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金属材料与热处理8篇

时间:2023-03-02 14:59:03

金属材料与热处理

金属材料与热处理篇1

众所周知,《金属材料与热处理》这门课是工科专业学生必修的专业基础课。针对每个专业自身的特点,笔者对这门课采取区别处理教材内容的教学方法,尽量做到突出重点,因材施教,减少学生在学习专业课时对金属学原理的模糊理解,使学生真正了解本专业在生产工艺制定上的依据所在,以便更好地掌握本专业的工艺技术要求。

俗话说:“万丈高楼平地起”,基础没打好,何以建高楼。同样的道理,没有把专业基础课讲深入、学透彻,怎么能更好地理解后面的专业课知识,因此专业基础课的讲授一定要精细而有针对性。

二、“金属的塑性变形与再结晶”一章的教学处理

1、回复和再结晶。

在《冷轧生产工艺》教学中,我们将会提到“在冷轧的过程中需要进行中间软化退火”,学生常常对此工艺过程很不解。究其原因,就是缺乏冷塑性变形对金属塑性与组织影响的深刻理解。

在轧制工艺中常常提及再结晶温度和再结晶退火。本教材“再结晶”这部分内容仅从概念的角度介绍,较抽象。学生对再结晶定义的理解易出现困难,对再结晶温度的概念更是弄不清楚。建议这部分内容尽可能多的采用有趣、直观、多样的方式进行启发式教学,比如我们可以举例班内每个同学相当于原子,整个班集体就好比我们所讲述过的晶格,“空位”相当于一个或几个同学缺勤,“间隙原子”相当于班内的某位同学未按排列整齐的座位去坐,而胡乱地坐在了某个位置,“错位”相当于几位同学位置错排等等,多列举生活、生产中的实例,以学生为中心,活跃课堂气氛,将抽象、深奥的知识用生动形象的语言和举例,深入浅出地讲授给学生,使学生能够相对容易地理解和吸收,且能举一反三,应用到实际中,使学生能更多地感知知识、更牢地掌握知识,以达到“讲的透、学的活、记得住、用得上”的教学目标。

同时在轧钢班教学中,要让学生了解到再结晶温度不仅与金属的变形程度有关,还与金属的保温时间、金属中存在的杂质以及其原始晶粒大小都有关系。只有把影响再结晶温度的因素阐述清楚了,学生对再结晶温度才会有一个较为清晰的认识。这为热轧生产中的冷却工艺和冷轧生产中的再结晶退火工艺的讲解扫除了理论认知的障碍。

2、再结晶晶粒的大。

再结晶晶粒的大小是金属在压力加工生产中的重要问题之一,它将直接影响金属的使用性能、工艺性能以及表面质量。

教材只给出“再结晶晶粒长大应当注意避免”这一结论,对再结晶晶粒大小在轧制加工中的意义及相关影响因素缺乏分析,这往往给后续轧钢工艺中对加热温度、最大变形量的选择带来不必要的疑惑。

另外,还有必要通过实例说明,让学生了解影响再结晶晶粒大小与合金成分、原始晶粒大小、加热温度及时间、变形程度、加热速度都有密切关系。这为生产工艺课中讲解:“加热制度要遵循加热时间尽量短,加热速度尽量快的原则”提供了理论依据,学生在学专业课时才会知其所以然,从而更能激发学生探索知识奥秘的兴趣。

再比如“当加热温度一定时变形程度对再结晶晶粒的大小有一定影响”,这在冷轧生产中有重要的指导意义。通过对再结晶晶粒大小与变形程度的关系分析,让学生了解到轧件要在多大的变形程度下才能使金属产生再结晶,在什么条件下退火会得到极粗的晶粒,粗晶粒会使金属的力学性能降低,所以在实际冷轧生产中要避开临界变形程度,采取合适的变形量,以免造成再结晶后的粗晶粒。这样的讲解使我们的知识点有了连贯性,避免出现知识脱节现象。

3、金属组织的变化。

(1)晶粒被拉长成纤维状的性能。

冷轧后晶粒组织将发生变化,变化后性能如何?这就要求我们在讲解该部分内容时让学生了解到由于纤维组织的存在,变形金属的横向(垂直于延伸方向)机械性能降低,而呈现各向异性。

(2)亚结构细化。

可通过较为形象的模型教学让学生了解到什么是亚结构,亚结构细化增加滑移阻力,引出形变强化产生的原因。

(3)变形织构。

这个知识点在教材上没有提到,笔者认为在给轧钢专业的学生讲授金属的塑性变形这章时应补充这一内容。学生只有了解到这一知识点后,才能理解我们在冷轧生产中为什么要采用大轧制力轧制,需要轧制等等轧制工艺的原因。

在教学中让学生了解到金属与合金经过冷变形后,由于出现变形织构而使金属呈现各向异性。在实际冷轧生产中,因为各向异性使金属在不同的方向显示着不同的力学性能,因而导致加工困难。通过这样的解释,学生对冷轧生产中的一些工艺要求就理解了。

