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(fù)合軋機中需要配置相應(yīng)的溫度控制設(shè)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(fù)合軋機對于軋制材料種類的擴展，并對軋制復(fù)合材料的性能產(chǎn)生了一定的影響。而為了規(guī)避熱金屬復(fù)合軋制設(shè)備的上述缺陷，冷復(fù)合軋制方式被越來越多的人們所接受。相較于熱復(fù)合軋制機冷復(fù)合軋制機對于復(fù)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(fù)合材料進行多次軋制，從而將兩種或是多種金屬有機地復(fù)合軋制在一起。為有效地拓展冷復(fù)合軋制機的使用效率，在對冷復(fù)合軋制機進行設(shè)計時應(yīng)當引起注意，通過對冷復(fù)合軋制機設(shè)計能力的提升使得其能夠?qū)Χ喾N金屬進行復(fù)合軋制，從而拓寬冷復(fù)合軋制機的利用效率。

2.雙金屬冷復(fù)合帶軋機的組成

雙金屬冷復(fù)合帶軋機結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要由開卷機（1）、入口設(shè)備（2）、軋機導(dǎo)位裝置（3）、軋機本體（4）以及出口設(shè)備（5）等部分組成。對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機的入口設(shè)備可以在直頭穿帶功能的基礎(chǔ)上加設(shè)在線修磨設(shè)備，用以對進入雙金屬冷復(fù)合帶軋機的復(fù)合材料進行前期的表面打磨處理，從而使得待軋制的復(fù)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(fù)合帶軋機省去了熱復(fù)合軋機的加熱裝置，因此，不論是在結(jié)構(gòu)還是控制方面都大為簡化。

3.雙金屬冷復(fù)合帶軋機設(shè)計難點與要點分析

在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中，雙金屬冷復(fù)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(fù)合帶軋機在設(shè)計上與一般軋機有所區(qū)別。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中最關(guān)鍵也是最主要的難點是要求雙金屬冷復(fù)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(yīng)當避免使用軋制液以避免軋制液進入到雙金屬結(jié)合面而導(dǎo)致復(fù)合金屬的軋制失效。針對這一問題在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中要引起注意，從而導(dǎo)致雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計要與傳統(tǒng)一般軋機有所區(qū)別。在雙金屬冷復(fù)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(shù)按照0.1進行計算后雙金屬冷復(fù)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(fù)合帶軋機的體型較大，造成雙金屬冷復(fù)合帶軋機的成本上升。為提高雙金屬冷復(fù)合帶軋機的性價比，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中會減小對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機的一次軋制壓下率的要求，對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機的壓下率采取分步實現(xiàn)的方式。通過這一方式能夠?qū)㈦p金屬冷復(fù)合帶軋機的軋輥從900mm縮減至300mm左右，對于雙金屬冷復(fù)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(fù)合帶軋機中采用4軋輥的結(jié)構(gòu)形式，4軋輥中包含有正負彎輥裝置，用以對雙金屬冷復(fù)合帶軋機的軋制剛度和軋制帶型進行相應(yīng)地調(diào)整。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中對于軋制傳動方式的選擇根據(jù)所軋制材料的特性而有所區(qū)別，對于強度較低的金屬材料，在雙金屬冷復(fù)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(fù)合帶軋機軋輥的軋制效果，需要通過適當提高雙金屬冷復(fù)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(fù)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(fù)合失效。雙金屬冷復(fù)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(dǎo)致雙金屬冷復(fù)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(fù)合帶軋機軋制過程中選用均勻、持續(xù)、適合的油用量是雙金屬冷復(fù)合帶軋機設(shè)計中需要注意的問題。雙金屬冷復(fù)合帶軋機在軋制的過程中會產(chǎn)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(fù)合帶軋機的設(shè)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(jù)計算能夠?qū)㈦p金屬冷復(fù)合帶軋機軋制過程中的工作溫度控制在120℃的范圍內(nèi)。適宜的溫度也容易保證油的效果，確保軋制的順利進行。

