金属装饰材料（精选十篇）
金属装饰材料 篇1
此次会议由中国建材检验认证集团股份有限公司 (CTC) 、国家建筑材料测试中心 (CBMTC) 主办, 广州格林美特绿色建筑科技有限公司 (CTC广东联络处) 承办, 并得到建材行业建筑构件及材料环境条件与环境试验标准化技术委员会、国家建材工业铝塑复合材料及遮阳产品质量监督检验测试中心、绿色建筑材料国家重点实验室、工业产品环境适应性国家重点实验室、广东有色金属学会铝加工专业委员会等单位的大力支持。广东至诚化学有限公司、美国Q-lab公司、浙江德钜铝业有限公司等业内知名企业协办了本次会议。
刘元新代表主办方致欢迎辞, 他介绍了CTC在金属及金属复合装饰材料领域所做的大量基础工作, 并指出国家下一步将大力发展绿色建筑, 希望有更多的优秀产品能够一步步进入到CTC开展的绿色建筑选用产品评价工作中。刘建华代表行业主管部门讲话, 他表示金属及金属装饰材料轻质耐久, 且属于可循环材料, 符合绿色建材及绿色建筑选材的内在要求, 希望通过此次会议的举办, 为行业提供了一个拓展视野、开阔思路、学习借鉴、推广宣传的平台。
此次会议对首批通过CTC绿色建筑选用产品评价的金属装饰材料类企业产品举行了证书颁发仪式。蒋荃宣读了企业名单, 刘建华、刘元新、揭敢新、赵成刚、卢继延为上海吉祥科技集团有限公司、东莞市华轩幕墙材料有限公司、金筑铝业 (北京) 有限公司、江苏考普乐新材料有限公司、上海华源复合新材料有限公司、广州奥雅雷诺贝尔铝业有限公司颁发了“绿色建筑选用产品”证明商标准用证书。
鉴于自然老化对金属装饰材料的重要意义, 此次会议增加了“专家论道”环节。蒋荃、揭敢新、卢继延等专家及涂料和老化设备的专业技术人员围绕CTC就金属装饰材料在海南进行的5年暴晒试验的结果, 探讨了自然老化的试验条件、数据相关性、产品耐久性设计等备受关注的技术问题, 并对参会人员进行了深入浅出的讲解分析。
会议期间, 蒋荃、卢继延、赵成刚等与会专家分别就绿色建筑选材、阳极氧化技术、金属幕墙系统防火等方面做了主题报告。CTC高级工程师刘婷婷、刘玉军、刘翼等分别就各自主编的铝单板、金属吊顶、铝波纹芯复合板、热反射金属屋面板等标准向与会人员进行了讲解。广东至诚化学董事长李志明、美国Q-lab中国首席代表张恒、浙江德钜铝业总经理许杰、PPG技术经理季生兵、阿科玛技术经理郎彦庆、江苏协诚科技总经理吴建平等就新产品、新技术在会议上进行了交流。
建筑装饰材料--木材与金属 篇2
—木材与金属
木材
木材泛指用于工民建筑的木制材料，常被统分为软材和硬材。工程中所用的木材主要取自树木的树干部分。木材因取得和加工容易，自古以来就是一种主要的建筑材料，木材按树种进行分类，一般分为针叶树材和阔叶树材。
我国地大物博，木材种类及资源含量丰富，不少是家庭装饰所用良材，不过出于对环境保护、可持续发展和子孙后代考虑，还是尽量少砍伐天然林为好（好像有点自相矛盾了），大力发展人工林以及通过进口国外木材，其实我国现在年年都是木材进口大国。
一、木材的物理性质
(1)密度：指单位体积木材的重量。木材密度随树种而异。大多数木材的气干密度约为0.3～0.9克/厘米3。密度大的木材，其力学强度一般较高。
(2)木材含水率：指木材中水重占烘干木材重的百分数。木材的纤维饱和点因树种而有差异，约在23～33％之间。当含水率大于纤维饱和点时，水分对木材性质的影响很小。当含水率自纤维饱和点降低时，木材的物理和力学性质随之而变化。木材平衡含水率随地区、季节及气候等因素而变化，约在10～18％之间。
(3)胀缩性：木材吸收水分后体积膨胀，丧失水分则收缩。木材自纤维饱和点到炉干的干缩率，顺纹方向约为0.1％，径向约为3～6％，弦向约为 6～12％。径向和弦向干缩率的不同是木材产生裂缝和翘曲的主要原因。
二、木材加工、处理和应用
除直接使用原木外，木材都加工成板方材或其他制品使用。为减小木材使用中发生变形和开裂，通常板方材须经自然干燥或人工干燥。自然干燥是将木材堆垛进行气干。人工干燥主要用干燥窑法，亦可用简易的烘、烤方法。干燥窑是一种装有循环空气设备的干燥室，能调节和控制空气的温度和湿度。经干燥窑干燥的木材质量好，含水率可达10％以下。使用中易于腐朽的木材应事先进行防腐处理。用胶合的方法能将板材胶合成为大构件，用于木结构、木桩等。木材还可加工成胶合板、碎木板、纤维板等。
三、木材的装饰制品
1、木骨架
（1）内骨架，作为结构材料或骨料运用于木天花、隔墙的内骨架：如：松、杉、柏，常选用针叶树木，成材年限短，材质较软，变形小、不易开裂，加工容易。常见规格有（横截面尺寸X4000mm)30×40、40×60、60×80、50×100等
（2）外骨架，装饰工程中有些外露式栅架、支架、高级门窗及家具的骨架，要求木质较硬，纹理清晰美观。用料时选用的木材、树种为水曲柳、柞木、桦木、榉木、柚木等。
2、木地板
（1）实木地板——脚感好，纹理细腻、色彩自然，耐磨性好，富有弹性，干燥、洁净、美观。它的使用寿命可达40年至50年之久。且因其是自然的，故纹理、色彩差别较大，铺装时需打木龙骨，价格相对较高，硬度稍差。它的最大缺点是容易变形。
（2）复合地板——包括实木复合地板和强化木地板两大类
a.实木复合地板：比实木便宜，脚感也比强化复合木地板好，有三层和多层，使用期限一般在10年至15年。
(a)规格厚度：表层板材越厚，耐磨损的时间就长
(b)材质：分为表、芯、底三层，表层为名贵树种，下两层为速生材，杨木或松木。芯层底层的品种应一致。
(c)表面漆膜
(d)胶料：目前甲醛释放的国内标准是每100克释放30毫克，国际标准是每100克释放8毫克。
b.强化木地板：是一种以人造板为基材的新型地板，它的结构一般分为四层：表层、装饰层、基材层及底层。
(a)表层又叫耐磨层。其多为三氧化二铝或碳化硅(b)第二层（装饰层）
(c)第三层也就是基础层，多采用高密度纤维板（HDF）、中密度纤维板（MDF）或特殊型态的质优刨花板。
(d)第四层底层也叫防潮平衡层，一般采用聚酯材料
(3)竹木地板：是一种较高档次和较高品味的装饰材料，表面华丽、高雅、脚感舒适，物理机械性能与木材复合地板相似。理化性能指标：含水率：6.0-14.0%。