金属材料与热处理篇2

[关键词]金属材料 热处理 工艺

中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0010-01

一、金属材料结构与组织概述

从时间角度分析,在几千年之前的铁器时代中,金属材料便出现在人们身边,金属材料被制作出生产劳动工具以及其它工具,与此同时,人们也清楚认识到了热处理的作用。从当前的发展趋势分析,在近几年社会经济与科学技术的不断发展,我国金属材料加工工艺已经得到了创新发展,并在国际中占据重要地位,尤其在工业技术产业的创新发展下,越来越多的领域加强重视金属材料,应用最多的便是合金材料,从宏观角度分析,无论哪一种材料,只有将其实施热处理,将内部组织结构改善,才能发挥其作用[1]。从微观角度分析,虽然经过热处理加工工艺,金属材料发生变化,但是金属材料外部形状以及化学成分不会发生变化,仅仅改善金属构件内部的显微组织,但是从整体角度分析,金属材料的性能发生了重大变化。

二、金属材料热处理工艺的概述

所谓的热处理便是将金属的材料放到对应的容器之中,对其进行加热、保温、冷却,将材料的表面、内部结构组织进行改变,是对金属材料性能进行控制的一种工艺。从某个角度分析,金属材料热处理工艺的应用,可以进一步增强零部件耐磨损、抗疲劳的能力,还可以提高零件的整体使用强度,保证金属材料的使用寿命。当然从经济角度分析,金属材料热处理工艺能够提高经济效益,节约资源,避免产生污染[2]。热处理工艺则是相关工作人员将金属材料进行加热,在加热到一定温度之后,根据材料大小以及形状不同采取保温措施,并对其进行冷却,其中值得注意的是淬火的应用能够将材料进行加热与保温,并在此之后将材料放入到水中进行冷却,这种方式下金属材料的硬度会得到提高,但是相应的脆度也会得到加强,因此为从根本上降低物体脆性,则需要将经过淬火之后的金属工艺进行保温,而后进行冷却。

三、金属材料与热处理之间的关系

(一)热处理预热与金属材料切削性能之间的关系

从全局出发分析,在当前我国金属材料加工企业在热处理预热以及金属材料切削方面存在联系,这样一来,则可以进一步提高金属材料的属性。除此之外,在金属材料在热处理预热之后,金属材料的内部结构会产生非常大的变化,只有经过预热,金属材料的内部结构会发生变化,当然只有经过预热,才能进一步改善材料的硬度以及外形,才能将金属材料的属性得到改良。从某个角度分析,材料内部发生变化,金属材料的切削性能得到改善,切割演变的比较简单。由此可以了解到热处理预热能够给金属切割产生影响,是热处理以及金属材料之间十分重要的关键载体。

(二)热处理温度与金属材料切边之间的衡量关系

从整个热处理过程中往往最为主要的便是要将其温度掌握好,之所以需要做好这一点是因为金属材料切边会受到相关温度的影响。在经过热处理之后,物理状态、硬度以及形态会发生重大变化,性能也会产生重大变化[3]。除此之外,在经过数据计算统计之后,与实际的情况相互对比,可以清楚了解到金属切边的性能发生重大变化。因此笔者认为在金属材料与热处理中需要掌握的便是材料数据,要保证温度的合适性。

(三)热处理与金属材料韧性的关系

毋庸置疑,有非常多的金属属性存在缺陷,具有代表性的便是韧性不足、硬度不足,且有非常多的金属材料在热处理之后,其韧性会得到提高,金属材料的作用也会得到发挥。当然,在热处理之后,金属材料的强度硬度会因为内部结构发生重大变化,其状态比较稳定,性能也会得到改良。

四、金属材料锈蚀、开裂问题分析

一般情况下,在金属加热中或者冷却的过程中,如果刻意的拉伸则会改变材料本身的内部组织结构,往往会导致材料会因为外界环境影响而发生变化,从而出现铁锈,这样一来则会导致金属材料的脆性增加,出现断裂现象。从另外一个角度分析,金属材料在存放的过程中如果收到影响,那么则会导致材料本身发生变化,会出现生锈现象,如果不及时进行处理,那么则会逐渐腐蚀材料,导致金属材料表面不光滑,内部结构不完成,严重影响金属材料的实际使用。在日常工作中,需要对金属材料保管加以关注,还需要定期或者不定期的进行清理,对于还没有使用的原材料要将表明上所存在的铁锈进行清理,然后再投入使用。对于已经妥善保管的金属材料,可以在表层涂抹防锈涂层,避免材料的形状以及结构发生变化。与此同时,如果不及时将金属材料的铁锈及时清理掉,那么则会导致对环境产生污染,甚至对人员造成事故[4]。举例说明:在2005年广东某一家石油化工车间出现爆炸,造成多人伤亡,设备损害,之所以产生这种现象的原因则是缺乏对日常设备的管理与检查,管道出现锈蚀,没有经过处理,在长期腐蚀中出现慢性病。

在金属材料热加工中还会出现另外一个问题,即出现开裂情况,这种情况同样会对金属材料的性能造车能够影响,之所以产生开裂现象的原因是由于在热加工过程中温度忽高忽低,所以相关人员在热加工工艺处理的过程中,需要控制好温度,提高材料的韧性承受能力,形成结晶。

