金属材料的失效分析范文

导语：如何才能写好一篇金属材料的失效分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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金属材料失效问题存在于各类材料中，它直接影响到产品质量，关系到企业的信誉及生存。金属材料的失效分析和预防预测工作在工业发展中占有十分重要的地位。而金属材料失效问题的处理和解决能力，代表了该国的基础科学的发展水平和管理的先进水平。腐蚀、断裂和磨损是金属材料失效的主要形式，其中以摩擦所导致的磨损失效最普遍，约占设备损坏的70%，是机电材料失效的主要原因。

1.金属材料磨损失效的危害

在金属材料的使用过程中，不同金属材料副表面之间的相互接触摩擦和相互运动是不可避免的：而这种金属的相互作用则会引起材料表面的损耗，这种损耗就是本文要研究的摩擦损耗。摩擦损耗往往会对金属材料的尺寸、外形、结构及性能造成不同程度的影响。在工业机械设备的运转过程中，周围环境相对而言较为恶劣，条件苛刻，同时机械设备往往是高速运转，所以，在机械设备工作时经常会有不少的杂物，如粉尘、水汽和其他有害气体，进入设备中，之后会和设备中的金属材料相互运动摩擦，如果这些杂物不能及时地清除，那么就会发生设备金属材料的摩擦损失。如果这种磨损积聚到一定程度，就会破坏设备各零件的相互协调运作，降低设备的各项性能，更有甚者会导致意外事故的发生，这不仅会损害企业的经济效益，还可能危害从业人员的人身安全。

2.金属材料磨损失效的基本形式

2.1磨粒磨损失效

磨粒磨损失效是由于金属的磨粒磨损造成的金属材料相应性能的损失，是材料磨损失效的普遍形式。根据磨粒磨损过程中金属材料磨损表面所受的应力和冲击力不同，我们可将磨粒磨损分为凿屑磨损、擦伤磨损以及碾碎磨损。通常情况下，在高应力和硬磨粒的状态下，会出现凿屑磨粒现象：而在磨损过程中，如果磨粒硬度相对较小，则会划伤金属材料表面，使得金属材料上出现凸凹不平的现象，这种磨损叫做碾碎式磨损：如果造成磨粒的应力相对较小，则会出现擦伤磨损。

2.2黏着磨损失效黏着磨损失效则是由黏着磨损造成的金属性能失效，而这种黏着磨损则是一种较为复杂的磨损。一般情况下，如果两个相对滑动的金属材料表面不良或者超负荷工作，这就会造成金属表面的应力过高：当相对滑动的金属表面的应力达到一定程度时，就会造成接触面温度急剧上升，致使金属局部熔化，在之后的冷却过程中，接触面会固相焊接。当金属表面再次滑动时，足够的切向力会使得黏接点断开，破坏金属的摩擦表面，从而会产生金属磨屑，产生黏着磨损。

2.3疲劳磨损失效当金属材料的摩擦副表面在相对滑动过程中，往往会忽略周期负荷的作用，这在循环往复的工作回合中，会使得接触应力增大，直到超过金属材料的承受范围，最终导致金属材料的变形以及其它各种失效现象。在摩擦学中，疲劳磨损往往会被认为是由长期的周期负载造成的。长期的周期负载会使金属材料结构变形，表面塑像变形，更有甚者会使金属表面出现裂纹。在弹力学中，金属材料的疲劳磨损则是十分严重的问题，必须快速有效地解决疲劳磨损。

2.4腐蚀磨损失效在工业机械设备工作的过程中，其中的金属材料难免会和空气及水汽等介质接触，而金属的活泼性又使得金属极易和这些介质发生相应的化学或电化学反应，这就会造成金属的腐蚀磨损。在腐蚀磨损中，腐蚀物是不可避免的，而这些腐蚀物则会继续产生其他磨损，使得磨损重叠，加剧金属材料的磨损程度，产生更严重的失效。

2.5微动磨损失效在机械设备的金属材料中，相对滑动的金属材料很容易产生磨损，而相对固定的金属材料也会产生磨损，只不过磨损情况相对较轻。在相对固定的金属材料和副材料的摩擦表面之间，往往会因为周围环境的影响产生接触面微小的相对运动，而这种振幅较小的相对振动则是产生微动磨损的原因。

3.金属材料失效的防护

应针对具体的金属材料磨损失效，掌握已磨损报废的零件及其磨屑，查明该部件的摩擦工况，包括摩擦副的运动形式、接触形式、介质、速度、载荷、湿度、温度、剂种类及方式等，了解失效发生时设备的使用情况及日常维护保养情况。在掌握情况的基础上，对金属材料磨损失效表面和磨屑进行仔细分析，检查磨损失效前后硬度和表面形貌等物理机械性能的变化，根据表面磨屑形状和磨损特征判定磨损失效模式，确定失效是由外界偶然因素引起的突发过程，还是在设计工况条件下运行后的累计结果。对后者，还需对磨损次表层进行分析，了解裂纹的形成部位及扩展方向，并由此确定磨损的发生和发展过程。

对于有可能发生化学腐蚀磨损的部件，则需对磨损失效表面和磨屑进行化学分析。如有必要，还应进行零件磨损失效的模拟试验。只有认真获取上述信息，并进一步结合失效零件摩擦学设计的合理性进行综合分析，才能对导致金属材料磨损失效的主要原因和过程本质有深入的认识，才有可能为磨损失效的预防提出合理的改进措施。一般而言，除了设备管理、外界因素和剂变质等因素之外，引起金属零部件磨损失效的工艺和设计方面的因素主要有：①金属零件的摩擦学结构设计不合理；②金属零件的安装或加工精度未达到要求；③摩擦副材料或表面处理工艺选择不当。关于金属材料磨损失效的分析和失效的预防对我国工业建设起着重要的作用。我们应加大金属材料失效分析的力度，推动耐磨金属材料的进一步研发。

4.结语

金属材料的磨损失效直接影响了金属材料的使用可靠性。我们需要认真分析金属材料磨损失效的基本形式和具体机理，采用表面处理、合理选材等防护措施，使金属材料日益朝着抗磨性的生产标准进行改进，不断研发耐磨金属材料新产品和新工艺，最大可能地减低金属材料磨损失效的发生，增强机械设备的使用寿命，提高工业企业的经济效益。

参考文献

[1]顾玉丽，陶春虎，何玉怀，胡春燕，滕旭东.金属材料超高周疲劳失效的基本特征[J].失效分析与预防.2011（03）

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关键词：液化石油气储罐；H2S；应力腐蚀开裂；储罐失效；卧式贮罐 文献标识码：A

中图分类号：TQ028 文章编号：1009-2374（2015）35-0082-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.040

