金屬材料的失效分析精選(九篇)
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第1篇：金屬材料的失效分析范文
【關(guān)鍵詞】金屬；熱處理；工件產(chǎn)品；質(zhì)量；殘余應(yīng)力；開裂失效；關(guān)系；分析
在工業(yè)生產(chǎn)與加工過(guò)程中，進(jìn)行金屬的熱處理是進(jìn)行加工生產(chǎn)金屬工件產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命保證的重要工藝方法，在金屬冶煉和加工中十分常見(jiàn)。通常情況下，進(jìn)行金屬的冶煉加工過(guò)程中，金屬的熱處理工藝方法包括金屬退火以及金屬淬火、回火、正火和金屬表面改性等工藝技術(shù)和方法，這些工藝技術(shù)與方法在我國(guó)的金屬冶煉與加工中早有應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，也是現(xiàn)代金屬敬愛(ài)工制造應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。隨著我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的不斷提升發(fā)展，金屬零件的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛并且普遍，比如，現(xiàn)代的汽車以及機(jī)床加工制造、模具產(chǎn)品生產(chǎn)等中，都有對(duì)于金屬零件的加工應(yīng)用過(guò)程，而這些現(xiàn)代生產(chǎn)制造所需要的金屬零部件的加工制造中，有很多一部分金屬零件都需要進(jìn)行熱處理，尤其是想冶金以及交通、航空航天、電子、建筑等行業(yè)中，由于產(chǎn)品的更新?lián)Q代比較快，為對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中使用的金屬零件質(zhì)量和使用壽命等進(jìn)行保證，實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)材的金屬零件加工目的，就需要對(duì)于加工零件使用的金屬進(jìn)行熱處理，以保證所生產(chǎn)加工金屬工件產(chǎn)品的質(zhì)量與壽命。下文將結(jié)合金屬熱處理技術(shù)方法，在對(duì)于金屬熱處理作用與殘余應(yīng)力分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行金屬熱處理殘余應(yīng)力與開裂失效關(guān)系的探討，并對(duì)于開裂失效與裂紋愈合的途徑進(jìn)行總結(jié)，以提高金屬工件產(chǎn)品加工質(zhì)量，保證金屬工件產(chǎn)品的使用壽命。
1 金屬熱處理與熱處理殘余應(yīng)力分析
金屬的熱處理技術(shù)是一種通過(guò)對(duì)于金屬材料“加熱”以及“冷卻”過(guò)程的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于金屬材料組織結(jié)構(gòu)以及性能、品質(zhì)等改善提高的工藝方法。通常情況下，進(jìn)行金屬熱處理不僅能夠提高金屬材料切削加工中的性能以及加工精度，同時(shí)對(duì)于金屬材料本身的斷裂韌性也具有較大的提高改善作用，還有利于減少金屬材料加工生產(chǎn)過(guò)程中的開裂問(wèn)題，具有比較突出的積極作用和優(yōu)勢(shì)。
進(jìn)行金屬的熱處理過(guò)程中，由于金屬熱處理是一種對(duì)于金屬“加熱”以及“冷卻”過(guò)程變化控制而實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方法，因此，金屬熱處理中必然會(huì)因?yàn)闇夭钭兓鹣鄳?yīng)的熱應(yīng)力以及金屬材料變相所引起的相變應(yīng)力。其中，金屬熱處理中的熱應(yīng)力是指金屬材料在“加熱”以及“冷卻”過(guò)程中，由于金屬材料的表層與材料內(nèi)部之間的加熱以及冷卻的速度不同，因此溫度變化就會(huì)存在有一定的差別，而這種溫差所導(dǎo)致的金屬材料的不均勻膨脹與收縮變化，所產(chǎn)生的應(yīng)力作用也就是熱應(yīng)力，通常熱應(yīng)力在金屬材料冷卻過(guò)程中的表現(xiàn)會(huì)更為突出和明顯。而金屬熱處理中的相變應(yīng)力，則是指金屬材料在“加熱”以及“冷卻”過(guò)程中，由于金屬材料的組織結(jié)構(gòu)變化所引起的應(yīng)力作用，也就是相變應(yīng)力。
金屬熱處理中的殘余應(yīng)力，則是指金屬熱處理過(guò)程中熱應(yīng)力與相變應(yīng)力疊加之后的應(yīng)用作用，通常金屬熱處理的殘余應(yīng)力也被稱為是金屬熱處理的內(nèi)應(yīng)力，多分為宏觀殘余應(yīng)力與微觀殘余應(yīng)力兩種類型。其中，金屬熱處理中的宏觀殘余應(yīng)力能夠引起熱處理金屬材料的宏觀變形，而金屬熱處理中的微觀殘余應(yīng)力則主要在晶粒內(nèi)部以及晶粒之間產(chǎn)生作用。進(jìn)行金屬熱處理過(guò)程中，當(dāng)熱應(yīng)力居于主導(dǎo)地位時(shí)，多表現(xiàn)為熱處理金屬材料的中心部位受到拉力作用，而金屬材料的表面則受到壓力作用，熱應(yīng)力是兩種作用力進(jìn)行疊加后產(chǎn)生的一種作用力，金屬熱處理中的殘余應(yīng)力則是在金屬材料熱處理之后，保留于金屬內(nèi)部的應(yīng)力作用，這種應(yīng)力作用在不同的加工條件與使用條件中，以溫度與環(huán)境條件最為突出，會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，它屬于金屬工件產(chǎn)品加工中的一種不穩(wěn)定因素，對(duì)于金屬工件產(chǎn)品的性能質(zhì)量具有一定的影響，需要進(jìn)行釋放處理。
2 金屬熱處理殘余應(yīng)力與開裂失效關(guān)系分析
根據(jù)上述對(duì)于金屬熱處理中的殘余應(yīng)力及其作用影響的分析可知，金屬熱處理中的殘余應(yīng)力是金屬工件產(chǎn)品加工過(guò)程中的一種不穩(wěn)定因素，容易對(duì)于生產(chǎn)加工金屬工件產(chǎn)品的抗開裂性能以及抗疲勞性能、形狀尺寸等產(chǎn)生影響，從而引起加工生產(chǎn)金屬工件產(chǎn)品的開裂失效，對(duì)于金屬加工制造發(fā)展十分不利。下文從金屬熱處理中的殘余應(yīng)力造成金屬開裂的原因以及影響等方面，對(duì)于金屬熱處理殘余應(yīng)力與開裂失效關(guān)系進(jìn)行分析。
首先，在金屬熱處理中殘余應(yīng)力對(duì)于金屬開裂的影響中，金屬熱處理中的拉應(yīng)力是一種必不可少的影響因素。通常情況下，金屬材料中的壓應(yīng)力作用不會(huì)導(dǎo)致工件發(fā)生開裂，而一旦金屬材料中拉應(yīng)力作用大于壓應(yīng)力時(shí)，則會(huì)引起金屬開裂。其次，金屬材料熱處理中，殘余應(yīng)力一旦超過(guò)應(yīng)有的臨界值時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致金屬開裂發(fā)生。再次，金屬材料開裂問(wèn)題多發(fā)生于合金金屬材料中，而純金屬材料則很少發(fā)生開裂。最后，金屬材料的開裂問(wèn)題發(fā)生，還需要有特定的腐蝕作用作為介質(zhì)條件才會(huì)引起發(fā)生。
在金屬熱處理中殘余應(yīng)力對(duì)于金屬開裂失效的影響中，拉應(yīng)力是造成金屬開裂失效問(wèn)題發(fā)生的必要條件之一，拉應(yīng)力作用下金屬材料的裂紋擴(kuò)展速度對(duì)于金屬材料開裂失效具有很重要的作用和影響，而金屬工件產(chǎn)品表面所存在的殘余應(yīng)力對(duì)于金屬裂紋發(fā)生具有一定的控制作用，因此對(duì)于金屬開裂失效也有著非常關(guān)鍵和重要的作用影響。此外，金屬開裂失效問(wèn)題中，金屬工件裂紋擴(kuò)展情況與金屬材料中的應(yīng)力作用分布情況之間，也有著一定的聯(lián)系和作用。
在金屬熱處理以及金屬工件產(chǎn)品制造加工中，為避免殘余應(yīng)力造成金屬開裂失效發(fā)生，首先，應(yīng)注意減少金屬熱處理所導(dǎo)致的開裂問(wèn)題發(fā)生，比如通過(guò)減少金屬工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及表面加工質(zhì)量缺陷等，都可以有效減少熱處理中的開裂發(fā)生；其次，應(yīng)注意提高金屬工件表面的壓應(yīng)力作用，在使用過(guò)程中定期進(jìn)行檢測(cè)，以便于控制避免；再次，應(yīng)注意提高金屬材料的質(zhì)量，在金屬發(fā)生裂紋后，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估修復(fù)，避免影響擴(kuò)大。
3 結(jié)束語(yǔ)
總之，金屬熱處理中的殘余應(yīng)力是金屬工件產(chǎn)品加工與使用中的不穩(wěn)定因素，需要在金屬工件產(chǎn)品的加工與使用過(guò)程中進(jìn)行排除和避免，以保證金屬工件產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)與加工發(fā)展。
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第2篇：金屬材料的失效分析范文
關(guān)鍵詞：電站鍋爐；金屬材料；選擇；使用
正文：
