金屬材料論文精品(七篇)

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篇(1)

該法是在有一定形狀的容器內(nèi)填滿發(fā)泡塑料，再倒入高熔點(diǎn)材料，先硬化再加溫使發(fā)泡塑料氣化，然后再模具中倒入液態(tài)金屬使其冷卻、凝合，然后將高熔點(diǎn)材料去掉，就獲得了海綿狀多孔金屬。莫來(lái)石、碳酸鈣、石膏德?tīng)柕葹楦呷埸c(diǎn)材料的首選材質(zhì)。其優(yōu)勢(shì)在于金屬孔隙率高達(dá)80%以上，其缺點(diǎn)在于成本高昂且產(chǎn)量不高，多見(jiàn)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(dāng)做高熔點(diǎn)材料，研發(fā)成多孔gdrMGYZ合金。

2基于粉末的制備工藝

2.1粉末燒結(jié)法該法是首先將造孔劑和金屬粉末混合形成預(yù)制體，再通過(guò)加熱、燒結(jié)等方式來(lái)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(guò)燒結(jié)制成多空金屬。其優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備無(wú)需太好，燒結(jié)需求的溫度、氣氛和時(shí)間等可以調(diào)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(zhì)，而且孔徑小，孔隙率為30%左右。常用來(lái)制造多孔鈦、銅、鋁等材料。目前已經(jīng)成功研制的產(chǎn)品有：多孔lgiAMS合金、多孔純鈦、利用粉末造孔劑研發(fā)的孔隙率在55%～75%之間的多孔鈦、多孔Ti-7.5Mo合金、3SCOr發(fā)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(fā)泡法該法主要是將金屬粉末、活性添加劑、發(fā)泡劑攪渾后裝進(jìn)模子，然后利用高溫使其在漿料中產(chǎn)生氣體，然后利用燒結(jié)和晾干而形成的多孔材料。常見(jiàn)于生產(chǎn)多孔鎳、銅、不銹鋼、鋁等。制成的多孔金屬孔隙率高達(dá)90%以上，且成本較為低廉，而且發(fā)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(dá)96%的多孔不銹鋼。

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

3基于沉積技術(shù)的制備工藝

3.1電解沉積法該法利用電鍍工藝，經(jīng)過(guò)化學(xué)沉積來(lái)獲得高孔率開(kāi)口結(jié)構(gòu)材料金屬化。主要過(guò)程為現(xiàn)在它的表面電鍍一層金屬，經(jīng)過(guò)烘焙來(lái)使得里面的開(kāi)口結(jié)構(gòu)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(kāi)口結(jié)構(gòu)材料的首選材質(zhì)，多為三維網(wǎng)狀有機(jī)泡沫。現(xiàn)如今，世界上較為流行的生產(chǎn)高孔率金屬材料大型制備多選用這種方式來(lái)完成。它的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)品孔隙率高達(dá)80%以上、且結(jié)構(gòu)和孔隙分布都較為均衡。缺點(diǎn)在于成本比較昂貴，且生產(chǎn)工序非常繁瑣，也很耗費(fèi)時(shí)間。一般情況下，多孔鎳、銅、銀、鈷等薄膜材料選用此法來(lái)制成。TanKai等利用化學(xué)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(tài)金屬到金屬蒸汽的演變過(guò)程，一般需在真空、惰性氣體等狀態(tài)下來(lái)進(jìn)行，在網(wǎng)狀聚亞胺酯等物上附著后而出現(xiàn)的金屬沉積層。然后再經(jīng)過(guò)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(yōu)勢(shì)在于對(duì)于任意的金屬和合金都使用，且孔隙率可以達(dá)到60%～80%。其缺點(diǎn)在于沉積的過(guò)程緩慢，設(shè)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(fā)出開(kāi)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(diǎn)，然后保溫，使捕獲的氣體進(jìn)一步脹大出現(xiàn)孔隙，再進(jìn)行冷凍就會(huì)出現(xiàn)多孔金屬材料。這種材料雖然性能和結(jié)構(gòu)都俱佳，但是生產(chǎn)成本過(guò)高，不適宜于大批量生產(chǎn)。