在我国液化石油气储罐保有量大，使用时间较长，大部分使用时间超过20年，且容积较大，多为几十至上百立方。一般在贮罐的底部有腐蚀，壳体母材区、焊缝内部和热影响区常有裂纹，一旦出现腐蚀及裂纹将非常危险。为确切得出引起贮罐腐蚀、裂纹的原因，对其进行了定性分析和定量分析，根据LPG贮罐的腐蚀裂纹的具体问题，对卧式贮罐的应力大小、腐蚀速率、腐蚀介质的浓度及裂纹失效问题进行了力学条件下的电测和化学条件的分析。

1.2 H2S的腐蚀物对液化石油气贮罐应力腐蚀开裂的影响

1.2.1 周围环境温度的改变对腐蚀裂纹的影响。金属材料在H2S含量较大的气氛中存在时，因为吸收了氢而致其变脆，有时也会在硫的作用下使氢变得活跃而形成坑状不均匀腐蚀和较大的均匀腐蚀，同时可能出现较多的微裂纹，这些与温度及环境的变化有较大关系。温度是化学腐蚀的重要因素，实践证明，温度每升高10℃，腐蚀的速度会增加数倍。所以对于液化石油气贮罐在室外时，朝阳面和朝阴面的日照温度不同，金属材料的内部腐蚀的程度也是不同的。在大约30℃时的温度下，低合金钢在H2S的环境下腐蚀最恶劣，它的腐蚀速度会显著增加。

1.2.2 H2S的含量对腐蚀开裂的影响。存在H2S介质的环境中，如果其含量越高，出现的腐蚀就越严重，特别是在有杂质时会更加突出。在H2S含量较高的环境中，贮罐金属材料的表面氧化膜与H2S接触时，其材料的氧化膜会被破坏，腐蚀介质和金属材料在电化学的作用下产生了局部腐蚀，会很快发展为大面积的均匀腐蚀，与此同时会引起贮罐的腐蚀裂纹进一步扩展而产生失效。

1.2.3 晶间的氢原子对应力腐蚀开裂的影响。H2S造成金属材料腐蚀开裂的根本原因是经过大量数据说明的。其在潮湿的环境中，在H2S的作用下，会促使氢的吸附。因此，在金属材料的表面，对于腐蚀反应而生成的原子氢，反应的方程式为：

H2S+Fe―FeS+2[H]

依据以上化学反应式可以得出，在液化石油气储罐中，H2S与水越多，它的反应将会越剧烈，所产生的原子氢也就越集中。因此在液化石油气储罐中含有较多的H2S，且有水分的存在，这是液化石油气贮罐在运行中最恶劣环境，也是造成氢致开裂的重要原因。因为这个原因的存在，液化石油气贮罐材料的硬度与强度需进行仔细的考量，需择优选用LPG贮罐的金属用材。

1.3 贮罐金属材料对H2S应力腐蚀开裂的敏感性

16MnR与16Mn这样的低合金中强度钢有着特殊的要求，在我国腐蚀数据手册中提出：“对于低合金中高强度钢与碳钢在潮湿的H2S环境中，当温度为20℃～50℃时，年腐蚀速率为0.5～1.5mm。”美国金属学会主编的《金属手册》中，也提供在室温条件下H2S与硫化物杂质对低合金中高强度钢在硫的作用下，会使其加快应力腐蚀的开裂。因此对16MnR与16Mn的材料来说，大多是在正火的状态时运用。其晶粒较为细化，据金属材料的结构影响，拥有小晶粒尺寸的任何材料与拥有大晶粒尺寸的同种材料相比，其更加抗应力腐蚀开裂。因为整体热处理与焊后热影区的不均匀，其会产生较大晶粒，从而产生淬硬的索氏体或马氏体组织，所以会降低金属材料对硫化物腐蚀开裂的相应抵抗能力。特别是在硫的作用下，在应力与H2S腐蚀介质的共同作用下，金属材料腐蚀部位会生成微小的裂纹，从而造成大量的沿晶与穿晶裂纹。7#、8#应变片处的应力值最高且处于焊缝的边缘，焊缝边缘金属及热影响区常对裂纹开裂是敏感的。因此，在这样的局部位置上产生大量的裂纹，这是由于这些区域有更为敏感的显微组织的原故。

2 改进措施与对策

液化石油气贮罐的应力腐蚀开裂失效是一种力学、环境破坏过程，贮罐在运行中，持久拉伸应力与化学侵蚀作用使金属产生裂纹并使其扩展。从分析中得知应力腐蚀开裂是由拉伸应力和特定的腐蚀环境的综合作用产生的，产生断裂失效的时间比应力和腐蚀性环境单独的作用或二者简单地叠加所需的时间要短。应力腐蚀开裂引起的失效常常是因为化学环境及远低于金属的屈服强度的拉应力同时作用下造成的，在这种情况下，细小的裂纹向金属材料里伸展，而表面仅呈现出模糊不清的均匀的腐蚀迹象，因此，不可能有破坏迹象的宏观标志。当LPG中含有大量H2S时，其在拉应力的促使下，在液化石油气贮罐正常运行中可能会造成失稳而破坏，造成灾难性事故。为防止液化石油气中的H2S造成贮罐的应力腐蚀开裂失效，我们应在贮罐的设计与制造上、LPG的生产工艺上、充装的工艺上、相应的储运上、管理操作上和检验方面采取一些必要的措施与对策：（1）为防止液化石油气储罐中的H2S超标，相关生产单位应按质量标准规定，坚决采用新的脱水与脱硫工艺，尽量减少液化石油气中H2S的含量与浓度；（2）相应的设计单位在设计液化石油气储罐时，应当采用合理的结构，尽量避免在应力较高的区域开孔和布置纵向的焊缝，用以防止开孔处的应力集中与焊接的残余应力；（3）对于大型卧式贮罐制造加工后，应采用整体热处理措施，在保证焊缝和母材消氢热处理的同时，消除焊后残余应力；（4）液化石油气的供应及充装单位应当规范管理，需做到排污装置及系统完善与完好，并在定期对液化石油气储罐进行排污，以减少储罐中残液的H2S含量与浓度；（5）相应的贮运LPG的贮罐且H2S的含量与浓度较高时，需按照相关规定，做到定期地进行开罐检验工作，及时地发现相关的问题，以防止H2S所产生的应力腐蚀开裂。

3 结语

我国的液化石油气储罐数量多、分布广，如果不及时地发现这样的问题和缺陷，一旦发生破坏事故，后果不堪设想。所以，要及时检验，及时发现问题，确保设备的安全运行，保护人民的生命和财产的安全。

参考文献

[1] 李毅.锅炉压力容器的案例[M].北京：中国人事出版社，1992.

