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2回火溫度對(duì)組織與性能的影響

將850℃淬火后的鋼板(2號(hào)試樣)再均分為3個(gè)試樣，分別在550、620、660℃下保溫100min進(jìn)行回火，考察不同回火溫度對(duì)35CrMo鋼組織與性能的影響。35CrMo鋼不同溫度回火后的顯微組織如圖2所示。由圖2可見，在水冷淬火時(shí)，隨著回火溫度的提高，淬火組織中碳化物不斷球化，原淬火組織中的馬氏體和貝氏體板條簇方向性減弱。對(duì)850℃淬火后不同溫度保溫100min回火后的3個(gè)試樣分別取樣測(cè)試其硬度，結(jié)果如表2所示。由表2可知，從550℃開始，隨著回火溫度的升高，回火的硬度呈下降的趨勢(shì)。550℃回火時(shí)鋼板硬度過大，而660℃回火時(shí)鋼板硬度過小。綜合考慮不同熱處理工藝下35CrMo鋼的組織和硬度情況，將850℃×60min水冷淬火+620℃×100min回火作為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝。為更深入細(xì)致地了解35CrMo鋼在850℃水冷淬火、620℃回火條件下的精細(xì)組織，對(duì)此條件下處理后的試樣進(jìn)行了透射電鏡觀察，結(jié)果如圖3所示。圖3(a)～(b)反映出在35CrMo鋼在850℃淬火、620℃回火條件下組織中為板條狀馬氏體+貝氏體組織。由圖3(c)可知，在回火組織中依然有大量的位錯(cuò)存在，這些位錯(cuò)的存在是保證試驗(yàn)鋼強(qiáng)度和硬度的原因之一。在回火組織中還有大量析出的短條棒狀碳化物(見圖3(d))，因其尺寸較小，無法在透射電鏡下進(jìn)行能譜分析，由于此鋼中有1．0wt%左右的Cr的存在，推斷分析可能是合金碳化物(Fe，Cr)3C或者Cr的碳化物。

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，將850℃×60min水冷淬火+620℃×100min回火作為35CrMo鋼板現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的調(diào)質(zhì)工藝。萊鋼寬厚板廠2013年共生產(chǎn)100mm厚度35CrMo鋼板超過10000t，性能穩(wěn)定，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

篇（2）

1．2試驗(yàn)方案制定不同熱處理工藝，對(duì)14Cr1MoR＋S32154試板進(jìn)行熱處理試驗(yàn)，并檢驗(yàn)理化性能和顯微組織，試驗(yàn)方案見表3。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析

2．1試驗(yàn)結(jié)果理化性能檢測(cè)結(jié)果見表4．

2．2結(jié)果分析

2．2．1理化性能1）爆炸復(fù)合板依靠炸藥爆轟產(chǎn)生的沖擊力完成基覆板的冶金接合，完成爆炸焊接的同時(shí)，復(fù)合板也產(chǎn)生了沖擊硬化和內(nèi)應(yīng)力，表4中6號(hào)試樣為爆炸復(fù)合態(tài)的力學(xué)性能，與原始基板相比，其力學(xué)性能表現(xiàn)為強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比高，斷后伸長率低。2）1、2號(hào)試樣經(jīng)歷了相變溫度以上的高溫?zé)崽幚恚逍阅芘c原始狀態(tài)相比有較大差別，強(qiáng)度降低，沖擊吸收功減少，斷后伸長率增加。1號(hào)試樣經(jīng)歷了高溫正火＋720℃回火熱處理，基層獲得較好的強(qiáng)度和塑韌度配合，綜合力學(xué)性能較好；2號(hào)試樣的熱處理為800℃退火，與1號(hào)試樣相比，強(qiáng)度和塑性差別不大，但沖擊韌度大幅度降低，對(duì)覆層彎曲和晶間腐蝕檢驗(yàn)均不合格。800℃下長時(shí)間停留對(duì)覆層S31254產(chǎn)生了不利影響，析出了脆性相。3）3、4、5號(hào)試樣的熱處理為相變溫度以下的低溫?zé)崽幚恚荚谙_擊硬化，恢復(fù)性能，盡量減少對(duì)覆層S31254析出相的影響。從表4試驗(yàn)結(jié)果可以看出，低溫退火可以消除爆炸加工硬化現(xiàn)象，隨著加熱溫度的升高，基層14Cr1MoR強(qiáng)度逐漸降低，塑性變好，沖擊吸收功無明顯變化。同時(shí)覆層的外彎試驗(yàn)和晶間腐蝕試驗(yàn)結(jié)果均合格，可見低溫?zé)崽幚砦磳?duì)覆層產(chǎn)生明顯不利影響。

2．2．2顯微組織分析1）基覆材的原始狀態(tài)顯微組織如圖1所示，基層為貝氏體組織，覆層組織為孿晶奧氏體＋少量碳化物。2）1號(hào)試樣經(jīng)正火＋回火后復(fù)合板基覆層的顯微組織如圖2所示，熱處理后基層組織為鐵素體＋貝氏體，覆層組織為等奧氏體＋碳化物，由于加熱溫度低，奧氏體為等軸晶粒［4］；2號(hào)試樣800℃退火后的金相組織如圖3所示，熱處理后基層組織為鐵素體＋珠光體＋貝氏體，覆層組織為孿晶奧氏體＋碳化物。與2號(hào)試樣相比，1號(hào)試樣基層組織更為均勻，更接近原始組織，故力學(xué)性能較好，但由于加熱溫度高，覆層組織與原始狀態(tài)相比變化較大。與原始狀態(tài)相比，2號(hào)試樣覆層晶界和晶內(nèi)產(chǎn)生了大量析出物，導(dǎo)致力學(xué)性能惡化和耐蝕性降低。3）由于3、4、5號(hào)試樣的熱處理為相變溫度以下的退火處理，基層未發(fā)生相變，因此主要對(duì)覆層組織進(jìn)行觀察分析。金相照片（見圖4）顯示，3號(hào)和4號(hào)試樣的金相組織與原始狀態(tài)最為接近，為孿晶奧氏體＋少量碳化物，5號(hào)試樣在晶內(nèi)和晶界析出相明顯增多。

篇（3）

2耐延遲斷裂性能分析

圖2為不同熱處理工藝條件下30MnSi鋼的延遲斷裂性能。可以看出，回火溫度為390℃時(shí)，試樣的延遲斷裂時(shí)間隨淬火溫度的升高而先上升后下降。雖然試樣的力學(xué)性能都能滿足要求，但耐延遲斷裂性能差異較大，也就是說淬火溫度對(duì)PC鋼的耐延遲斷裂性能影響較大[2]。當(dāng)淬火溫度為870℃時(shí)，由于低溫下淬火材料的回火溫度較低，使材料的韌性變低，耐延遲斷裂性也較低，所以導(dǎo)致延遲斷裂的時(shí)間變短為30h。當(dāng)淬火溫度為950℃時(shí)，試樣的耐延遲斷裂性能達(dá)到了FIP實(shí)驗(yàn)的要求。當(dāng)回火溫度為430℃時(shí)，淬火溫度為910℃和990℃時(shí)斷裂的時(shí)間都增加且與在950℃淬火時(shí)相同。當(dāng)回火溫度為390℃時(shí)，淬火溫度為910℃和990℃時(shí)其耐延遲斷裂性能遠(yuǎn)不如950℃淬火時(shí)的性能。這說明，耐延遲斷裂性能隨著回火溫度的升高而提高，且獲得較好的延遲斷裂性能的淬火溫度的范圍變大[4]。當(dāng)在較低的溫度下回火時(shí)，試樣的耐延遲斷裂性能不能滿足FIP實(shí)驗(yàn)的要求。而在高溫下回火時(shí)，則可以滿足FIP實(shí)驗(yàn)的要求。所以，當(dāng)PC鋼的強(qiáng)度滿足要求時(shí)，適當(dāng)?shù)奶岣呋鼗饻囟瓤稍黾硬牧系哪脱舆t性能。

圖3為不同淬火溫度下試樣的微觀組織。可以看出，當(dāng)淬火溫度為950℃時(shí)，所得組織是細(xì)小且均勻的回火屈氏體。淬火溫度為990℃時(shí)，組織是較粗大的回火屈氏體。淬火溫度升高到1030℃時(shí)，組織較粗化且板條之間的距離變大，但其延遲斷裂性能的差別并不是晶粒尺寸所影響的。實(shí)際上，當(dāng)奧氏體的溫度升高時(shí)，鋼中合金元素的分布位置會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)椴牧现蠱n的含量比較高，Mn對(duì)延遲斷裂較敏感[3]。這些都導(dǎo)致了當(dāng)奧氏體化溫度大于950℃時(shí)，溫度越高材料的耐延遲斷裂性能越差。