4多孔金屬材料的應(yīng)用及展望

篇(2)

1教學(xué)體系的的創(chuàng)新

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目前的無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的改革提供了方向，做好基礎(chǔ)性、根本性、原則性的工作任務(wù)是目前應(yīng)該完成的要求，教學(xué)體系的改革首當(dāng)其沖。當(dāng)前專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)政治上合格的，在無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)有廣闊而扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、適應(yīng)能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神和技術(shù)開(kāi)發(fā)能力的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的課程體系改革應(yīng)該從以下三個(gè)方面著手：首先加強(qiáng)科學(xué)基礎(chǔ)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)，隨著科技的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)無(wú)疑成為了影響社會(huì)生產(chǎn)的第一要素，強(qiáng)化學(xué)生的自然科學(xué)基礎(chǔ)能力同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的適用，在加強(qiáng)其對(duì)自然科學(xué)本質(zhì)理解的情況下，顯著提高其運(yùn)用科學(xué)技術(shù)解決基本問(wèn)題的能力和速度；其次是重視對(duì)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，在無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)中，基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)能提高學(xué)生的工作適應(yīng)能力，掌握了工程技術(shù)的共同理論、共同技術(shù)，即使就業(yè)工程中專(zhuān)業(yè)知識(shí)有所偏差，也能利用基礎(chǔ)知識(shí)彌補(bǔ)，強(qiáng)化學(xué)生適應(yīng)人才市場(chǎng)缺口的問(wèn)題；最后，建立完善的學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，為了培養(yǎng)更全面的應(yīng)用型人才，針對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人才缺口方向，加大對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重視有利于讓學(xué)生走入工作崗位就能迅速為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)價(jià)值，理應(yīng)成為本次教學(xué)課程改革的重點(diǎn)，因此強(qiáng)化無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱工基礎(chǔ)以及水泥等研究方法和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。具體到應(yīng)用步驟，應(yīng)加大對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的檢查力度，教師做出相應(yīng)的實(shí)踐要求，一環(huán)扣一環(huán)，分步完成。保證學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)無(wú)論是設(shè)計(jì)或是草圖繪制等階段都有配套的記錄，以便于對(duì)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的控制。同時(shí)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從事實(shí)驗(yàn)操作并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差分析，有助于觀察問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的提高。

2建構(gòu)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系

首先，建立一支教學(xué)水平高、技術(shù)能力硬、思想素質(zhì)好的師資隊(duì)伍，形成應(yīng)用型學(xué)科的專(zhuān)兼職教學(xué)建設(shè)。“兵熊熊一個(gè)，將熊熊一窩”，一位高水平的教師給學(xué)生帶來(lái)的好處是其他方面無(wú)法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識(shí)，更應(yīng)該在實(shí)踐教學(xué)上給學(xué)生正確的指導(dǎo)，從一開(kāi)始就避免學(xué)生走入操作的誤區(qū)。同時(shí)，學(xué)校可以與相關(guān)大型企業(yè)建立起互動(dòng)關(guān)系，建立教學(xué)激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)教師與一線工作者多多交流，培養(yǎng)教師的創(chuàng)新能力；聘用基層工作經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)骨干在學(xué)校擔(dān)任客座講師，讓企業(yè)的技術(shù)人員向其講解各個(gè)生產(chǎn)線的優(yōu)缺點(diǎn)，保證本專(zhuān)業(yè)學(xué)生能夠迅速掌握一線工作中的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以幫助其迅速掌握學(xué)習(xí)中的要領(lǐng)，從而適應(yīng)工作的需要。其次，積極開(kāi)展與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)相互合作，建立一批質(zhì)量較高、相對(duì)穩(wěn)定的校外技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地；將校外實(shí)訓(xùn)基地建立在當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)企業(yè)內(nèi)部，充分利用生產(chǎn)技術(shù)骨干和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備；同時(shí)利用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，“材料制備技術(shù)”、“工程測(cè)試技術(shù)”、“材料表征技術(shù)”三大課程實(shí)驗(yàn)及“專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”為建設(shè)重點(diǎn)，充分利用校內(nèi)外的教學(xué)資源，把實(shí)驗(yàn)室打造成技術(shù)培訓(xùn)和理論知識(shí)結(jié)合的基地以滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)工作。最后，要革新學(xué)生考核體系，開(kāi)展校內(nèi)證書(shū)認(rèn)證制度過(guò)去的一卷考核體系已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前學(xué)習(xí)的需要，考生在考試前簡(jiǎn)單突擊一下就能隨意應(yīng)付過(guò)去，為了讓學(xué)生從深入理論研究，可以開(kāi)展論文考察等形式，高屋建瓴的從應(yīng)用的角度掌握理論的知識(shí)。目前，專(zhuān)業(yè)證書(shū)代表了各專(zhuān)業(yè)的等級(jí)水平，也得到了社會(huì)的承認(rèn)。學(xué)校可順應(yīng)潮流構(gòu)建校內(nèi)證書(shū)認(rèn)證制度，建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，將職業(yè)資格證書(shū)引入人才培養(yǎng)機(jī)制，以鼓勵(lì)學(xué)生多多考取專(zhuān)業(yè)資格證書(shū)，強(qiáng)化基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)的理解，拓展相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