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金属材料科学组要是研究金属材料的组成、结构与性能之间相互关系及其变化规律的科学。热力学、动力学、同体物理、固体化学、化学物理等基础学科为金属材料科学提供理论基础。金属材料的性能主要取决于金属材料内部的结构，金属材料的结构又取决于金属材料的组成、工艺参数等因素。因此，在金属材料研究中，必须深入探讨金属材料的性能与其组成、结构、工艺参数等因素相互问的内在联系，以确定合理的金属材料组成和最佳的制备工艺、加工工艺和处理工艺，从而获得最理想的内部结构和性能，以满足使用的要求。

在金属材料的组成研究中，对金属金属材料和无机非金属金属材料的主量和痕量元素的测定，应用较为普遍的方法有原子光谱法、分子光谱法、电化学法和常规化学法；对高分子的分析，则需要有诸如常规的有机化合物的元素分析、红外光谱、核磁共振、质谱、荧光光谱拉曼光谱等方面的配合。对其结构研究，通常以光学显微镜观察其基体组织及形貌；以工业CT观察其金属材料内部的微孑L洞、裂纹和夹杂物的形态；以透射电镜观察其断口形貌、析出相的形态，借助于能谱或波谱检测，还可给出各相的大致成分；以x射线衍射和选区电子衍射法，鉴定第二相的晶体结构、取向和应力；电子探针能将相的形貌与成分联系起来，可表征微区域成分的相对变化；X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、x射线衍射技术，可研究金属材料的晶态、异构观像及其中元素的价态；自射线摄照技术用以研究元素及其形成相在基体中的分布；热分析可了解金属材料晶体和无定形结构的关系；质谱能精确地测定有机高分子的分子量、给出分子式和其他机构信息；核磁共振波谱、质谱与色谱的联用、质谱自身的串联、激光拉曼光谱与红外光谱研究有机结构；傅里叶变换一红外光谱和色谱的联合，被誉为鉴定有机结构的“指纹”；激光微探针质谱可获得有机物元素的局部形态和有机物的机构信息；以电子能谱、二次离子质谱、脉冲激光原子探针、俄歇电子能谱、x射线光电子能谱、x射线衍射和X射线吸收精细结构技术等，研究表面与异质界面原子的几何结构，表面与界面原子的迁移和扩散，表面电子态、异质界面化学键，异质界面扩散反映和界面化合物的形成动力学，异质界面的浸润性、薄膜形成机制和界面失效等等。

在理化检测领域中，尚有一门研究金属金属材料中第二相的类型、结构、组成、数量、形态、分布状态及合金元素在相际间的分配，进而建立其合金系同相组成以及相组成同合金性能之间的关系，并可应用于他类金属材料的物理一化学相分析科学。当然，在金属材料研究中，金属材料学科学家正在依靠科学理论及配合以高效率计算机工具，探索着金属材料结构的设计和性能预测的工作，并从其化学元素组成预测高温合金的某种性能、有机大分子的分子设计、复合金属材料的组织设计和基于线弹性断裂力学对与一定尺度以上裂纹长大与传播过程来预测寿命的方法方面获得一些成效。但由于金属材料结构和性能影响因素的复杂性和纯理论的局限性，要完全以“设计”和“预测”来代替其实际的理化检测研究和检测工作是不可能的。

二、解决金属材料研究中具体问题的案例

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关键词：分析方法 成分 金属材料

中图分类号：TG115.5+2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0084-01

随着社会经济文化的不断进步和发展，各行各业、各个领域对金属材料的需求也日益增加，正是在这个大环境下，一些高端和复杂的金属材料开始不断的涌入市场。这些金属材料的特点是性能优良、应用广泛。如果从表征上分析金属材料的成分，能够对其内部构造和组成元素深入了解，因而得出科学的依据，帮助我们开发和研制更为复杂的金属材料。目前各种分析方法五花八门、良莠不齐，选择合适的分析方法至关重要，这就要求我们详细了解和掌握金属材料的成分，本文从三个方面介绍了国内外常用的和最新的分析方法，同时对金属材料分析方法未来发展趋势作了展望。

1 传统分析方法

迄今为止，金属材料已经广泛的应用于生产和社会实践中，人们也在想方设法的认识和掌握金属材料的成分，所以对金属材料的分析方法也在不断更新和变化，下面就一一介绍各种分析方法。

1.1 分光光度法

主要是根据Lambert-Beer定律，来定量分析金属元素表征的方法，其原理是利用不同波长的光，通过在含金属溶液中的连续折射，产生不同的吸收强度，利用横纵坐标，绘出吸收光谱曲线，我们在定量分析溶液中的金属离子，进而计算出含量和浓度。值得一提的是，此方法在运用时，显色剂的选择至关重要。通过实验，证明显色剂采用氯偶氮安替比林，分析效果比较显著。

1.2 滴定分析法

和其他方法相比，这种方法比较传统，应用原理是采用标准浓度的试剂，对金属离子含量进行测定，待完全反应后，即达到滴定终点，这个化学计量点恰恰是待测金属离子和标准试剂完全反应的那个点。这种方法非常通用，即便捷又简单。

1.3 原子光谱分析法

（1）原子吸收光谱法。

其原理是基态原子的电子吸收紫外光和可见光之间的谱线，并分析吸收强度，最终得出定量分析金属材料成分的方法，目前应用比较广泛的是火焰原子吸收光谱法。

（2）原子发射光谱法。

其原理是在一定条件下，元素的离子或原子受激发，会产生光谱线，这种光谱线具有一定的特征，由内向外发射，利用该光谱线，来定量分析金属材料的方法。这种方法在对硫碳等金属材料的分析上，效果比较显著。

1.4 射线荧光光谱法

其原理是是利用金属原子吸收金属原子内层电子跃迁或外层电子减速运动时所产生的电磁辐射波，并对相应的特征谱线进行发射的分析方法。此方法具有非常广泛的应用范围，因其简单和快捷，使用比较普遍。但因为受到基体效应的影响，使该方法对样品的均一性要求较高，所以在一定程度上需要不断的校正，有比较严格的操作要求。

1.5 电化学分析法

其原理是利用金属材料的电化学性质与金属材料的含量及组成有着密切的相关性，进而演变和发展成分析金属材料成分的方法。此方法的缺点是操作不方便，同时受外界环境影响较大，分析金属材料成分时具有较低的准确度，目前运用较少。