a.一般可分为全竹地板和竹木复合地板。
b.按地板颜色分：一般可分为本色竹地板和碳化竹地板。
c.使用竹材地板的适宜场所。从理论上说，一切通风干燥，便于维护的室内场所均可使用竹材地板。不适宜使用竹材地板的地方有：防潮处理不好的楼房底层及地下室、经常接触水的地面、大型室内公共场所、公共通道等。
(4)软木地板
a.软木：并非木材，是软木橡树的外皮，化学性质稳定，不会腐朽，也没有明显老化的迹象。
b.软木地板的优缺点：是将本体耐磨层，耐火层，防潮基层与环保特种胶等复合在一起，既是一种高技术产品，又是一种天然的环保型材料，纹理和色泽自然美观。吸声，隔声，保温（绝热），防滑，耐磨，电绝缘性能好，防水防潮性好，可压缩性和弹性。脚感舒适。产量较少，主要产地是葡萄牙，占世界总量的一半以上。
3、木线条：装饰工程中出现大量的材料收口装饰。木线条是装饰工程中各平面相接处、相交面、分界面、层次面、对接面的衔接口、交接条等收口封口材料。从材质上分，有硬质杂木线、水曲柳木线、核桃木线等。从功能上分，有压边线、压角线、墙腰线、天花角线、弯线、柱角线等。从款式上分，有外凸式、内凹式、凸凹结合式、嵌槽式等。
4、木花边：是在珍贵木材的薄片上切割出不同装饰的图案，并同时提取木材自然色和结构上，最精华的部分结合而成。
5、人造木质板材（平面尺寸：1220㎜X2440㎜)（1）胶合板：是将原木经蒸煮软化，沿年轮切成大张薄片，经过干燥、整理、涂胶、组胚、热压、锯边而成。通常按相邻层木纹方向互相垂直组坯胶合。它的特点及应用：幅面大，平整易加工，材质均匀、不翘不裂、收缩性小，在家具制造中常用做背板、抽屉的底板或制造覆面板。在室内建筑装修中用于隔墙罩面、顶棚和内墙装饰、门面装修等。
（2）细木工板：是由上下两层夹板、中间为小块木条压挤连接的芯板。因中间有空隙，可耐热涨冷缩。价格比胶合板要便宜，其竖向(以芯材走向区分)抗弯压强度差，但横向抗弯压强度较高。
（3）刨花板：是将木材加工剩余物、小径木、木屑等，经切碎、筛选后拌入胶水、硬化剂、防水剂等热压而成的一种人造板材，可分为低密度、中密度、高密度，不宜用钉子钉，易造成钉孔松动应用木螺丝或小螺栓固定，此类板材主要优点是价格极其便宜。其缺点也很明显：强度极差。一般不适宜制作较大型或者有力学要求的家私。
（4）密度板：是以木质粒片在高温蒸汽热力下研化为木纤维，再经过人造树脂混合、加压、表面沙光而成。按其密度的不同，分为高密度板、中密度板、低密度板。密度板由于质软耐冲击，也容易再加工。比重均匀、结构强、耐水性高。
（5）集成板：利用短小材料通过指榫接长，拼宽合成的大幅面厚板材。一般采用优质木材为基材（目前较多的是用杉木，所以俗称杉木板）经过高温脱脂干燥、指接、拼板、砂光等工艺制作而成。具有环保性、自然纹理等优点。（6）饰面板：利用天然木质装饰单板胶贴在胶合板、刨花板、密度板表面制成。
（7）防火板：化学性能稳，花色品种多，有光亮、哑光、喷砂及仿皮革、仿石材、织物布纹等。可用胶类粘贴于木墙面、木墙裙、木隔栅、木屏风、木造型等木质基层的表面，以及餐桌、茶几、酒吧柜和各种家具的表面。
6、壁板：是近年来发展起来的新型装饰墙体的材料，一般分为凹凸与平板两种。具有轻质、防火、防蛀，施工简便等优点。可作为木墙裙、木天花等用料。
7、防腐木：是一种炭化木。原材料来自芬兰的北欧赤松。加工过程中不添加任何化学药剂。防霉、防腐、稳定不变形。大量用于室外。
金属
金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。
一、金属的基本特征
有良好的光反射和光吸收能力（光面和亚光面）;有良好的强度和承受塑性形变的能力;有良好的加工性能;有良好的导电性和导热性
二、金属的分类
1、黑色金属：指铁和以铁为基体的合金，如生铁、铁合金、合金钢(不锈钢)、铸铁、铁基粉末合金、碳钢等,简称钢铁材料
2、有色金属材料：指包括除铁以外的金属及其合金，又称非铁金属。其大多呈五光十色的漂亮色彩和独特的金属质感。常用的有铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金等
3、轻金属：轻金属的共同特点是比重小于5，包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。
4、重金属：重金属原义是指比重大于5的金属，包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。
三、金属的物理性能
（1）密度（比重）：ρ=P/V单位克/立方厘米或吨/立方米，式中P为重量，V为体积。
（2）熔点：金属由固态转变成液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温性能有很大关系。
（3）热膨胀：在高温环境下工作，或者在冷、热交替环境中工作的金属零件，必须考虑其膨胀性能的影响。
(4)磁性能吸引铁磁性物体的性质即为磁性，它反映在导磁率、磁滞损耗、剩余磁感应强度、矫顽磁力等参数上，从而可以把金属材料分成顺磁与逆磁、软磁与硬磁材料。
（5）电学性能主要考虑其电导率，在电磁无损检测中对其电阻率和涡流损耗等都有影响。
四、建筑装饰用钢材及其制品
1、不锈钢材：是以铬元素为主要元素的合金钢，通常是指含铬12%的具有耐腐蚀性能的铁基合金。铬含量越高，钢的抗腐蚀性越好。
（1）不锈钢的分类
按其化学成分可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和高锰低铬不锈钢等几类。按不同耐腐蚀特点，又可分为普通不锈钢(简称不锈钢)和耐酸钢两类。（2）不锈钢的钢号和性能：钢号用一位数字表示平均含碳量，以千分之几计，小于千分之一的用“0”表示，后面是主要合金元素符号及其平均含量，如2Cr13Mn9Ni4表示含碳量为0.2%，平均含铬、锰、镍依次为13%、9%、4%。
2、制品
（1）不锈钢薄板包括：光面或镜面不锈钢、雾面板、丝面板、腐蚀雕刻板、凹凸板和半球型板。