二結(jié)語(yǔ)

篇(3)

遷鋼腐蝕實(shí)驗(yàn)室根據(jù)首鋼抗腐蝕管線鋼開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，定位在可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，在完成產(chǎn)品出廠檢測(cè)的同時(shí)承擔(dān)新產(chǎn)品研發(fā)所需要進(jìn)行的試驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)芰Πǔ爻合碌臍渲麻_(kāi)裂HIC和硫化氫應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂SSCC(B方法四點(diǎn)彎曲)兩個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目，可以分別進(jìn)行A、B兩種溶液的試驗(yàn)，于2011年6月份正式投入使用。濕H2S能夠引起金屬材料發(fā)生強(qiáng)烈的氫致開(kāi)裂HIC和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂SSCC，因此，所有臨濕H2S環(huán)境設(shè)備(特別是壓力設(shè)備)材料必須經(jīng)過(guò)耐HIC或SSCC標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)測(cè)試或腐蝕試驗(yàn)研究。將H2S氣體通入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中形成H2S腐蝕介質(zhì)，對(duì)金屬材料的抗HIC和SSCC性能進(jìn)行檢驗(yàn)，然后廢氣通過(guò)尾氣回收系統(tǒng)進(jìn)行回收。整套試驗(yàn)系統(tǒng)主要分為氣體發(fā)生裝置、主反應(yīng)器、排氣和尾氣回收管路，可進(jìn)行HIC、SSCC的B方法，還包括安全報(bào)警系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備、應(yīng)急噴淋系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)監(jiān)控與系統(tǒng)控制，尾氣回收系統(tǒng)以及輔助的個(gè)人防護(hù)裝置等，試驗(yàn)流程如圖1所示。

1.1HIC試驗(yàn)流程來(lái)樣處理－配置反應(yīng)液－擺放試樣－氮?dú)獬酰埔海纬酰ㄈ肓蚧瘹洌味ǎ瓬y(cè)量PH值－保持硫化氫平穩(wěn)－測(cè)量PH值－氮?dú)獬蚧瘹洌埔海嚇哟蚰ィ暧^拍照－切面編號(hào)－分切小樣－試樣磨拋、檢驗(yàn)－試樣整理、保存－出報(bào)告。

1.2SSCC試驗(yàn)流程來(lái)樣處理－配置反應(yīng)液－加載試樣－氮?dú)獬酰埔海纬酰ㄈ肓蚧瘹洌味ǎ瓬y(cè)量PH值－保－持硫化氫平穩(wěn)－測(cè)量PH值－氮?dú)獬蚧瘹洌埔海遁d清洗－試樣打磨－宏觀拍照－試樣整理、保存－出報(bào)告。實(shí)驗(yàn)室配置了全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、先進(jìn)的硫化氫氣體報(bào)警器和大功率排風(fēng)系統(tǒng)，能夠有效地保證腐蝕試驗(yàn)的正常進(jìn)行和試驗(yàn)人員的人身安全，試驗(yàn)所產(chǎn)生的廢氣、廢液均回收處理，確保無(wú)污染，零排放。