圖4為不同回火溫度下30MnSiPC鋼的TEM形貌。可以看出，回火溫度為390℃時(shí)，可以清晰的看到馬氏體板條界，并在界面上可觀察到析出的薄片狀碳化物。該碳化物為收集氫的陷阱，如果這種碳化物連續(xù)的分布在馬氏體的邊界，則進(jìn)入到鋼中的氫會(huì)富集在晶界處，導(dǎo)致晶界脆化，從而使延遲斷裂變得敏感。當(dāng)回火溫度從390℃升高到430℃后，析出的滲碳體會(huì)聚集粗化，并變?yōu)榍逦貤l狀的滲碳體。細(xì)小的碳化物會(huì)彌散的分布，從而較小應(yīng)力集中，使界面能降低，斷裂時(shí)間變長，從而使其耐延遲斷裂性能增加[5]。當(dāng)回火溫度升高到470℃時(shí)，滲碳體會(huì)球化。當(dāng)回火溫度繼續(xù)升高時(shí)，較小的碳化物顆粒會(huì)逐漸溶解，大的顆粒會(huì)長大，當(dāng)溫度升高到一定程度后，細(xì)粒的碳化物會(huì)逐漸聚集并粗化，會(huì)出現(xiàn)更加粗大的滲碳體和鐵素體顆粒，其強(qiáng)度和硬度都較低。

篇（4）

別為:真空熱處理真空度優(yōu)于10－2Pa，隨爐升溫，到溫后保溫2h，氬氣淬火，冷卻速度300℃/h。氫氣保護(hù)熱處理加熱爐到溫后將加熱容器馬弗罐入爐，零件到溫后保溫2h，罐體出爐空冷至200℃，全程高純氫保護(hù)，氫氣露點(diǎn)低于－40℃。氫氣保護(hù)磁場(chǎng)熱處理加熱爐到溫后將加熱容器馬弗罐入爐，零件到溫后保溫1．5h后施加環(huán)形磁場(chǎng)，保持0．5h后磁場(chǎng)停止，罐體出爐空冷至200℃，全程高純氫保護(hù)，氫氣露點(diǎn)低于－40℃。從表1可以看出，和真空氣淬工藝相比，氫氣保護(hù)處理可以明顯提升材料的磁性能，施加磁場(chǎng)后效果更加顯著。但隨熱處理溫度的升高，磁場(chǎng)作用下降，840℃時(shí)磁場(chǎng)基本不起作用。圖1比較了740℃溫度下，F(xiàn)e-Co合金經(jīng)氫氣保護(hù)熱處理及氫氣保護(hù)磁場(chǎng)熱處理后的磁化曲線和磁化率曲線。可見，材料在磁化過程中，外磁場(chǎng)達(dá)到200A/m時(shí)，氫氣保護(hù)磁場(chǎng)處理及氫氣保護(hù)處理合金的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為1．6T和1．4T;外磁場(chǎng)達(dá)到400A/m時(shí)，二者的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為1．9T和1．7T，這表明磁場(chǎng)熱處理使得合金在低磁場(chǎng)下就具有較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。氫氣保護(hù)處理主要是通過氫氣在高溫下和材料的C、S等雜質(zhì)元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣相化合物并排出爐外，從而達(dá)到凈化合金的目的，隨著溫度的提高，原子擴(kuò)散速度加快，凈化作用得到提升;磁場(chǎng)處理主要通過干涉熱處理過程中材料組織的變化，如形核、晶化、晶粒長大過程，使之在磁場(chǎng)方向上形成一定的織構(gòu)。這種織構(gòu)的形成機(jī)理，目前認(rèn)為是在組織變化過程中原子擴(kuò)散受磁場(chǎng)影響，在磁化方向上形成了能量最低狀態(tài)，并在隨后的冷卻過程中保持下來，隨著溫度升高，原子擴(kuò)散容易，磁性織構(gòu)容易形成，對(duì)于磁性能的提升有益，但溫度繼續(xù)升高并接近居里溫度，原子磁矩排列趨于紊亂，磁場(chǎng)作用反而下降。從以上結(jié)果可以看出，高強(qiáng)Fe-Co軟磁合金熱處理的試驗(yàn)結(jié)果符合這些原理，從應(yīng)用需求角度出發(fā)，熱處理溫度的提高會(huì)降低材料強(qiáng)度［8］，為了確保材料強(qiáng)度達(dá)到1000MPa，一般熱處理溫度不宜超過760℃，所以磁場(chǎng)處理成為優(yōu)化材料磁性能的首選工藝。

2磁場(chǎng)熱處理

由于磁場(chǎng)熱處理對(duì)高強(qiáng)Fe-Co合金性能影響顯著，因此，對(duì)不同保溫溫度、充磁時(shí)間和磁場(chǎng)強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果見圖2。從圖2可以看出，熱處理溫度對(duì)磁性能的影響明顯，隨溫度升高磁性能上升，這和常規(guī)熱處理結(jié)果是相同的;保溫時(shí)間對(duì)磁性能的影響相對(duì)較弱，隨保溫時(shí)間的延長磁性能上升，到2．0h后則基本不變，這和常規(guī)熱處理結(jié)果基本一致;充磁磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁性能的影響不強(qiáng)烈，隨磁場(chǎng)增加，磁性能增加，150A之后變化不大，150A時(shí)產(chǎn)生的有效磁場(chǎng)為1330A/m。

3降溫速率

由于Fe-Co軟磁合金在730℃附近存在無序-有序化轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致性能惡化，所以1J21、1J22等Fe-Co合金熱處理工藝中，必須控制降溫速率，通常是在730℃以上緩冷，730℃后快冷。如前所述，高強(qiáng)Fe-Co軟磁合金的熱處理溫度區(qū)間一般低于760℃，處于敏感區(qū)間，降溫制度對(duì)材料性能的影響至為關(guān)鍵。為此，利用真空氣淬設(shè)備對(duì)降溫速率可控技術(shù)，研究了不同降溫速率對(duì)高強(qiáng)Fe-Co合金性能的影響，結(jié)果如表2所示。從表2可見，降溫速率對(duì)材料的性能具有一定的影響，但總體變化不大。從數(shù)據(jù)對(duì)比來看，降溫速率為150℃/h和600℃/h時(shí)，力學(xué)性能略低，但磁性能和其他樣品差別不明顯。前者可以認(rèn)為是無序-有序轉(zhuǎn)變的結(jié)果，后者則應(yīng)該和過快冷卻造成的內(nèi)應(yīng)力有關(guān)。為了評(píng)估Fe-Co合金添加元素對(duì)合金升、降溫過程的影響，采用DSC測(cè)量了750～1050℃的差熱曲線，如圖3所示。3種Fe-Co軟磁合金中，1J21含V元素1．2wt%左右，1J22含V元素2．0wt%左右，而高強(qiáng)Fe-Co合金除含V元素2．0wt%外，還添加了Nb、Cr等其他元素。從圖3可以看出，隨著添加元素含量的增加，居里點(diǎn)(以極值點(diǎn)數(shù)值定義)呈下降趨勢(shì)，但升溫和降溫過程表現(xiàn)不同，升溫過程居里點(diǎn)相差不多，為964～972℃，降溫過程居里點(diǎn)相差較大，為867～926℃，而且放熱/吸熱峰寬也隨著增大。這說明添加元素的增加，合金的居里轉(zhuǎn)變滯后程度增加;降溫過程的影響更加顯著，表明添加元素起到的作用主要是對(duì)磁疇的釘扎。無序-有序化過程同樣受添加元素的影響，從居里點(diǎn)的變化來推斷，高強(qiáng)Fe-Co合金的無序-有序轉(zhuǎn)變會(huì)受到更大抑制，這也是降溫速率對(duì)性能影響不大的主要原因。從以上試驗(yàn)結(jié)果來看，300～600℃/h的降溫速率都適用于高強(qiáng)Fe-Co合金熱處理的冷卻。

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2力學(xué)性能

表4為不同回火溫度下試件的力學(xué)性能測(cè)試。可以看出，隨著回火溫度的升高，SA738Gr.B鋼的屈服強(qiáng)度逐漸降低，630℃回火處理后要比690℃回火處理后高出98MPa。同樣，抗拉強(qiáng)度也隨著淬火溫度的升高而逐漸降低。在抗沖擊性能方面，不同回火溫度下的沖擊性能有所變化，但是變化幅度不大，在690℃下回火試樣的沖擊韌度較高。綜上所述，SA738Gr.B鋼的最佳熱處理工藝是920℃淬火，保溫30min，之后在630℃下回火，保溫60min。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果的工業(yè)化應(yīng)用