2 最新研制的分析金属材料成分的方法

前几种传统的方法各有利弊，但在准确度上还有待于进一步提升，在此基础上，几种新的方法应运而生。

2.1 电感耦合等离子体质谱法

作为金属元素分析法，此方法具有相当高的灵敏度，主要用于定量测定各种微量元素，如测量金属材料中的各种稀土金属、难溶金属、贵金属和稀土金属等。

2.2 激光诱导等离子体光谱法

此方法目前刚刚兴起，具有简单的购置和装置，操作起来非常方便，能够同时测量金属材料中含有的多种元素，即满足了在线分析和测量所需，又使测量效率进一步提高，主要应用在不锈钢中微量元素的测量上。

2.3 电感耦合等离子原子发射光谱法

作为一种新型的分析方法，其原理是根据受激后金属元素所生成的电子跃迁，通过作用于谱线而有不同强度的表现，此测量方法灵敏度高、应用范围广。

2.4 石墨炉原子吸收法

作为一种新型原子吸收分析法，此方法操作简单快捷、分析速度快，主要应用于对航空材料中微量元素铅的测量，和常规测量结果相比较相差甚微。

3 金属材料分析方法的未来发展趋势

伴随着金属材料越来越广泛的应用，它具有越来越强的复杂性，所以采取简单便捷的方法来测量各种痕量元素就显得至关重要。传统方法由于受外界环境影响大、灵敏度差及操作复杂，已经逐渐被新型的分析方法所取代。而未来的发展趋势是，金属材料的分析方法会更加高精度、方便和快捷。

4 结语

随着社会经济文化的不断进步和发展，各行各业、各个领域对金属材料的需求也日益增加。本文详细介绍了金属材料的各种分析方法，同时对传统分析方法和新型分析方法两种不同方法的特点和性能进行了分析和比较，同时结合以往的研究经验，在现有金属材料分析方法的基础上，对未来发展趋势做了展望。

参考文献

[1] 聂月生.对金属材料室温拉伸试验影响因素的分析与探讨[J].广西质量监督导报，2008（9）.

[2] 徐松.金属材料磨损失效及防护的探讨[J].现代经济信息，2010（1）.

[3] 凌翎.金属材料拉伸试验的缺口效应[J].科技促进发展：应用版，2010（10）.

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关键词：双金属冷复合带轧机；组成；设计要点

中图分类号：TG269 文献标识码：A

金俑春洗材是一种应用十分广泛的材料，在军工、电子、电力等行业中都有着广泛的应用。在金属复合带材的生产过程中双金属复合轧机是一种极为重要的设备。随着我国经济快速发展以及双金属复合轧机研究的不断深入，我国已经能够完成多种规格带材的生产。随着材料强度、生产工艺的要求，轧机从原先的热复合发展到了冷复合，轧制的金属种类涵盖了钢、铜、铝以及精密合金等的众多的金属。做好双金属复合轧机的研究与应用对于确保我国带材的生产有着极为重要的意义。

1.双金属冷复合带轧机的特点分析

双金属复合轧机其具有冷、热两种复合形式。热复合轧机主要用于对复合材料进行轧制前的加热，加热的目标是为了降低复合材料的屈服强度，而为实现这一目标需要将加热温度控制在材料退火温度的区间范围内。通过热轧机前期的加热可以使得复合材料在轧制的过程中需要的轧制力大为降低。在热轧机加热方式的选择上需要根据所需加热材料的不同进行相应的选择，比如说可以选择电阻加热、感应加热等的加热方式。为做好对于加热温度的控制，在双金属复合轧机中需要配置相应的温度控制设备用以使得轧制材料能够均匀受热。此外，选用不同的加热方式将会限制热金属复合轧机对于轧制材料种类的扩展，并对轧制复合材料的性能产生了一定的影响。而为了规避热金属复合轧制设备的上述缺陷，冷复合轧制方式被越来越多的人们所接受。相较于热复合轧制机冷复合轧制机对于复合材料的轧制是在常温下进行的，在轧制的过程中通过采用60%～70%的下压量对复合材料进行多次轧制，从而将两种或是多种金属有机地复合轧制在一起。为有效地拓展冷复合轧制机的使用效率，在对冷复合轧制机进行设计时应当引起注意，通过对冷复合轧制机设计能力的提升使得其能够对多种金属进行复合轧制，从而拓宽冷复合轧制机的利用效率。

2.双金属冷复合带轧机的组成

双金属冷复合带轧机结构如图1所示，其主要由开卷机（1）、入口设备（2）、轧机导位装置（3）、轧机本体（4）以及出口设备（5）等部分组成。对于双金属冷复合带轧机的入口设备可以在直头穿带功能的基础上加设在线修磨设备，用以对进入双金属冷复合带轧机的复合材料进行前期的表面打磨处理，从而使得待轧制的复合材料在打磨后去除表面的氧化层，露出氧化层下的非氧化金属层。双金属冷复合带轧机省去了热复合轧机的加热装置，因此，不论是在结构还是控制方面都大为简化。

3.双金属冷复合带轧机设计难点与要点分析

在双金属冷复合带轧机的设计过程中，双金属冷复合带轧机会受到所轧制金属特殊工艺的影响，使得双金属冷复合带轧机在设计上与一般轧机有所区别。在双金属冷复合带轧机的设计过程中最关键也是最主要的难点是要求双金属冷复合带轧机的一次轧制压下率要达到60%～70%左右，而在进行双金属叠加轧制的过程中应当避免使用轧制液以避免轧制液进入到双金属结合面而导致复合金属的轧制失效。针对这一问题在双金属冷复合带轧机的设计过程中要引起注意，从而导致双金属冷复合带轧机的设计要与传统一般轧机有所区别。在双金属冷复合带轧机轧制咬入时（以某厚度为9mm，宽度350mm，屈服强度>400MPa的金属材料）对于金属材料的压下率为70%，金属材料与轧辊之间的摩擦系数按照0.1进行计算后双金属冷复合带轧机的轧辊的直径需要超过900mm才能满足咬入要求。而轧辊直径和轧制力的加大则会造成双金属冷复合带轧机的体型较大，造成双金属冷复合带轧机的成本上升。为提高双金属冷复合带轧机的性价比，在双金属冷复合带轧机的设计过程中会减小对于双金属冷复合带轧机的一次轧制压下率的要求，对于双金属冷复合带轧机的压下率采取分步实现的方式。通过这一方式能够将双金属冷复合带轧机的轧辊从900mm缩减至300mm左右，对于双金属冷复合带轧机各轧辊的轧制力的要求也大幅缩减。在双金属冷复合带轧机中采用4轧辊的结构形式，4轧辊中包含有正负弯辊装置，用以对双金属冷复合带轧机的轧制刚度和轧制带型进行相应地调整。在双金属冷复合带轧机的设计过程中对于轧制传动方式的选择根据所轧制材料的特性而有所区别，对于强度较低的金属材料，在双金属冷复合带轧机的传动方式上多选用的是直接传动的方式，而对于一些强度较高的材料，在传动上为了确保双金属冷复合带轧机轧辊的轧制效果，需要通过适当提高双金属冷复合带轧机工作辊的直径来确保支撑辊与工作辊之间扭矩的有效传递。对于双金属冷复合带轧机轧制过程中的问题，由于不能采用轧制油避免其造成金属复合失效。双金属冷复合带轧机在方式的选择上选用的是微量方式，如喷雾、辊涂等的方式，此外对于油需要选择流动性较差的油。但是需要注意的是上述方式将会导致双金属冷复合带轧机轧制过程中轧制力分布不均匀，因此在双金属冷复合带轧机轧制过程中选用均匀、持续、适合的油用量是双金属冷复合带轧机设计中需要注意的问题。双金属冷复合带轧机在轧制的过程中会产生大量的变形热，而其所采用的微量油方式对于冷却的效果较差。为改善冷却效果，在双金属冷复合带轧机的设计过程中选用轧辊中空水冷的冷却方式，并辅助空气风冷，根据计算能够将双金属冷复合带轧机轧制过程中的工作温度控制在120℃的范围内。适宜的温度也容易保证油的效果，确保轧制的顺利进行。