結(jié)語

雙金屬冷復(fù)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(fā)展方向。本文在分析雙金屬冷復(fù)合帶軋機結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上對雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計要點及難點進行了分析介紹，做好雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計提升其功能性能以使得雙金屬冷復(fù)合帶軋機有著廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]張京誠.雙金屬冷復(fù)合軋機的設(shè)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(jù)統(tǒng)計，工業(yè)發(fā)達國家每年因銹蝕造成的損失約占國民生產(chǎn)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(fā)的化學物質(zhì)泄漏會嚴重污染水、大氣和土壤資源。銹蝕導(dǎo)致金屬材料使用壽命的縮短，將造成裝備生產(chǎn)力的損失、基礎(chǔ)設(shè)施的惡化、軍事裝備與工業(yè)設(shè)施服役能力的降低，給公共安全和國防建設(shè)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(chǎn)量的20%～25%。最新統(tǒng)計年鑒數(shù)字顯示，2010年我國鋼材產(chǎn)量達8億多噸，十種有色金屬產(chǎn)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(shè)備、汽車及各種車輛、儀器儀表等裝備以及無法統(tǒng)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(shù)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(guān)鍵之一是對包裝技術(shù)、包裝材料的研究。防銹不僅僅是技術(shù)問題，其中還蘊藏著巨大的經(jīng)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(dǎo)電溶液從金屬的高電勢區(qū)流向低電勢區(qū)。這種導(dǎo)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(zhì)也會對金屬材料產(chǎn)生銹蝕。防銹實際上就是要采取各種方法和技術(shù)，隔絕、降低或減緩?fù)饨珉娊庖?、酸堿等污染物對金屬的銹蝕。

利用包裝防銹技術(shù)防銹，很容易使人聯(lián)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(jié)能、環(huán)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(shù)和產(chǎn)品。

何為氣相防銹包裝技術(shù)？

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(fā)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(fā)揮防銹作用。該氣相緩蝕劑具有類似樟腦丸一樣的揮發(fā)性，在常溫下能夠持續(xù)、緩慢地氣化、揮發(fā)，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(wěn)定保護膜，有效地防止氧化物、電解質(zhì)、濕氣等環(huán)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(xù)地揮發(fā)作用，其能夠在密閉空間內(nèi)始終處于“飽和”狀態(tài)，因而能達到長期、穩(wěn)定的防銹效果。由于緩蝕劑分子是氣體狀態(tài)，無孔不入，不管金屬制品外形多么復(fù)雜，仍可獲得理想的防銹效果。

優(yōu)勢與適用性

目前，國內(nèi)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(huán)保；采用干燥劑防銹，成本低、操作簡單、安全環(huán)保、去除防護包裝容易，但有效時間短，而且受環(huán)境溫度、濕度的影響大；采用特殊的除濕設(shè)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(fù)雜。

從適用性、可靠性、時效性、綜合成本、易用性、節(jié)能環(huán)保等角度比較，氣相防銹包裝的效果最好。根據(jù)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(tǒng)的防銹方法相比，氣相防銹技術(shù)具有許多優(yōu)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(fā)，可滲透到傳統(tǒng)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(xiàn)10年以上的防銹保護期限；其三，根據(jù)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(shè)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(xiàn)了特殊的防銹功能，又降低了包裝成本，節(jié)省人工和材料，提高了效率。

氣相防銹包裝產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。在德國，廣泛使用的氣相防銹包裝產(chǎn)品是防銹紙和防銹膜，主要應(yīng)用于機電產(chǎn)品和汽車零部件的包裝。在軍用產(chǎn)品中，氣相防銹包裝產(chǎn)品和干燥劑的應(yīng)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(jié)合的辦法封存飛機和軍用系統(tǒng)。

目前，在防銹包裝領(lǐng)域，具有國際領(lǐng)先水平的美國Armor公司30多年來專門從事氣相防銹技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)和服務(wù)，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(guān)鍵詞：人才培養(yǎng)；專業(yè)建設(shè)；學科建設(shè)

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(yīng)注重培養(yǎng)適應(yīng)地方國民經(jīng)濟及社會發(fā)展需要的人才，它不同于學術(shù)型大學和職業(yè)技術(shù)院校，它是高等教育學術(shù)性與職業(yè)性的結(jié)合[1，2]。為此，探索地方院校專業(yè)培養(yǎng)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(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式。

一、專業(yè)設(shè)置宗旨

專業(yè)設(shè)置主要從如何培養(yǎng)人才中去理清思路，從如何滿足社會需求中去發(fā)掘人才內(nèi)涵，從人才培養(yǎng)需求中凝練專業(yè)特色。為此，專業(yè)設(shè)置要考慮以下幾個方面。

（一）學院培養(yǎng)思路

廈門理工學院（以下簡稱“學院”）樹立了“以學生為本，為產(chǎn)業(yè)服務(wù)”的辦學理念，圍繞“培養(yǎng)什么樣的人”和“怎樣培養(yǎng)人”，逐步形成以“就業(yè)需求和素質(zhì)養(yǎng)成”為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學生“實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神”為核心，涵蓋設(shè)計選材、制造成型和就業(yè)銷售的整個人才全培養(yǎng)周期，形成自成體系的人才培養(yǎng)思路，即：構(gòu)建以就業(yè)需求和素質(zhì)養(yǎng)成為導(dǎo)向的實踐性、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、實踐能力強、具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和國際化視野的高級應(yīng)用型專門人才。