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在首鋼應(yīng)用該熱處理方案對(duì)SA738Gr.B鋼進(jìn)行工業(yè)化熱處理。熱處理完成后隨機(jī)抽取鋼板分別截取表面、1/4斷面、心部斷面進(jìn)行金相觀察，金相組織如圖3所示。可以看出，經(jīng)回火處理后，鋼板組織主要為貝氏體，各斷面組織沒有差異，表面組織更為細(xì)密。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相同。表5為試樣的室溫拉伸性能測(cè)試結(jié)果。可以看出，1/4處和1/2處的室溫橫向拉伸性能變化不大，同實(shí)驗(yàn)室結(jié)果相比，在1/4的力學(xué)性能較吻合，因此經(jīng)工業(yè)熱處理后的鋼板具有了良好的力學(xué)性能，能更好的滿足核電站建設(shè)用鋼的標(biāo)準(zhǔn)。圖4為工業(yè)熱處理后鋼板的低溫抗沖擊性能測(cè)試結(jié)果。可以看出，即使溫度降至-80℃，鋼板仍然有150J左右的沖擊吸收能。而在-20℃至-40℃，沖擊吸收能保持在280J左右。可見，經(jīng)工業(yè)熱處理后的SA738Gr.B鋼具有優(yōu)良的低溫抗沖擊性能。

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2曲軸熱處理工藝

2.1曲軸工作條件活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)一般由氣缸、活塞、曲軸、連桿、氣門機(jī)構(gòu)和機(jī)匣組成，曲軸的組成，如圖3所示。曲軸除了和連桿一起將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還將功率傳遞給螺旋槳，曲軸由軸頭、軸尾和曲柄等組成，曲柄又由曲頸和曲臂組成，軸頭前段與螺旋槳軸相連。

2.2材料選擇IO-360-L2A發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸采用高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼40CrNiMoA鍛件制成，它是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素（總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過5%）而制成的鋼種，主要成分應(yīng)符合GB/T3077的規(guī)定［4］，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的含硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.025%，由于曲軸為熱加工用鋼，其銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)規(guī)定應(yīng)不大于0.20%，如表1所示。它屬于低合金中碳超高強(qiáng)度鋼。該材質(zhì)經(jīng)處理后具有良好的綜合機(jī)械性能，Cr、Ni等合金元素的加入使其淬透性較好并使鐵素體的強(qiáng)度和韌性得到提高；Mo、Cr等碳化物形成元素的加入，可阻止奧氏體晶粒長大，提高鋼的回火穩(wěn)定性，在使用中能有一定的沖擊抗力和斷裂韌性，高的疲勞強(qiáng)度滿足曲軸對(duì)材質(zhì)性能的要求。

2.3曲軸熱處理IO-360-L2A發(fā)動(dòng)機(jī)使用多曲柄曲軸，由鉻鎳鉬鋼鍛件制成，曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)受力最大的部件之一，曲軸的曲頸和曲柄表面都經(jīng)過滲氮處理，增加了表面的抗磨性，曲軸上螺旋槳安裝凸緣表面未進(jìn)行滲氮處理，表面僅鍍一層防腐金屬層，維護(hù)時(shí)應(yīng)避免劃傷，預(yù)防曲軸腐蝕和產(chǎn)生裂紋。曲柄是空心的，這不僅可以減輕曲軸的質(zhì)量，還可為滑油提供通道，同時(shí)也是一個(gè)收集淤泥、積碳和其它雜質(zhì)的空腔，滑油流動(dòng)越多，清潔效果越好。材料40CrMoA曲軸熱處理工藝是鍛造正火粗車調(diào)質(zhì)精車去應(yīng)力退火精加工到成品氮化拋光裝機(jī)［5］，其技術(shù)參數(shù)如表2所示。

2.3.1曲軸熱處理技術(shù)要求主軸頸和連桿軸徑處要求淬硬層硬度為56~63HRC；淬硬層深度為3.5~5.5mm，淬硬層邊緣到曲軸對(duì)于V形軸不大于4~5mm，對(duì)直列軸不大于6~8mm。為了確保質(zhì)量，對(duì)曲軸的熱處理實(shí)際采用中頻感應(yīng)加熱淬火法［6］，如圖4所示，采用曲軸軸徑輪流淬火，分別進(jìn)行表面淬火，其加熱頻率1000Hz；始鍛溫度1150℃，終鍛溫度850℃。

2.3.2曲軸熱處理工藝［7］1）正火+高溫回火。正火處理的目的是為了改善曲軸的基體組織，消除鍛造過程造成的粗大組織及魏氏組織，細(xì)化晶粒，并消除鍛造應(yīng)力。回火后為防止回火脆性，應(yīng)油淬，回火溫度在600~640℃左右。最好是淬火出來先打一個(gè)淬火硬度，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整回火溫度。a.正火：加熱溫度880℃，保溫270min，出爐空冷；b.回火：加熱溫度640℃，保溫600min，出爐空冷。2）熱處理調(diào)質(zhì)處理。曲軸鍛造、正火后要進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)處理，以獲得整體的最佳綜合機(jī)械性能，并為表面氮化處理做好組織準(zhǔn)備。曲軸調(diào)質(zhì)后的金相組織應(yīng)為均勻的回火索氏體+少量貝氏體組織，不允許出現(xiàn)大量的鐵素體組織，否則將導(dǎo)致氮化層的脆性加大，降低曲軸的疲勞性能。a.淬火：加熱880℃（氮?dú)獗Ｗo(hù)）保溫時(shí)間5h；冷卻曲軸出爐后預(yù)冷1.5min（曲軸表面顏色在800℃以上一點(diǎn)），隨后淬入水玻璃水溶液中，冷卻6~7min出水空冷。淬火介質(zhì)使用玻美度3～3.5的水玻璃水溶液。b.回火：40CrMoA軸加熱溫度560~570℃，保溫時(shí)間為5.5h，出爐空冷。3）氣體氮化處理。曲軸表面進(jìn)行氮化處理，一方面是為了獲得高的疲勞強(qiáng)度，另一方面是為了獲得高的表面硬度，提高曲軸的耐磨性能。曲軸表面經(jīng)氮化處理后，生成極細(xì)顆粒具有高硬度的ε相，同時(shí)還生成Fe3N和FeN，使軸頸和圓角均得到強(qiáng)化處理，改善表面耐磨性，增加表面強(qiáng)度，特別是增加抗疲勞強(qiáng)度，并提高材料的抗腐蝕性能。

3曲軸熱處理缺陷分析及其防止措施

曲軸在生產(chǎn)過程中要經(jīng)過冶煉、鑄造、軋制（或鍛造）等工序，最后成材，由這些工藝過程控制的質(zhì)量，一般稱為熱處理質(zhì)量。熱處理質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的性能和使用安全。熱處理缺陷中最危險(xiǎn)的是裂紋，稱為第一類熱處理缺陷。工程構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)一定循環(huán)周次后發(fā)生的斷裂稱作疲勞斷裂，曲軸失效可以由多種原因引起，然而，沖擊疲勞失效可能是曲軸失效中最普遍的原因。當(dāng)裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子KI達(dá)到材料斷裂韌度KIc（或是裂紋尖端的應(yīng)力集中達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度）時(shí)，裂紋就會(huì)失穩(wěn)快速擴(kuò)展疲勞最終斷裂是瞬時(shí)的，因此它的危害性較大，甚至?xí)斐蓹C(jī)毀人亡的慘劇。鋼質(zhì)工件經(jīng)熱處理后常見的質(zhì)量缺陷有淬火顯微組織過熱、欠熱、淬火裂紋、硬度不夠、熱處理變形、表面脫碳、軟點(diǎn)等。

3.1淬火裂紋及防止措施淬火裂紋是鋼材的淬火或淬火后形成，由于冷卻時(shí)的高應(yīng)力所造成；也有可能是在淬火油中的水所導(dǎo)致。具體如下：鋼質(zhì)工件由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，鋼材選擇不當(dāng)、淬火溫度控制不正確、淬火冷卻速度不合適等；增大淬火內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使已形成的淬火顯微裂紋擴(kuò)展，形成淬火裂紋；由于增大了顯微裂紋的敏感度，增加了顯微裂紋的數(shù)量，從而增大淬火裂紋的形成。淬火裂紋一旦發(fā)生，絕大部分將造成零件的報(bào)廢，必須預(yù)防淬火裂紋的產(chǎn)生。首先曲軸原材料的橫截面酸浸低倍組織試片上，不得有目視可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、翻皮、白點(diǎn)、晶間裂紋等缺陷。材料選擇上做到經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的合理搭配，既要保證價(jià)格便宜又要保證材料有較好的加工性，熱處理性要好，易于淬火，變形小，淬裂傾向小。隨著含碳量的提高，Ms點(diǎn)降低，淬裂傾向增大，在滿足基本性能如硬度、強(qiáng)度的條件下，盡量選用含碳量低的鋼。為了防止零件在淬火急冷中開裂，應(yīng)使其均勻加熱、均勻冷卻、均勻漲縮。在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，盡量避免截面形狀尺寸突變，同時(shí)注意圓角過渡。合理安排工藝路線，如正確安排好預(yù)備熱處理、冷加工和熱加工等工序可以有效減少熱處理淬火開裂傾向。恰當(dāng)?shù)剡x擇加熱介質(zhì)、加熱速度、加熱溫度和保溫時(shí)間也可以有利于減少淬火開裂。