（2）不锈钢管材：不锈钢管材的产品包括平管、花管、方管、圆管、圆管两端斜管、方管两端斜管、彩色管及半球板管。多用于楼梯扶手栏杆、护栏、护窗、各种造型铁花、花架、挂衣杆、毛巾架及家具脚架、装饰嵌条等
（3）不锈钢角材与槽材：包括等边不锈钢角材、等边不锈钢槽材、不等边不锈钢槽材。常称为等边角钢、不等边角钢、槽钢及工字钢，多作为受力结构架。
（4）彩色涂层钢板：它的原板通常为热轧钢板和镀锌钢板，最常用的有机涂层为聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、醇酸树脂等。
（5）压型钢板：建筑用压型钢板是指冷轧板、镀锌板、彩色涂层板等不同类别的薄钢板，经辊压、冷弯其截面可呈V形、U形、梯形或类似这几种形状的波形压型板。
（6）轻钢龙骨：具有自重轻、刚度大、防火、抗震性能好、加工安装简便等特点，适用于工业与民用建筑等室内隔墙和吊顶所用的骨架。
（7）铸铁：是一种使用历史悠久的主要的金属材料。它具有较强的耐磨性、抗压强度，以及良好的铸造性能，但塑性和韧性较差，遇到潮湿空气易氧化生。多用于楼梯栏板花板、护窗、护栏、家具脚架、地面耐磨滴水盖板及各种工艺铁花。装饰铸锻件古朴典雅,充满欧陆情调
五、建筑装饰用铝材及其制品
铝具有良好的可塑性（伸展率可达50%），可加工成管材、板材、薄壁空腹型材，还可压延成极薄的铝箔，并具有极高的光、热反射比。
1、铝合金门窗是由经表面处理的铝合金型材，经过下料、打孔、铣槽、攻丝、制窗等加工工艺而制成的门窗框架，再与玻璃、连接件、密封件、五金配件等组合装配而成。
特点：① 铝合金门窗省材、质量轻;② 性能好;③色泽美观;④ 耐腐蚀性，使用维修方便;⑤ 便于进行工业化生产
2、铝合金装饰板：具有质量轻、不燃烧、耐久性好、施工方便、装饰效果好等优点，适用于公共建筑室内外墙面和柱面的装饰。
近年来在装饰工程中用得较多的铝合金板材有以下几种：铝合金花纹板及浅花纹板；铝合金压型板；铝合金穿孔板。
3、铝合金扣板：常作为吊顶材料，多用于商场、办公区、银行大厅及家居厨房、卫生间等天花吊顶，以及有特殊吸音要求的室内顶面和墙面。分吸音板和装饰板两种。
吸音板：表面图案美观，由微孔排列组合而成，规格有：方形板和条形板。
装饰板：特别注意装饰性，线条流畅，有各种颜色。有长方形和正方形。
4、铝塑板：是由三层材料复合而成,上下两层为高强度铝合金板,中间层为低密度PVCI泡沫板或聚乙烯芯板,板材表面喷涂树脂
性能:质轻、强度高、刚性好、耐候性好、耐酸碱、色彩和光泽持久、质感强、隔热阻燃效果好,不易沾污,易清洁,易切割、弯曲,安装方便
外观:有光面和亚光面，还有各种花纹图案。规格：1220mmX2400mm 应用：用于建筑幕墙、门厅、门面、包柱、壁板、吊顶、家具、展台等
5、铝箔：是用纯铝或铝合金加工成的薄片制品。铝箔以全新的多功能保温隔热材料、防潮材料和装饰材料广泛用于建筑工程。
6、铝合金花格网: 是铝合金挤压型材拉制及表面处理等而成的花格网。多用于公寓大厦平窗、凸窗、花架、屋内外设置、球场防护网、栏杆、遮阳、护沟和学校等围墙安全防护、防盗设施和装饰。
随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。金属制品行业在发展过程中也遇到一些困难，例如技术单一，技术水平偏低，缺乏先进的设备，人才短缺等，制约了金属制品行业的发展。为此，可以采取提高企业技术水平，引进先进技术设备，培养适用人才等提高中国金属制品业的发展。2009年金属制品行业的产品将越来越趋向于多元化，业界的技术水平越来越高，产品质量会稳步提高，竞争与市场将进一步合理化。加上国家对行业的进一步规范，以及相关行业优惠政策的实施，2009-2012年，金属制品行业将有巨大的发展空间。
木材图片
金属材料的力学性能 篇3
【关键词】金属材料；力学；性能
在机械加工领域，常研究的金属材料的力学性能主要包括以下几个方面：材料强度与塑性、材料硬度、冲击韧性与疲劳强度。通过对金属材料力学性能的研究，在满足零部件加工性能的同时，更好更合理的选材。
一、强度与强度指标
金属材料在机械加工时，承受静载荷的作用，其抵抗塑性变形或断裂的能力称之为强度。载荷就是金属材料在使用及加工过程中所承受的各种外力，其中载荷分为静载荷、冲击载荷、交变载荷。顾名思义静载荷就是力的大小和方向均不发生变化的载荷，而冲击载荷就是冲击力比较大，作用在工件上的时间比较短、速度比较快，交变载荷与静载荷相反，力的大小和方向随时间发生周期性的变化。我们所研究的强度指标就是在静载荷作用下研究的。
屈服强度是用来表示金属材料强度指标最有效的形式。当金属材料受力达到一定程度出现屈服现象时，发生塑性变形并且变形能力不随力增加而改变，此时所对应的应力称之为屈服强度。
在机械加工领域，常用到的材料一般不允许存在塑性变形，这就决定了屈服强度是我们设计零部件和选材的最主要依据。
二、塑性与塑性指标
金属材料在机械加工时承受载荷作用时发生变形，当载荷增加一定程度时发生断裂，在断裂前所承受的最大塑性变形的能力我们称之为材料塑性。拉伸试验是我们获得金属材料的强度和塑性指标最有效的试验。首先把被测材料加工成标准试样，将试样安装在拉伸试验机上通过缓慢施加拉伸载荷，获得拉伸载荷与式样伸长量的关系，即拉伸曲线。
三、硬度和硬度试验
金属材料的硬度就是指金属材料抵抗局部塑性变形和破坏的能力。金属材料的力学性能中最重要的指标之一就是硬度。与拉伸试验相比，硬度试验相对操作比较简单，可以直接在零部件表面进行试验，比较直观，应用比较广泛。硬度试验方法种类比较多，最常用的有以下三种试验方法。
1、布氏硬度试验法
（1）布氏硬度试验原理
布氏试验就是先使用硬质合金球做压头压入金属表面，在施加一定的压力，在规定时间后消除试验力，最后测量压痕表面直径，根据试验压力，作用时间，压痕直径，带入公式，通过计算公式得出其硬度值。通过实验我们可以得出以下结论：布氏硬度值与压痕直径成正比例关系。
（2）布氏硬度特点及适用范围
由于在布氏硬度实验过程中，所用到的试验力和压头直径都比较大，所以压痕也比较大，测量起来比较直观准确，故能准确反映出硬度值。但是也存在一定缺陷，由于壓痕比较大，对金属表面的损伤程度也比较大，对于测量零部件表面质量要求比较高或薄壁零部件不适用布氏硬度试验。