電站鍋爐是一種特殊設(shè)備，具有爆炸危險(xiǎn)性，受到國(guó)家的安全檢查管理。在選擇鍋爐的承壓部件金屬材料時(shí)，如果低材高用，也就是使用超過(guò)限度，爆管事故往往就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生；相反地，如果是高材低用，也就是使用限度降低了，同樣的也會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生，比如使用合金焊條來(lái)焊接鋼鐵或者在鋼鐵部位使用合金管，這些危險(xiǎn)性都非常大。材料失效都是在焊縫熱影響區(qū)發(fā)生的，并非是母材中的材料失效，材料產(chǎn)生失效的時(shí)間間隔，往往是焊縫熱影響區(qū)比母材失效時(shí)間間隔長(zhǎng)，甚至長(zhǎng)很多。對(duì)于焊接來(lái)說(shuō)，其接頭在鋼制品結(jié)構(gòu)中，往往是比較薄弱的地方，如果是不同的鋼焊接的接頭，其性能比起同種鋼焊接的接頭來(lái)說(shuō)，更加薄弱。鍋爐在其金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程以及安全監(jiān)察規(guī)程中，對(duì)于不同種鋼的焊接接頭，明文規(guī)定了對(duì)其的監(jiān)查以及監(jiān)督檢驗(yàn)，關(guān)注力度非常大。所以，如果一旦焊接過(guò)程中用錯(cuò)了鋼材，導(dǎo)致異種鋼焊接接頭，其潛在的爆炸危險(xiǎn)性也就大大增加了。電站鍋爐改造、檢修人員，一定要把握好鍋爐材料的選用，對(duì)金屬材料的一些基本知識(shí)一定要牢牢記住，有所了解中外在材料科學(xué)方面的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)不同種類的發(fā)電鍋爐來(lái)說(shuō)，在材料的選用方面也要有一些了解，這些都非常有益于切實(shí)工作。
1金屬材料簡(jiǎn)述
金屬材料學(xué)是一門試驗(yàn)應(yīng)用科學(xué)，要想對(duì)鍋爐的檢修質(zhì)量有所保障并不斷地提高，鍋爐檢修工作人員務(wù)必要了解金屬材料的一些基本知識(shí)。鋼鐵是一種黑色金屬，其基本元素是鐵，它是晶體物質(zhì)。決定鋼鐵性能的主要因素包括：組成鋼鐵的化學(xué)元素的含量、種類、微觀組織結(jié)構(gòu)（組織決定其性能）及其處理工藝，等。如果要使材料具備新的性能，可以對(duì)它進(jìn)行熱處理，改變其原來(lái)的組織結(jié)構(gòu)。
2電站鍋爐對(duì)金屬材料的選擇
鋼材中基本元素是鐵，還含有碳和少量錳、硅、硫、磷等元素，所以稱這種鋼為碳素鋼。如果需要鋼具有某些特定功能，就可以在碳素鋼的基礎(chǔ)上，摻加某些元素，比如鎘、鎳、鉬、釩、鎢、鈦、鵬、錳等金屬或非金屬元素，如此就構(gòu)成了合金鋼。把這些可以使鋼材具有特殊性能的元素，稱作為合金元素。其中硫、磷純粹是有害的雜質(zhì)，盡量少含有或不含有這些雜志。另外一些元素，都對(duì)鋼起著二重性的作用，如果含量在一定范圍內(nèi)，其作用或影響是積極的、正面的，如果含量超出這個(gè)范圍，其作用或影響則是不利的、負(fù)面的。鋼中元素組合以及它們的百分含量都是經(jīng)過(guò)理論驗(yàn)證以及長(zhǎng)久的生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)的，這個(gè)元素的合理組合及其限定范圍產(chǎn)生了鋼材標(biāo)準(zhǔn)。鋼材中每個(gè)元素的合理組合以及含量決定了它們對(duì)改采性能的影響結(jié)果。鋼中各個(gè)元素的含量，其實(shí)是一個(gè)含量范圍，是生產(chǎn)廠家給出的，其具體含量值，是通過(guò)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)以及光譜分析實(shí)驗(yàn)得出的。
合格的材料化學(xué)元素檢驗(yàn)報(bào)告單給出的應(yīng)該是具體含量數(shù)值，而不是含量范圍。作為晶體物質(zhì)的鋼，其中C這個(gè)化學(xué)元素包括3種同素異構(gòu)體形式，它們是：石墨、金剛石以及無(wú)定形碳三種。它們之間在物理及其力學(xué)性能方面存在著非常大的差別。導(dǎo)致這么大差異的根本因素是金剛石以及石墨自身所具有的空間結(jié)構(gòu)，致使它們跟無(wú)定形碳的力學(xué)及其物理性能之間產(chǎn)生非常大的差別。鋼鐵中的晶體材料也是如此，這就證明了一點(diǎn)：晶體材料的性能不僅取決于其化學(xué)成分，還跟其化學(xué)成分之間的空間結(jié)構(gòu)，也就是晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)系。鋼水在凝固的過(guò)程中，鋼中的組成元素會(huì)形成晶格特異的的晶體形式，這就決定了金屬材料的特定力學(xué)性能及其物理性能，這種現(xiàn)象類似于碳的同素異構(gòu)體現(xiàn)象。它們的區(qū)別在于：不可能改變碳的同素異構(gòu)體的晶格類型，然而鋼中的晶格類型是可以通過(guò)熱處理工藝改變的，由此改變了其原組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)，它的性能就隨之改變。所用鋼材中最常用的微觀組織材料有珠光體、鐵素體、奧氏體、貝氏體以及馬氏體，等等，可以通過(guò)不一樣的熱處理來(lái)改變它們的晶體結(jié)構(gòu)，使其化學(xué)成分進(jìn)行重新分布，還能夠改善或者調(diào)整組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)，使材料的應(yīng)用性能得以保證甚至是提高。
3金屬材料在電站鍋爐中的使用情況
近些年來(lái)，多數(shù)電廠都徹底更換了鍋爐的高溫段材料，往往都是換成18Cr8Ni系的不銹鋼材料。因?yàn)椴蝗菀准庸?，電廠往往委托鍋爐制造廠來(lái)加工制作、更換。熱處理做的不好是最直接的問(wèn)題，往往是制成品的整體或者局部固溶熱處理的工藝不合理，尤其是局部。如今電廠的應(yīng)用條件下，這種不合理的熱處理致使鍋爐使用壽命降低。奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象，就是因?yàn)樘荚佑删Я?nèi)部遷移向晶界，而且跟晶間的Cr形成Cr23C6，因此晶間貧鉻現(xiàn)象發(fā)生。在400-800℃這個(gè)溫度范圍內(nèi)，奧氏不銹鋼體尤其容易發(fā)生貧鉻現(xiàn)象，這個(gè)溫度區(qū)域往往被稱作敏化區(qū)。故而奧氏鋼材在焊接過(guò)程中或者進(jìn)行其它熱處理時(shí)，在敏化區(qū)停留作業(yè)時(shí)間務(wù)必盡量短，比如，焊接過(guò)程中，應(yīng)用小線能量、盡量控制層間溫度等等?？梢砸罁?jù)奧氏不銹鋼的使用條件，盡可能用鈍化處理、穩(wěn)定化處理、固溶處理等工藝來(lái)控制晶間腐蝕。氧化性酸氧化，可以使不銹鋼表面形成一層非常密實(shí)的氧化鎘保護(hù)層，這就是鈍化處理工藝。如此可以對(duì)鋼材的耐腐蝕性有所提高。奧氏體管在電站鍋爐中的應(yīng)用溫度為650-700℃，此溫度范圍稱作材料敏化區(qū)。對(duì)奧氏體不銹鋼材料進(jìn)行熱溶處理之后，在這個(gè)材料敏化區(qū)溫度范圍內(nèi)，仍然會(huì)出現(xiàn)碳遷移現(xiàn)象，從而發(fā)生晶間貧鉻，對(duì)不銹鋼材料的抗氧化性以及耐腐蝕性，都有很大的不良影響，如果對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定化處理，也就是固定晶粒內(nèi)的碳元素，就可以對(duì)材料的壽命以及使用性能起到很好的保證作用。
參考文獻(xiàn)：
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第3篇：金屬材料的失效分析范文
1機(jī)械設(shè)計(jì)中金屬材料選擇原則
金屬材料的載荷能力。要充分考慮金屬材料的斷裂脆性和常溫塑性，處于靜載荷工作環(huán)境的工件一般會(huì)選用脆性金屬材料。在承受一定沖擊力的工作環(huán)境下，一般會(huì)選擇塑性好的金屬材料[2-3]。工件的使用條件。所設(shè)計(jì)的工件的工作環(huán)境處于濕熱環(huán)境下或者是具有一定腐蝕性的工作環(huán)境下，根據(jù)環(huán)境搭配應(yīng)該選擇具有良好的防銹能力的金屬或者是耐腐蝕的金屬材料。除上述情況之外，工件的實(shí)際工作溫度對(duì)選材上也有一定影響，一方面要考慮所選的金屬材料的熱膨脹系數(shù)不宜過(guò)大同時(shí)在高溫過(guò)程中能夠保持特有的屬性參數(shù)，防止在溫度變化過(guò)程中產(chǎn)生一定的組織變化和應(yīng)力變化；另一方面要考慮溫度的變化對(duì)工件的強(qiáng)度硬度和力學(xué)性能的影響。工件的加工尺寸和設(shè)計(jì)參數(shù)。工件的加工工藝以及對(duì)工件的加工精度也是制約金屬材料選擇的一個(gè)因素。如果要經(jīng)過(guò)鑄造的工件，一般不會(huì)因?yàn)樾螤畛叽绲纫蛩厥艿较拗?；如果要?jīng)過(guò)精加工的工件，必須要考慮加工過(guò)程使用的機(jī)械性能和工藝流程對(duì)材料造成的影響。除此之外，在金屬材料的選擇過(guò)程中，還要參考金屬材料的加工成本，成本過(guò)高的材料在進(jìn)行擇優(yōu)選擇過(guò)程中會(huì)被淘汰[4-5]。
2機(jī)械設(shè)計(jì)中銅金屬材料應(yīng)用性