五、金属热处理工艺未来的发展

在当前社会经济以及科学技术的不断发展下,金属材料热处理加工已经成为了现阶段十分重要的组成内容,但是在大多数金属材料热加工的过程中,会出现断裂现象,这种情况则会严重影响了材料再结晶的效果[5]。因此在金属材料热处理加工的时候需要对温度加以控制,使其形成结晶。从另外一个角度分析,科技在发展,在进步,工业、农业在发展过程中离不开机械设备,金属材料热处理已经发展成为了最为主要的任务与内容。热处理行业看似比较良好,但是却存在危险性,且金属以及金属材料需要进行高温加工,很多生产加工设备在运行如果不更新换代,那么则会存在非常多的安全隐患,且在金属材料高温加工以及加热的时候会产生有害气体,这些有害气体如果被人们吸入到体内,则会威胁人体健康。热处理行业属于污染型行业,在进行处理的时候需要考虑环境问题,并且不应该构建在居民区以及商业区,避免对人类造成伤害。

结语:

综上所述,在科学技术的不断发展下,我国工业技术水平越来越高,其中金属材料热处理已经达到了全新的发展水平,且提高了金属材料的有序发展与进步。

参考文献:

[1]李红波.关于金属材料热处理节能新技术的运用[J].科技与企业,2016,07:219+222.

[2]王克权.苏“金属材料热处理和化学热处理的现代设备与工艺”讨论会[J]. 兵器材料科学与工程,1987,06:64-68.

[3]高志玉,薛维华. 金属热处理计算机辅助工艺设计系统研究与开发[J]. 金属热处理,2012,10:92-95.

金属材料与热处理篇3

1金属材料热处理新工艺与技术

1.1激光热处理技术激光热处理技术主要是利用激光对金属材料进行热处理。由于激光穿透力强,因此可以实现其他热处理方式达不到的效果,使金属材料表面硬度增强,性能提高。使用电脑控制激光热处理技术,可以大大提高效率,实现热处理自动化。

1.2真空热处理技术真空热处理技术利用真空作为金属材料热处理的环境,可以缩短时间,提高效率,减少有毒气体的排放,有明显的节能效果和环保效果。目前,在一些发达国家,真空热处理技术还在不断研究和更新,力求在无氧环境的基础上填充惰性气体作为热处理环境,使热处理效率更高。

1.3超硬涂层技术超硬涂层技术可以提高材料表面硬度,使其更加耐用,提高性能,是目前应用范围较为广泛的热处理技术之一。随着现代金属材料加工技术的不断发展,超硬涂层技术采用电脑进行实时监控,方便该技术更好地应用。

1.4振动时效处理技术振动时效处理技术依靠振动原理稳定金属材料性能,可以有效防止金属材料变形。振动时效处理技术采用计算机设备进行监控,既可以减少生产时间,提高效率,还能够降低成本,节能减耗,克服了传统热处理技术的不足。

2金属材料热处理工艺与技术展望

随着金属材料热处理工艺与技术的不断发展,诞生了许多热处理技术。其中,可控气氛热处理就是较为成熟的热处理技术之一。可控气氛,顾名思义,就是一种可以控制和保护的气氛,是一种保护金属材料的气体介质。可控气氛可以有效保护金属材料的表面性能,使热处理过程更为完善。对于钢制工件而言,可控气氛热处理极为适合,可以给钢材料提供更为妥善的保护。这是因为钢在热处理高温中很容易被氧化,表面破坏较为严重,但可控气氛热处理却能够避免钢被氧化。对于其他金属材料而言,可控气氛热处理同样适用,在尺寸上可以调控,使操作更加灵活。目前,可控气氛热处理的应用较为广泛,但依然有很大的局限性。因此,未来的金属材料热处理工艺和技术需更加普及,才会有更广泛的发展空间。

3结束语

金属材料与热处理篇4

金属材料与热处理是机械类专业的基础课,内容涉及面广,专业术语多,教学难度大。根据多年的教学实践及知识间的内在联系,以提高教学效果为目的,提出行之有效的教学方法,为提高该课程的教学质量提供参考。

关键词:

教学方法;实验;多媒体;学习兴趣

金属材料与热处理是机械类专业必修的技术基础课,理论性和实践性都很强,课程内容涉及面广,且专业术语和抽象性概念较多,学生很难理解和掌握,其中晦涩难懂术语的掌握难度最大。针对以上情况,教师应深入研究教学方法,采取多种教学方法达到教学目。根据多年的教学实践及知识间的内在联系,以提高教学效果为目的,研究多样化的教学方法,为提高该课程的教学质量提供参考。

1把握教学重点金

属材料与热处理课程由2个部分组成,分别是金属材料和热处理。以材料性能为例,重点解析教学的重点内容。在实践中,学生首先接触的是材料用途。材料用途和工作条件对材料性能提出相应的要求,如刀具硬度要高,坦克履带的耐磨性要好。材料性能会随周围介质的变化而变化,这取决于其内部组织结构对周围介质的适应性。周围介质的组织结构不同,材料的性能也不同;在液态组织和固态组织中,材料的性能也不同。材料性能不同的主要原因是成分比例配对不同。只有找到合适的比例,才能配对出适用的材料。在教学中,老师应掌握“要了解材料用途必须先了解材料性能”这个关键,抓住教授课程的重点内容,一层一层地深入研究,并把这些理论传授给学生。