2、洛氏硬度试验法
（1）洛氏硬度实验原理
洛氏硬度实验原理与布氏硬度试验相比，不同点在于把硬质合金球形压头改为金刚石圆锥压头，不是通过压痕直径来测量，而是通过压痕深度来测量硬度值。对于不同标尺下的硬度值必须转化为同一标尺才能进行比较。
（2）洛氏硬度特点及适用范围
由于洛氏硬度试验压头采用金刚石锥头，压痕较小，对零部件的损坏程度比较小，适用于测量一些薄壁及表面质量要求比较高的零部件，但存在一定的局限性，测量的硬度值不够准确。
3、维氏硬度试验法
维氏硬度试验压头区别于布氏和洛氏硬度，采用金刚石四棱锥体，维氏硬度试验压痕比较不明显，故可以测量薄壁零部件，但在实验过程中，对压痕对角线的测量比较复杂，增加试验难度。
四、冲击韧性与疲劳强度
由于金属材料在实际使用加工过程中所承受的载荷是多样的，也可能是多种载荷的叠加，常见的的载荷有静载荷，动载荷和交变载荷，只对静载荷研究远不够，对于冲击和疲劳载荷的研究意义重大。
1、冲击韧性
冲击载荷的研究只要通过冲击韧性来获得，冲击韧性主要通过弯曲试验获得。冲击抗力是通过冲击韧度来衡量，主要由材料的强度和塑性决定。
2、疲劳强度
实际生产中常会遇到这种现象，虽然材料承受力远低于屈服极限，但较长时间工作后也会发生断裂，这种现象就是金属疲劳。金属材料出现疲劳破坏时会出现以下特征：（1）疲劳断裂前不出现明显征兆，突然破坏。（2）引起疲劳破坏的应力并不是很大，往往远低于材料的屈服强度。（3）疲劳破坏需要经过三个阶段：裂纹形成、裂纹扩展、整体断裂。
五、结论
金属装饰材料 篇4
绿色建筑对金属及金属复合装饰材料各项性能提出了更高的要求, 亟需进一步提高行业的技术水平。鉴于此, 为促进行业技术交流, 深入探讨金属及金属复合材料的耐久性、环保性、安全性和功能性等技术的最新研究动态和研究成果, 在成功举办首届金属及金属复合装饰材料行业技术研讨会的基础上, 第二届金属及金属复合装饰材料行业技术研讨会定于2012年11月23日在广州举行。
为切实做好该项工作, 现将有关事项通知如下:
一、会议内容
本届研讨会以金属及金属复合材料的耐久性、环保性、安全性和功能性等技术为主题。具体内容包括专家论道和主题报告两部分:
(一) 专家论道:
海南5年暴晒数据分析
(二) 主题报告
1. 绿色建材评价与绿色建筑选材技术
报告人:国家建筑材料测试中心副主任, 蒋荃教授
2. 阳极氧化技术进展及其制品的新应用
报告人:广东有色金属学会铝加工专业委员会主任, 卢继延
3. 金属装饰材料及保温装饰一体化构件实体火灾试验结果分析
报告人:国家防火建筑材料质检中心室主任, 赵成刚
4. 金属吊顶、铝单板标准宣贯与集成吊顶标准、吊顶安装验收规程编制进展
报告人:中国建材检验认证集团高级工程师, 刘婷婷
5. 铝 (石材) 蜂窝、瓦楞板、金属饰面保温板等新型复合板标准宣贯
报告人:中国建材检验认证集团高级工程师, 刘玉军
6. 热反射金属屋面板性能评价关键技术
报告人:国家铝塑复合材料及遮阳产品质检中心室主任, 刘翼
7. 应用于可持续性建筑的耐久性冷屋顶涂料
报告人:阿科玛 (中国) 投资有限公司技术经理, 郎彦庆
8. 功能型超耐候氟碳涂料、轨道交通用高抗划彩涂铝板涂料、特殊装饰效果的功能型预辊涂金属卷材等议题
二、会议组织单位
主办单位:国家建筑材料测试中心国家建筑材料质量监督检验中心
承办单位:
国家建筑材料测试中心广东联络处
(广州格林美特绿色建筑科技有限公司)
三、时间地点
报到时间:2012年11月22日下午
论坛时间:2012年11月23日全天
论坛地点:广州市
四、会议联系
地址:北京市朝阳区管庄东里1号南楼
联系人:刘翼、刘婷婷、蒋荃
电话:010-51167975 010-51167664
传真:010-65715369
手机:13581693466、13911051206
邮箱:liuyi@ctc.ac.cn、ltt@ctc.ac.cn
广东联络处:
地址:广州市番禺天安节能科技园发展大厦703单元
联系人:钟志鹏、欧阳苏美、杨加尚
电话:020-39122862
传真:020-39122861
手机:18928766302
邮箱:greenmate@greenmate.cn
网址:www.greenmate.cn
金属失效分析 金属材料失效分析 篇5
一：金属失效分析概述（003）
在金属材料检测中，失效分析是一门新兴发展中的学科，在提高产品质量，金属材料检测技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义，失效分析主要含有金属材料、热处理、焊接、材料加工与成型、机械设计、材料力学、无损检测等不同的专业。科标无机检测中心提供金属失效分析方面的相关服务。
二：具体检测项目
金相检验是一种常规的实验分析方法．它在失效分析中能提供被检材料的大概种类和组织状况。从检验出的显散组织来推断或证实被检材料制造过程中经历的工艺过程，以及执行这些工艺是否属正常，同时还可提供失效件在发生事故时是否发生塑性变形等情况，以及失效件在使用过程中无意造成的热处理效果等。反映出失效件在工作条件下发生的腐蚀（大致可以定性和对腐蚀程度的半定量）、磨损、氧化和严重的表面加工硬化等，并可初步确定其程度。从失效件上存在的裂纹，通过光学金相，大致可看出裂纹的发生及延伸分布的特征以及裂纹两侧的显微组织，来判断裂纹的性质，从而可提供失效件裂纹的产生原因；夹杂物的类型、级别及分布；相的类型、大小及分布。
金属材料应力腐蚀裂纹的探讨 篇6
关键词 金属材料；应力腐蚀；裂纹
中图分类号：TG111.91 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）06-0131-02
1 应力腐蚀概论
应力腐蚀指的是金属材料或结构处于静载拉应力与一定的腐蚀环境一起作用下所导致发生的脆性破裂。
1.1 金属材料应力腐蚀裂纹