3.2氧化與脫碳及防止措施氧化是因?yàn)殇撛谟醒趸詺怏w中加熱時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化而在表面形成一層氧化皮，在高溫下，甚至晶界也回會(huì)發(fā)生氧化。脫碳是鋼在某些介質(zhì)中加熱時(shí)，這些介質(zhì)會(huì)使鋼表面的含碳量下降，脫碳的實(shí)質(zhì)是鋼中碳在高溫下與氧和氫發(fā)生作用生產(chǎn)一氧化碳。脫碳會(huì)明顯降低鋼的淬火硬度、耐磨性及抗疲勞性能。防止氧化、脫碳的有效措施是采用鹽熔爐加熱、護(hù)氣氛爐、真空爐加熱和預(yù)留足夠的加工余量，見表3所示。

篇（7）

 

一、引言

模具是一種重要的加工工藝裝備，是國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的品種、形狀、數(shù)量、質(zhì)量等的要求越來越高,對(duì)模具的需要量相應(yīng)增加,對(duì)模具質(zhì)量的要求也越來越高；模具性能好壞，壽命高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

模具壽命是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率和成本的重要因素之一，也是衡量模具制造水平的重要指標(biāo)。目前在我國的許多企業(yè)中,模具的使用壽命還比較低,僅相當(dāng)于國外的1/3~1/5。模具壽命低，精度保持性差，必將影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)造成模具鋼和工時(shí)的巨大浪費(fèi)，大大增加產(chǎn)品的成本并降低生產(chǎn)效率，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的竟?fàn)幜ΑＤ＞叩氖Х譃榕既皇Ш凸ぷ魇АＥ既皇侵改＞咭蛟O(shè)計(jì)錯(cuò)誤、使用不當(dāng)引起模具過早破損;工作失效是指模具因正常破損而結(jié)束壽命。總的失效形式主要以表面損傷、塑性變形、斷裂為主。論文參考，模具材料。影響模具壽命的因素是多方面的,其中,熱處理不當(dāng)約占45%,選材不當(dāng)、模具結(jié)構(gòu)不合理約占25%,工藝問題約占10%;問題、設(shè)備問題等因素約占20%，由此可見模具材料與熱處理是影響模具壽命諸因素中的主要因素。

二、冷沖模具材料及其熱處理的選擇

冷沖模具的使用壽命通常和模具的硬度、強(qiáng)度、耐磨度及抗沖擊韌性有著直接的關(guān)系。因此,對(duì)模具材料和熱處理工藝過程的要求就更高。對(duì)冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性、高強(qiáng)度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性能、良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。

（一）低淬透性冷作模具鋼及其熱處理

滿足這些性能要求的冷作模具材料有低淬透性冷作模具鋼、低變形冷作模具鋼、高合金工具鋼等，其中碳素工具鋼是使用最多的低淬透性冷作模具鋼，其特點(diǎn)是含碳量高,馬氏體轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱Ms點(diǎn))低,臨界冷卻速度快,在快速淬火冷卻時(shí),產(chǎn)生熱應(yīng)力變形,使模具沿主導(dǎo)方向收縮變形,材料的含碳量越高,收縮量越大。這種收縮會(huì)在模具內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,必須通過回火或其他的方法有效地消除內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)然這種變形量的大小要受模具截面尺寸、淬火加熱溫度、淬火冷卻方式和回火溫度等因素的影響。論文參考，模具材料。因此,淬火和回火工藝是影響低淬透性冷作模具壽命的主要因素。

因?yàn)樘妓毓ぞ咪撃＞叨酁橹小⑿〗孛?10~50mm)。為減小淬火變形,T10A,T12A一般選擇較低的淬火溫度。當(dāng)采用硝鹽浴或堿浴冷卻時(shí),淬火加熱溫度可選擇810~820℃;如果是水-油冷卻,加熱溫度為760~780℃。對(duì)于T8A鋼,根據(jù)模具截面尺寸的增大適當(dāng)提高淬火溫度以提高模具的淬火后硬度。采用水淬時(shí),對(duì)于截面厚度t小于15mm的制件,加熱溫度應(yīng)選擇800~820℃;截面厚度t在30~50mm時(shí),加熱溫度應(yīng)選擇820~830℃。采用硝鹽浴分級(jí)淬火時(shí),可在以上所述淬火溫度上做適當(dāng)調(diào)整。

（二）低變形冷作模具鋼及其熱處理

低變形冷作模具鋼是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素發(fā)展起來的，CrWMn是其典型鋼種。CrWMn鋼具有高淬透性，淬火時(shí)不需要強(qiáng)烈的冷卻,淬火變形比碳素工具鋼明顯減少。但是，這類鋼的變形同樣受到淬火加熱溫度、冷卻方法、回火工藝和模具截面尺寸的影響。該鋼淬火溫度的選擇，由于鎢形式碳化物，所以這種剛在淬火及低溫回火后具有比鉻鋼和9SiCr鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度。當(dāng)采用800℃加熱淬火時(shí)，既能獲得較高的硬度（63HRC）還可以獲得較高的抗彎強(qiáng)度和韌性。如果繼續(xù)提高淬火溫度，硬度上升但沖擊韌度、抗彎強(qiáng)度會(huì)降低。當(dāng)淬火溫度大于850℃時(shí)，硬度也開始下降。因此，為減小變形并獲得高的耐磨性,由這些鋼制造的模具,其淬火加熱溫度不宜過高。論文參考，模具材料。

CrWMn鋼淬火常用的冷卻介質(zhì)是硝鹽浴和礦物油,其中硝鹽浴的使用溫度較高而冷卻能力卻比油大。對(duì)于精度要求高的模具,根據(jù)硬度要求選擇不同的溫度進(jìn)行等溫淬火,等溫時(shí)間不宜過長,等溫后隨硝鹽浴一起緩冷。這樣不僅能顯著減小組織應(yīng)力,還能有效控制變形量。CrWMn鋼等溫淬火后比普通淬火的強(qiáng)韌性高，對(duì)于易產(chǎn)生斷裂的模具可采用等溫淬火。該鋼淬火后于150~160℃回火,可使原來淬火后膨脹的體積產(chǎn)生收縮。回火溫度升高到220~240℃,又開始出現(xiàn)尺寸膨脹,在260~320℃回火時(shí),會(huì)出現(xiàn)尺寸膨脹的最大值,而繼續(xù)提高溫度,變形又趨于收縮。當(dāng)CrWMn鋼要獲得大于60HRC的硬度時(shí)，回火溫度應(yīng)不超過200~220℃。因此,在選擇回火溫度時(shí)應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、尺寸和硬度要求合理選擇回火溫度。論文參考，模具材料。選擇合理的回火溫度可以最大限度地消除由淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,有效提高模具的壽命。論文參考，模具材料。

（三）高合金工具鋼及其熱處理

高耐磨微變性冷作模具鋼、高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼、高強(qiáng)韌性冷作模具鋼主要是高合金工具鋼，用來制造模具的常用牌號(hào)有Cr12,Cr12MoV,Cr6WV,Cr5MoV和Cr4W2MoV等。這類鋼的含碳量高,同時(shí)含有大量的碳化物形成元素,具有高的淬透性、耐磨性和熱硬性。高合金工具鋼由于淬透性高淬火時(shí)不需要快速冷卻,因此產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小。高合金鋼模具淬火溫度的選擇應(yīng)首先考慮控制淬火變形。試驗(yàn)證明:當(dāng)淬火溫度為1030~1040℃時(shí)模具的變形量最小,接近于零。低于這個(gè)溫度淬火,制件發(fā)生脹大變形;高于這個(gè)溫度淬火,制件收縮變形。淬火溫度為1100℃時(shí),收縮量會(huì)急劇增大。為防止模具在高溫下氧化和脫碳,一般應(yīng)在鹽浴爐中加熱。冷卻方法的選擇則根據(jù)模具的具體情況和要求而定。論文參考，模具材料。截面尺寸大的模具可用150~200℃的油來充當(dāng)淬火冷卻介質(zhì),停留一段時(shí)間出油后空冷;大多數(shù)中、小尺寸的模具可以采用250~300℃的硝鹽浴分級(jí)冷卻;精度要求高、形狀不對(duì)稱的模具可以采用540~600℃的氯化鹽和250~300℃的硝鹽浴2次分級(jí)冷卻;精度要求很高,需要嚴(yán)格控制變形的模具,可以采用2次分級(jí)冷卻,并在硝鹽浴中停留一段時(shí)間后隨硝鹽浴一起緩慢冷卻,這樣可以最大限度地減小內(nèi)應(yīng)力,避免模具開裂或產(chǎn)生細(xì)小的裂紋,從而提高模具的使用壽命。高碳高鉻鋼的回火抗力高,回火時(shí)馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變是影響模具尺寸變形的兩個(gè)主要因素。Cr12MV鋼采用低溫淬火和低溫回火時(shí)，可以獲得高度硬度、強(qiáng)度和斷裂韌度；若采用高溫淬火與高溫回火，將獲得良好的熱硬性，其耐磨性、硬度也較高，但抗壓強(qiáng)度和斷裂韌度較低；而采用中溫淬火與中溫回火，可以獲得最好的強(qiáng)韌性配合。在生產(chǎn)中，采用何種淬回火工藝，應(yīng)根據(jù)模具的工作條件來確定。

三、結(jié)論

模具材料是模具制造業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，其品種、規(guī)格、質(zhì)量對(duì)模具的性能、使用壽命起著決定性作用。模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程。它對(duì)模具的壽命有著直接的影響。當(dāng)熱處理工藝不當(dāng)時(shí)，熱處理造成的組織結(jié)構(gòu)不合理、晶粒度超標(biāo)等會(huì)導(dǎo)致主要性能如模具的韌性、冷熱疲勞性能、抗磨損性能等下降，從而影響模具的工作壽命。因此，對(duì)于不同的冷沖模具應(yīng)該選擇不同的模具材料以及相應(yīng)的熱處理工藝。

參考文獻(xiàn)：

［1］程培源.模具壽命與材料［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.