金屬材料的選擇要求盡可能選擇加工過(guò)程中污染少的銅金屬，同時(shí)還要選擇能耗比較低的銅金屬材料。①銅金屬材料經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囘^(guò)后，能夠有效的提高使用壽命和綜合應(yīng)用能力，但是熱處理工藝對(duì)環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，同時(shí)對(duì)能源的消耗過(guò)多，因此盡量避免選擇通過(guò)熱處理來(lái)加工的銅金屬材料，而盡可能選用拉拔、冷軋等工藝加工的銅金屬材料。在常規(guī)的加工工藝下就可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的銅金屬材料。②盡可能選用處理工藝簡(jiǎn)單的銅金屬材料，從而減少或者避免銅金屬材料在加工過(guò)程或者制作過(guò)程中的污染。優(yōu)先選擇對(duì)人體無(wú)害的銅金屬材料，來(lái)替代對(duì)人體有一定毒副作用或者是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響的金屬材料。在能夠滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，合理使用新型的銅合金材料代替原有的材料。比如使用銅金屬泡沫，可以用于輕質(zhì)量、強(qiáng)度大的空心夾層板的填充材料。在骨架結(jié)構(gòu)中可以使用銅加固物來(lái)填充，這樣可以有效的避免骨架的彎曲，同時(shí)可以有效的吸收外界產(chǎn)生的沖擊功，對(duì)支撐體和表面起到一定的保護(hù)作用。銅金屬還可以使用在效率高的熱交換器或者是高功率冷卻的機(jī)械電子設(shè)備中，銅金屬以其自身優(yōu)異的導(dǎo)熱性，可以有效的進(jìn)行熱量傳遞。并且銅金屬泡沫不能進(jìn)行燃燒，還是很好的防火材料。銅金屬材料可以進(jìn)行回收再利用，對(duì)環(huán)境和人體的影響都不是很大。
3結(jié)語(yǔ)
機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)是現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的重要推動(dòng)力之一，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的金屬材料的選擇，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響所占的比重越來(lái)越多。本文就以銅金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為例進(jìn)行了有效的分析，希望能夠?yàn)殂~金屬在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的使用提供理有效的論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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第4篇：金屬材料的失效分析范文
【關(guān)鍵詞】承壓設(shè)備；力學(xué)性能；化學(xué)性能；工藝性能；物理性能
承壓設(shè)備包括鍋爐、壓力容器、氣瓶和壓力管道，這類設(shè)備廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面，它們的共同特點(diǎn)是涉及生產(chǎn)和生命安全，一旦發(fā)生事故危害性較大。
隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在各應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，承壓設(shè)備在日趨大型化、高參數(shù)、結(jié)構(gòu)多樣性的同時(shí)，其工作條件也越來(lái)越趨苛刻，在使用過(guò)程中不可避免的要承受外界風(fēng)載荷或地震作用。在各工業(yè)部門中，承壓設(shè)備所處理、盛裝的介質(zhì)品種繁雜且多種多樣，這就要考慮到介質(zhì)的危害性、腐蝕條件等等。隨著全球環(huán)保意識(shí)的提高，世界各國(guó)都制定了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，為保證人身健康安全，環(huán)境保護(hù)方面的要求是強(qiáng)制性的、法規(guī)性的。這些條件不但在設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計(jì)技術(shù)方面，而且在制造技術(shù)和使用管理方面都提出了更加嚴(yán)格的，同時(shí)也應(yīng)該是更加安全可靠的要求，當(dāng)然還要找到經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化實(shí)施辦法。因此合理的選用材料對(duì)于設(shè)備的結(jié)構(gòu)合理，安全、長(zhǎng)期運(yùn)行和降低成本是非常重要的。
制造承壓設(shè)備的材料多種多樣，就目前情況，鋼材仍然是實(shí)際工程中應(yīng)用最廣泛的材料。對(duì)于有特殊耐腐蝕性能要求的場(chǎng)合，有色金屬甚至非金屬材料也經(jīng)?？紤]用于設(shè)備。承壓設(shè)備選用鋼材應(yīng)考慮設(shè)備的使用條件（如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等）、材料的性能（力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能和工藝性能）、設(shè)備的結(jié)構(gòu)及制造工藝、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理等等，同時(shí)要考慮到制作的經(jīng)濟(jì)合理性。
現(xiàn)將金屬材料的性能（力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能和工藝性能）分別簡(jiǎn)述如下:
1．力學(xué)性能
金屬材料在一定的溫度和外力作用下，所表現(xiàn)出抵抗某種變形或破壞的能力稱為鋼材的力學(xué)性能又叫機(jī)械性能。
金屬材料的力學(xué)性能決定于材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、冶金質(zhì)量、殘余應(yīng)力及表面和內(nèi)部缺陷等內(nèi)在因素，但外在因素如載荷性質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)、溫度、環(huán)境介質(zhì)等對(duì)金屬的力學(xué)性能也有很大的影響。金屬材料在加工和使用過(guò)程中所受到的外力稱為載荷。根據(jù)作用性質(zhì)不同，載荷可分為靜載荷、動(dòng)載荷。動(dòng)載荷又可分為沖擊載荷和循環(huán)載荷（也稱交變載荷）。金屬材料受到載荷作用時(shí)，發(fā)生幾何尺寸和形狀的變化稱為變形。變形一般可以分為彈性變形和塑性變形。金屬材料在外力作用下將產(chǎn)生變形，對(duì)于大多數(shù)材料，當(dāng)外力不超過(guò)一定限度時(shí)，去除外力后，物體將恢復(fù)原有的形狀和尺寸，這種性質(zhì)稱為彈性。隨著外力消失而消失的變形，稱為彈性變形。彈性極限是指試樣在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)生彈性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。彈性極限是金屬材料由彈性變形過(guò)渡到塑性變形時(shí)的應(yīng)力。應(yīng)力超過(guò)彈性極限時(shí)材料將開始發(fā)生塑性變形。塑性變形是指不可消失的變形，也叫永久變形。
鋼材的常規(guī)力學(xué)性能主要指標(biāo)有：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性等。這些性能指標(biāo)是設(shè)備選材和強(qiáng)度計(jì)算的首要考慮因素。
（1）強(qiáng)度：金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度。
金屬材料在常溫下常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
屈服強(qiáng)度：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在拉伸試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)。屈服強(qiáng)度分為：上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。上屈服強(qiáng)度：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應(yīng)力；下屈服強(qiáng)度：在屈服期間，不計(jì)初始瞬間效應(yīng)時(shí)的最低應(yīng)力。對(duì)于退火、正火、調(diào)質(zhì)狀態(tài)的碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼存在物理屈服現(xiàn)象，在應(yīng)力——應(yīng)變曲線上出現(xiàn)上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度，這類材料取其下屈服強(qiáng)度為該材料的屈服強(qiáng)度。對(duì)于其他類沒(méi)有明顯物理屈服現(xiàn)象的材料，如不銹鋼、淬火狀態(tài)的碳素鋼及低合金鋼等，則根據(jù)零件或構(gòu)件服役條件可以允許的殘余變形量，人為地規(guī)定產(chǎn)生一定量的殘余伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度。例如：規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度；規(guī)定總延伸強(qiáng)度；規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度。由于金屬材料在使用過(guò)程中，如果受力過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形，就會(huì)失效。所以材料的屈服強(qiáng)度或條件屈服強(qiáng)度是設(shè)計(jì)選材的主要依據(jù)，也是評(píng)定金屬材料優(yōu)劣的重要指標(biāo)。
