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上海光學(xué)儀器一廠-碳鋼熱處理及金相實驗的一點體會碳鋼熱處理及金相實驗的一點體會
閱讀：2640 發(fā)布時間：2013-10-8
摘要：該文以碳鋼熱處理及其金相實驗教學(xué)過程中的點滴體會為例,，闡明實驗教學(xué)對提高學(xué)生素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要性。
關(guān)鍵詞：實驗教學(xué),；碳鋼熱處理,；金相實驗
Realizationofcrbonsteelheattreatmentandmetallographyexperimentteaching
Abstract：Inthispaper，basedontheexperienceofteachingcarbonsteelheattreatmentandmetallographicexperiment,，wetrytocl~fytheimportanceofexperimentalteachingonimprovingstudentqualityandinnovationcapability．
Keywords：experimentalteaching,；carbonsteelheattreatment；metallographicexperiment
碳鋼熱處理和金相實驗是材料物理專業(yè)實驗中的兩個基本實驗,。
通常認(rèn)為這兩個實驗內(nèi)容多,、教學(xué)時數(shù)多，再加上消耗材料,、消耗能源,，給該實驗的開設(shè)增加了許多不利因素。尤其是金相實驗,，一塊金相式樣要經(jīng)過整平,、粗磨、細(xì)磨,、拋光和侵蝕等多道工序才能進(jìn)行觀察,，這些制樣工序都以手工為主，而手工制樣繁雜費時,，對一個初次接觸的學(xué)生來說,，花2到3個小時還不一定能制得一塊合格的金相樣品。
因此,，學(xué)生常常感到金相實驗乏味單調(diào),，缺乏積極性,。
針對上述情況，我們將碳鋼熱處理和金相實驗的內(nèi)容結(jié)合起來,?？偟闹笇?dǎo)思想是將傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中教師為中心的觀念轉(zhuǎn)變到教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體上來,。具體做法是：實驗前向?qū)W生系統(tǒng)講解金相組織與熱處理的關(guān)系,，讓他們認(rèn)識到，在金屬材料成分一定的情況下,，其性能取決于金相組織,，而金相組織又是由熱處理工藝決定的。金相實驗技術(shù)是金屬材料研究和工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗的基本方法,。通過金相組織的鑒定來分析其性能,，進(jìn)而設(shè)法控制組織來提高金屬材料的性能。
由此告知學(xué)生本實驗的目的是研究熱處理工藝與金相組織的關(guān)系,。這樣將兩部分的實驗內(nèi)容有機地結(jié)合起來,。由實驗室預(yù)選幾種鋼鐵材料,，由學(xué)生自己確定熱處理工藝,，自己磨制金相試樣,，拋光、腐蝕,、判斷組織,，然后選擇參數(shù)拍照片，zui后每人完成一份內(nèi)容不同的熱處理工藝和金相分析報告,。
再有,，在金相分析中，讓同學(xué)之間相互對比觀察,，了解不同熱處理工藝下的金相組織形態(tài)特點及觀察分析方法,。因每人試樣互不相同，同學(xué)們在相互對比過程中,，既了解了不同熱處理工藝下的金相組織,，又比較了各自的勞動成果。在實驗中,，教師重點指導(dǎo)操作技術(shù),，實驗失敗，允許重做,，同時鼓勵積極思維，把重點放在分析討論上,。
1實驗前的準(zhǔn)備
實驗教學(xué)與理論教學(xué)有所不同,，它要求不僅要掌握相關(guān)理論知識,，而且要掌握實驗的技術(shù)問題，了解實驗與理論的關(guān)系,。同時實驗教學(xué)還需要相應(yīng)的儀器,、設(shè)備、材料,、工具等物品,。因此，實驗教學(xué)的準(zhǔn)備工作要求更高,，一般來說,，實驗教學(xué)前應(yīng)做好以下幾項內(nèi)容：