2應(yīng)用實(shí)效

作為一個(gè)獨(dú)立的腐蝕實(shí)驗(yàn)室，遷鋼腐蝕實(shí)驗(yàn)室自投入使用以來(lái)，可以在滿足遷鋼管線鋼開(kāi)發(fā)生產(chǎn)研發(fā)、完成出廠產(chǎn)品檢測(cè)的基礎(chǔ)上，為首鋼集團(tuán)下屬的首秦、京唐及其他社會(huì)單位提供抗酸試驗(yàn)檢驗(yàn)服務(wù)，實(shí)驗(yàn)室于2012年7月通過(guò)了中國(guó)合格評(píng)定委員會(huì)(CNAS)認(rèn)可，可以按照NACE標(biāo)準(zhǔn)(NACETM0284、NACETM0177)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T8650、GB/T4157)開(kāi)展檢驗(yàn)，具備了作為第三方實(shí)驗(yàn)室的資質(zhì)，在滿足出廠檢測(cè)及產(chǎn)品研發(fā)的基礎(chǔ)上，為公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。遷鋼腐蝕實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行，儀器定期校準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確有效，實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合國(guó)家及行業(yè)安全技術(shù)規(guī)范，實(shí)驗(yàn)員操作熟練，能夠獨(dú)立完成腐蝕試驗(yàn)，安全防護(hù)無(wú)漏洞，報(bào)警系統(tǒng)安全可靠，廢液回收集中存放，定期處理，符合環(huán)保要求。在滿足安全可靠、綠色環(huán)保的基礎(chǔ)上做到了功能全面、操作簡(jiǎn)便，得到了國(guó)內(nèi)外用戶的認(rèn)可。

3總結(jié)

篇(4)

明確將無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)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(wú)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(zhuān)業(yè)口徑、突出某一專(zhuān)業(yè)方向、強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力、博專(zhuān)共存、以專(zhuān)為主、長(zhǎng)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(guò)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(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案在修訂后開(kāi)設(shè)了兩個(gè)培養(yǎng)方向：

（1）傳統(tǒng)無(wú)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(wú)機(jī)非金屬材料方向。加強(qiáng)學(xué)生對(duì)“廣泛材料”了解、認(rèn)識(shí)、掌握的培養(yǎng)模式，通過(guò)對(duì)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(zhuān)業(yè)在這兩個(gè)培養(yǎng)方向上，形成了以國(guó)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(kāi)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(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)課程體系

根據(jù)市場(chǎng)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(zhuān)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(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)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(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)。分為必修課、無(wú)機(jī)非金屬材料工程一級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)課程、無(wú)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(duì)學(xué)生考研也有很好的作用。

3）專(zhuān)業(yè)課平臺(tái)。分為：

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

（2）專(zhuān)業(yè)任選課，專(zhuān)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(zhuān)業(yè)知識(shí)。無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)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(kāi)始開(kāi)設(shè)就業(yè)針對(duì)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(zhuān)業(yè)特色實(shí)踐課（分兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向）、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。

3總結(jié)

篇(5)

[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(guò)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(guò)改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其性能，這就是金屬材料熱處理過(guò)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(lái)說(shuō)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(lèi)鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品金屬材料的切削過(guò)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(duì)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(guò)預(yù)先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過(guò)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(duì)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(guò)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(guò)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?gòu)?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(guò)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(guò)程實(shí)際上就是金屬熱處理。 

在金屬熱處理過(guò)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(guò)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(lái)代替原來(lái)的變形晶粒，這個(gè)過(guò)程稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶晶核的形成與長(zhǎng)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(guò)程才能進(jìn)行。 