抗拉強(qiáng)度：它表現(xiàn)材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值，超越此應(yīng)力值材料就進(jìn)入低應(yīng)力破壞階段，所以抗拉強(qiáng)度也表示材料抵抗斷裂的能力?？估瓘?qiáng)度是決定材料許用應(yīng)力的主要依據(jù)之一，是設(shè)計(jì)選材的重要依據(jù)。
材料高溫性能的重要指標(biāo)有蠕變極限和持久強(qiáng)度極限，其區(qū)別僅在于側(cè)重點(diǎn)不同。蠕變極限以考慮變形為主，只允許產(chǎn)生一定的變形量時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮蠕變極限；持久強(qiáng)度極限主要考慮在長(zhǎng)期使用下的破壞能力，有些部件，高溫下使用時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)蠕變變形限制不嚴(yán)，但必須保證使用時(shí)不破壞，這就需要用持久強(qiáng)度極限作為設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。
蠕變是金屬在長(zhǎng)時(shí)間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。蠕變現(xiàn)象隨溫度的升高而顯著。其它情況相同時(shí)，溫度越高，蠕變速度越快。蠕變極限是指材料在一定溫度下和在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)（如10萬(wàn)小時(shí)），產(chǎn)生1%變形量時(shí)所施加的最大應(yīng)力值。
持久強(qiáng)度極限是在給定的溫度下，使材料經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力，是材料在高溫長(zhǎng)期負(fù)荷作用下抵抗斷裂的能力。
第5篇：金屬材料的失效分析范文
【關(guān)鍵詞】金屬材料；職業(yè)道德；專業(yè)素能；綜合素質(zhì)
中圖分類號(hào)： [TB31] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1引言
當(dāng)今世界可以說(shuō)是鋼鐵世界：從日常生活到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從基礎(chǔ)建設(shè)到重大建設(shè)工程，從運(yùn)載工具飛天入海到鉆山掘土，都離不開金屬材料。隨著新材料不斷的被開發(fā)、被研制，用途越來(lái)越廣，改變?nèi)藗兊纳?，改變了世界?/p>
1.1金屬材料的性能與檢測(cè)
金屬材料不斷的被應(yīng)用到各行各業(yè)：機(jī)械加工、設(shè)備制造、建筑、電力、通信、航空航天等等，它們的用途決定了材料必須保證質(zhì)量才能滿足使用的功能和安全，材料的質(zhì)量是通過(guò)檢測(cè)來(lái)驗(yàn)證材料力學(xué)性能和化學(xué)成分是否滿足需求。
檢測(cè)主要是對(duì)已知材料進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)和化學(xué)成分分析，確定材料是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，判定材料質(zhì)量合格與否，確定金屬材料是否具有應(yīng)有的性能
1.2檢驗(yàn)工作的作用
金屬材料的質(zhì)量由檢測(cè)來(lái)驗(yàn)證，檢驗(yàn)的結(jié)果又去指導(dǎo)生產(chǎn)和確定材料是否可以作為原材料用于產(chǎn)品加工，材料的性能決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和使用功能、使用安全。
檢驗(yàn)工作指導(dǎo)生產(chǎn)服務(wù)于生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定，檢驗(yàn)質(zhì)量保障了產(chǎn)品質(zhì)量。
1.3檢驗(yàn)工作的性質(zhì)決定檢驗(yàn)員應(yīng)具有的品質(zhì)
材料的力學(xué)性能和化學(xué)成分決定材料的質(zhì)量，質(zhì)量影響材料的用途和安全，質(zhì)量必須靠檢測(cè)來(lái)確認(rèn)，決定了材料理化檢驗(yàn)員必須具有全面、較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)和能力。
金屬材料的質(zhì)量牽涉到經(jīng)濟(jì)利益和安全，稱職的材料理化檢驗(yàn)員還必須具有良好的職業(yè)道德，堅(jiān)持工作原則，對(duì)材料做出真實(shí)、正確的判定，保證材料的使用性能和使用安全。
材料發(fā)展的趨勢(shì)及檢測(cè)新方法、新原理、新設(shè)備的出現(xiàn)，要求檢驗(yàn)員要不斷的提高自身素質(zhì)，拓寬知識(shí)視野，始終走在科技前沿，具有獨(dú)樹一幟的專業(yè)素能和高尚的職業(yè)道德。
2材料檢驗(yàn)員的職業(yè)道德品質(zhì)
檢驗(yàn)員要遵守相關(guān)的法律法規(guī)，依據(jù)檢驗(yàn)規(guī)程，按一定的程序、工藝和方法對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)和判定。在檢驗(yàn)過(guò)程中可能受到客觀和主觀的影響，因此工作中必須堅(jiān)守職業(yè)道德。
2.1材料檢驗(yàn)員的職能劃分
根據(jù)材料生產(chǎn)和使用過(guò)程，可以將檢驗(yàn)工作劃分為：研發(fā)檢測(cè)、生產(chǎn)控制檢測(cè)、使用檢測(cè)和仲裁檢測(cè)。研發(fā)檢測(cè)是根據(jù)使用的需要或者金屬元素的性質(zhì)去開發(fā)新性能的材料，滿足需要和推進(jìn)科技進(jìn)步；生產(chǎn)控制檢測(cè)是對(duì)已有標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求的材料去生產(chǎn)，通過(guò)檢測(cè)控制產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)合格，生產(chǎn)有序進(jìn)行；使用檢測(cè)非常重要，是對(duì)直接用于產(chǎn)品加工的金屬原材料進(jìn)行檢測(cè)，確定材料使用功能和安全；仲裁檢測(cè)就是對(duì)有爭(zhēng)議的金屬材料性能由有檢測(cè)能力和資格的第三方進(jìn)行鑒定的檢測(cè)。
2.2材料檢驗(yàn)員應(yīng)具有的職業(yè)道德
材料檢驗(yàn)員必須有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，堅(jiān)持工作原則，堅(jiān)持職業(yè)道德和職業(yè)操守，獨(dú)立、客觀、公正開展材料檢測(cè)工作，依據(jù)檢測(cè)規(guī)程和程序得出科學(xué)結(jié)論并對(duì)自己的工作成果負(fù)責(zé)。
研發(fā)檢測(cè)是對(duì)新材料開發(fā)的輔助，本文僅對(duì)生產(chǎn)檢測(cè)、使用檢測(cè)和仲裁檢測(cè)進(jìn)行論述。
2.2.1金屬材料生產(chǎn)檢驗(yàn)員應(yīng)具有的職業(yè)道德
金屬材料的生產(chǎn)主要是通過(guò)一系列的工藝、配方和方法等，生產(chǎn)出已知的、具有固定要求性能的材料，理化檢驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品制造質(zhì)量的控制，從材料配方到產(chǎn)品出廠，保證材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能符合國(guó)標(biāo)和技術(shù)要求，確定材料的制造工藝、方法滿足要求。
生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的金屬材料雖然滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，但最終的目的是追求利潤(rùn)，追求利益最大化，用最低的成本追求最大的利潤(rùn)，許多廠商玩起球，一些添加的貴重合金金屬都在國(guó)標(biāo)要求下限，致使力學(xué)性能也在國(guó)標(biāo)要求下限，給金屬材料制品留下許多安全隱患。
在工作中，檢驗(yàn)員也許會(huì)受到各方面的干擾，有來(lái)自行政上的命令，有經(jīng)濟(jì)利益上面的驅(qū)動(dòng)等等，造成工作成果失準(zhǔn)。如為過(guò)分追求效益，檢驗(yàn)過(guò)程中接到上級(jí)的暗示，甚至命令，要求檢驗(yàn)結(jié)果必須合格；有的為經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)，違背良知出不正確的結(jié)果，使檢測(cè)結(jié)果的客觀性、公正性和獨(dú)立性受到影響，失去了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制的本質(zhì)，不能作為過(guò)程控制的指針，造成質(zhì)量隱患，甚至不合格，降低公司信譽(yù)，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生不良影響甚至造成經(jīng)濟(jì)損失等等。決定了材料檢驗(yàn)員必須堅(jiān)守職業(yè)道德，依據(jù)程序獨(dú)立工作，做到客觀、公正性和科學(xué)性。
2.2.2金屬材料使用檢驗(yàn)員應(yīng)具有的職業(yè)道德
材料的質(zhì)量決定了產(chǎn)品使用功能和使用安全，由于質(zhì)量造成經(jīng)濟(jì)損失和安全事故時(shí)有發(fā)生，危害社會(huì)和人身安全。如2008年雪災(zāi)中電力鐵塔的倒塌，屢見(jiàn)不鮮的建筑物、橋梁垮塌，設(shè)備產(chǎn)品等使用壽命的降低等。為杜絕安全事故和降低經(jīng)濟(jì)損失必須加強(qiáng)檢測(cè)控制。