金属材料于一定的腐蚀环境中，被应力作用，因着金属本身微观径路在设限范围内产生腐蚀而呈现裂纹的现象称应力腐蚀裂纹。应力腐蚀裂纹的特征是金属外表为脆性机械断裂。裂纹只产生于金属的部分区域，由内向外发展，通常是与作用力保持垂直状态。金属材料应力腐蚀裂纹同简单因应力导致的破坏不一样，其腐蚀在极其微弱的应力条件下也可以产生；金属材料应力腐蚀裂纹同单一因腐蚀造成的破坏也不一样，其腐蚀性最为微弱的介质也可以导致腐蚀裂纹。而处于严重的全面腐蚀状况下，则不易发生应力腐蚀裂纹现象。应力腐蚀外表没有变化，裂纹发展速度极快并且很难意料，因此可以说是一种具有极大危害性的破坏形式。它的破坏往往是无法意料的，就发展速度而言，能够达到孔蚀的数百万倍。导致设备发生渗漏现象及至爆炸，是所有腐蚀形态中最具危害的一种。
1.2 氢脆理论
依据裂纹发展阶段的电化学反应，可将应力腐蚀划分成阳极和阴极两个反应敏感型。具体说明：1）应力腐蚀阳极反应敏感指的是此类应力腐蚀裂纹的产生与发展阶段都是受裂纹处金属的阳极溶解制约的，裂纹的发展快慢也是由金属阳极溶解的快慢决定；2）应力腐蚀阴极反应敏感指的是此类应反应阶段中因阴极吸氢而导致的脆性破坏，其也称之为氢脆型应力腐蚀。而氢脆裂纹指的是金属材料在应力作用下，因为腐蚀反应所产生的氢为金属所吸收出现氢蚀脆化导致的裂纹。
金属材料并非是在各种腐蚀环境中均出现应力腐蚀裂纹。不同的金属材料的应力腐蚀均需一定的腐蚀环境。因各金属材料适用范围的逐渐扩大，腐蚀环境的类型也呈现数量增加的趋势[1]。
2 金属材料发生应力腐蚀的特征
通常所讲的应力腐蚀，即阳极反应敏感应力腐蚀。对于金属材料发生应力腐蚀的特征，可从4个方面来加以说明。
2.1 金属材料发生应力腐蚀裂纹必须是拉应力
只有处于应力（特别是拉应力）的状态下，才会发生应力腐蚀裂纹。发生应力腐蚀的应力属于其中的静态部分，它既可能是外加载荷或者装配力（包括拧螺栓、胀接力等）引发的应力，也可能是构件在制造、热处理、焊接等加工阶段中发生的内应力。不论来源怎样，造成应力腐蚀裂纹的应力一定包含拉伸应力的成分，压缩应力是不能引发应力腐蚀裂纹的。而且，此种应力往往是很轻微的，若不是在腐蚀环境条件中，此弱小的应力是不能够让构件产生机械性破坏的。促成破坏的应力值要依据材料、腐蚀介质等实际情况来定[2]。
2.2 促成一定金属材料产生应力腐蚀的环境介质是特定的
发生应力腐蚀的材料与介质并非任意的，只在两者处于某种组合时才能产生应力腐蚀。引发一般钢应力腐蚀的腐蚀介质包括的溶液有：氢氧化物；含有硝酸、碳酸盐、硫化氢的水；海水，硫酸与硝酸混合；融化的锌、锂；热状态的三氯化铁；液体氨。引发奥氏体不锈钢应力腐蚀介质包括的溶液有：具有酸性、中性的氯化物；海水；热融的氯化物；热状态的氟化物、氢氧化物[3]。
2.3 金属材料
通常极纯的金属不会发生应力腐蚀破坏，只是处于合金或者包含杂质的金属中才能够产生。因为金属材料与腐蚀环境互相作用的状况不尽相同，金属材料应力腐蚀裂纹也都不尽相同。裂纹或沿晶粒边缘发生；或延伸到晶粒内部而又明显分枝；裂纹或与晶粒边缘、晶粒内部都没有关系。
2.4 破坏过程
金属材料应力腐蚀裂纹，往往在没有意料的状况下突然产生，因此危害性非常大。具体表现为3个阶段：1）孕育阶段，系金属材料在应力腐蚀裂纹发生之前的时段，也是裂纹的成核前的准备时段；2）裂纹稳定发展阶段，在金属材料应力与腐蚀介质的互相作用下，裂纹渐渐发展时段；3）裂纹缺少稳发展阶段，此为最终的机械性破坏。此外，金属材料的应力腐蚀裂纹还具有一个特性——金属的裂纹同其自身厚度无关。
3 影响金属材料应力腐蚀裂纹的因素
3.1 环境方面
奥氏体不锈钢针对卤化物元素比较敏感。同理，有些铜合金针对含氨的环境也敏感。奥氏体不锈钢原本针对氯化物发生应力腐蚀十分敏感，可氯或者卤素离子并非唯一的决断因素，发生SCC还应当有氧存在。从对加铌的18-8不锈钢分析中得出结论，只需其中拥有百万分之几的氧就可以与氯化物一同促成应力腐蚀。奥氏体不锈钢于沸腾的MgCl2溶液内，唯氮浓度超出500×10-6才出现SCC；若氮浓度低于500×10-6时，就不产生应力腐蚀。溶液的pH值针对金属材料应力腐蚀的敏感性也具有非常大的影响[4]。
3.2 力学方面
通过对高强度铝合金7075-T6板材实验，若顺着轧制方向取样板实施拉伸试验，对应力腐蚀的抗力达到最强，门槛应力为420 MPa；若顺着板宽方向取样板实施拉伸试验，其门槛应力达224 MPa；若顺着板厚方向取样板实施拉伸试验，门槛应力只达49 MPa，几乎只达到轧制方向的十分之一。
热处理金属材料的不同强度，影响着金属材料应力腐蚀的裂纹发展速度与应力强度因素的关系。由此可见，当金属材料屈服强度居高时，裂纹发展呈现出两个阶段：开始阶段裂纹发展速率随应力强度因素的增多而增高；当应力强度因素增添到一定的数据时，裂纹发展速率便持续恒定，不再同应力强度因素有关。此实验结果很具有典型性，几乎全部的高强度钢包含马氏体时效钢，以及高强度铝合金均具有如此规律。
3.3 冶金方面
共包括三方面的影响：1）金属材料成份；2）金属材料组织；3）金属材料强度。
4 金属材料应力腐蚀裂纹控制途径
金属材料应力腐蚀裂纹是应力与腐蚀环境互相作用导致的。因此，只要去除应力与腐蚀环境二者其中的任一因素，就能够防止裂纹的出现。现实上既没有办法全部去除装置于建造时的残留应力，又没有办法让装置全部甩脱腐蚀性环境。采取以上办法防止应力腐蚀是不能够做到的。所以，往往是利用改变材料的办法克服这个问题。除此之外，焊缝部位因为热应变功效会发生较大的残余应力，而添加热量及冷却的热循环阶段，也会让金属材质出现变化。因此，针对焊缝部分应比针对焊接本体更为注意，应当细致检查是否产生金属材料应力腐蚀裂纹。具体可从4个方面进一步说明：1）应力抑制，降下拉伸应力，去除残余应力，可压低金属材料应力腐蚀裂纹敏感性；2）材料抑制，选取耐应力腐蚀金属材料，在金属材料应力腐蚀体系中，金属材料的屈服强度越高，就越低；3）采取阴极保护的措施；4）腐蚀抑制，有效改进设计，添充缓蚀剂或者消除介质内有害成分。
参考文献
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[2]杨光辉.浅谈焊接接头应力腐蚀控制方法[J].城市建设理论研究，2011（19）.
[3]贾宝华，俞海涛.海中钢结构焊接工程技术[J].电焊机，2012（3）：1-8.