（二）專業(yè)人才需求

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

（三）專業(yè)特色

結(jié)合學院培養(yǎng)思路與專業(yè)人才需求，突出以金屬基復(fù)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(shè)具有鮮明特色的金屬材料工程專業(yè)，它是對福建省內(nèi)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(jīng)濟發(fā)展對人才的需求。

二、專業(yè)培養(yǎng)模式規(guī)劃

本專業(yè)培養(yǎng)模式主要從培養(yǎng)目標、專業(yè)核心知識、能力和素質(zhì)構(gòu)成及其課程體系方面考慮。

（一）培養(yǎng)目標

本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)，尢其是滿足廈門市經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展需要的，德智體美全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實，知識面寬，能力強，素質(zhì)高，富有創(chuàng)新精神，重點面向廈門市機械行業(yè)，亦能在電子、化工、冶金、礦山、能源和國防等行業(yè)中，從事金屬材料和金屬復(fù)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(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)組織和技術(shù)管理等方面工作，以及研制與開發(fā)新材料、新工藝和新設(shè)備等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

（二）專業(yè)核心知識、能力和素質(zhì)的發(fā)展表格

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標要求，對本專業(yè)應(yīng)用型人才應(yīng)具備的素質(zhì)、能力及其培養(yǎng)實踐結(jié)構(gòu)細化，詳見表1。

（三）課程體系

本專業(yè)培養(yǎng)模式的核心在于課程體系的設(shè)置，包括主要課程、實踐教學環(huán)節(jié)以及專業(yè)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(xiàn)代分析測試方法、計算機在材料科學與工程中的應(yīng)用、粉末冶金原理等。

2.主要實踐教學環(huán)節(jié)：工程訓(xùn)練、“兩課”教學實踐、基礎(chǔ)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(yè)認知實習、生產(chǎn)實習等專業(yè)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)論文。

3.主要專業(yè)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(jié)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(yè)培養(yǎng)模式實施工作細則

（一）人才培養(yǎng)與就業(yè)關(guān)系

為滿足地方經(jīng)濟建設(shè)需求，著重培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)人才，掌握專業(yè)核心能力。部分企業(yè)要求學生具有科研創(chuàng)新能力，同時也要培養(yǎng)這方面的能力。目前金屬材料工程專業(yè)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(shù)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(yǎng)學生的大材料、大工程觀念，培養(yǎng)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(chuàng)新活動。

（二）教育思想觀念改革

根據(jù)學院辦學理念，調(diào)研專業(yè)人才需求狀況，設(shè)置了特色較顯明的金屬材料工程專業(yè)，規(guī)劃了培養(yǎng)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(nèi)容、理論課體系、實踐（驗）課體系。教學內(nèi)容、課程設(shè)置、實踐（驗）體系符合新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才，設(shè)置了專業(yè)課及專業(yè)選修課，培養(yǎng)學生的基本素質(zhì)、通用能力、專業(yè)基礎(chǔ)能力、專業(yè)核心能力、專業(yè)拓展能力、實踐能力、廣泛興趣、專業(yè)情趣、專業(yè)研究能力和測試分析方法，培養(yǎng)學生富有創(chuàng)新、團隊協(xié)作、勇于實踐的精神。

（三）“雙證書”制度

全面落實學院辦學指導(dǎo)思想和定位，體現(xiàn)“以生為本”的辦學思想，構(gòu)建以就業(yè)需求和素質(zhì)養(yǎng)成為導(dǎo)向的實踐性、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，促進學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建“人才規(guī)格+職（執(zhí)）業(yè)認證”相結(jié)合的應(yīng)用型課程體系，保證畢業(yè)生獲得嚴格的專業(yè)素質(zhì)教育和職（執(zhí)）業(yè)能力訓(xùn)練。

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

（三）導(dǎo)師制

為貫徹落實德、智、體、美協(xié)調(diào)發(fā)展的教育方針，推進教育部“高等學校教學質(zhì)量與教學改革工程”，完善學分制教學管理，充分發(fā)揮教師在教育教學中的主導(dǎo)作用，倡導(dǎo)教師更多地參與本科生教育教學工作，建立新型師生關(guān)系，不斷提高學生培養(yǎng)質(zhì)量，學院決定在本科生教育教學中實行導(dǎo)師制。