那么，對(duì)于不同的金屬材料，我們就可以通過(guò)控制不同的熱處理的溫度，來(lái)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(kāi)，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(kāi)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(zhǎng)的晶粒為主。在900℃變形開(kāi)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(tǒng)bl2級(jí)。在900℃以上．晶粒開(kāi)始長(zhǎng)大。因此，對(duì)此種鋼來(lái)說(shuō)，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(kāi)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(kāi)裂。大部分引起應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(kāi)裂。 

舉例：金屬熱處理中，通過(guò)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(guò)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(6)

關(guān)鍵詞：金屬腐蝕與防護(hù)；教學(xué)改革；畢業(yè)論文

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

基金項(xiàng)目：本文系內(nèi)蒙古科技大學(xué)校內(nèi)基金項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：JY2009003）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2011）11-0128-01

一、“金屬腐蝕與防護(hù)”課程概況

金屬材料作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需品被各行各業(yè)大量使用，而金屬材料在絕大多數(shù)情況下與腐蝕性環(huán)境介質(zhì)接觸就會(huì)發(fā)生腐蝕，因此，金屬的腐蝕與防護(hù)是一個(gè)重要的學(xué)科門(mén)類(lèi)。

在化學(xué)、石油、造紙等工業(yè)中，金屬腐蝕造成設(shè)備的跑、冒、滴、漏會(huì)導(dǎo)致大量有毒物質(zhì)的泄漏，污染環(huán)境，危害人民的健康。因此，研究與解決材料的腐蝕問(wèn)題與防止環(huán)境污染、保護(hù)人民的健康息息相關(guān)。金屬的腐蝕甚至?xí)?lái)災(zāi)難性的后果。在油氣田的開(kāi)發(fā)中，從油水井管道和儲(chǔ)罐以及各種工藝設(shè)備都會(huì)遭受?chē)?yán)重的腐蝕，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。1966年某天然氣井的套管發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，引發(fā)井噴和特大爆炸，造成人員傷亡，日產(chǎn)百萬(wàn)立方米的高產(chǎn)氣井報(bào)廢。1971年某天然氣管線發(fā)生腐蝕斷裂，產(chǎn)生爆炸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7000萬(wàn)元。1997年某化工廠?18個(gè)乙烯原料儲(chǔ)罐由于硫化物腐蝕引起大火，停產(chǎn)半年，直接損失達(dá)2億多元，間接損失巨大。1985年日本的一架波音747客機(jī)，由于應(yīng)力腐蝕斷裂而墜毀，導(dǎo)致500余人喪生。

腐蝕破壞所造成的直接經(jīng)濟(jì)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(chǎn)量達(dá)到9.625億噸，中國(guó)的鋼產(chǎn)量高達(dá)2.2億噸，美國(guó)的鋼產(chǎn)量為0.914億噸。按下限計(jì)算，世界每年腐蝕掉的鋼大于美國(guó)的鋼產(chǎn)量；中國(guó)一年就有2200萬(wàn)噸鋼被腐蝕掉，相當(dāng)于腐蝕掉一個(gè)大型鋼鐵企業(yè)的年產(chǎn)量。通過(guò)普及腐蝕與防護(hù)知識(shí)，推廣應(yīng)用先進(jìn)的防腐蝕技術(shù)，可挽回經(jīng)濟(jì)損失30％～40％。因此研究腐蝕規(guī)律、解決腐蝕破壞已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中迫切需要解決的重大問(wèn)題。所以許多高校的工科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了“金屬腐蝕與防護(hù)”課程。

“金屬腐蝕與防護(hù)”是金屬材料工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。主要介紹金屬腐蝕與防護(hù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)是電化學(xué)腐蝕的原理，以拓寬金屬材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)面，并使學(xué)生能夠在該領(lǐng)域從事基本的應(yīng)用與研究工作。要求學(xué)生了解幾種常見(jiàn)的局部腐蝕的形式以及自然環(huán)境中的幾個(gè)腐蝕種類(lèi)，了解各種環(huán)境腐蝕發(fā)生的影響因素及其防護(hù)措施。本科程為一門(mén)理論性與實(shí)用性并重的專(zhuān)業(yè)課，要求學(xué)生既要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又有較強(qiáng)的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，以適應(yīng)社會(huì)的需求。