2改进课堂教学方法

2.1运用生活实例讲课

在教学中,教师可选择学生熟悉且与教学内容有关的生活实例,激发学生的兴趣,使学生们参与到课堂教学中,提高教学质量。例如,老师讲解金属材料的概念时,不应只局限于教材,而是应该引导学生列举生产、生活中熟悉的金属制品,如铸铁制做的铁锅、黄铜制做的弹壳、镁铝合金制做的照相机和计算机外壳等,增加学生对金属材料的感性认识。此后再讲解金属的导电性、导热性、耐高温性时,学生们就会兴趣盎然。

2.2多用多媒体教学

随着现代网络技术的飞速发展,多媒体教学方法得到普遍应用。多媒体教学具有信息容量大、直观形象、易于接受等特点。在进行金属材料与热处理课程教学时,可以收集大量与教学内容紧密相关的短片、图片及三维动画,展示材料组织结构、合金的凝固与扩散过程、钢的加热及冷却、铁碳合金相图等,把抽象的内容通过生动的视频表达出来,加强学生对教学内容的理解。工厂生产、加工设备工作过程及具体工艺操作,通过视频演示可以极大地发学生的学习兴趣,巩固传统理论教学效果。

2.3培养学生查阅资料能力

学生在学习或工作中,只有不断提高自身的职业素养和职业技能,才能更好地服务于企业。其中,查阅和应用资料手册是学生必须掌握的技能之一。在教学过程中,教师有目的地布置应用、查阅表格、图表、手册的任务,可以逐渐加强学生查阅和应用资料的能力。在讲课过程中,老师应借用曲线、图像、表格等内容表达、分析授课内容,并指导学生查表、对照、换算,培养其相关能力。例如,要求学生对所选择材料的热处理加热温度、冷却方式及能达到的性能等进行比较。这样的查阅训练,可使学生加深图像、表格、曲线的认知程度,加强常用钢材热处理规范及其性能等数据的查询熟练度。

3增强实践教学环节

金属材料与热处理课程与生产实践密切相关,是一门实践性很强的学科。在学院实验设施和经费不足的情况下,为激发学生的学习兴趣、提高教学质量,老师应积极创造条件,设计一些易于操作的实验内容,通过实验来验证理论内容。

3.1增加课堂实验

在讲授金属材料的力学性能———硬度时,可以让同学们比较石头和粉笔的硬度。用简单易做的实例展示不同材料的硬度差别,既浅显又易懂,还有助于提升学生的学习兴趣。

3.2加强实训操作

可在钳工实训室进行钢火花鉴别实验。老师课前先做好准备工作:粗的低碳钢铁钉及报废的中碳钢车刀柄、高碳钢錾子、高速钢白钢条,让学生在砂轮机上磨削这4种合金钢,让其观察合金钢火花的形态、亮度、色彩差别,老师再对钢火花鉴别实验进行分析、归纳、总结,使学生明确其鉴别原理和方法。采用这种方法,可以使学生的知识得到巩固、消化和升华。

3.3参观科研院所

目前,辽宁省铁岭技师学院机械专业的教学条件有限,实验设备和师资力量比较匮乏。在此情况下,教师可以与一些科研机构取得联系,带领学生到科研机构的实验室参观,即弥补实验教学不足,增长学生见识。如在讲授金属力学性能时,可以带领学生去科研机构参观,材料拉伸实验、硬度测试、冲击韧性实验、用光谱议检测元素等,都可以采用参观的方式教学。参观及科研人员讲解,可使学生验证理论,开拓知识视野。

3.4增设综合性实验

综合性和设计性实验可以把实验和理论知识串连起来,有效巩固所学知识,激发学生的参与意识,提高他们分析问题、解决问题的能力。比如在进行金相组织观察实验时,为避免单纯利用显微镜观察枯燥,可对实验内容进行适当调整,选择一些材料加工企业热处理后的报废、过热和过烧零件,让学生将其与合格零件进行比较,先完成性能检测,再观察金相组织,最后依据所学理论加以解释。要完成这些工作,必须查阅相关文献资料或与教师进行讨论,可使学生的参与兴趣得到极大提高,对实际零件的不同处理状态有更深层次认识。

4结语

在金属材料与热处理课程教学中,教师必须深入研究教学方法,根据课程特点采用行之有效的效学方法,充分调动同学们的学习兴趣和主动性。采用举例、多媒体、实验教学的目的是激发学生的学习兴趣和求知欲望,提高他们的综合素质,为现代社会培养高技能人才。

参考文献:

[1]宋莉.《金属材料与热处理》教学方法探析[J].课程教育研究:学法教法研究,2015(21):127.

[2]汪云.谈培养职业技术人才的金属材料与热处理教学中的有效途径[J].中小企业管理与科技,2016(13):124-125.