金属材料拉伸实验分析 篇7
(1) 验证胡可定律, 测定低碳钢的E。 (2) 测定低碳钢拉伸时的强度性能指标:屈服应力Rel和抗拉强度Rm。 (3) 测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标:伸长率A和断面收缩率Z。 (4) 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标:抗拉强度Rm。 (5) 绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图, 比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形式。
2 实验设备和实验试样
2.1 万能试验机、游标卡尺, 引伸仪
2.2 本试验采用经机加工的直径d=10mm的圆形截面比例试样, 其是根据国家试验规范的规定进行加工的。它有夹持、过渡和平行三部分组成, 它的夹持部分稍大, 其形状和尺寸应根据试样大小、材料特性、试验目的以及试验机夹具的形状和结构设计, 但必须保证轴向的拉伸力。其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的3/4 (试验机配有各种夹头, 对于圆形试样一般采用楔形夹板夹头, 夹板表面制成凸纹, 以便夹牢试样) 。机加工带头试样的过渡部分是圆角, 与平行部分光滑连接, 以保证试样破坏时断口在平行部分。平行部分的长度Lc按现行国家标准中的规定取Lo+d, Lo是试样中部测量变形的长度, 称为原始标距。
3 实验原理
按我国目前执行的国家GB/T 228-2002标准———《金属材料室温拉伸试验方法》的规定, 在室温10℃~35℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头中, 固定引伸仪, 然后开动试验机, 使试样受到缓慢增加的拉力 (应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度) , 直到拉断为止, 并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。
3.1 低碳钢 (典型的塑性材料)
当拉力增加到一定程度时, 试验机的示力指针 (主动针) 开始摆动或停止不动, 拉伸图上出现锯齿状或平台, 这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续, 这种现象称为材料的屈服。低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状, 其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大, 而下屈服点B则比较稳定 (因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值Fe L作为材料屈服时的力值) 。确定屈服力值时, 必须注意观察读数表盘上测力指针的转动情况, 读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力Fe H (上屈服荷载) 和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力Fe L (下屈服荷载) 或首次停止转动指示的恒定力Fe L (下屈服荷载) , 将其分别除以试样的原始横截面积 (S0) 便可得到上屈服强度Re H和下屈服强度Re L。即Re H=Fe H/S0, Re L=Fe L/S0。
3.2 铸铁 (典型的脆性材料)
脆性材料是指断后伸长率A<5%的材料, 其从开始承受拉力直至试样被拉断, 变形都很小。而且, 大多数脆性材料在拉伸时的应力-应变曲线上都没有明显的直线段, 几乎没有塑性变形, 也不会出现屈服和颈缩等现象 (如图2-2b所示) , 只有断裂时的应力值--强度极限。铸铁试样在承受拉力、变形极小时, 就达到最大力Fm而突然发生断裂, 其抗拉强度也远小于低碳钢的抗拉强度。同样, 由公式Rm=Fm/S0即可得到其抗拉强度Rm, 而由公式则可求得其断后伸长率A。
4 进行实验
4.1 低碳钢拉伸实验
本小组在万能试验机上进行了低碳钢的拉伸实验, 得到了如图1所示的拉力图, 由图中我们可以看出实验结果与实验原理吻合的相当好, 有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。其次, 在强化过程中, 有一条向下的竖线, 那时我们在卸去载荷后所得到的曲线, 验证了材料的冷作硬化。图2是低碳钢拉断后的断口形状我们可以清楚的看到断口的形状呈现杯锥状。
若是单纯的用最大拉应力强度理论来分析, 则断口的形状应该比较平整:若是用最大剪应力来分析, 则形状该是呈现45°斜面。这两种原理都不符合实验的结果。通过课后查阅资料得知, 材料的破坏是多种因素共同作用的结果, 可能是剪断也可能是拉断, 这主要取决于破坏的方式和应力状态分布。一般认为, 像我们实验用的材料和拉伸方式, 最终试样的中心区域不是发生剪断而是脆性拉断, 最外面的部分才沿具有最大剪应力的45°斜面上剪断, 形成杯锥状的断口。
4.2 灰铸铁的拉伸实验
在完成低碳钢的拉伸实验后我们又进行了灰铸铁的拉伸实验, 绘制的拉力图如图3
同样的, 这条实验曲线与理论曲线吻合的很好, 证明这次试验很成功。灰铸铁的断口形状比较平整, 原因是灰铸铁是脆性材料, 在应力不太大的情况下就被拉断。
5 结论
(1) 我们将低碳钢和灰铸铁拉断后的试样放在一起比较如图4所示, 可以很清楚的看到上述的结论--低碳钢的断口是杯锥状而灰铸铁的比较平整。同时我们也会发现灰铸铁的断口在过度部分和工作部分相交处, 因为那里有截面的变化, 应力集中, 对于脆性材料来说, 它对应力集中比较敏感。
(2) 低碳钢和灰铸铁在常温静载下力学性能的差异:低碳钢是典型的塑性材料, 在断裂前变形较大, 塑性指标较高, 抵抗拉断的能力较好, 其常用的强度指标是屈服极限, 而且, 一般来说, 在拉伸和压缩时的屈服极限值相同。灰铸铁是脆性材料, 在断裂前的变形较小, 塑性指标较低, 其强度指标是强度极限, 而且其拉伸强度远低于压缩强度。但是材料是塑性的还是脆性的, 将随材料所处的温度, 应变率和应力状态等条件的变化而不同。
摘要：拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。这不仅因为拉伸实验简便易行, 便于分析, 且测试技术较为成熟。更重要的是, 工程设计中所选用的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标, 大多数是以拉伸实验为主要依据。
如何上好金属材料课 篇8
关键词：金属材料,学习方法,兴趣
金属材料是高等工科类职业学校机械制造基础课中的重要部分。毕业工作后无论从事零件制造还是机械维护, 都会碰到各式各样的金属材料选择及热处理的问题。如处理不恰当, 会使设备过早地损坏。为此, 我们必须掌握金属材料的性能用途及选用原则并运用这些知识去解决实际生产中的问题。但是, 这部分内容抽象且较散, 学生学习过程中很快失去兴趣。所教的金属材料与热处理部分, 我在教学上做了一系列的改革。
一改进新课引入, 把生产中的实际问题带入课堂
新课导入是引起学生激发学习兴趣, 建立知识间联系的教学活动方式。如在学习钢铁的热处理之前, 可先这样导入:同样的材料, 经过不同的热处理会得到不同的性能, 如高铁铁轨上用的螺栓, 一个小小的零件为什么就是全进口, 中国怎么就不能自行加工?这样可把学生的注意力转移到书本中来, 对于该课程的目的性有初步认识。