（1）掌握理論，鉆研實驗內(nèi)容教師要掌握相關(guān)理論知識和實驗技術(shù),，加強業(yè)務(wù)能力和思想素質(zhì),。熱處理是改善金屬材料機械性能的有效手段，而金相分析是正確評價熱處理材料性能,，并為材料選擇提供科學(xué),、經(jīng)濟(jì)和合理的依據(jù)。在上實驗課前,，教師在透徹理解影響熱處理的三大主要參數(shù)（加熱溫度,、保溫時間、冷卻速度）之外,，要注意積累相關(guān)的實驗操作經(jīng)驗,。
因為熱處理過程中的操作技巧也是*的影響因素。如淬火時試件出爐入水的速度就會影響試件金相組織,。同時,，掌握金相組織與熱處理關(guān)系的理論知識，如退火鋼出現(xiàn)塊狀鐵素體+塊狀珠光體,、淬火后轉(zhuǎn)化為馬氏體十二次滲碳體,、低溫回火轉(zhuǎn)化成回火馬氏體、中溫回火轉(zhuǎn)化成回火托氏,、高溫回火轉(zhuǎn)化成回火索氏體,，從而理解退火使鋼軟化、正火使鋼細(xì)化,、淬火使鋼硬化,、回火使鋼多性化的真正含義。
（2）準(zhǔn)備好實驗物品檢查碳鋼熱處理實驗用箱式電阻爐及測溫,、控溫裝置并妥善放置,，發(fā)現(xiàn)有損壞的應(yīng)及時維修或更換。準(zhǔn)備好熱處理試樣,，由于市面上碳鋼材料質(zhì)量有一定的波動,，材料的準(zhǔn)備不是簡單的采購,，應(yīng)對其質(zhì)量和性能有充分的了解。金相實驗步驟繁雜,，用到的設(shè)備和物品較多,，課前都必須準(zhǔn)備齊全，并使之處于完好狀態(tài),。對于關(guān)鍵儀器設(shè)備,，如箱式電阻爐、金相顯微鏡等,，根據(jù)操作規(guī)程,、按照實驗內(nèi)容要求進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，確保學(xué)生實驗順利進(jìn)行
（3）要求學(xué)生充分預(yù)習(xí),，寫出預(yù)習(xí)報告針對碳鋼熱處理和金相實驗,，我們要求學(xué)生了解鋼普通熱處理（退火、正火,、淬火,、回火）的操作方法；了解鋼在熱處理時含碳量,、加熱溫度,、加熱時間、冷卻速度及回火溫度等主要因素對鋼熱處理后組織與性能的影響,；明確熱處理過程中的操作注意事項,；制訂熱處理工藝過程、設(shè)計操作步驟,、確定工藝參數(shù)（如加熱溫度,、保溫時間、冷卻速度等）,；了解鋼普通熱處理（退火,、正火、淬火,、回火）下的金相組織形態(tài),，建立金相組織形態(tài)的感性認(rèn)識；了解金相制樣的基本過程和金相組織觀察與分析的基本原理,。通過預(yù)習(xí)讓學(xué)生產(chǎn)生躍躍欲試的積極意向,，如果學(xué)生能超越實驗教材，設(shè)計出新的實驗方法,，應(yīng)該給予充分鼓勵,。
2實驗過程的指導(dǎo)
教師在實驗過程中的指導(dǎo)尤為重要。學(xué)生進(jìn)行實驗時的活動是多方面的，既有思維,，又有操作,，可能遇到各種各樣的問題,。教師的任務(wù)是如何從理論實際的角度處理學(xué)生提出的問題,，引導(dǎo)他們有條不紊地進(jìn)行實驗。實驗開始前,，教師可適當(dāng)講解實驗注意事項,，指出本實驗的關(guān)鍵，說明儀器設(shè)備的使用方法,，還可穿插提問,，了解預(yù)習(xí)情況。比如,，做“碳鋼熱處理”前,，讓學(xué)生了解箱式電阻爐的基本原理、使用方法以及使用注意事項,。做“金相實驗”前,，讓學(xué)生知道金相試樣制備的一般流程以及金相顯微鏡的使用方法。突出實驗過程中的注意事項,，如金相試樣粗磨時,，要用冷水冷卻，以免因溫度過高,，引起金相組織的改變,，影響實驗結(jié)果。講解過程要有側(cè)重,，力求簡明扼要,。
教師做完引導(dǎo)性講解后，實驗步驟如設(shè)備調(diào)試,、操作,、數(shù)據(jù)記錄都應(yīng)由學(xué)生獨立完成。在碳鋼熱處理實驗中,，一般4人一組,，要求每位同學(xué)進(jìn)行不同的熱處理，熱處理工藝學(xué)生自定,。教師可通過提問方式了解學(xué)生制定的熱處理工藝是否合理,，及時指出不足之處，并提出意見供參考改進(jìn),。比如加熱溫度的選擇,，讓學(xué)生明白，過高會使試件的晶粒粗大、氧化,、脫碳等,，過低也達(dá)不到要求。