二、教學(xué)改革

之前本課程只是作為一門(mén)選修課，在課堂上以板書(shū)教學(xué)為主，學(xué)生以筆試的方式完成期末考核。近年來(lái)，材料研究課題有很多牽涉到材料的腐蝕方面的研究?jī)?nèi)容，本科生和碩士生的畢業(yè)論文工作又和指導(dǎo)教師的研究課題密切相關(guān)。有許多本科生畢業(yè)論文就是金屬腐蝕與防護(hù)相關(guān)的課題。但大多數(shù)學(xué)生對(duì)材料腐蝕的實(shí)驗(yàn)方法了解甚少，甚至有時(shí)茫然不知所措，直接影響到了學(xué)生畢業(yè)論文的完成進(jìn)度和完成質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）2006年和2010年本科生畢業(yè)論文工作過(guò)程中，涉及到腐蝕實(shí)驗(yàn)的學(xué)生占畢業(yè)生總數(shù)的20～30%，因而，使學(xué)生能較熟練地掌握材料的腐蝕研究實(shí)驗(yàn)方法和研究體系勢(shì)在必行。

一直以來(lái)，我院材料工程和材料成型專(zhuān)業(yè)學(xué)生由于受較傳統(tǒng)的教學(xué)體制的影響，對(duì)材料的組織與性能方面等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)較多，而對(duì)其他實(shí)驗(yàn)方法如電化學(xué)腐蝕等實(shí)驗(yàn)和研究方法的學(xué)習(xí)和掌握較少甚至是空白。目前，由于國(guó)家對(duì)材料環(huán)境腐蝕的不斷重視，[1-2]特別是在國(guó)防現(xiàn)代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然環(huán)境中或特定腐蝕環(huán)境條件下的腐蝕特性和腐蝕規(guī)律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)對(duì)材料的腐蝕的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握材料腐蝕研究方法的實(shí)驗(yàn)體系，以能應(yīng)對(duì)和滿足今后工作和學(xué)習(xí)的進(jìn)一步需求。

1.多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)板書(shū)巧妙配合提高課堂效率

隨著教學(xué)輔助手段日益發(fā)展，“金屬腐蝕與防護(hù)”課程教學(xué)現(xiàn)在大量采用多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)形式。多媒體教學(xué)的特點(diǎn)是能夠顯示豐富的色彩、能容納大量的信息，可節(jié)約大量的課堂時(shí)間，教學(xué)直觀、易懂，能讓教學(xué)內(nèi)容形聲化、表現(xiàn)手法多樣化，對(duì)學(xué)生的感官進(jìn)行多路刺激，便于開(kāi)展情境教學(xué)。例如，在介紹全面腐蝕和局部腐蝕時(shí)，可以利用圖片很容易說(shuō)明每種腐蝕的形貌特點(diǎn)。

“尺有所短，寸有所長(zhǎng)”，多媒體教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)所不具備的優(yōu)勢(shì)，但也不能完全替代板書(shū)。多媒體教學(xué)攜帶的信息量大，給學(xué)生留下的思考時(shí)間就相對(duì)減少，學(xué)生沒(méi)有遞進(jìn)式的思考和探究，往往跟不上教師的進(jìn)度和思路，在講述基礎(chǔ)內(nèi)容時(shí)板書(shū)的教學(xué)效果將更加明顯。例如，在講述腐蝕電化學(xué)原理一章中陰陽(yáng)極的腐蝕反應(yīng)方程式時(shí)，可以充分利用板書(shū)將腐蝕過(guò)程的反應(yīng)方程依次列出，在重難點(diǎn)處可以進(jìn)一步在黑板上進(jìn)行擴(kuò)展，學(xué)生看著黑板聽(tīng)著教師的講解或描述，把思路集中在教學(xué)內(nèi)容上，教師在黑板上表達(dá)清楚，有血有肉，有理有據(jù)，在下面聽(tīng)的學(xué)生不斷思考，在對(duì)話交流的過(guò)程中讓學(xué)生感受到教師和學(xué)生的互動(dòng)，這樣才能隨時(shí)迸發(fā)出思想的火花，發(fā)現(xiàn)值得探究的現(xiàn)象，產(chǎn)生引入深思的問(wèn)題。