金属材料与热处理篇5

关键词:金属材料;教学改革;学习兴趣

作为一门专业基础课程,《金属材料与热处理》对于学生来说至关重要,其主要研究的是金属材料的相关知识,包括金属材料成分以及组织等等。金属材料热处理,通常情况下是通过改变金属材料的成分和组织形式来实现金属材料的热处理,从而达到我们预期的目的。通过该门课程,学生能够对金属材料的性能有所了解,并在此基础上熟练掌握金属材料热处理的工艺方式。因此我们必须对《金属材料与热处理》该门课程进行教学改革,进一步提高学生的学习积极性,实现教学的可持续发展。

1培养学生学习兴趣,提高学生注意力

教师在具体教学活动中,应当从学生的实际情况出发,灵活的应用多元的教学方式,使学生掌握金属材料热处理的相关技能。例如教师在教学活动中,可以通过举例论证和类比论证等方式实现教学,将教学内容从学生的生活实际有机结合在一起。在向学生介绍金属材料时,教师应当避免概念的照搬,应从学生的生活情况出发举例论证,例如易拉罐是用铝做的,电视线是铜芯的,金项链是金做的等等,这样可以使广大学生了解金属材料的性质,并明确金属材料的应用范围。与此同时,教师还一可以将所要教授的内容同我国历史实际情况结合在一起。众所周知,“淬火”这一概念早在我国古代时期就已经兴起,并以热处理的发展史为线索得到了进一步的发展,在讲述着一支试试,教师就可以引用三国时期诸葛亮带兵打仗这一典故,将这一支是灌输给学生。这样有利于培养学生的学习兴趣,进一步提高学生学习的注意力,使学生养成良好的学习习惯。

2加强实验教学,打造校企合作教学模式

《金属材料与热处理》单门课程存在较为严重的重理论轻实践现象。理论课程占所有课程的比重为3/4以上,而实践课程的学时占所有课时的比重仅为1/4,这种现象导致学生实践能力不强,学生学习兴趣不高的现象。很多学生表示,在其看来《金属材料与热处理》这门课程仅仅是一门理论课程,考试时仅注意理论知识的学习就可以达到很高的分数,这在一定程度上造成了学生对该门课程的认识偏差。为此,各院校应当进一步加强实验室建设,为广大学生添置大量的实习实验设备,并在此基础上将教室搬到实验室,这样做一方面可以满足学生不断提升自身实践能力的需求,另一方面,也可以进一步加强对学生的培训力度,可以说是一举多得。与此同时,各院校还应当与企业进行联系,打造校企合作教学模式。之所以这样做的主要原因在于,该门课程的绝大多数实验难以在学校实现,需要企业参与到教学活动中来,这样可以弥补院校实验能力不足的问题。教师在校企合作模式中,应当充分发挥自身的作用,带领学生到企业进行实习,了解企业的运行模式以及企业在金属材料热处理中的发展趋势,并其带头作用,与学生进行广泛的沟通和交流,了解学生在学习过程中遇到的问题并给予解决,这样学生能够快速的掌握该门技术。

3建立全方面的评价体系,加强对学生的评价

传统考核评价大多以知识评价为主,纪在学期末的时候,通过一张试卷了解学生的学习情况,这种考核模式虽然能够体现学期内该门课程的教学水平,但也暴露出一些问题,例如导致学生对该门课程存在认识偏差,对学生考核不全面等问题。在这种考核模式下,学生仅会死读书,而不会将所学知识应用到具体实践当中去,这样做不利于学生的成长。笔者通过长期的研究与实践认为,评价体系应当成为公认的衡量教学效果的标准,应对学生的实际情况进行全面考核,只有这样才能够发挥其应有的作用。为此应当建立健全评价体系,将课堂考察和课堂提问以及口头测验和实践活动等内容融入到课堂评价体系中,增强广大学生的自律意识,进一步提高其主动学习的积极性,使学生做到认识自我,不断的调整自我,促进学生发展。除此之外,在考核命题上,广大教师应当做到与职业资格考试接轨,尽可能的减少理论考核内容,增加主观分析类型的考核,使学生在学习理论知识的基础上,能够对行业资格考试有所了解,并实现对学生理论与实践技能的全方面考察。

4结语

总而言之,我们可以通过举例教学和类比教学等方式实现学生注意力的集中,充分调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。当然我们也应当充分意识到,罗马非一日建成,《金属材料与热处理》该门课程的教学改革也非一日之功,但千里之行始于足下,我们可以从点滴小事做起,通过调动学生学习积极性等方式使学生感知知识,牢固的掌握知识。

参考文献:

[1]杨超,王瑞花,宋杰光,李世斌.地方高校《金属材料与热处理》课程教学改革探索[J].科技资讯,2015(27):165-166.

[2]游涛.基于S-O-R理论的金属材料与热处理教学改革[J].中国冶金教育,2012(03):18-20.

[3]王永明.金属材料与热处理教学改革与实践初探[J].今日科苑,2010(08):269.