结语

双金属冷复合带轧机能够满足多种金属材料的轧制需求，是轧机的重要发展方向。本文在分析双金属冷复合带轧机结构特点的基础上对双金属冷复合带轧机的设计要点及难点进行了分析介绍，做好双金属冷复合带轧机的设计提升其功能性能以使得双金属冷复合带轧机有着广泛的应用前景。

参考文献

[1]张京诚.双金属冷复合轧机的设计初探[J].有色金属加工，2015，44（6）：6-7.

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锈蚀的损失是巨大的。据统计，工业发达国家每年因锈蚀造成的损失约占国民生产总值的2%～4%，我国损失的比例还要高出1～2个百分点。锈蚀可能引发的化学物质泄漏会严重污染水、大气和土壤资源。锈蚀导致金属材料使用寿命的缩短，将造成装备生产力的损失、基础设施的恶化、军事装备与工业设施服役能力的降低，给公共安全和国防建设造成极大的风险。专家估计，全世界每年由于锈蚀而直接损失掉的钢材约占年产量的20%～25%。最新统计年鉴数字显示，2010年我国钢材产量达8亿多吨，十种有色金属产量为3000多万吨，铜材、铝材都是千万吨的量级，此外，还有大量的机电设备、汽车及各种车辆、仪器仪表等装备以及无法统计的各种金属零配件，这些金属材料和制品无论是在运输途中还是存放库中，多数都需要进行防锈处理。

解决防锈问题刻不容缓。要想解决此类问题，关键之一是对包装技术、包装材料的研究。防锈不仅仅是技术问题，其中还蕴藏着巨大的经济效益和社会效益。

包装如何防锈？

金属锈蚀是个电化学过程，电子通过金属表面的电解液导电溶液从金属的高电势区流向低电势区。这种导电溶液源于水、雨和空气中的湿气，只需极少量的电解液便可引起锈蚀，65%的相对湿度就能生成电解液；大气中的各种污染物质也会对金属材料产生锈蚀。防锈实际上就是要采取各种方法和技术，隔绝、降低或减缓外界电解液、酸碱等污染物对金属的锈蚀。

利用包装防锈技术防锈，很容易使人联想起真空包装。其实，除了真空包装，金属材料及其制品有多种包装防锈方法，如封装干燥空气、充惰性气体、涂防锈油等。但是，许多情况下，上述方法并不适用或不完全适用。从节能、环保、有效、长效、可靠等综合的角度来看，这些方法也不是最佳选择。在金属制品的防锈工艺中，更简便而可靠的是气相防锈包装技术和产品。

何为气相防锈包装技术？

气相锈蚀抑制剂也叫气相和接触防锈剂或气相防锈剂，是一类能向空气中挥发出可抑制金属表面锈蚀的气体化合物，通常以纸或聚乙烯薄膜等作为气相锈蚀抑制剂的载体，制成气相防锈包装材料。

气相防锈包装材料通过浸在其载体中的气相缓蚀剂发挥防锈作用。该气相缓蚀剂具有类似樟脑丸一样的挥发性，在常温下能够持续、缓慢地气化、挥发，其缓蚀剂气体能够吸附在的金属表面，形成厚度为分子量级的稳定保护膜，有效地防止氧化物、电解质、湿气等环境对金属的锈蚀，从而起到防锈作用。也正由于气相缓蚀剂分子持续地挥发作用，其能够在密闭空间内始终处于“饱和”状态，因而能达到长期、稳定的防锈效果。由于缓蚀剂分子是气体状态，无孔不入，不管金属制品外形多么复杂，仍可获得理想的防锈效果。

优势与适用性

目前，国内常见的防锈方法是在金属表面涂覆防锈油。但是防锈油本身也会因氧化而失效，并且去除防锈油防护层费时、费工、成本高、效率低、不环保；采用干燥剂防锈，成本低、操作简单、安全环保、去除防护包装容易，但有效时间短，而且受环境温度、湿度的影响大；采用特殊的除湿设备包装处理金属材料，虽然防锈效果不错，但成本高且费时费力，操作复杂。

从适用性、可靠性、时效性、综合成本、易用性、节能环保等角度比较，气相防锈包装的效果最好。根据专家分析，其综合成本是防锈油封装的一半，是干燥空气封装的25%～50%。

与传统的防锈方法相比，气相防锈技术具有许多优点。其一，在金属材料包装或喷涂完成后，气相缓蚀剂分子便开始挥发，可渗透到传统防锈油无法涂覆的角落，达到防锈无死角的效果；其二，气相缓蚀分子的有效成分保留时间长，可实现10年以上的防锈保护期限；其三，根据需要，载体可选择透气度和透湿度极低，并具有防水、防潮、耐油、耐化学药品等特性的防锈包装材料。

此外，在包装金属材料、机械设备和零件时，若使用气相防锈剂便无需再涂抹防锈油，也不必另做处理，大大简化了防锈工作的步骤。与真空包装相比，其既实现了特殊的防锈功能，又降低了包装成本，节省人工和材料，提高了效率。

气相防锈包装产品的应用领域非常广泛。在德国，广泛使用的气相防锈包装产品是防锈纸和防锈膜，主要应用于机电产品和汽车零部件的包装。在军用产品中，气相防锈包装产品和干燥剂的应用非常普遍，美国、英国、法国、意大利等国家都采用气相防锈和干燥控湿相结合的办法封存飞机和军用系统。