篇（8）

NiCrMo系高強(qiáng)韌鋼中的很多鋼種己經(jīng)突破了過去低合金鋼所定義的范圍，但從強(qiáng)度指標(biāo)、性能特點(diǎn)、主要應(yīng)用方面及來源等來看，焊接結(jié)構(gòu)用的NiCrMo系高強(qiáng)度高韌性鋼，仍然屬于低合金的范圍。

1. 9NiCrMo鋼的性能特點(diǎn)

1.1高的強(qiáng)韌性

強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)鋼的基本力學(xué)性能指標(biāo)，其中屈服強(qiáng)度是構(gòu)件設(shè)計(jì)的依據(jù)。9NiCrMo鋼要求屈服強(qiáng)度不低于lOOOMPa，規(guī)格上板厚為lOmm-120mm。隨著鋼材強(qiáng)度的提高，產(chǎn)生脆性斷裂的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加，為了防止高強(qiáng)度鋼發(fā)生低應(yīng)力破壞，必須是塑性破壞時(shí)吸收能足夠大，并且要求足夠的塑性儲(chǔ)備，因此對(duì)鋼的韌性，特別是低溫韌性提出來更高的要求，纖維斷口100%上平臺(tái)能Eshelf必須在50尺磅以上（6.9kg-M）。

1.2良好的焊接性

焊接性是海洋焊接工程用鋼應(yīng)用性能的重要指標(biāo)。大型的海洋工程平臺(tái)都是焊接而成的，例如我國剛剛服役的航母遼寧艦就是一個(gè)滿載排水量6-7萬噸的海上“移動(dòng)飛機(jī)場(chǎng)”。不允許任何一處發(fā)生破壞[1]。因此，對(duì)焊縫、熱影響區(qū)與母材等強(qiáng)度和韌性的要求是非常嚴(yán)格。特別是隨著鋼的強(qiáng)度提高（碳當(dāng)量也隨著提高），焊接越來越困難。且焊接過程大多在室外進(jìn)行，容易引起焊接熱影響區(qū)的冷裂紋和層狀撕裂，因此獲得性能優(yōu)異的焊接接頭十分重要。

1.3低的屈強(qiáng)比

鋼的屈強(qiáng)比是指屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的比值。低的屈強(qiáng)比有利于加工成型，提高沖成率，有較高的結(jié)構(gòu)可靠性，具有較大的抗塑形失穩(wěn)破壞的能力。目前工程應(yīng)用中，已經(jīng)把鋼的屈強(qiáng)比作為重要的設(shè)計(jì)依據(jù)，在工程安全性設(shè)計(jì)中，要求在裂紋產(chǎn)生之前具有一定的塑形變形的能力，這是防止發(fā)生突然斷裂事故的先決條件。因此為了保證鋼材具有足夠的塑形變形儲(chǔ)備，盡量降低鋼的屈強(qiáng)比。

2.研究方法

2.1臨界點(diǎn)測(cè)試與CCT曲線的測(cè)定

鋼的臨界點(diǎn)是制定熱處理工藝的重要依據(jù)。將實(shí)驗(yàn)鋼加工成尺寸為3X10mm的熱膨脹實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)采用Formastor-Fn全自動(dòng)相變儀，測(cè)定鋼的臨界點(diǎn)、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT）。本文研究兩相區(qū)二次淬火+回火（QQ'T）及循環(huán)淬火（QQT）的影響規(guī)律（如圖1），并同調(diào)質(zhì)（QT）工藝進(jìn)行了對(duì)比。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，選出最佳的熱處理工藝，為工業(yè)試制提供可靠的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

圖1 9NiCrMo鋼熱處理工藝圖

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

測(cè)定9NiCrMo鋼的臨界點(diǎn)和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線對(duì)合理制定實(shí)驗(yàn)鋼熱處理工藝，研究其冷卻轉(zhuǎn)變過程中組織的變化規(guī)律，及工業(yè)試制中具有重要的理論實(shí)驗(yàn)依據(jù)[2]。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)鋼的臨界相變點(diǎn)測(cè)試結(jié)果繪制的CCT曲線如圖2所示。

圖2 9NiCrMo試驗(yàn)鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（CCT）曲線

不同淬火溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能及組織的影響。對(duì)于9NiCrMo鋼采用QT和QQT進(jìn)行熱處理。通常這類鋼的常規(guī)熱處理是采用調(diào)質(zhì)熱處理方式（QT-淬火+回火），淬火能顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度，而回火消除淬火形成的殘余應(yīng)力，降低了位錯(cuò)密度，從而使得試驗(yàn)鋼具有良好強(qiáng)韌性匹配。但是，這種熱處理方式往往造成鋼的回火穩(wěn)定性較差，屈強(qiáng)比較高，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)難度大等不足。本論文了研究二次淬火（QQ'T）工藝，即在兩相區(qū)增加一次淬火+回火，對(duì)9NiCrMo鋼的熱處理效果。在保證高的屈服強(qiáng)度和良好的低溫韌性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低其屈強(qiáng)比，提高其回火穩(wěn)定性。

對(duì)于試驗(yàn)鋼分別用了淬火+回火的調(diào)質(zhì)工藝（QT）、循環(huán)淬火+回火工藝（QQT）和兩相區(qū)淬火+回火（QQ’T）工藝進(jìn)行熱處理 [3]。兩相區(qū)淬火是在AC1-AC3之間增加一次淬火（Q'），在本實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研確

定其二次淬火溫度在710-780℃范圍內(nèi)，回火溫度為500-590℃之間，淬火保溫時(shí)間為一小時(shí)。

4.結(jié)束語

本文測(cè)定了 9NiCrMo鋼的臨界點(diǎn)和CCT曲線，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)開展了循環(huán)淬火加回火工藝、兩次淬火加回火工藝與常規(guī)調(diào)質(zhì)工藝對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼組織與性能的影響的研究，分析了其顯微組織變化規(guī)律，探討了其強(qiáng)韌化機(jī)理。

參考文獻(xiàn)：

篇（9）

 

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，通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來改變其性能，這就是金屬材料熱處理過程。 

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(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。 

通過預(yù)先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過程產(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，從而提高金屬強(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)化的過程實(shí)際上就是金屬熱處理。 

在金屬熱處理過程中，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)生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒，這個(gè)過程稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶晶核的形成與長大都需要原子的擴(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(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，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)，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，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．晶粒開始長大。因此，對(duì)此種鋼來說，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)力腐蝕開裂。大部分引起應(yīng)力腐蝕開裂的應(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(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) 

篇（10）

    材料科學(xué)對(duì)于科技進(jìn)步、國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,起著先導(dǎo)和基礎(chǔ)作用,各個(gè)行業(yè)都離不開材料的研究與應(yīng)用。例如,在講課中,列舉南京長江大橋、年產(chǎn)30萬噸乙烯工程、大慶和大港油田的建設(shè)成就等生動(dòng)例子,以及在納米材料、超導(dǎo)材料等研究工作中取得的重大成果,結(jié)合授課內(nèi)容,密切聯(lián)系我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所取得的成就和科研成果,潛移默化,進(jìn)行正確的引導(dǎo),就能讓每個(gè)專業(yè)的學(xué)生認(rèn)識(shí)到這門課程的意義,樹立創(chuàng)新教育觀念,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,意識(shí)到在信息社會(huì)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要性。

    二、根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)選擇與更新教學(xué)內(nèi)容,采用啟發(fā)滲透式的教學(xué)方式

    工程材料的課程內(nèi)容具有基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性。針對(duì)機(jī)械類學(xué)生,根據(jù)他們的專業(yè)特點(diǎn),應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容。