金属材料与热处理篇6

[关键词]金属材料与热处理;兴趣

《金属材料与热处理》是一门专业基础课,研究的是金属材料的成分、组织及热处理方法。材料热处理一般不改变工件的形状,而是通过改变金属材料的成分、组织,从而达到改变性能,实现用途的目的。通过本课程的学习,学生应掌握金属材料的性能特点,用正确的热处理加工工艺和方法获取优质的工件。由于本课程研究的是材料内部的组织结构,许多知识点需要通过各类实验来验证。但技工学校由于实习设施的缺乏,导致很多实验不能进行,教师只能进行理论教学。另外该课程概念多而繁杂,理论抽象,涉及面广,难度较大。从目前我校的生源来看,大多数都是初中毕业生,年龄偏小,没有金属材料与热处理方面的感性认识和机械知识及机械技能基础,此部分学生对于该课程的学习有一定的难度。因此,学生上课时普遍感觉枯燥、乏味,学起来很困难。那么,教师该怎样才能上好这门抽象难懂的课程呢?

心理学告诉我们,兴趣是人的认识需要的情绪表现,是学习动机中最有活力的部分。学习兴趣的培养、保护和发展对于激发技校学生进行专业课程的学习尤为重要。许多学生不是不想学,而是由于缺乏必要的学习兴趣,没有学习动力,时间一长甚至发展到厌学的程度。笔者认为教师的责任是,在教学过程中通过多途径、多层次、多样化的教学设计制造专业教学的亮点,实施兴趣教学,从而让学生产生学习兴趣,维持并发展兴趣,这样才能真正地学好这门课程。通过几年的教学实践,笔者总结了以下几种兴趣教学的实施手段和方法。

一、用实例,吸引学生注意力

著名心理学家皮亚杰认为:“青少年的好奇心不完全取决于一个东西的物理特性,而要看它和主体的过去经验的关系如何。”也就是说,学生会对自己熟悉或相关的课题内容产生兴趣。因此,教师上课时应针对学生的状况,灵活地使课本内容贴近学生的生活和经验,使学生对教学内容产生亲切、熟悉的感觉,吸引学生的注意力,进一步激发学生学习更深层次内容的求知欲望和学习动机。

举例教学就是贴近学生生活和经验的一种教学方法。比如在介绍金属材料时,我不是照搬概念,而是引导学生列举一些生活中的金属实物及其使用材料的例子。学生从身边的生产、生活中举了很多例子,如“餐具是不锈钢的”,“电线是铜芯的”,“汽车车身用钢板材料”,“易拉罐是用铝做的”,“暖气等热水嘴是黄铜的”等等。我在其中选择了比较具有代表性的金属进行列表,如下:

由于这些物体都是学生平时见过甚至是用着的,已有了一定程度的感性认知,因此,在讲金属的性能,如金属的导电性、导热性、耐高温性时,很多学生都能马上领悟。

让学生参与举例教学,办法虽简单,但能调动学生积极性且贴近学生的实际生活,从而收到良好的教学效果。

二、图文并茂,注意辅之形象记忆

在《金属材料与热处理》课程教学中注重图形结合,再辅之以形象记忆,可使学生较轻松地掌握需记忆的内容。如在铁碳合金重点章节教学中,要充分注重图形结合课件播放铁碳合金相图,引导学生学习五种金属组织及性能。分析一定含碳量的合铁碳合金相图是《金属材料与热处理》课程中重要的章节,是本课程的核心,它既有较强的实践性又有很深的抽象理论,学生在学习中普遍认为概念很难理解。在此情况下,教师要充分利用自制的课件进行演示教学,把抽象的东西加以形象化,具体化,图文并茂并结合形象记忆法记忆相图五个重要的相变温度。再运用相图诀可有效帮助学生识记铁碳合金相图。

相图诀

温度成分建坐标,铁碳二元要记牢;

两平三垂标特点,九星闪耀五弧交;

共晶共析液固线,十二面里组织标;

基本组织先标好,相间组织共逍遥;

分析成分断组织,铸锻处理离不了。

注:铁碳二元――铁(Fe)和渗碳体 (Fe3C)

两平――ECF线(共晶线)、PSK线(共析线)(又称A1线,热处此线温度727度)

三垂――含碳量分别为0.77%、2.11%、4.3%

九星――A、C、D、G、S、E、P、F、K九个特性点

五弧――AC、CD、AE、GS、ES五条线

三、合理运用多媒体教学,强化课堂教学效果

科学研究表明,眼、耳等多种感官并用,学习效率最高。可是《金属材料与热处理》课程中有关硬度的各种实验,如退火、正火、淬火、回火等热处理工艺受设备条件限制,没有现场操作演示。若仅凭挂图及几个应用实例分析很难把枯燥、抽象的内容讲“活”。因此,教师可利用多媒体教学具有可视性强的特点,在教学中将金相显微组织、炼钢过程、热处理的操作过程、材料的火花鉴定等利用陈述性表达无法取得满意效果的教学内容,通过多媒体加以形象直观的展现,使教室的空间得到延伸,让学生不出教室便可置身于实验室和工厂的车间之中,使学生所学到的知识更贴近生产实践。这样将增加课堂教学的趣味性与生动性,可有效调动学生的学习兴趣,有助于学生充分利用视觉和听觉去获取知识。