2.增設(shè)網(wǎng)絡(luò)課件，延伸教學(xué)體系

不管課堂教學(xué)如何內(nèi)容豐富，但時(shí)效性很強(qiáng)。無(wú)論課堂組織多么優(yōu)秀，學(xué)生也不可能在90分鐘內(nèi)一直全神貫注聽(tīng)講。為了便于學(xué)生及其他相近專(zhuān)業(yè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，為了做到資源共享，課題組還開(kāi)發(fā)了“金屬腐蝕與防護(hù)”網(wǎng)絡(luò)課件，把課件放在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，把教學(xué)大綱、課程重點(diǎn)難點(diǎn)、課后練習(xí)、提高練習(xí)等放在網(wǎng)上。學(xué)生隨時(shí)可以學(xué)習(xí)，學(xué)生有問(wèn)題可以在網(wǎng)上留言提問(wèn)，教師及時(shí)回復(fù)，這樣就方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

3.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考自主創(chuàng)新能力

由于“材料腐蝕與防護(hù)”是一門(mén)專(zhuān)業(yè)特色課程，與科研方向密切相關(guān)，其實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，為將來(lái)畢業(yè)論文的科研工作以及畢業(yè)后的工作提供基本方法、基本技能和科學(xué)思維的保障。針對(duì)材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，以及近年來(lái)畢業(yè)論文的需求，課題組教師精心設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)體系。一是基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生基本技能，鞏固基本理論知識(shí)。二是以任務(wù)為目標(biāo)，提出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題引導(dǎo)學(xué)生完成知識(shí)的綜合和提高，加深對(duì)腐蝕防護(hù)的理解。三是開(kāi)辟綜合性開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生綜合分析和設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室里可以自主查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師予以指導(dǎo)。

我院在本課程的教學(xué)體系中增加了4學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，這4學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課是在實(shí)驗(yàn)室完成。學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)，教師全程跟蹤指導(dǎo)。把實(shí)驗(yàn)也作為學(xué)生本門(mén)課程結(jié)課的考核內(nèi)容。

本課程的教學(xué)目標(biāo)是傳授材料腐蝕與保護(hù)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)的思維方法。材料腐蝕與保護(hù)實(shí)驗(yàn)側(cè)重于實(shí)驗(yàn)技能的強(qiáng)化和提高訓(xùn)練，必須要求學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟及操作規(guī)程執(zhí)行，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，熟悉常用實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，利用這些技能和方法解決科研問(wèn)題。[5]這就為后續(xù)的畢業(yè)論文的完成打下了良好的基礎(chǔ)。

篇(7)

【關(guān)鍵詞】金屬材料；力學(xué)；性能

在機(jī)械加工領(lǐng)域，常研究的金屬材料的力學(xué)性能主要包括以下幾個(gè)方面：材料強(qiáng)度與塑性、材料硬度、沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)金屬材料力學(xué)性能的研究，在滿足零部件加工性能的同時(shí)，更好更合理的選材。

一、強(qiáng)度與強(qiáng)度指標(biāo)

金屬材料在機(jī)械加工時(shí)，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(qiáng)度。載荷就是金屬材料在使用及加工過(guò)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(fā)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(shí)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(shí)間發(fā)生周期性的變化。我們所研究的強(qiáng)度指標(biāo)就是在靜載荷作用下研究的。

屈服強(qiáng)度是用來(lái)表示金屬材料強(qiáng)度指標(biāo)最有效的形式。當(dāng)金屬材料受力達(dá)到一定程度出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，發(fā)生塑性變形并且變形能力不隨力增加而改變，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱之為屈服強(qiáng)度。

在機(jī)械加工領(lǐng)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(qiáng)度是我們?cè)O(shè)計(jì)零部件和選材的最主要依據(jù)。

二、塑性與塑性指標(biāo)