材料使用檢測(cè)是使用單位對(duì)采購(gòu)的金屬原材料質(zhì)量的驗(yàn)證，在原材料入庫(kù)或使用前進(jìn)行物理性能和化學(xué)成分的檢測(cè)，以求滿足產(chǎn)品生產(chǎn)和使用的性能需求，使材料既能滿足功能要求又能降低成本，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，促進(jìn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展。
為保證材料性能和安全，檢驗(yàn)員要堅(jiān)持原則和職業(yè)道德，遵守法律法規(guī)，遵守工藝和操作規(guī)程，依據(jù)工作程序，獨(dú)立、公正，避免任何干擾得出結(jié)論，指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)生產(chǎn)。
2.2.3金屬材料仲裁鑒定檢驗(yàn)員應(yīng)具有的職業(yè)道德
材料生產(chǎn)和使用單位因質(zhì)量發(fā)生糾紛，需要由有資質(zhì)的第三方檢測(cè)鑒定，獨(dú)立地出具客觀、公正、可信度檢驗(yàn)結(jié)論，確定材料質(zhì)量。比如前段時(shí)間鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)不粘鍋錳超標(biāo)事件。
鑒定檢驗(yàn)更容易受到各種干擾，特別是經(jīng)濟(jì)利益的誘惑，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)社會(huì)問(wèn)題。理化檢驗(yàn)員必須堅(jiān)守職業(yè)道德，堅(jiān)持工作原則，加強(qiáng)自身素質(zhì)建設(shè)。正如業(yè)內(nèi)所說(shuō)：一個(gè)稱職的理化檢驗(yàn)員首要的任務(wù)就是堅(jiān)持原則，不違背道德良知，促進(jìn)檢驗(yàn)工作健康有序的發(fā)展。
3檢驗(yàn)員應(yīng)具有的專業(yè)素能
合格的檢驗(yàn)員必須具有相應(yīng)的專業(yè)素能：專業(yè)素質(zhì)和工作能力，它決定工作成果的科學(xué)性和可靠性，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行判定，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、為原因分析提供依據(jù)，提出糾正措施和預(yù)防措施。
3.1檢驗(yàn)員自身必備的專業(yè)素質(zhì)
檢驗(yàn)員的業(yè)務(wù)素質(zhì)不僅要通過(guò)系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，而且要通過(guò)實(shí)踐，在工作中不斷的總結(jié)、積累，并再次應(yīng)用到工作中去指導(dǎo)工作；再者要加強(qiáng)繼續(xù)教育，學(xué)習(xí)專業(yè)中出現(xiàn)的新理論、新原理、新材料和新方法，提高自身的專業(yè)素質(zhì)和工作成果質(zhì)量。
檢驗(yàn)工作中要排除對(duì)檢測(cè)環(huán)境影響的各種因素，對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定，使用可接受性的檢驗(yàn)程序和方法，加強(qiáng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，使檢測(cè)更具有客觀性和科學(xué)性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
3.2檢驗(yàn)員應(yīng)具有的工作能力
檢驗(yàn)員不僅要有相適應(yīng)的專業(yè)素質(zhì)，還必須有相應(yīng)的工作能力，它決定檢驗(yàn)員的成功與否，決定能否果斷、快速得出正確結(jié)論，能否將專業(yè)知識(shí)應(yīng)用到日常工作中。在工作中必須遵守法律法規(guī)，堅(jiān)定的貫徹執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和方法，做到舉一反三和融會(huì)貫通，將與檢測(cè)相關(guān)的知識(shí)能夠成功的運(yùn)用到自己的專業(yè)知識(shí)中，指導(dǎo)工作。
工作能力在檢測(cè)結(jié)果的失效分析本質(zhì)和重大的失效案例中都能得到驗(yàn)證，無(wú)論你的專業(yè)知識(shí)多么淵深，在實(shí)際工作中你的能力不能拓寬，視野不夠?qū)拸V，將直接影響你的知識(shí)發(fā)揮，工作中就不能有的放矢切中要害，得出正確的結(jié)果。
3.3綜合素能的提高
為做好檢測(cè)工作，就要不斷的提高綜合素能，適應(yīng)不斷發(fā)展的檢測(cè)工作，日臻完善檢測(cè)方法。不僅要堅(jiān)持繼續(xù)教育，而且要不斷的涉獵各方面相關(guān)的知識(shí)。比如，從事化學(xué)元素分析要涉獵物理專業(yè)，物理要涉獵數(shù)學(xué)專業(yè)，常規(guī)化學(xué)分析要涉獵直讀光譜元素分析等?？萍嫉倪M(jìn)步促使我們要孜孜不倦涉獵各方面的知識(shí)，鞭笞我們?nèi)W(xué)習(xí)、去提高自身的綜合素能。
4檢驗(yàn)工作的發(fā)展趨勢(shì)必須與時(shí)俱進(jìn)
新材料不斷被研發(fā)，新品種不斷出現(xiàn)，性能不斷的提高，滿足了各種需要，也要求檢測(cè)工作必須滿足材料發(fā)展需要，必須與之相適應(yīng)，保證材料性能得到驗(yàn)證和確定。
傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，已有的材料標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)程序，有的已經(jīng)與材料發(fā)展不相適應(yīng)，主要反映在方法繁瑣、復(fù)雜、陳冗和結(jié)果精確度上。特別是新材料出現(xiàn)及對(duì)合金元素的性質(zhì)再認(rèn)識(shí)上，確定了檢驗(yàn)工作必須與材料發(fā)展相適應(yīng)，與材料發(fā)展做到與時(shí)俱進(jìn)。
近年來(lái)，各種檢測(cè)儀器不斷的更新?lián)Q代，檢測(cè)精度不斷提高，使材料中一些未知的微量元素被檢出、被認(rèn)知，這些元素在材料中的作用需重新認(rèn)識(shí)。材料標(biāo)準(zhǔn)不斷完善、更具科學(xué)性；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各種指標(biāo)更完整、準(zhǔn)確，分析要求更嚴(yán)格；檢測(cè)方法更完善、科學(xué)，使得檢測(cè)更便利、快捷，結(jié)果更準(zhǔn)確、完善，準(zhǔn)確度更高。特別是近年來(lái)發(fā)展的原子譜分析技術(shù)，直讀光譜儀的應(yīng)用，提高了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)要求檢驗(yàn)工作必須符合材料發(fā)展趨勢(shì)，材料理化檢驗(yàn)員必須不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，提高自己的綜合素質(zhì)，滿足材料發(fā)展和檢驗(yàn)工作需要。
第6篇：金屬材料的失效分析范文
關(guān)鍵詞：專業(yè)建設(shè)；內(nèi)涵；金屬材料工程；課程體系
中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）05-0192-03
專業(yè)是我國(guó)高等學(xué)校實(shí)施教育的基本實(shí)體，維持這個(gè)實(shí)體發(fā)展的基本要素是同一專業(yè)學(xué)生所組成的班集體、教師組織和實(shí)施教育所需要的經(jīng)費(fèi)、教室、實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備、圖書資料、實(shí)習(xí)場(chǎng)所等，專業(yè)的設(shè)置在我國(guó)目前基本是剛性的。高等學(xué)校人才培養(yǎng)的立足點(diǎn)是專業(yè)，所以專業(yè)建設(shè)是高等學(xué)校最基礎(chǔ)，也是最重要的工作?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》[1]提出要更新人才培養(yǎng)觀念，樹立多樣化人才觀念，尊重個(gè)人選擇，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展，不拘一格培養(yǎng)人才。本文圍繞《教育規(guī)劃綱要》精神，結(jié)合金屬材料工程本科專業(yè)的建設(shè)實(shí)踐，探討了專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵。
一、專業(yè)的內(nèi)涵和建設(shè)著力點(diǎn)
“專業(yè)”指“高等學(xué)校的一個(gè)系里或中等專業(yè)學(xué)校里，根據(jù)科學(xué)分工或生產(chǎn)部門的分工把學(xué)業(yè)分成的門類”[2]，各專業(yè)都有獨(dú)立的教學(xué)計(jì)劃，以體現(xiàn)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格。在這里，專業(yè)的劃分依據(jù)為科學(xué)分工和生產(chǎn)分工，所以高等學(xué)校專業(yè)的設(shè)置除符合科學(xué)的分類外，還要符合生產(chǎn)實(shí)際、面向市場(chǎng)[3]。在高等學(xué)校，專業(yè)是為學(xué)科承擔(dān)人才培養(yǎng)的職能而設(shè)置的，其設(shè)置在國(guó)內(nèi)基本是剛性的。從社會(huì)的需求來(lái)看，專業(yè)是為滿足從事某類或某種社會(huì)職業(yè)必須接受的訓(xùn)練需要而設(shè)置的。從傳授知識(shí)和人才培養(yǎng)的途徑來(lái)看，專業(yè)指課程的一種組織形式[4]。