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

1.遵循教育教學規(guī)律，教書育人，關(guān)心學生綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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

3.指導(dǎo)學生課外實踐活動。指導(dǎo)學生課外課題研究選題和立項，完成專題文獻綜述與相關(guān)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(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

篇8

根據(jù)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(jié)果方法。通過算例分析復(fù)雜運營條件下腐蝕環(huán)境和應(yīng)力幅等因素對吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命的影響，研究結(jié)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(fā)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(huán)境和交通荷載。

關(guān)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(gòu)件的關(guān)鍵構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fù)雜等原因，鋼絲容易發(fā)生不同程度的損傷，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)安全系數(shù)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(shè)鋼絲均勻腐蝕[68]，而實際工程中，由于吊索鋼絲產(chǎn)生腐蝕蝕坑，在腐蝕和車輛荷載共同作用下，可能發(fā)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(zhuǎn)化、短裂紋的擴展、短裂紋到長裂紋的轉(zhuǎn)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(fā)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(jù)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(jù)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(yīng)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(fù)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(jù)與外部環(huán)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(zhuǎn)化等過程，沒有區(qū)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(chǎn)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

篇9

關(guān)鍵詞：金屬材料 熱處理 實踐 體會 生命性 主旨 滲透

隨著職業(yè)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(yè)基礎(chǔ)課，很多內(nèi)容無法隨便刪減，因為，很多專業(yè)課的內(nèi)容是以此教學知識為基礎(chǔ)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(nèi)、課外教學實踐，對該課程教學總結(jié)了一些經(jīng)驗與淺見，就教育該課程教學的同仁們。

一、所處的教學環(huán)境

《金屬材料與熱處理》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，實踐性和綜合性都非常強的實踐性，其課程內(nèi)容比較零碎，名詞概念術(shù)語較多，定性描述經(jīng)驗總結(jié)多，記憶性的內(nèi)容規(guī)律多。該課程一般情況開設(shè)的時間都在新生剛?cè)雽W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(zhuǎn)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(lián)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(guān)系，而應(yīng)該定位在學習、使用與生活的關(guān)系上實施教學計劃。

二、實際教學

1、興趣教學

從歷史常識導(dǎo)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(fā)展史，到電影西游記中唐僧的紫金缽盂等?；蛟O(shè)立一個“懸念猜想”的學習環(huán)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(qū)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(chǎn)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(jīng)不起沖擊和震動；另外，鋼板中含硫量高，韌性很差，最終導(dǎo)致了這場災(zāi)難的發(fā)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(guān)的課程，雖然大的實驗無法在學校里完成，我們可以創(chuàng)造條件，設(shè)計一些簡單易行的道具，或者在條件容許的情況下，利用現(xiàn)場教學來激發(fā)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(xiàn)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(jīng)過淬火的鋼的力學性能的不同。聯(lián)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(xiàn)象進行強化分析，加快學生的理論與實踐的結(jié)合進程。

實踐教學對于學生來說，很直觀，能激發(fā)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(nèi)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(tài)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(jié)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(jié)構(gòu)形成不同的性能。

通過多媒體教學，一方面可以節(jié)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(nèi)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(nèi)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(gòu)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(chǔ)。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(huán)，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(gòu)成，而金屬材料是由晶胞構(gòu)成，人體從外到內(nèi)的細胞形態(tài)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(jié)結(jié)，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(guān)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(huán)緊扣一環(huán)的滲透講法，可以把這本看似很零散的課程的知識系統(tǒng)化、連續(xù)化。

篇10

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(dǎo)線可能外露，使得器具短路損壞或外殼帶電，從而造成火災(zāi)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(jié)構(gòu)

2.1存在的問題

Y型連接的I類器具，其電源軟線導(dǎo)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(guī)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(dǎo)線應(yīng)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(yīng)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(dǎo)線與易觸及金屬部件之間，應(yīng)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(dǎo)致器具外殼帶電。電器產(chǎn)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(dǎo)電部件連接到設(shè)施固定布線中的接地保護導(dǎo)體上，以使得萬一基本絕緣失效，易觸及的導(dǎo)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(wù)機構(gòu)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(shù)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(fā)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(dǎo)線與這些部件之間，應(yīng)至少有兩層基本絕緣。如圖3，可以看出，電源軟線的導(dǎo)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(dǎo)線和接線端子時，軟線護套被剝除得較長，導(dǎo)致露出的導(dǎo)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(fā)器銅管等易觸及金屬部件接觸。

2.3可能產(chǎn)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(dǎo)線外露，使得器具易觸及部件帶電或產(chǎn)生短路等危險。