四、设悬念,激发科学探究精神

《金属材料热处理》中“金属材料的力学性能”是重点学习内容之一,但该内容较为抽象,如果采用传统讲述法,很难提起学生的兴趣。因此,在上新课前先放映了一段著名的泰坦尼克号邮轮沉没的电影片段,并进行解说:泰坦尼克号邮轮堪称当时世界上最大、最豪华、设计最先进的邮轮,但就是这艘被称为“永不沉没”的海上都城,在与冰山的一次冲撞后,产生了90多米长的大裂纹,并在短短3个小时后就沉没了。这是人类航海史上的一次悲剧,它的沉没也是近一百年来的未解之谜。后来科学家对邮轮的残骸进行分析,认为事故的发生与材料的力学性能有密切的关系。

学生听到这里,急于想知道其中的奥秘。这时不急于讲答案,而是设下伏笔,创设了一个“悬念猜想”的学习情境,从而进入教学过程。

在教学中,由于强烈的好奇心的驱动,学生对金属材料的力学性能分析这一原本枯燥的课题始终保持着浓厚的兴趣,课堂教学变成了学生进行科学探究的过程。最后,再为学生揭开悬念的谜底:原来,泰坦尼克号邮轮的钢板,在极低的温度下变脆,经不起冲击和震动;另外,那时候冶炼及热处理技术不先进,钢板中含硫量高,韧性很差,最终导致了这场灾难的发生。

“好奇之心,人皆有之”,利用悬念猜想这一“催化剂”,创设新奇的教学情境,学生在猜测过程中会产生心理上的焦虑、渴望和兴奋,而这种心态正是教学所需要的,往往可以收到事半功倍的效果,。

在《金属材料与热处理》教学中,无论是举例子、讲故事,还是设悬念、做实验或者写论文,都始终围绕着兴趣教学这个中心点来展开。课堂教学中教师不仅要注重教学法的科学性,还需讲究授课的艺术性。孔子说过:知之者,不如好之者;好之者,不如乐之者。兴趣是学习动机中最活跃的成分,一旦激发出来就会使学生产生求知欲望,充分调动起学生的主观能动性,从而克服学习中的困难,学到知识,真正实现寓学于乐。

参考文献

金属材料与热处理篇7

一、金属材料与热处理课程的教学要求

1.主要内容

金属材料与热处理是一门实践性很强的专业基础课。该课程的主要内容包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识、热处理的基本知识、金属材料及其应用等相关知识。

2.主要目的

通过该课程的学习,学生应掌握有关金属材料与热处理的基本理论和基本知识;初步了解金属材料的应用及设计时的合理选材;初步掌握正确运用热处理工艺、合理安排零件工艺路线的方法。

二、根据技工院校的培养目标,组织实施教学

技工院校的主要目标就是培养生产一线的技术工人。机械行业的技术工人从手中用的工具到加工的零件,每天都与各种各样的金属材料打交道。为了正确地认识和使用金属材料,合理地确定不同金属材料的加工方法,充分发挥材料的潜力,就必须熟悉金属材料的牌号,了解它们的性能和变化规律。在技工院校中,由于实验条件的限制,许多内容涉及看不见摸不着的微观组织,学生缺少感性知识,觉得学习枯燥乏味,而且教师所讲内容与社会脱节较大,理论知识讲授占据大部分课时,影响了学生实际应用能力的提升。因此,笔者认为确定教学内容时,应考虑以下几个方面。

1.增加阶段性实习训练内容

为了培养学生的动手能力,应以“够用为度,适用为限”为原则,适当缩减理论课时,增加实践性教学环节。例如,讲解钢的火花鉴别内容时,要让每位学生动手,力求学生在学习过程中逐步掌握金属材料的牌号、钢号混杂的钢材、碳素钢的含碳量、钢材表层的脱碳情况、材料中所含合金元素的类别等。

2.对本课程内容进行合理增减

学校培养的学生是新时代的蓝领,今后需要面向社会生产一线。因此,教师在教学时应根据课时分配情况适当增删部分教学内容。如讲解铁碳合金的基本组织与性能时,应对不同牌号的金相试样在金相显微镜下观察平衡其组织,可以采用分组、互动的教学方法,激发学生的学习兴趣,增强学生的动手能力,进一步熟悉不同金属材料的牌号、组织、性能和用途之间的关系。再如讲解有色金属时,教师只要求掌握其性能特点及用途即可,使教学内容更加符合技工院校的教学要求。

三、根据学生特点,转变观念,改进教学方法和手段

1.活跃气氛,激发学生学习兴趣

培养良好的学习兴趣能促使学生主动参与学习,但该课程具有很强的实践性,怎样才能调动学生的学习积极性呢?首先,应发扬民主的教学作风,创造和谐的学习氛围,强化自主的学习精神。如做个小实验,将一根直径1mm左右的钢丝剪成两段,放在酒精灯上同时加到赤红色,然后分别放入水和空气中冷却,冷却后用手进行弯折,结果发现放在水中冷却的钢丝硬而脆,很容易折断,而放在空气中冷却的钢丝较软且有较好的塑性,可卷成圆圈而不断裂。这时,教师应鼓励学生大胆地提出问题,在提问中解惑,力求做到理论联系实际,千万不要一带而过。

2.利用多媒体,进行直观性教学

随着现代化科技的发展,多媒体教学已成为教学的重要手段。教师在进行多媒体教学时,可以发挥多媒体的优势,灵活运用各动画、视频等多媒体信息,增进学生对所学知识的理解,使一些抽象的知识更形象、更直观。将语言叙述不清的部分内容采用图文并茂的形式生动形象地描述出来,可以增强学生的学习信心。