金屬材料在機(jī)械加工時(shí)承受載荷作用時(shí)發(fā)生變形，當(dāng)載荷增加一定程度時(shí)發(fā)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(yàn)是我們獲得金屬材料的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)最有效的試驗(yàn)。首先把被測(cè)材料加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣，將試樣安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)上通過(guò)緩慢施加拉伸載荷，獲得拉伸載荷與式樣伸長(zhǎng)量的關(guān)系，即拉伸曲線。

三、硬度和硬度試驗(yàn)

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(xué)性能中最重要的指標(biāo)之一就是硬度。與拉伸試驗(yàn)相比，硬度試驗(yàn)相對(duì)操作比較簡(jiǎn)單，可以直接在零部件表面進(jìn)行試驗(yàn)，比較直觀，應(yīng)用比較廣泛。硬度試驗(yàn)方法種類(lèi)比較多，最常用的有以下三種試驗(yàn)方法。

1、布氏硬度試驗(yàn)法

（1）布氏硬度試驗(yàn)原理

布氏試驗(yàn)就是先使用硬質(zhì)合金球做壓頭壓入金屬表面，在施加一定的壓力，在規(guī)定時(shí)間后消除試驗(yàn)力，最后測(cè)量壓痕表面直徑，根據(jù)試驗(yàn)壓力，作用時(shí)間，壓痕直徑，帶入公式，通過(guò)計(jì)算公式得出其硬度值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以得出以下結(jié)論：布氏硬度值與壓痕直徑成正比例關(guān)系。

（2）布氏硬度特點(diǎn)及適用范圍

由于在布氏硬度實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所用到的試驗(yàn)力和壓頭直徑都比較大，所以壓痕也比較大，測(cè)量起來(lái)比較直觀準(zhǔn)確，故能準(zhǔn)確反映出硬度值。但是也存在一定缺陷，由于壓痕比較大，對(duì)金屬表面的損傷程度也比較大，對(duì)于測(cè)量零部件表面質(zhì)量要求比較高或薄壁零部件不適用布氏硬度試驗(yàn)。

2、洛氏硬度試驗(yàn)法

（1）洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理

洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理與布氏硬度試驗(yàn)相比，不同點(diǎn)在于把硬質(zhì)合金球形壓頭改為金剛石圓錐壓頭，不是通過(guò)壓痕直徑來(lái)測(cè)量，而是通過(guò)壓痕深度來(lái)測(cè)量硬度值。對(duì)于不同標(biāo)尺下的硬度值必須轉(zhuǎn)化為同一標(biāo)尺才能進(jìn)行比較。

（2）洛氏硬度特點(diǎn)及適用范圍

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

3、維氏硬度試驗(yàn)法

維氏硬度試驗(yàn)壓頭區(qū)別于布氏和洛氏硬度，采用金剛石四棱錐體，維氏硬度試驗(yàn)壓痕比較不明顯，故可以測(cè)量薄壁零部件，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)壓痕對(duì)角線的測(cè)量比較復(fù)雜，增加試驗(yàn)難度。

四、沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度

由于金屬材料在實(shí)際使用加工過(guò)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(jiàn)的的載荷有靜載荷，動(dòng)載荷和交變載荷，只對(duì)靜載荷研究遠(yuǎn)不夠，對(duì)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(guò)沖擊韌性來(lái)獲得，沖擊韌性主要通過(guò)彎曲試驗(yàn)獲得。沖擊抗力是通過(guò)沖擊韌度來(lái)衡量，主要由材料的強(qiáng)度和塑性決定。

2、疲勞強(qiáng)度

實(shí)際生產(chǎn)中常會(huì)遇到這種現(xiàn)象，雖然材料承受力遠(yuǎn)低于屈服極限，但較長(zhǎng)時(shí)間工作后也會(huì)發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象就是金屬疲勞。金屬材料出現(xiàn)疲勞破壞時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下特征：（1）疲勞斷裂前不出現(xiàn)明顯征兆，突然破壞。（2）引起疲勞破壞的應(yīng)力并不是很大，往往遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度。（3）疲勞破壞需要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：裂紋形成、裂紋擴(kuò)展、整體斷裂。