目前，在防锈包装领域，具有国际领先水平的美国Armor公司30多年来专门从事气相防锈技术及产品的研发和服务，以Armor防锈纸最负盛名，该防锈纸已被美国军方使用了几十年。

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关键词：人才培养；专业建设；学科建设

中图分类号：G642.0?摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）32-0215-03

地方本科院校应注重培养适应地方国民经济及社会发展需要的人才，它不同于学术型大学和职业技术院校，它是高等教育学术性与职业性的结合[1，2]。为此，探索地方院校专业培养模式具有重要意义。本文着重探索与改革我地方院校——厦门理工学院金属材料工程专业应用型本科人才培养模式。

一、专业设置宗旨

专业设置主要从如何培养人才中去理清思路，从如何满足社会需求中去发掘人才内涵，从人才培养需求中凝练专业特色。为此，专业设置要考虑以下几个方面。

（一）学院培养思路

厦门理工学院（以下简称“学院”）树立了“以学生为本，为产业服务”的办学理念，围绕“培养什么样的人”和“怎样培养人”，逐步形成以“就业需求和素质养成”为导向，以培养学生“实践应用能力和创新创业精神”为核心，涵盖设计选材、制造成型和就业销售的整个人才全培养周期，形成自成体系的人才培养思路，即：构建以就业需求和素质养成为导向的实践性、创新型人才培养体系，培养综合素质高、实践能力强、具有创新创业精神和国际化视野的高级应用型专门人才。

（二）专业人才需求

国家“十一五”社会经济发展规划纲要首次提出支持“海峡西岸”经济发展，厦门作为我国5个经济特区之一，机械、电子作为厦门市支柱行业，与材料均有很大的关系。2009年5月厦门市政府提出培育18条百亿以上产值产业链和产业集群，其中与金属材料工程相关的就包括汽车产业链、工程机械产业链、飞机维修及其零部件制造产业链、船舶制造产业集群、LED和太阳能光伏产业链、钨制品产业链等7条，黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业在海西经济发展中占有重要的地位。在福建省内的厦门钨业集团、厦门厦工机械股份有限公司、福建省南平铝业有限公司、福建南平太阳电缆股份有限公司、厦门金龙客车、厦门航空、厦华电子、厦门路达工业有限公司、东南（福建）汽车工业有限公司等大型企业及配套的众多中小企业，对金属材料工程专业方面的技术人员都有较大的需求。

（三）专业特色

结合学院培养思路与专业人才需求，突出以金属基复合材料的制备与性能评价、金属材料变形过程的计算机模拟、粉末冶金材料为重点研究对象，建设具有鲜明特色的金属材料工程专业，它是对福建省内材料学科与工程学科的有益补充和完善，将更好地满足海西（厦门）经济发展对人才的需求。

二、专业培养模式规划

本专业培养模式主要从培养目标、专业核心知识、能力和素质构成及其课程体系方面考虑。

（一）培养目标

本专业培养适应海峡西岸经济区，尢其是满足厦门市经济建设与社会发展需要的，德智体美全面发展，基础扎实，知识面宽，能力强，素质高，富有创新精神，重点面向厦门市机械行业，亦能在电子、化工、冶金、矿山、能源和国防等行业中，从事金属材料和金属复合材料的加工及热处理、表面处理、粉末冶金、材料性能检验、材料腐蚀与防护、失效分析等方面的生产技术、生产组织和技术管理等方面工作，以及研制与开发新材料、新工艺和新设备等方面工作的高素质应用型人才。

（二）专业核心知识、能力和素质的发展表格

根据专业培养目标要求，对本专业应用型人才应具备的素质、能力及其培养实践结构细化，详见表1。

（三）课程体系

本专业培养模式的核心在于课程体系的设置，包括主要课程、实践教学环节以及专业实验。

1.主要课程：金属学原理、物理化学、材料性能学、金属材料学、金属热处理原理与工艺、材料现代分析测试方法、计算机在材料科学与工程中的应用、粉末冶金原理等。

2.主要实践教学环节：工程训练、“两课”教学实践、基础理论教学实践、材料性能综合实验、材料热处理综合实验、粉末冶金综合实验、专业认知实习、生产实习等专业实习、毕业实习、毕业论文。

3.主要专业实验：金相样品的制备与显微组织的观察、金属铸锭组织、金属变形与再结晶、铁碳合金平衡组织观察、钢的淬透性测定、铸件显微组织分析、焊口组织分析、金属缺陷检验、金属失效分析等近四十个实验。

三、专业培养模式实施工作细则

（一）人才培养与就业关系

为满足地方经济建设需求，着重培养应用技术人才，掌握专业核心能力。部分企业要求学生具有科研创新能力，同时也要培养这方面的能力。目前金属材料工程专业教师的科研方向有粉末冶金材料研究、金属陶瓷材料研究、新型金属材料研究、表面处理、腐蚀与防护技术研究。学院鼓励学生在学习过程中参与教师的科研活动，培养学生的大材料、大工程观念，培养学生的初步科学研究能力，并提倡学生积极开展大学生科技创新活动。

（二）教育思想观念改革

根据学院办学理念，调研专业人才需求状况，设置了特色较显明的金属材料工程专业，规划了培养方案，对课程体系进行了探索，用新的教育思想观念改革教学内容、理论课体系、实践（验）课体系。教学内容、课程设置、实践（验）体系符合新人才培养模式，培养应用型技术人才，设置了专业课及专业选修课，培养学生的基本素质、通用能力、专业基础能力、专业核心能力、专业拓展能力、实践能力、广泛兴趣、专业情趣、专业研究能力和测试分析方法，培养学生富有创新、团队协作、勇于实践的精神。

（三）“双证书”制度

全面落实学院办学指导思想和定位，体现“以生为本”的办学思想，构建以就业需求和素质养成为导向的实践性、创新型人才培养体系，促进学生知识、能力、素质协调发展，构建“人才规格+职（执）业认证”相结合的应用型课程体系，保证毕业生获得严格的专业素质教育和职（执）业能力训练。

具体目标：2010级本科生毕业时须取得1本职业资格证书；从2011级本科生开始，毕业时须取得2本职业资格证书。

（三）导师制

为贯彻落实德、智、体、美协调发展的教育方针，推进教育部“高等学校教学质量与教学改革工程”，完善学分制教学管理，充分发挥教师在教育教学中的主导作用，倡导教师更多地参与本科生教育教学工作，建立新型师生关系，不断提高学生培养质量，学院决定在本科生教育教学中实行导师制。