四、根据课程特点,改变考试模式

金属材料与热处理篇8

关键词:金属材料与热处理 兴趣 教学

《金属材料与热处理》是一门专业基础课,研究的是金属材料的成分、组织及热处理方法。金属材料的热处理一般不改变工件的形状和尺寸,而是通过改变金属材料的成分、组织,从而达到改变性能,实现用途的目的。由于本课程研究的是材料内部的组织结构,许多知识点需要通过各类实验来验证。但技工学校由于实习设施的缺乏,导致很多实验不能进行,教师只能进行理论教学,因此,学生上课时普遍感觉枯燥、乏味,学起来很困难。那么,教师该怎样才能上好这门抽象难懂的课程呢?

心理学告诉我们,兴趣是人的认识需要的情绪表现,是学习动机中最有活力的部分。学习兴趣的培养、保护和发展对于激发技校学生进行专业课程的学习尤为重要。本人认为在教学过程中可通过多途径、多层次、多样化的教学设计制造专业教学的亮点,实施兴趣教学,从而让学生产生学习兴趣,维持并发展兴趣,这样才能真正地学好这门课程。通过几年的教学实践,本人总结了以下几种兴趣教学的实施手段和方法。

一、设计好课堂内容激发学生的求知欲

课堂教学的功能,表现在激发起学生的认识兴趣和情感,启发和引导学生的思维,让学生用最短的时间进入到课堂教学最佳状态。精彩的导入,往往能够奠定整个课堂教学艺术成功的基调。

1、重视绪论课激发学生的求知欲

俗话说“良好的开端是成功的一半”,教学也一样,一旦学生对该门学科感兴趣,他们就会深入地、兴致勃勃地学习这门课的知识。在绪论中将重点放在《金属材料与热处理》我国的对世界文明和人类进步的卓越贡献,可举以下实例:

1)我国在公园前16世纪就开始使用金属材料,殷商时代使用青铜。

2)我国还是生产铸铁最早的国家――春秋时期比欧洲早1900年。

3)我国掌握炼钢技术比其他国家早1600余年――东汉时期。

通过中华民族几个重要时期取得辉煌成就阐述,激发起了学生的民族自豪感和求知欲,还可将课程的主要内容扩展其中,为后面内容的介绍做好铺垫,为本课程的学习创设了良好的学习情境。

2、生活经验引入激发学生的求知欲

《金属材料与热处理》课程概念多、材料牌号多、理论性较强。但学生对这门课中的内容并不陌生,生活中积累了一定感性认识,在课堂导入内容设计时以学生已有的生活经验,已知的素材为出发点,老师通过生动而富有感染力的讲解、提问,以及起联想,自然地导入新课使学生感到所学的知识就是身边发生的事情,从而激发强烈的探究欲望和学习兴趣。

3、设问引疑激发学生的求知欲

教学过程是一种提出问题和解决问题持续不断的活动。学好该课程应把握“材料成分和热处理决定其组织,组织决定其性能,性能又决定其用途这以内在关系”。这一内在关系将课本的内容串接起来,彼此存在一定的联系,设问引疑主要用于由学过的知识引出新内容。

二、理论联系实际,培养学习兴趣

1、举例子,吸引学生注意力

举例教学就是贴近学生生活和经验的一种教学方法。比如在介绍金属材料时,我不是照搬概念,而是引导学生列举一些生活中的金属实物及其使用材料的例子。学生从身边的生产、生活中可以举很多例子,如“金项链是用金制作的”,“易拉罐是用铝做的”,“车床的床身材料是铸铁”,“电线是铜芯的”,“防护网是用不锈钢做的”,“香烟盒的内包装纸是锡纸”等等。

由于这些物体都是学生平时见过甚至是用着的,已有了一定程度的感性认知,因此,在讲金属的性能,如金属的导电性、导热性、耐高温性时,很多学生都能马上领悟。

举例教学,办法虽简单,却能马上贴近学生的实际生活,从而收到良好的教学效果。2、2、讲故事,挖掘学习兴趣点

在机械专业课的教学中应该善于挖掘课本知识点中的背景故事、历史故事等,将这些与专业知识息息相关的故事讲给学生听,对于提高他们的学习兴趣大有裨益。

例如,在讲到“淬火”这个单元时,以中国古代热处理的发展史为线索,挖掘出“淬火”这道热处理工艺背后的历史故事:在我国古代,公元前六世纪左右,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺得到了迅速发展。以河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟为例,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。历史故事相传,三国时诸葛亮带兵打仗,请当时的著名工匠蒲元为他的军队制造了3000把钢刀,蒲元运用了“清水淬其锋”的热处理工艺,使钢刀削铁如泥,从而大败敌军。从这些故事可知,淬火的主要目的是为了获得马氏体,提高钢的强度和硬度。

讲完故事后,再把淬火这道热处理工艺的特点及淬火冷却介质进行了补充和总结。通过对专业知识相关故事的介绍,学生对所学的课程有了较为全面的了解,这无疑比干巴巴地讲解课本内容有趣得多。

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