從理論上引導(dǎo)學(xué)生正確選擇熱處理工藝,、操作方法以及操作注意事項,。金相實驗有一定難度，步驟繁雜,，一般包括試樣粗磨,、精磨、拋光,、侵蝕以及金相顯微鏡前觀察,。每一步都關(guān)系到實驗的成敗。教師應(yīng)及時糾正違反操作規(guī)程的實驗方法,，對多數(shù)同學(xué)出現(xiàn)的問題可讓大家暫停實驗,，由教師作補充說明后再繼續(xù)實驗。
嚴(yán)格規(guī)范操作,，如試樣粗磨時要求表面平整,；試樣精磨時要求每換一次砂紙，試樣均需旋轉(zhuǎn)90,。,，并用刷子刷凈試樣表面砂粒，而且只能均勻用力向前推磨,，不能來回往返運動,。
教師指導(dǎo)實驗過程中，還要時常提醒學(xué)生不要只顧操作,，要學(xué)會思考,。比如試樣拋光時引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣才能使磨面達(dá)到鏡面?為什么要先在拋光盤外緣拋光，然后在盤上按圓形軌道劃動,，zui后才移到盤*精拋?金相試樣制備好后,，進(jìn)行金相顯微鏡觀察是整個實驗的重點和難點，此時應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在顯微鏡里尋找有代表性的顯微組織,，分析各種金相組織的名稱及其組成比例,，得到金相組織與熱處理之間的關(guān)系。
3實驗結(jié)果的評定
實驗后,，可通過實驗報告檢查實驗教學(xué)效果和評定成績,。實驗課的目的之一是提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，因此,，要求學(xué)生進(jìn)行總結(jié),，對實驗現(xiàn)象進(jìn)行整理,，從感性認(rèn)識向理性認(rèn)識遷移。成績的評定,，主要看他們對原理的敘述,、數(shù)據(jù)的記錄與處理、繪圖的科學(xué)性和對實驗現(xiàn)象的理論分析等,。鼓勵學(xué)生總結(jié)實驗收獲和體會,，有創(chuàng)新意義的，可以適當(dāng)加分,。發(fā)現(xiàn)報告有雷同者,，要嚴(yán)肅處理,。
通過該實驗,，學(xué)生不僅掌握了同種鋼材經(jīng)不同熱處理將會得到不同的金相組織和機械性能，而且懂得不同鋼材有不同明顯不同熱處理工藝及不同機械性能,，鋼材應(yīng)用時必須合理選擇,，決不能隨便取而代之。
上海光學(xué)儀器一廠（sorrent.com.cn/st232510）
上海光學(xué)儀器一廠專研光學(xué)領(lǐng)域技術(shù)專業(yè),有均超過50年以上時間,現(xiàn)今在國內(nèi)以服務(wù)學(xué)校與業(yè)界為首要宗旨,配合各界需求與進(jìn)行新產(chǎn)品之研發(fā)工作,以使技術(shù)更加穩(wěn)固,并促進(jìn)達(dá)到國內(nèi)生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)往上提升的目的,。
上海光學(xué)儀器廠一廠供應(yīng)：顯微鏡,、光學(xué)儀器、測量工具顯微鏡,、生物顯微鏡,、測量投影儀、工具顯微鏡,、分光光度計,、折射儀等等。始終貫穿 “高品質(zhì)光學(xué)儀器,，售后服務(wù)”的宗旨,，以“開創(chuàng)國內(nèi)光學(xué)*品牌”為目標(biāo)，憑借多年的光學(xué)實踐經(jīng)驗,，得到各大高校,，科學(xué)研究院所，國家科研機構(gòu)和其他單位等都得到zui實質(zhì)的認(rèn)可,，無論是在實驗,、分析還是測量等方面都具有非常的表現(xiàn)。上海光學(xué)儀器一廠（sorrent.com.cn/st232510）
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