金属材料工程专业教师按照导师制工作手册要求落实导师的工作职责，主要有如下几方面。

1.遵循教育教学规律，教书育人，关心学生综合素质的协调发展。

2.指导学风建设。引导学生树立人生理想，引导学生热爱专业；指导学生合理安排选课计划和学习进程；帮助学生端正学习态度，指导学习方法，引导性地帮助解决学习方面的问题。

3.指导学生课外实践活动。指导学生课外课题研究选题和立项，完成专题文献综述与相关科研论文，组织科研课题讨论会，吸收学生充当科研助手，动员和组织学生参加校、系的课外科技竞赛活动，从而促进学生科学素养和创新能力的培养和提高。

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根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点，把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段，建立各阶段时间表达式，得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式，提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法。通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响，研究结果表明：吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等3个阶段组成，为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命，需要掌握大桥的运营环境和交通荷载。

关键词：断裂力学；腐蚀；吊索；钢丝；疲劳寿命

Abstract：

According to the fatigue damage characteristics of galvanized wire， the propagation process is decomposed into 7 stages， including galvanized layer failure， matrix corrosion pit initiation， short crack propagation， long crack propagation and fracture damage stage. Then the expression of time in different stages and the galvanized wire fatigue life expression is established， and the evaluation method of corrosion fatigue is putted forward based on fracture mechanics. Finally through the case analysis of complex factors such as operation under the condition of corrosion environment and stress amplitude， the impact on the wire corrosion fatigue life is analyzed. The results show that the corrosion fatigue life of wire is mainly composed of steel galvanizing layer corrosion， pit development and short crack extension， and in order to accurately assess the corrosion fatigue life of wire， the operating environment and traffic load need to be grasped.

Keywords：

fracture mechanics； corrosion； cable； wire； fatigue life

吊索作为索承式桥梁连接桥道系与上部主体构件的关键构件，是由若干根钢丝组成，钢丝受力是否安全将直接影响桥梁整体结构的安全性能[15]。大量工程实例表明，由于h境作用、防护不当、受力复杂等原因，钢丝容易发生不同程度的损伤，从而导致桥梁结构安全系数降低或寿命缩短。目前，学者们在进行吊索钢丝腐蚀承载力评估时，多是假设钢丝均匀腐蚀[68]，而实际工程中，由于吊索钢丝产生腐蚀蚀坑，在腐蚀和车辆荷载共同作用下，可能发生疲劳断裂。

目前，对金属材料的腐蚀疲劳寿命评估方法的研究，主要是把金属材料腐蚀疲劳破坏过程分成几个过程[912]，其中Shi等[9]提出七阶段腐蚀疲劳寿命过程模型，该模型主要包括：蚀坑萌生、蚀坑扩展、蚀坑到疲劳裂纹萌生的转化、短裂纹的扩展、短裂纹到长裂纹的转化、长裂纹扩展和断裂等过程。吊索钢丝腐蚀疲劳破坏不同于上述单一金属腐蚀疲劳破坏，因为吊索钢丝表面有一层镀锌层，钢丝基体的腐蚀必须在镀锌层腐蚀之后才能发生，即钢丝的腐蚀疲劳破坏过程增加了镀锌层腐蚀。因此，有必要根据吊索钢丝腐蚀疲劳寿命过程和吊索钢丝受力特点，对吊索钢丝各阶段的腐蚀疲劳寿命计算方法加以改进和完善。

本文首先根据吊索钢丝腐蚀疲劳破坏特点，确立吊索钢丝腐蚀疲劳裂纹形成和扩展过程，提出适合于工程应用的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估方法。最后，通过算例分析了复杂运营条件下各因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响。

1吊索钢丝腐蚀疲劳过程

徐宏[13]在进行拉（吊）索腐蚀疲劳寿命评估时，根据与外部环境接触的先后及破坏的先后顺序，将拉索钢丝的腐蚀演化过程描述为：护套老化开裂钢丝镀锌层的腐蚀失效钢丝均匀腐蚀及坑蚀钢丝的腐蚀疲劳钢丝断裂失效。利用该模型在进行吊索钢丝腐蚀疲劳评估时，没有考虑蚀坑的萌生、短裂纹的扩展和短裂纹向长裂纹的转化等过程，没有区分短裂纹和长裂纹的扩展速率的不同，但是，短裂纹的扩展速率远远小于长裂纹的扩展速率[1416]，利用该模型进行吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估时，如果利用短裂纹或长裂纹的扩展速率来代替整个寿命过程的裂纹扩展速率，定会产生一定的误差。

由于本文只研究吊索钢丝的腐蚀疲劳寿命，所以，不考虑护套失效时间，平行钢丝腐蚀疲劳裂纹扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、基体蚀坑萌生、基体蚀坑形成、基体短裂纹扩展、基体长裂纹扩展和断裂破坏等阶段。吊索钢丝腐蚀疲劳寿命过程如图1所示。

2吊索钢丝腐蚀疲劳各阶段寿命计算

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关键词：金属材料 热处理 实践 体会 生命性 主旨 渗透

随着职业教育的不断改革，对教学学时作了较大幅度的缩减，加之，期间实习教学的挤压，课时量就更显得不够，而《金属材料与热处理》作为专业基础课，很多内容无法随便删减，因为，很多专业课的内容是以此教学知识为基础的。而且学生将来进入工厂工作或者在生活之中，其中很多知识也是学生必须掌握的。笔者通过多年课内、课外教学实践，对该课程教学总结了一些经验与浅见，就教育该课程教学的同仁们。

一、所处的教学环境

《金属材料与热处理》是一门重要的专业基础课，实践性和综合性都非常强的实践性，其课程内容比较零碎，名词概念术语较多，定性描述经验总结多，记忆性的内容规律多。该课程一般情况开设的时间都在新生刚入学的这个学期，对于学生来说，此阶段学生还属于从理论到实践转变的一个认知阶段，必须强力给学生建立一个理论与实践相联系的一个认知平台。因此，不能像以前教学理论课一样，只是就书本学习与考试的关系，而应该定位在学习、使用与生活的关系上实施教学计划。

二、实际教学

1、兴趣教学

从历史常识导入教学，如从秦始皇时代一米长的大铁剑、兵士所用的驽，当时的历史背景故事讲起，进而简述金属货币的发展史，到电影西游记中唐僧的紫金钵盂等。或设立一个“悬念猜想”的学习环境，例如：泰坦尼克号邮轮的沉船迷，有了这样在教学情境，由于青少年强烈的好奇心驱动，学生自然对金属材料的力学性能分析这一原本枯燥的课题产生了浓厚的学习兴趣，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，钢板中含硫量高，韧性很差，最终导致了这场灾难的发生。