在1988年教育部頒布的本科專業(yè)目錄中[5]，按照學(xué)科門類對(duì)專業(yè)做了比較詳細(xì)的介紹，包括人才培養(yǎng)規(guī)格、就業(yè)方向、主干課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等，而專業(yè)的建設(shè)是圍繞專業(yè)目錄的基本要求制定培養(yǎng)方案，包括課程體系、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及課外活動(dòng)的要求。在本科生四年的培養(yǎng)過(guò)程中，基本是按培養(yǎng)方案實(shí)施所規(guī)定的教學(xué)環(huán)節(jié)，并要求學(xué)生達(dá)到一定的學(xué)分要求。
根據(jù)專業(yè)的定義和教育部對(duì)現(xiàn)行專業(yè)的介紹，專業(yè)的內(nèi)涵主要包括專業(yè)的設(shè)置、師資、辦學(xué)條件、教學(xué)基本建設(shè)等。從專業(yè)建設(shè)的角度看，專業(yè)內(nèi)涵應(yīng)主要集中在教學(xué)的基本建設(shè)方面，包括課程體系的構(gòu)建、實(shí)踐教學(xué)體系的建立、課程的建設(shè)、課堂教學(xué)環(huán)節(jié)等方面。高等學(xué)校要培養(yǎng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的專業(yè)人才，應(yīng)該采取哪種組織方式，是專業(yè)的實(shí)質(zhì)[6]。據(jù)研究表明，傳統(tǒng)的固定模式、單一的批量人才培養(yǎng)模式，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，專業(yè)型人才欠缺，一定程度上對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生影響。因此，改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，探索科學(xué)有效的人才培養(yǎng)模式是教育工作者亟待解決的一個(gè)重大科研課題，高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是多目標(biāo)的、動(dòng)態(tài)的以及多層次的[7]。
專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的難點(diǎn)和重點(diǎn)[8]。專業(yè)建設(shè)要綜合考慮專業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求等因素，根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要不斷調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)和模式，不斷進(jìn)行人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的創(chuàng)新，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，不斷加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，以更好的滿足《教育規(guī)劃綱要》對(duì)人才培養(yǎng)的要求。
二、金屬材料工程專業(yè)的課程體系
由于專業(yè)是課程的一種組織形式[4]，人才培養(yǎng)則主要通過(guò)課程教學(xué)的基本形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在專業(yè)建設(shè)中，課程體系的確定顯得尤其重要。一個(gè)專業(yè)開設(shè)什么課程，才能達(dá)到該專業(yè)的要求，是首先要考慮的問(wèn)題。關(guān)于專業(yè)所開設(shè)的課程雖然在本科專業(yè)目錄中[5]做了介紹，但我國(guó)高等教育呈現(xiàn)大眾化、多樣化的趨勢(shì)，課程體系既有共同的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，又充分體現(xiàn)多樣性。
根據(jù)以上要求，在專業(yè)建設(shè)的基本思路框架下，特別強(qiáng)調(diào)課程為實(shí)現(xiàn)專業(yè)目標(biāo)服務(wù)，我們建立了金屬材料工程專業(yè)的課程體系：（1）通識(shí)教育課程；（2）學(xué)科大類基礎(chǔ)課程；（3）專業(yè)基礎(chǔ)課程；（4）專業(yè)培養(yǎng)方向課程；（5）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
三、關(guān)于課堂教學(xué)
教學(xué)創(chuàng)新是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的根本。課堂是教學(xué)的主陣地，教學(xué)創(chuàng)新就必須課堂創(chuàng)新。在課堂教學(xué)創(chuàng)新中，要樹立由錢夢(mèng)農(nóng)同志于1982年提出“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)思想。主要是說(shuō)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，是知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者、探索者；教師是課堂教學(xué)的組織者、指導(dǎo)者，學(xué)生知識(shí)的獲得、能力的形成離不開教師的引導(dǎo)、指點(diǎn)和熏陶，而教師的一切活動(dòng)都是圍繞學(xué)生而進(jìn)行的。積極開展啟發(fā)式教學(xué)，引發(fā)學(xué)生思考，實(shí)行教學(xué)互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能的遷移與創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)和共同發(fā)展。
四、關(guān)于專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的特色
從專業(yè)內(nèi)涵發(fā)展的視角來(lái)看，創(chuàng)新是內(nèi)涵發(fā)展之源，質(zhì)量是內(nèi)涵發(fā)展之本，特色是內(nèi)涵發(fā)展之魂。2007年教育部、財(cái)政部在“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見(jiàn)”中[9]，提出在專業(yè)建設(shè)上鼓勵(lì)特色的原則，相繼在高等學(xué)校實(shí)施了特色專業(yè)建設(shè)。特色主要是依據(jù)本學(xué)校的辦學(xué)定位來(lái)不斷建設(shè)形成。作為一個(gè)本科專業(yè)，要體現(xiàn)特色，要不斷加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)，逐步建立科學(xué)合理、特色鮮明的課程體系，以促進(jìn)專業(yè)建設(shè)和發(fā)展。
根據(jù)我校金屬材料工程專業(yè)建設(shè)的實(shí)踐，圍繞材料學(xué)科的中心體系，通過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具有金屬材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)；通過(guò)專業(yè)方向課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具有解決材料工程問(wèn)題的初步能力，同時(shí)保證人才培養(yǎng)的特色和優(yōu)勢(shì)，初步提出了本專業(yè)的特色[10]：（1）金屬熱處理方向；（2）金屬腐蝕與控制方向；（3）金屬結(jié)構(gòu)的失效分析方向。通過(guò)以上專業(yè)特色方向的提出，可以充分體現(xiàn)我校人才培養(yǎng)的特色和優(yōu)勢(shì)所在，并可有效推進(jìn)教育質(zhì)量的提升，為國(guó)家培養(yǎng)出符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的專業(yè)人才，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才支持。
針對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方向，我們就課程體系中的選修課程，進(jìn)行了創(chuàng)新改革，設(shè)置了和金屬材料工程結(jié)合十分緊密的課程，使得人才培養(yǎng)更加與企業(yè)緊密結(jié)合，以適合市場(chǎng)對(duì)人才的要求。
五、關(guān)于理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合