    (一)基本理論部分。簡(jiǎn)要闡述工程材料學(xué)的基本概念和基本理論。

    (二)工程材料知識(shí)部分。重點(diǎn)介紹常用的鋼鐵材料,包括結(jié)構(gòu)材料、工具材料的成分、組織、性能及其應(yīng)用知識(shí)。如以下一些常用鋼種:碳素工具鋼T8、普通低合金鋼16Mn、彈簧鋼60Si2Mn、軸承鋼GCr9、調(diào)質(zhì)鋼40Cr、高速鋼W6Mo5GrV2、冷模鋼Cr12等。簡(jiǎn)要介紹高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料,引入功能材料,納米材料等新材料的內(nèi)容,擴(kuò)展學(xué)生的材料知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

    (三)工程材料應(yīng)用部分。介紹機(jī)械零件的失效與選材知識(shí)以及工程材料在汽車、機(jī)床等領(lǐng)域的應(yīng)用情況。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,材料工程和機(jī)械工程中新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。教師要及時(shí)捕捉這些信息,將新材料、新工藝等前沿知識(shí)充實(shí)到講課內(nèi)容中,使學(xué)生感到課程內(nèi)容新穎、有現(xiàn)代氣息。這對(duì)培養(yǎng)21世紀(jì)社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)所需人才無疑有很大益處。采用啟發(fā)滲透式相結(jié)合的教學(xué)方式,在機(jī)械工程材料的基本概念與基本理論方面注意概念嚴(yán)謹(jǐn)、基礎(chǔ)扎實(shí)。在講授基本理論在機(jī)械工程材料中的應(yīng)用方面則注重講解扼要,要求學(xué)生有重點(diǎn)、有選擇的自學(xué)。從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望和濃厚的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生探索問題的愿望和積極思維的動(dòng)力。例如,我們?cè)谥v齒輪材料時(shí)提出以下問題,以期達(dá)到啟發(fā)滲透式的教學(xué)效果:1、齒輪工作時(shí)受力特點(diǎn)是什么?2、齒輪類零件常見失效形式是什么?3、齒輪材料應(yīng)具有哪些性能要求?4、機(jī)床齒輪和汽車變速箱齒輪的選材有何區(qū)別?5、機(jī)床齒輪和汽車變速箱齒輪的生產(chǎn)工藝路線是什么?6、生產(chǎn)工藝路線中各熱處理工序的作用是什么?通過類比聯(lián)想、循序漸進(jìn)的啟發(fā)滲透,引導(dǎo)學(xué)生全面細(xì)致地分析問題、解決問題。

    三、加強(qiáng)形象化教學(xué),充分利用第二課堂

    工程材料的授課過程中要大力開展多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以清晰描述微觀、動(dòng)態(tài)的變化過程與狀態(tài),顯著加大課堂教學(xué)信息量,簡(jiǎn)化信息傳輸轉(zhuǎn)換過程,增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力,從而顯著提高教學(xué)效果與效率。充分利用第二課堂教學(xué)。組織學(xué)生到相關(guān)的工廠、企業(yè)參觀,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。例如,在講熱處理這章時(shí),組織學(xué)生到熱處理車間現(xiàn)場(chǎng)參觀,了解淬火、正火、退火、回火,表面熱處理,化學(xué)熱處理的工藝過程,這樣學(xué)生能把這些名詞牢牢記入腦海里。培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力和習(xí)慣,要啟發(fā)學(xué)生多問“為什么”,然后帶著問題有目的地去學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。通過組織興趣小組,參與教師的科研等課外學(xué)習(xí)方式,激發(fā)創(chuàng)造精神,強(qiáng)化自己的實(shí)踐能力。教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙?duì)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)予以指導(dǎo),針對(duì)其感興趣的研究方向,提供參考書目,引導(dǎo)學(xué)生了解最新動(dòng)態(tài),把握研究方向,與學(xué)生之間展開討論,鼓勵(lì)學(xué)生走出學(xué)校,參加各種講座,參與校外組織的相關(guān)活動(dòng),開闊自己的視野,增加自己的才干,逐步培養(yǎng)自己的研究能力和創(chuàng)新能力。

    四、在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力

    實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面能起到非常獨(dú)特有效的作用。工程材料課程有較強(qiáng)的實(shí)踐性,在課程的教學(xué)過程中,要重視學(xué)生觀察能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng),我們?cè)诮虒W(xué)中安排了多種形式不同層次的實(shí)驗(yàn)。一是基本技能性實(shí)驗(yàn)。如金屬材料的硬度和沖擊韌性測(cè)定、鐵碳合金平衡組織顯微鏡觀察和碳鋼的熱處理及熱處理后的顯微組織觀察,由實(shí)驗(yàn)教師操作演示,最后由學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)CAI課件獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。二是綜合性實(shí)驗(yàn)。如分別對(duì)20鋼、45鋼和T10鋼進(jìn)行完全退火處理,觀察并畫出顯微組織,測(cè)出其硬度,要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前編制一套完整的實(shí)驗(yàn)方案,包括具體的工藝參數(shù)和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟(需查找相關(guān)資料),經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師審查通過后開始。三是研究性實(shí)驗(yàn)。例如研究與分析不同晶粒度的金屬(低碳鋼和鋁)經(jīng)不同程度拉伸變形后,在回復(fù)和再結(jié)晶的過程中,其組織與性能的變化情況。本類實(shí)驗(yàn),教師只需要提出問題,整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生自主討論決定。通過多種形式的實(shí)驗(yàn),有效鍛煉了學(xué)生自主獲取知識(shí)和綜合應(yīng)用知識(shí)的能力,提高了分析和解決問題的能力,充分發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,實(shí)踐動(dòng)手能力大為增強(qiáng),創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。

    五、課堂討論的開展

篇（11）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0029-03

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》提出的高等教育重大改革計(jì)劃，旨在培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)[1，2]。培養(yǎng)卓越工程師后備人才，要面向工業(yè)界、面向世界、面向未來。立足于“卓越工程師項(xiàng)目”的主旨與重點(diǎn)，上海大學(xué)金屬材料工程專業(yè)以提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐為核心，強(qiáng)化工程能力和創(chuàng)新能力，在建立符合工程教育規(guī)律的教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)生的企業(yè)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，注重國際化的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加材料熱處理工程師的培訓(xùn)和全國大賽。通過一系列探索實(shí)踐和教學(xué)改革，上海大學(xué)金屬材料專業(yè)在培養(yǎng)適應(yīng)國家建設(shè)需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。

一、建立符合工程教育規(guī)律的教學(xué)體系

上海大學(xué)金屬材料工程專業(yè)是第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”批準(zhǔn)的本科專業(yè)。圍繞工程教育的核心問題，在聽取企業(yè)專家意見的基礎(chǔ)上，上海大學(xué)金屬材料工程專業(yè)通過轉(zhuǎn)變教育理念，構(gòu)建了符合工程教育規(guī)律的、多層次、立體化的專業(yè)課程體系。通過對(duì)原有的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行修訂，優(yōu)化了課程設(shè)置，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)的改革。新修訂的教學(xué)計(jì)劃具有以下特點(diǎn)：（1）夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，強(qiáng)化工程文化。（2）增加實(shí)踐性和研討性課程比例，擴(kuò)大開放性實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，突出以工程項(xiàng)目為載體的任務(wù)拉動(dòng)式的研討性和實(shí)踐性環(huán)節(jié)設(shè)置。（3）引入“校企、科研院所聯(lián)合培養(yǎng)”的機(jī)制，與企業(yè)共建課程，邀請(qǐng)企業(yè)專家對(duì)本科生進(jìn)行職業(yè)生涯培訓(xùn)，聘請(qǐng)企業(yè)專家走進(jìn)課堂主講專業(yè)前沿講座，充實(shí)授課內(nèi)容。（4）增加企業(yè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，以工程項(xiàng)目為載體，聘請(qǐng)企業(yè)專家指導(dǎo)學(xué)生的工程訓(xùn)練，指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，參與學(xué)生的培養(yǎng)。鼓勵(lì)學(xué)生參與企業(yè)的課題研究，使學(xué)生在工程環(huán)境中接受熏陶，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)工程意識(shí)，提升工程和能力。除了對(duì)教學(xué)計(jì)劃的修訂之外，還相應(yīng)地改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，更新了授課內(nèi)容，改革了教學(xué)手段、教學(xué)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以適合金屬材料專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的要求。如：以項(xiàng)目為載體的任務(wù)拉動(dòng)式教學(xué)模式貫穿于課程教學(xué)的全過程，以工程實(shí)例為核心，把知識(shí)點(diǎn)與工程應(yīng)用有機(jī)地聯(lián)系起來；理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，重視案例教學(xué)、基于項(xiàng)目的教學(xué)和工程實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)工程能力和素質(zhì)；充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)“課上、課下互動(dòng)”、“課內(nèi)、課外互補(bǔ)”；倡導(dǎo)在教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式，通過啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與教師課堂的上下互動(dòng)交流；改革考試方法和考核機(jī)制，注重學(xué)習(xí)過程考查和學(xué)生能力評(píng)價(jià)，加強(qiáng)學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)和參與課外活動(dòng)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性和工程實(shí)踐能力。