2、实践教学

《金属材料与热处理》是一门与我们的生活实践密切相关的课程，虽然大的实验无法在学校里完成，我们可以创造条件，设计一些简单易行的道具，或者在条件容许的情况下，利用现场教学来激发学生的学习兴趣，通过这些检验来提高学生对知识的认同感。

例如：讲材料的硬度时可以准备一柄小刀、一支铅笔和一枚铁钉，铅笔可以轻易的切削，而铁钉却很难切削，从而体现它们硬度的不同，还可以在学校实习间，见证没见过淬火的钢和经过淬火的钢的力学性能的不同。联系就近的工厂去参观热处理的过程。在此过程中可以让学生写一些实践报告，对看见的现象进行强化分析，加快学生的理论与实践的结合进程。

实践教学对于学生来说，很直观，能激发学生的学习兴趣，更具有说服力。

3、有机的利用多媒体教学

由于时间有限，在比较短的时间内学生需要接受大量的知识和信息，有机的利用多媒体教学，加强学生的视觉效果，把静止的平面知识，动态的立体的连贯的演示出来，使得学生能够轻易的接受老师的教学意图。例如：材料的韧性定义的实验，材料结晶的过程，以及铁碳合金形成过程中，在形成间隙固溶体奥氏体、铁素体的晶胞形成的间隙的不同，溶入碳原子的量也不同。还有马氏体、贝氏体、珠光体在高倍晶像镜下的直观图片，从而了解了不同的结构形成不同的性能。

通过多媒体教学，一方面可以节省时间，另一方面使得教学目标更直观，学生更易接受。

4、在日常教学中要熟透该课程的知识内容，贯穿于其他课程的教学中，使所学知识得到巩固，融会贯通。

（1）抓住本课程的主旨——材料的力学性能

每一本教材内容不论怎么零碎，但总有一根主线贯穿其中。那么《金属材料与热处理》的主旨也是很明确的——即材料的力学性能（强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度）。这一知识点，从第一章开始提出力学性能的概念，然后从宏观让讨论材料受力的表象，接着从微观上论证这些表象的存在。着重从铁碳合金这一生活中用量最大的金属材料讲起，铁自身在不同的条件下，形成不同的晶格形式，碳原子在其晶格形式中溶解度不同构成不同间隙固溶体，其力学性能也不同，还有铁原子与碳原子化合成金属化合物渗碳体，其力学性能又硬又脆，故铁碳合金在室温之下，不同的含碳量，其强度、硬度、塑性、韧性就不同。这是我们在日常生活中，不同工程，机器所选用钢材的基础。为了进一步改善钢的力学性能，引入了钢的热处理。为了提高钢的切削加工性能，也就是降低硬度，要用退火、正火工艺处理。为了提高硬度，用淬火工艺。为了进一步改善综合力学性能，再次用回火工艺处理。为了得到特殊力学性能，可以多次回火。例如：为保证车刀的红硬性，采用淬火后三到六次的高温回火。后面的合金、有色金属、非金属也是围绕这一主旨进行讨论教学。

（2）在讲课的过程中给学生树立一个零件也具有生命性的理念

从零件的制造开始到零件的失效这是一个生命的循环，仔细琢磨一下，材料与我们的人体有很多类似的东西，例如：人体是由细胞构成，而金属材料是由晶胞构成，人体从外到内的细胞形态不同，铸件也是表面为细晶粒层，很薄，像我们的皮肤表皮；中间为柱状粒层主要受力层；最中心为等轴晶粗粒层。不同的粒层形状不同，功能也不同。还有如果皮肤划破了，该处会形成肌肉结结，如果晶格有了畸变，材料该处会变的硬度升高，强度升高。将冰冷的金属性能注入人文关怀的情感，以提高教学效果。

通过从教学理念的改变，让我们的学习灵动起来，而不是面对枯燥的死物接受知识。

这种一环紧扣一环的渗透讲法，可以把这本看似很零散的课程的知识系统化、连续化。

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由于电源软线在器具外部，容易遭受挤压、磨损或拉扯，特别是在电源软线进入器具的金属材料入口处，因金属材料硬度大，电源软线更易受外力而被金属外壳弯折、摩擦、拖拽等，极易对电源软线造成损伤。一旦电源软线破损，带电导线可能外露，使得器具短路损坏或外壳带电，从而造成火灾或人员触电等危险。可以在电源软线上增加一层不可拆卸的衬套，如图2，或者加一层厚实的热塑管，也可以将塑料外壳的绝缘延伸至整个外壳，保证电源软线穿入时所触及到的至少为附加绝缘。

2电源软线的绝缘结构

2.1存在的问题

Y型连接的I类器具，其电源软线导线缺少与金属外壳隔开的一层的基本绝缘，如图3。

2.2不合格项目分析

国标第25.20条规定：“对Y型连接和Z型连接的0类、Ⅰ类、0Ⅰ类器具，其电源软线的绝缘导线应使用基本绝缘与易触及的金属部件再次隔开；对II类器具，则应使用附加绝缘来隔开。这种绝缘可以用电源软线的护套，或其他方法来提供。”国家标准制定此条款的目的是，电源软线的导线与易触及金属部件之间，应确保至少有两层基本绝缘，防止只有一层基本绝缘时，万一绝缘失效，导致器具外壳带电。电器产品按照电击防护类别分为0类、0I类、I类、II类、III类器具。I类器具的定义是，其电击防护不仅依靠基本绝缘，而且包括一个附加安全防护措施的器具。其防护措施是将易触及的导电部件连接到设施固定布线中的接地保护导体上，以使得万一基本绝缘失效，易触及的导电部件不会带电。其中家用电冰箱基本都属于I类。电源软线按照安装、说明和维护方式分为X型连接、Y型连接、Z型连接。Y型连接的定义是，打算由制造商、它的服务机构或类似的具有资格的人员来更换电源软线的连接方法。目前市场所销售的电冰箱多数属于Y型连接。按照国家标准要求，Y型连接的I类器具，其外壳、压缩机壳体、蒸发器、铜管等连接在一起，因此都属于易触及金属部件。则电源软线中的导线与这些部件之间，应至少有两层基本绝缘。如图3，可以看出，电源软线的导线与铜管之间只有一层基本绝缘，分析其原因，估计是工人为方便接线，在连接电源软线的绝缘导线和接线端子时，软线护套被剥除得较长，导致露出的导线只有一层基本绝缘与压缩机金属外壳、器具金属门板、蒸发器铜管等易触及金属部件接触。

2.3可能产生的危害

由于器具在使用和搬运过程中，电源软线最容易受到磨损和拉扯，并且在维护中，如果没有基本绝缘再次隔离，在电源软线受到拉力时，很有可能造成绝缘破损，带电导线外露，使得器具易触及部件带电或产生短路等危险。