理論教學(xué)是保證人才知識(shí)儲(chǔ)備的有效手段，也是最基本的學(xué)習(xí)。理論教學(xué)主要通過(guò)闡述、推理、演繹、歸納等方法實(shí)施，在此過(guò)程中，學(xué)生可以掌握各種專業(yè)知識(shí)，為以后的工作提供知識(shí)儲(chǔ)備。在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，實(shí)踐教學(xué)同樣不能忽視，實(shí)踐教學(xué)主要通過(guò)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)的方式實(shí)行，通過(guò)以上方式，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供有力的支持。堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的相互融合，應(yīng)完善課程內(nèi)涵的建設(shè)，引入企業(yè)工程實(shí)例和應(yīng)用技術(shù)研究項(xiàng)目，不斷豐富課程資源。
在金屬材料的課程體系中，除了規(guī)定的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)外，還設(shè)置了材料科學(xué)基礎(chǔ)開放實(shí)驗(yàn)課程，以使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)后能根據(jù)個(gè)人興趣和想法，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化兩個(gè)課堂互動(dòng)的方式培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。
金屬材料工程專業(yè)依賴于生產(chǎn)部門的分工，和金屬材料的工程應(yīng)用密切相關(guān)。從滿足社會(huì)和企業(yè)所需人才為切入點(diǎn)，從提高綜合訓(xùn)練的實(shí)踐效果出發(fā)，深入領(lǐng)會(huì)金屬材料工程專業(yè)的工程內(nèi)涵，通過(guò)典型零件的熱處理、油氣田腐蝕知識(shí)、管道失效及完整性等工程應(yīng)用課程，更好的體現(xiàn)注重知行統(tǒng)一，更符合金屬材料工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位。
六、關(guān)于因材施教
專業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)做到因材施教，因材施教要求在教學(xué)的過(guò)程中，針對(duì)每個(gè)學(xué)生的不同個(gè)性特點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力、基本素質(zhì)等，有針對(duì)性的教學(xué)，盡可能的激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛力，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，不斷提升自身綜合素質(zhì)，學(xué)習(xí)他人長(zhǎng)處，彌補(bǔ)自身存在的不足。為此，可采用分層教學(xué)、走班制、導(dǎo)師制等多種教學(xué)形式，積極創(chuàng)新，不斷開拓探索多種靈活多樣的教學(xué)組織形式[11]。對(duì)以專業(yè)為基礎(chǔ)的人才培養(yǎng)，可通過(guò)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置來(lái)體現(xiàn)和實(shí)施因材施教。
課程實(shí)行必修、選修制，尤其是在專業(yè)方向課程上，必修、選修制是按因材施教原則實(shí)行的選課制度，要求選修課程的學(xué)生可分屬不同特色方向。學(xué)生可以根據(jù)自己的能力、愛(ài)好和特長(zhǎng)選修課程[12]。通過(guò)開放實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣，并實(shí)現(xiàn)個(gè)人的想法，有利學(xué)生個(gè)人的培養(yǎng)和發(fā)展。
加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革。由畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的分配方式改變?yōu)閷W(xué)生選擇教師給定的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，以此來(lái)推進(jìn)學(xué)生以自身興趣和將來(lái)從事的工作為基礎(chǔ)，提高學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性和主動(dòng)性，讓其有動(dòng)力去研究探索，拓寬專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)知識(shí)和儲(chǔ)備，為人才培養(yǎng)打下牢固的基礎(chǔ)。逐步實(shí)現(xiàn)到由學(xué)生自主選題，設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容。在金屬材料工程專業(yè)的課程設(shè)置上，已經(jīng)為達(dá)到學(xué)生自主選題做了必要的準(zhǔn)備，如自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)的開放實(shí)驗(yàn)，與工程結(jié)合典型零件的熱處理、油氣田腐蝕知識(shí)、管道失效及完整性等課程，以及科技寫作。
七、結(jié)束語(yǔ)
專業(yè)是高等教育學(xué)校實(shí)施教育的基本實(shí)體，是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。為保證我國(guó)人才培養(yǎng)的順利發(fā)展，加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，豐富專業(yè)內(nèi)涵勢(shì)在必行。金屬材料工程專業(yè)作為高等教育的一個(gè)分支，為國(guó)家金屬材料工程行業(yè)的發(fā)展提供人才支持，因此，加強(qiáng)金屬材料工程專業(yè)建設(shè)發(fā)展，是擺在教育者面前的一個(gè)重要課題。為有效促進(jìn)金屬材料工程專業(yè)建設(shè)，應(yīng)深入理解專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵，理清建設(shè)思路，突出建設(shè)重點(diǎn)和特色，才能穩(wěn)步提高教學(xué)質(zhì)量。從專業(yè)的定義和高等教育的發(fā)展著眼，著重探討了金屬材料工程專業(yè)的建設(shè)，提出了專業(yè)建設(shè)的特色，為金屬材料工程專業(yè)的建設(shè)提供參考。
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第7篇：金屬材料的失效分析范文
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；材料選用；適用性；節(jié)能環(huán)保；機(jī)械制造 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中圖分類號(hào)：TH122 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0104-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.053
1 概述
機(jī)械設(shè)備在日常生活中無(wú)處不在，大到飛機(jī)、火車、輪船、各種工程設(shè)備，小到手機(jī)、手表、各種電子產(chǎn)品等，都屬于機(jī)械設(shè)備。在機(jī)械制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)是第一步。而在機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料的選擇又是非常關(guān)鍵的一環(huán)。材料選用合理是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品價(jià)格合理、質(zhì)量耐用、產(chǎn)品壽命長(zhǎng)的基礎(chǔ)。在歷史上，一種新材料的問(wèn)世，往往會(huì)開辟一個(gè)新的時(shí)代。例如，人類掌握了青銅的冶煉技術(shù)以后，就進(jìn)入了青銅器時(shí)代；掌握了煉鐵技術(shù)后，人類進(jìn)入了鐵器時(shí)代。從20世紀(jì)下半葉到21世紀(jì)初，又有很多新材料相繼問(wèn)世，如碳纖維復(fù)合材料、石墨烯、鈦合金等，每一種材料的出現(xiàn)都會(huì)給工業(yè)，特別是機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)革命性的變化。下面本文就淺顯地談一談機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選用問(wèn)題。
2 常見(jiàn)材料的分類
目前在機(jī)械制造中應(yīng)用的材料主要有四類，即金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有C高分子材料和復(fù)合材料。下面分別敘述：
2.1 金屬材料
金屬材料是現(xiàn)代社會(huì)中使用非常廣泛的一類材料，從汽車、飛機(jī)、輪船，到手機(jī)、打火機(jī)等機(jī)械產(chǎn)品，都有金屬材料的身影。金屬材料按照顏色分，可以分為黑色金屬和有色金屬，黑色金屬主要有三種：鐵、錳和鉻，其他金屬如金、銀、銅等均為有色金屬。按照密度來(lái)分，可以分為輕金屬和重金屬，輕金屬有鋁、鎂等，重金屬有銅、汞等。
2.2 無(wú)機(jī)非金屬材料
無(wú)機(jī)非金屬材料包括陶瓷、氮化硅、玻璃、氮化硼、金剛石、石墨、碳化硅等，這類材料一般具有硬度高、抗壓強(qiáng)度高、耐腐蝕等特點(diǎn)，但是許多材料價(jià)格偏高，容易脆斷。這類材料使用相對(duì)較少，主要用于制造密封性原件、顯示屏等。
2.3 有機(jī)高分子材料