二、加強(qiáng)企業(yè)工程實(shí)踐

新教學(xué)計(jì)劃的課程設(shè)置在加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、解決實(shí)際問題能力方面進(jìn)行了大膽嘗試。為大力推進(jìn)“卓越工程師”實(shí)踐培育的環(huán)節(jié)，金屬材料工程專業(yè)發(fā)動(dòng)廣大教師，選取“上海匯眾汽車制造有限公司”、“山特維克材料科技公司”、“肯納金屬有限公司”、“艾伯納工業(yè)爐有限公司”、“上海工藝研究所”等一批在行業(yè)領(lǐng)域頗具影響的國企和外企作為學(xué)生的企業(yè)實(shí)踐基地。“金屬材料工程專業(yè)”卓越工程師的培養(yǎng)在企業(yè)的工程實(shí)踐采取了分散形式，以分階段、逐步推進(jìn)的模式實(shí)施。包括：“暑期實(shí)踐（7～8月）深度實(shí)習(xí)（冬季學(xué)期）畢業(yè)設(shè)計(jì)（春季學(xué)期）”。每年的7～8月組織本科生先進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行為期2個(gè)月的暑期企業(yè)工程實(shí)踐活動(dòng)。通過這一階段在企業(yè)的工程實(shí)踐，使廣大學(xué)生學(xué)到了課本上未接觸到的實(shí)踐知識(shí)，加深了對(duì)所學(xué)專業(yè)的理解和認(rèn)識(shí)，提高了自學(xué)能力和工程實(shí)踐能力。更為重要的是在社會(huì)大課堂中鍛煉了吃苦耐勞的精神，獲得了與人交往的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在實(shí)踐過程中，同學(xué)們雖然也暴露出書本知識(shí)與實(shí)際結(jié)合不夠緊密，處理問題不夠成熟等問題，但這些經(jīng)歷督促學(xué)生回到學(xué)校后更加努力掌握更多的知識(shí)，并不斷深入到實(shí)踐中，鍛煉自己的能力，為今后更好地服務(wù)于社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在經(jīng)歷了暑期實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)后，冬季學(xué)期一部分學(xué)生重新回到原實(shí)習(xí)單位進(jìn)行深度實(shí)習(xí)，并與企業(yè)導(dǎo)師一起探討，提出合適的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。春季學(xué)期在企業(yè)完成畢業(yè)論文。學(xué)生在經(jīng)歷近一年的企業(yè)工程實(shí)踐活動(dòng)后，取得了卓有成效的成果。如：2008級(jí)4名本科生經(jīng)過一年深度實(shí)踐洗禮，圓滿完成了畢業(yè)論文，取得優(yōu)良成績。其中趙小滿同學(xué)的論文《耐熱耐沖擊球墨鑄鐵鑄造工藝方案研究》被評(píng)為校優(yōu)秀畢業(yè)論文，他本人也順利進(jìn)入原實(shí)習(xí)單位就業(yè)，并與另一位同學(xué)一起將畢業(yè)論文研究結(jié)果整理成文章，發(fā)表在《現(xiàn)代鑄鐵》雜志上。在企業(yè)期間他們積極參與“168中低壓氣缸排汽段下半”鑄件的制造過程，該鑄件在第十一屆中國國際鑄造博覽會(huì)上榮獲“2012年中國國際鑄造博覽會(huì)優(yōu)質(zhì)鑄件金獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)”。雖然我們的學(xué)生只是參與其中的局部工作，但實(shí)踐給他們帶來的收獲以及集體榮譽(yù)感成為激勵(lì)他們不斷奮進(jìn)的動(dòng)力。4名學(xué)生實(shí)習(xí)之后全部與企業(yè)簽約，這從一個(gè)側(cè)面說明了校企共同培養(yǎng)的優(yōu)異效果。這些學(xué)生在企業(yè)表現(xiàn)出色，已逐漸成為企業(yè)的中堅(jiān)力量。為了更好地提升“卓越工程師”培養(yǎng)工作，我們對(duì)參加企業(yè)工程實(shí)踐的同學(xué)進(jìn)行了問卷調(diào)查。結(jié)果表明：企業(yè)為學(xué)生提供了各類有效的培訓(xùn)和實(shí)習(xí)崗位，絕大多數(shù)同學(xué)對(duì)此感到滿意和認(rèn)可；絕大多數(shù)提供的是技術(shù)相關(guān)崗位，有助于學(xué)生專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐能力結(jié)合，而一些市場(chǎng)、銷售、客服等崗位，則有助于學(xué)生成為一個(gè)能迎合社會(huì)需求的復(fù)合型的材料工程技術(shù)人員。企業(yè)的實(shí)踐活動(dòng)為學(xué)生提供了深入生產(chǎn)和工作一線的機(jī)會(huì)，通過在知名企業(yè)實(shí)習(xí)，絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為成為一個(gè)優(yōu)秀的工程師是有前途的，專業(yè)認(rèn)同感得到了提升。這不僅有助于學(xué)生提前適應(yīng)企業(yè)對(duì)各類技術(shù)的要求，并做好自己的職業(yè)生涯規(guī)劃，明確自己的發(fā)展方向，同時(shí)在更好的理解所學(xué)專業(yè)后，不少同學(xué)愿意繼續(xù)求學(xué)，“卓越工程師”在企業(yè)的實(shí)踐活動(dòng)對(duì)學(xué)生今后攻讀研究生也起到良好促進(jìn)作用。

三、注重本科生“國際化”的培養(yǎng)

通過與國外高校、科研院所互派學(xué)生訪問交流，我們鼓勵(lì)學(xué)生到海外大學(xué)或企業(yè)參加交流學(xué)習(xí)或短期實(shí)習(xí)，開拓視野，在國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和海外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，嘗試以國際化的理念培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。已開展的主要項(xiàng)目有：IHEEC赴美暑期交流培訓(xùn)、臺(tái)灣成功大學(xué)/臺(tái)灣大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)、美國羅格斯大學(xué)研修生、上海大學(xué)優(yōu)秀本科生夏季學(xué)期赴海外交流項(xiàng)目、密歇根州MACOMB郡海外實(shí)習(xí)項(xiàng)目等。不同的交流項(xiàng)目均有相應(yīng)的交流方案和培訓(xùn)課程，學(xué)生可以選擇實(shí)習(xí)項(xiàng)目或者交流項(xiàng)目，可以選擇短期或者長期項(xiàng)目。通過這些活動(dòng)，不僅提高學(xué)生的英語交流能力，學(xué)生在享受異域文化特色的同時(shí)，更能開拓其國際化視野，思考問題的方式和視野都有一定的改變。這些海外學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)經(jīng)歷除了學(xué)生本人受益之外，還帶回一些“國際化空氣”，營造了學(xué)生更加努力開展專業(yè)學(xué)習(xí)、問題思考與探討的良好氛圍，不斷集聚積極向上的正能量。

四、組織參加材料熱處理工程師的培訓(xùn)與考取資格證書

“材料熱處理工程師”是中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)開展的職業(yè)技術(shù)資格認(rèn)證，現(xiàn)已納入我國專業(yè)工程師系列，是評(píng)定材料熱處理工程師是否合格的重要依據(jù)。對(duì)在校學(xué)生主要是材料熱處理工程師（見習(xí)）的認(rèn)定，“材料熱處理工程師（見習(xí)）資格證書”是檢驗(yàn)金屬材料專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)是否合格的具體體現(xiàn)。為此，在金屬材料卓越工程師培養(yǎng)的最后階段，我們組織一部分學(xué)生參加了材料熱處理工程師（見習(xí)）的培訓(xùn)與考試。作為一名還未接觸到實(shí)際工作的學(xué)生來說，熱處理工程師（見習(xí)）的培訓(xùn)和考試給他們的影響非常大。學(xué)生普遍反映：這是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，一是鞏固和拓展了專業(yè)知識(shí)，二是更多地接觸了實(shí)踐中的問題。在這里，接觸到的都是資深的教授專家以及一線員工，他們對(duì)于熱處理的認(rèn)識(shí)是大學(xué)生從未涉及的深度和廣度。在教學(xué)過程中，培訓(xùn)教師都會(huì)將已有的知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)，也能更加靈活的運(yùn)用專業(yè)知識(shí)且非常有意義。另外，在課余時(shí)間，很多來自各單位企業(yè)的員工學(xué)員都會(huì)提出一些實(shí)踐中遇到的問題，各位教師也會(huì)根據(jù)自己的理解給予解答，這是培訓(xùn)的另一收獲。