热处理部分内容比较枯燥, 学生听起来较乏味。这就要求老师在每堂课中明确目的, 带着问题进行学习, 调动学生学习的主动性。如在学习“钢的表面热处理”时, 可联想学生参观实习情况, 学校的老机床上的齿轮很多轮齿折断, 其主要原因是太脆所致, 如果把轮齿做得很韧, 那硬度又会降低, 怎样把这两个矛盾体融合到一个材料上, 这就需要我们运用到表面热处理的知识。这样导入新课, 易激发学生的学习兴趣。
二利用科学手段, 帮助学生巧记忆
一般记忆有三个阶段, 即识记阶段、保持阶段、回忆阶段。教师在上课时要利用这三个阶段加强学生对知识的记忆。在讲碳钢拉伸的力学性能时, 学生感觉很抽象, 拉伸图为什么有四个阶段;硬度的数值到底是什么意思等, 这可通过实验室试验使学生有感性认识, 课堂中再通过试验视频加强记忆。同时经常地进行复习, 反复记忆。现在很多学生只注重期末的总复习, 把学习当成完成期末考试的目的。这样的复习只会变成期末预习, 没有任何可取价值。因此, 学习应该重平时, 轻期末, 只要把握好每节、每章的复习, 及时发现、解决问题, 期末的总复习自然变得轻松。但现在的学生惰性和依赖性较强, 作为老师应及时督促学生做好每一个阶段的记忆, 如提问、小测验等都是很好的方法。
三根据内容提倡学生自学
现在很多课程仍采用老师讲、学生听的传统教学方法。老师写了满满一黑板, 学生记了满满一本书, 但真正记住的有多少就不得而知了, 教师累学生也累。对此教师可采用新的教学方式, 如自学。教师可选用难度适当的章节在黑板上写出问题, 并说出该章节重点。留足时间让学生找出概念, 归纳问题。并对不看书学习的同学给予小惩罚。这样可以逐渐使学生从被动学习变为主动学习。自学能力及学习效率也会有显著提高。
四结合实际布置大作业, 让学生分组进行讨论交出作业
该课程与生产实际结合紧密。因此, 只有有机地结合起来, 才能增强学生学习的主动性。讲完该部分内容, 学生就材料性质、热处理方法等有了一定的掌握, 我们便可以通过讨论来交个大作业。
作业题的选定要求难易适中, 答案多样, 能应用已学知识、理论联系实践。如自行车运动逐渐被很多市民接受, 自行车也逐步成为全民运动之一, 那么对于公路自行车和山路自行车, 我们根据国情该怎样选择材料?要求不能与现有材料重复, 材料不能进口, 越经济越好。学生可以组为单位, 分任务到图书馆查阅资料, 在规定时间内给出答案。最后教师在黑板上写出值得肯定的同学的观点, 对积极参与者提出表扬和鼓励。
学生通过讨论和资料的查阅及收集, 使学生加深了对金属材料的成分、组织、性能三者之间的关系及热处理的了解。
五有效利用实践教学
实践是本部分教学的一个重要环节。碳钢拉伸实验, 力学实验可使学生掌握仪器使用方法, 热处理实验可让学生掌握实验流程和安全操作事项, 钳工实习和机床加工参观实习中学生会问这些零件的材料是什么?这样教师就会引出材料牌号的相关知识, 看起来外观一样的零件, 其实内在有很大的区别。这样, 很容易让学生接受钢材的知识。
六经常到工厂, 不断学习提高自身知识储备
对于科技发展的今天, 材料及热处理的变革也飞速的发展, 书本中的知识不能反映当今材料的趋势, 我们教师也应不断学习。经常去工厂实践参与生产, 了解当今高科技的材料, 并把这些材料的特点、图片、加工视频等资料带入课堂中与学生分享。这样学生自然会对你所教的课程感兴趣, 也会因此而喜欢上你。
《金属材料》课程教学探析 篇9
一、提高学生学习积极性
美国心理学家林格伦研究得出构成学业失败的因素比重是:缺少兴趣35%;缺少努力25%;个人问题8%;其他原因32%。获得好的成绩的各种因素的比重:好的学习习惯33%;兴趣25%;智力15%;家庭影响5%;其他因素25%。由此可见, 提高学生对课程的兴趣是学生充分掌握知识的重要前提, 让学生积极参与学习是课程学习质量的重要保障。[2]提高学生学习积极性对学好抽象课程非常重要。如何提高学生学习积极性, 教师可以从以下方面展开。
(一) 明确课程地位
有目的的学习可促进学生的学习热情, 使得学生能够积极地参与学习, 主动改进他们的学习技能。因此, 在学生初次接触本课程的阶段, 教师可结合该专业的就业前景及就业特点, 让学生了解该课程在本专业中的地位, 学习本课程能够学习到什么知识, 这些知识在具体的实践工作中的地位和价值。例如, 上海电力学院能源与机械工程学院的学生60%以上就业方向偏向电力相关行业, 因此, 课程授课开始, 教师可提出以下问题让学生思考:电厂用钢有哪些, 什么决定了他们的差别, 电厂用钢选择原则是什么等, 让学生们了解到本课程在实际工作中的价值及对学生以后就业的帮助。
(二) 完善讲授法
讲授法是教学中最基本、最常用的方法之一, 是指教师通过口头语言向学生传授知识。[3]施莱尔马赫认为讲授法是大学不可替代的本质特征之一, 在任何时代都不应该抛弃。但他批评大学沿袭的照本宣科式的讲课方法。他认为:教师必须使其所讲在听者面前形成发展, 讲述不是所知道的东西, 而是通过对知识本身的理解而进行启迪与发展, 使学生在不断接受知识的同时, 将知识理解并在观察中效仿。实际上, 教学是一门科学, 也是一门艺术。讲授法如何发挥它的艺术性呢? (1) 好的讲授能在较短的时间内抓住学生的兴趣; (2) 在教授的过程中, 教师应该控制信息传递的速度和顺序; (3) 教师通过语言向学生传递的不仅仅是知识信息。而且具有丰富的情感信息, 教师把对文本的理解通过有感情的语言传递给学生, 使文本变成学生的内在的情感、态度、价值观; (4) 任何讲授都可以通过学生对所讲内容的参与得到改善, 在讲授课程中, 学生的参与能够获得更大的教学效果; (5) 在运用讲授法前, 教师都要对讲授的内容进行科学选择, 使内容具有系统性、逻辑性。在讲授中应从具体到抽象、从感性到理性、从已知到未知、由浅到深、由表及里, 遵循认识规律, 使讲授充满艺术性。讲授的好坏直接决定着课程讲授的成功与否。好的讲授法可在教学中充分调动学生学习的积极性、主动性, 引导启发学习活动, 培养学生分析问题和解决问题的能力。只有对讲授法不断创新优化, 有效运用, 才能发挥其教学的重要价值。
(三) 互动教学
互动教学是教师在教学过程中通过对调教师与学生, 学生与学生之间的关系, 形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动, 在互动过程强化环境与人之间的交互影响, 以产生教学共振, 达到提高教学效果的一种教学结构模式。互动教学是一种民主、自由、平等、开放式的教学, 凸显学生的主体地位, 调动学生的主动性、积极性和创造性。为了确保互动式教学的开展, 教师必须首先营造民主的课堂气氛、建立和谐、平等的师生关系, 让学生真正成为课堂的主人、学习的主人。互动式教学方法很多, 也各有特点, 教师可根据教学内容与班级学生的特点灵活地进行运用。具体来讲, 笔者在本课程的教学中主要采用如下方式:一是精选案例式互动。首先由教师设置悬念, 提出问题, 学生运用掌握的学习知识, 尝试性对问题提出解决方案, 然后由教师勘校正误, 在过程中要突出重点, 对热点问题进行深入分析, 最后上升为理论知识。二是主题探讨式互动, 提出讨论主题, 围绕主题展开互动教学。三是多维思辨式互动, 教师将现有定论以及解决问题的经验方法提供给学生, 让学生根据所学, 对提出的方案进行优劣辨析, 并加以完善。同时, 也可以设置辩论的方式, 通过正反两方的辩论, 引导学生在争论中寻找最优答案。四是归纳问题式互动, 教师课前针对教学目的、教学重点和难点问题, 归纳互动问题。教学开始, 教师以问题提出的形式引导学生进行广泛思辨和充分的争论, 最后达到使学生了解所学内容、开阔思路的目的。
(四) 同伴互教