培訓(xùn)中既有重點(diǎn)院校教授講授的基礎(chǔ)理論知識(shí)，如：通過對(duì)工程材料的基礎(chǔ)講解，使學(xué)生對(duì)材料熱處理的本質(zhì)有了進(jìn)一步的了解和掌握；工藝學(xué)的講解通過大量實(shí)際案例的分析和討論，理論和實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生學(xué)習(xí)到多方面的熱處理實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提高了專業(yè)技術(shù)水平；設(shè)備、質(zhì)量控制及檢測(cè)部分的講解，使得學(xué)生在今后的生產(chǎn)工作中，對(duì)設(shè)備的合理選擇和使用有了比較全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)熱處理質(zhì)量控制及材料檢測(cè)有了系統(tǒng)的了解。此外，更有富有多年生產(chǎn)研發(fā)管理經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師、廠長講授熱處理實(shí)際生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等知識(shí)，尤其講授了在大學(xué)課堂教學(xué)中涉及較少的熱處理相關(guān)設(shè)備原理及應(yīng)用知識(shí)，既擴(kuò)充了知識(shí)面，又理論聯(lián)系了實(shí)際，做到學(xué)以致用，為學(xué)生今后工作中安全生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。培訓(xùn)班上的最大亮點(diǎn)是院士的精彩報(bào)告，院士的博學(xué)多才、遠(yuǎn)見卓識(shí)，在教學(xué)中循循善誘、絲絲入扣，教書育人，給學(xué)生們留下了深刻的印象。中國工程院院士潘健生教授每期培訓(xùn)班安排20課時(shí)，為學(xué)生講述由他主編的《熱處理工藝學(xué)》書中的“導(dǎo)論”內(nèi)容，包括熱處理在制造業(yè)中的作用、熱處理技術(shù)的特點(diǎn)、怎樣搞好熱處理等。中國科學(xué)院院士徐祖耀教授的“做一個(gè)優(yōu)秀的熱處理工程師”報(bào)告，闡述了科學(xué)與工程的關(guān)系、熱處理工程師應(yīng)具備什么知識(shí)、熱處理工程師要有三個(gè)概念及產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的重要性等四個(gè)方面內(nèi)容。他們以親身的經(jīng)歷生動(dòng)地講述自己在長期從事材料熱處理理論研究和實(shí)踐的體會(huì)，還結(jié)合教學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生分析解決生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的難題，以鞏固和加深專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)，受益匪淺。

金屬材料工程專業(yè)自2012年開始組織學(xué)生參加材料熱處理工程師（見習(xí)）的培訓(xùn)與考試。2015年又有14位學(xué)生順利通過了“見習(xí)材料熱處理工程師”資格考試，目前累計(jì)37名學(xué)生獲得“材料熱處理工程師（見習(xí)）資格證書”，并且獲得資格證書的學(xué)生數(shù)逐年遞增。

五、積極參加全國大賽

除材料熱處理工程師（見習(xí)）的培訓(xùn)與考試外，我們還鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間，積極參加各種專業(yè)技能大賽、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和大賽。在全國競(jìng)賽的大舞臺(tái)上進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)際操作技能、創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

1.“永冠杯”中國大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽。由中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)等單位主辦的“永冠杯”中國大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽主要目的是通過為學(xué)生提供社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)，鼓勵(lì)在校學(xué)生學(xué)習(xí)鑄造專業(yè)知識(shí)，為鑄造企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀人才，促進(jìn)我國鑄造行業(yè)的發(fā)展。自舉辦以來，金屬材料工程專業(yè)積極組織學(xué)生參與這項(xiàng)全國賽事。在教練組長楊弋濤教授的悉心指導(dǎo)下，參賽學(xué)生積極備戰(zhàn)，克服缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的瓶頸，全面完整地完成了從鑄件零件圖、鑄造工藝圖、型板圖、芯盒圖到鑄造工藝方案計(jì)算機(jī)輔助模擬優(yōu)化的全部內(nèi)容。在面對(duì)實(shí)際問題的過程中，同學(xué)們對(duì)書中的理論知識(shí)靈活應(yīng)用、虛心求教，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，這些為他們?nèi)蘸笞呱仙鐣?huì)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。上海大學(xué)金屬材料工程專業(yè)已連續(xù)參加了四屆大賽，每次均有獲獎(jiǎng)。迄今為止共有63名學(xué)生取得22個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)（2013年有8名金屬材料工程專業(yè)本科生獲獎(jiǎng)，2014年有16名本科生獲獎(jiǎng)，2015年共有9名學(xué)生獲獎(jiǎng)）。特別是2014年和2015年，連續(xù)兩年上海大學(xué)獲得“永冠杯”中國大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)，充分體現(xiàn)了金屬材料工程學(xué)科在培育“卓越工程師”上取得的實(shí)戰(zhàn)成效。

2.全國大學(xué)生金相技能大賽。金相制備是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛、行之有效的研究和檢驗(yàn)方法，是材料學(xué)子的必備技能。全國大學(xué)生金相技能大賽是由教育部高等學(xué)校材料類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)（中國高等教育學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室管理工作分會(huì)）聯(lián)合主辦的一項(xiàng)全國性大學(xué)生賽事。旨在提高大學(xué)生的金相制備及觀察的實(shí)驗(yàn)操作技能，增強(qiáng)金相圖譜分析能力，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解與應(yīng)用，增強(qiáng)實(shí)踐操作能力。上海大學(xué)金屬材料專業(yè)認(rèn)真組織學(xué)生校內(nèi)預(yù)賽，積極備戰(zhàn)全國總決賽，已連續(xù)參加三屆大賽，每次均有獲獎(jiǎng)。其中2013年獲個(gè)人二等獎(jiǎng)和團(tuán)體優(yōu)勝獎(jiǎng)；2014年三名參賽選手分獲個(gè)人一、二、三等獎(jiǎng)，同時(shí)以名列前茅的得分為我校奪得團(tuán)體優(yōu)勝獎(jiǎng)；2015年黃嘉豪、李笑玲和牟博維同學(xué)代表上海大學(xué)參賽，獲得個(gè)人一等獎(jiǎng)一名、二等獎(jiǎng)兩名，上海大學(xué)獲團(tuán)體優(yōu)勝獎(jiǎng)。值得一提的是在此賽事的組織過程中，年輕教師陳卓和徐京老師得到迅速成長，因出色的表現(xiàn)連續(xù)2年獲優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)。此外，2014年在“華為杯”（首屆）中國大學(xué)生新材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中，上海大學(xué)金屬材料工程專業(yè)本科生安立聰和王曉領(lǐng)銜的兩支參賽隊(duì)伍在指導(dǎo)教師楊弋濤和韋習(xí)成的精心指導(dǎo)下，在全國180余支隊(duì)伍中過關(guān)斬將，均獲得全國三等獎(jiǎng)。2014年7月，第四屆全國大學(xué)生電子商務(wù)“創(chuàng)新、創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽全國決賽中，王曉同學(xué)領(lǐng)銜的參賽團(tuán)隊(duì)在繼“三創(chuàng)賽”上海賽區(qū)獲得特等獎(jiǎng)之后，喜獲全國總決賽二等獎(jiǎng)。2015“豐東杯”中國大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新大賽本科生劉成杰和陳世超在指導(dǎo)教師韋習(xí)成和王武榮的指導(dǎo)下，經(jīng)過激烈的比賽和答辯，論文《BR1500HS硼鋼板熱壓淬火工藝及其性能的研究》獲得全國總決賽二等獎(jiǎng)。2015年8月，第二屆上海市大學(xué)生先進(jìn)材料創(chuàng)新創(chuàng)意大賽中，王曉與吳俊瑋同學(xué)組成的參賽隊(duì)以項(xiàng)目《新型耐磨金屬基復(fù)合材料》獲得二等獎(jiǎng)。學(xué)生在各類賽事中的優(yōu)異表現(xiàn)，側(cè)面反映出上海大學(xué)金屬材料卓越工程師的培養(yǎng)工作得到專家評(píng)委的肯定和認(rèn)可。

通過一系列探索實(shí)踐和教學(xué)改革，上海大學(xué)金屬材料專業(yè)在培養(yǎng)適應(yīng)國家建設(shè)需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。在收獲成果的同時(shí)，也暴露出一些問題。如：在校大學(xué)生吃苦精神不夠、動(dòng)手能力不足、溝通欠缺，特別是因缺乏誠信給實(shí)習(xí)單位留下不好的印象，影響了實(shí)習(xí)單位對(duì)后續(xù)學(xué)生實(shí)習(xí)的接納。這些現(xiàn)象日益突出，成為卓越工程師培養(yǎng)最大的障礙。今后，我們將針對(duì)這些問題做進(jìn)一步的改革，以期培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的卓越工程師。

致謝：本文的研究工作得到教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”（上海大學(xué)金屬材料工程專業(yè)）和“上海大學(xué)校級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目”（材料類專業(yè)職業(yè)生涯培訓(xùn)）的支持。