法国教育家第惠斯多曾说:“教学艺术的本质不在于传授, 而在于激励、唤醒和鼓舞。”同伴互教是让学生互相充当老师角色, 通过自己的学习, 将自己对于知识的理解通过讨论传递给对方, 达到教学目的的一种手段。由于《金属材料》抽象概念及显微理解较多, 教师主导的灌输法容易导致课堂乏味, 使得学生失去学习的兴趣。而采用生生互教的方式, 一方面充分体现了“以学生为本”, 让“学生成为教学的主体”的教学理念, 另一方面可激活学生的主动性, 使学生在获取知识的过程中, 提高综合能力, 让学生在探究问题的过程中感受到成功的喜悦和学习的乐趣。对于学生来说, 同伴教学教一遍等于学习了两遍, 大大提高了学习的效率。此外, 生生互教有助于学习共同体的构建, 有利于促进培养学生团队合作能力。
二、理论联系实际, 加深抽象概念的理解
理论联系实际是指教学必须坚持理论与实际的结合与统一, 用理论分析实际, 用实际验证理论, 使学生从理论和实际的结合中理解和掌握知识, 培养学生运用知识解决实际问题的能力。[4]《金属材料》课程偏向于微观尺寸内容的研究, 属于抽象理论课程, 学生学习起来比较困难。例如晶体凝固过程中, 存在着成分偏析的问题。成分偏析属于微观界面问题, 传统的方法是观察不到的, 如果教师在讲解问题的时候, 直奔主题、开门见山, 学生由于没有感官认识, 往往会觉得陌生和抽象, 造成理解的困难。在这种情况下, 如果教师通过一些生活和工作中的实际应用引入该知识的学习, 调动学生原有的知识经验, 学生会感觉到知识的无处不在, 在熟悉和兴趣的基础上学习新知, 自然比较容易理解。如关于晶体凝固过程中的成分偏析问题的教学, 教师首先给同学们讲授相图中固溶度的概念, 固溶度是溶质固溶于溶剂内所形成的饱和固溶体内溶质的浓度。固溶度的概念可以从日常生活中盐溶于水、砂糖溶于水的概念进行讲解。通过对日常生活中的生活知识理解工程知识的讲解, 能够更好地帮助学生理解溶解度的概念。随着讲解相图中凝固析出的过程, 联系固溶度曲线的走势, 教师可帮助学生理解从中造成的成分偏析的概念。
三、采用多媒体教学
传统板书的教学方式虽然可以让学生跟着老师的思维理解课程知识, 但是耗费时间较长, 教学方法单一也容易让学生感到枯燥, 让学生失去学习兴趣。随着教学方法的改革及相配套的教学手段的更新, 多媒体教学逐渐融入到课程教学过程中, 采用多媒体手段教学, 能够将一些难以表达的图形、图像直接投影到屏幕上, 直观、生动、形象地突出教学重点, 使枯燥、抽象难以理解的知识变得生动、容易理解和掌握。同时, 由于多媒体教学过程将微观世界中的内容直观展现出来, 也极大地提高了学生的学习兴趣, 提升了课堂教学的效果。例如, Fe-C相图中组织非常多, 并且都需要借助显微仪器观察才能观察组织的特点与差别, 而采用多媒体进行教学, 可以高效、生动地将课程内容呈现给学生, 这样加快了课程节奏, 环环相扣, 提高教学的速度和效率。[5]
四、使用移动终端教学
移动教育是指在移动的学习场所或利用移动的学习工具所实施的教育, 学生利用移动设备, 例如手机、电脑等移动教学服务器, 在目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术支持下实现交互式教学活动。通过移动教学, 可以让教师比较方便地了解学生在学习过程中遇到的疑难问题、发布课堂问题和接收学生的答案, 还可以让学生随时提出问题、提交作业、咨询教师问题等。这种方式的引入可以更好地调动老师与学生的互动, 并且能够及时地反馈课堂信息, 让老师更好地了解学生的进度情况。
摘要：《金属材料》课程是材料科学类及机械专业的必修课程, 又是工程管理专业课程中的基础入门课程。对于初学者来说, 该门课程讲述的专业术语多, 理论抽象、涉及的知识多为微观显微知识范畴, 属于抽象理论课程, 理解困难。为了使学生充分掌握这门基础课程知识, 本文从如何提高学生的学习积极性, 如何加深对抽象理论的理解, 以及采用多媒体辅助教学和移动终端教学几个方面谈了一些认识和体会。
关键词：教学法,多媒体教学,移动终端教学
参考文献
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[3]蔡桂真.新课程背景下讲授法的优化发展及有效运用[J].现代教育科学, 普教研究, 2010, (6) .
[4]唐顺莉.《基础会计》课程中的实践教学[J].科技资讯, 2007, (34) .
金属材料强化的途径 篇10
1 固溶强化
合金元素固溶到基体金属中形成固溶体, 进而使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。固溶强化的原理为:向基体中溶入溶质合金化元素, 溶质原子的溶入会导致固溶体的晶格发生畸变, 进而增大位错运动的阻力, 塑性变形的抗力随之增大, 最终提高合金的强度和硬度。
2 细晶强化
细晶强化主要是指通过人工干预, 比如人工形核和电磁振动等方法细化晶粒, 从而提高材料的强度、塑性和韧性。细晶强化的原理为:多晶体金属晶界处晶格畸变严重, 当位错运动到晶界附近时, 易受到晶界的阻碍, 使塑性变形抗力增大。晶粒越细化, 晶界数量越多, 变形抗力越大, 金属的强度越高。
3 沉淀强化和弥散强化
沉淀强化是指金属材料中的过饱和固溶体因温度的下降或长时间处于保温过程而分解, 析出一些细小的沉淀物分散于基体之中, 进而阻碍位错运动而产生强化作用的现象;弥散强化是指在金属材料中人为地加入或产生一些坚硬的细质点并弥散于基体中, 进而阻碍位错运动而产生强化作用的现象。从利用基体相之外第二相弥散质点引起强化这一机理看, 沉淀强化与弥散强化并没有较大的区别, 因此, 其可统称为第二相强化。
在时效前期, 沉淀相与基体之间往往保持共格或半格关系, 在每个细小沉淀物附近存在一个范围较大的应力场, 与位错发生交互作用, 进而产生十分明星的强化作用。而在基体中散布的第二相质点会对位错产生阻碍作用, 进而增大变形抗力, 使材料的强度得以提高。
4 形变强化
形变强化是指通过压力加工, 使材料发生塑性变形, 从而提高其强度和硬度, 又称为加工硬化。形变强化的原理为:在塑变过程中产生大量的新位错, 造成晶格严重畸变, 位错密度增大, 位错间的交互作用增强, 位错运动阻力增大, 增强塑性变形抗力增强, 加之亚晶界数量的增多, 最终提高材料强度。
5 相变强化
相变强化是指通过一定的工艺使金属材料中的相或组织发生转变, 进而产生强化效应的现象。金属材料中的相主要分为固溶体和金属化合物两种类型, 重要的机械零件在生产过程中都要进行热处理, 这是因为其在热处理过程中会发生很多变化:①固溶体时的固溶强化效应;②不同金属化合物沉淀时的沉淀强化效应;②细小相或组织的细晶强化效应;③不同位错密度相或组织的位错强化效应。因此, 相变不仅能产生强化效应, 还能综合多种强化效应。钢的淬火热处理就是相变强化的典型应用。淬火形成的马氏体是一种过饱和的固溶体, 可产生强烈的固溶强化效应。马氏体中的位错密度较高, 会产生位错强化效应, 比如低碳马氏体的位错密度与经过大量冷加工变形的位错密度相似, 因此, 其屈服强度较高。此外, 形成的马氏体束取向不同, 且较为细小, 因此, 起着细晶强化的作用, 比如高碳马氏体具有明显的细晶强化效应。将淬火马氏体再回火, 可析出大量细小弥散分布的碳化物, 产生第二相强化。因此, 淬火与回火是钢最经济、最有效的综合强化方法, 被广泛应用于各种重要机械零件和工具的强化中。
6 结束语
本文论述了金属材料多种强化途径。在实际中, 金属材料可根据不同的条件和要求采用不同的强化方法, 也可采用综合多种强化方法的方式。比如, 不可进行热处理强化的低碳钢、不锈钢和有色金属可采用固溶强化和形变强化, 无法形变强化的铸铁可采用细晶强化和相变强化, 性能要求较高的钢和有色金属合金一般采用热处理相变强化。
参考文献
[1]赵峰.工程材料[M].北京:中国人民大学出版社, 2011.
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