有機(jī)高分子材料主要是塑料、橡膠以及合成纖維。塑料自從發(fā)明以來(lái)，便得到廣泛的應(yīng)用。它價(jià)格便宜、輕便、耐腐蝕，具有一定的強(qiáng)度，還可以與碳纖維等制成玻璃鋼等復(fù)合材料。在機(jī)械制造中，塑料應(yīng)用相當(dāng)廣泛，主要用于機(jī)械外殼、導(dǎo)線絕緣層等。
2.4 復(fù)合材料
復(fù)合材料是從20世紀(jì)末開始興起的一類新型材料，它是通過(guò)化學(xué)或物理的方法將兩種或兩種以上的材料進(jìn)行復(fù)合，最終得到具有特定應(yīng)用性能、滿足不同工藝要求的材料。目前應(yīng)用得比較多的復(fù)合材料有碳纖維、玻璃鋼等，這些材料密度小、強(qiáng)度高、韌性好，應(yīng)用前景廣闊。相信隨著科技的發(fā)展，這些材料還會(huì)得到更多的應(yīng)用。
3 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選用的原則
3.1 注重材料的經(jīng)濟(jì)性與適用性
所謂經(jīng)濟(jì)性與適用性，就是選材要量體裁衣，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求、用途以及機(jī)械制造過(guò)程中的鑄造工藝、裝配工藝和焊接工藝等環(huán)節(jié)的要求，選擇既能滿足要求，又價(jià)格低廉的材料。比如，在金屬材料中，鋼鐵的價(jià)格是很便宜的，因此在選材時(shí)，在滿足要求的前提下，可以盡可能地選擇鋼鐵。再比如，銅和鋁都是電的良導(dǎo)體，銅的電阻率比鋁更小，但是鋁的價(jià)格比銅便宜許多，當(dāng)滿足需要時(shí)，盡量選用鋁而不是銅作導(dǎo)電材料。這樣就可以在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 在選材時(shí)考慮節(jié)能與環(huán)保因素
節(jié)能與環(huán)保是21世紀(jì)以來(lái)全球廣泛關(guān)注的話題，我黨提出了“綠色發(fā)展”“人與自然和諧相處”等議題。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，尤其要重視節(jié)能與環(huán)保。盡量選擇可再生、易回收、環(huán)境友好的材料。在選材過(guò)程中，要優(yōu)先選用可再生資源材料，優(yōu)先選用環(huán)境友好材料，優(yōu)先選用便于回收的材料。例如在選用塑料時(shí)，要避免選用不可降解的塑料，在可行的前提下優(yōu)先選用可降解塑料。再比如，盡量減少金屬材料等不可再生資源的使用，嘗試用可再生資源代替。
4 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選用的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇應(yīng)用直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)用性能。在進(jìn)行機(jī)械加工過(guò)程中，首要前提是滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求，在此基礎(chǔ)上考慮資源供應(yīng)的可靠性、材料的功能與特性等。基于此，下文針對(duì)不同材料的特點(diǎn)對(duì)其選擇及應(yīng)用進(jìn)行了分析。
4.1 材料的荷載能力要滿足要求
材料的荷載能力是材料性能的一個(gè)非常重要的方面，也是非?；A(chǔ)的一個(gè)方面。如果荷載能力達(dá)不到要求，材料在加工過(guò)程中就有可能發(fā)生斷裂、失效等情況。即使在加工過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)故障，在使用中也很容易出現(xiàn)故障，縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命。在根據(jù)荷載能力選材時(shí)，材料的荷載能力需留有一定的余量或者說(shuō)安全系數(shù)，這個(gè)安全系數(shù)具體是多少，要根據(jù)使用場(chǎng)合來(lái)確定。越是重要的場(chǎng)合，越是對(duì)安全要求高的場(chǎng)合，安全系數(shù)越大。如果所選材料的荷載能力不清楚，則需要用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)試。
4.2 盡量避免選用有毒有害的材料
有一些材料會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成危害或者危害人體健康，比如金屬鉛、鎳、汞，還有一些塑料等，這些都容易對(duì)環(huán)境造成污染。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，要盡量不用或者少用這些材料。如果必須要選用這些材料時(shí)，要采取一定的措施，防止這些有害物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境當(dāng)中。
4.3 盡可能選擇便于回收或可再生的材料
到目前為止，構(gòu)成機(jī)械產(chǎn)品的大部分材料都是金屬材料，其中最常見(jiàn)的就是鋼鐵。而金屬資源屬于不可再生資源，其在地球上的蘊(yùn)藏量也是很有限的。因此對(duì)資源特別是金屬資源的回收利用就成了一個(gè)值得研究的課題。金屬材料的種類很多，比如鋼材的種類就有很多種，低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、各種合金鋼等。每一種金屬材料的回收難度是不同的，有的容易回收，而有的回收起來(lái)則比較困難。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，在同等條件下，要盡可能選用回收方便的材料，讓資源得以回收
利用。
當(dāng)然，也可以盡可能地選用可再生材料代替不可再生材料。比如在一些場(chǎng)合使用塑料代替金屬材料。
4.4 盡可能選用加工過(guò)程中資源消耗少、環(huán)境友好的材料
在材料選用過(guò)程中，不僅要考慮材料的荷載能力、材料本身的資源屬性、材料本身對(duì)環(huán)境的影響，還要考慮將材料制成產(chǎn)品的過(guò)程中，加工過(guò)程、加工工藝是否節(jié)能環(huán)保。例如，現(xiàn)在的許多金屬材料，在加工過(guò)程中需要進(jìn)行熱處理，而熱處理過(guò)程消耗的能源等資源較多，對(duì)環(huán)境的污染也偏大，如果能夠選擇在冷和熱軋狀態(tài)下仍可保持較好性能的材料，就可以避免熱處理過(guò)程，從而節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。如果不能找到理想的材料，加工過(guò)程中不得不使用熱處理，那也要盡量選用操作流程方便的材料，從而減少資源的消耗和對(duì)環(huán)境的
破壞。
5 結(jié)語(yǔ)
材料是機(jī)械制造的基石，材料的合理選用對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、壽命等都有巨大的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的材料在不斷被發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，新材料在不斷推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步。作為一名機(jī)械制造領(lǐng)域的從業(yè)者，要密切關(guān)注材料科學(xué)的發(fā)展，敢于嘗試使用新的材料、新的技術(shù)，只有這樣才能推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)不斷向前發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 車明浪，史兆偉.機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2015，（6）.
第8篇：金屬材料的失效分析范文
英文名稱：Materials for Mechanical Engineering
主管單位：上?？茖W(xué)
主辦單位：上海材料研究所
出版周期：月刊
出版地址：上海市
語(yǔ)
種：中文
開
本：大16開
國(guó)際刊號(hào)：1000-3738
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：31-1336/TB
郵發(fā)代號(hào)：4-221
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1977
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
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Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
第9篇：金屬材料的失效分析范文
關(guān)鍵詞：金屬材料工程；創(chuàng)新型人才；實(shí)踐教學(xué)
作者簡(jiǎn)介：胡宗智（1966-），男，湖北咸寧人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授；鄒雋（1974-），男，湖北枝江人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，講師。（湖北 宜昌 443002）
基金項(xiàng)目：本文系2013年三峽大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：J2013040）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）26-0098-02
高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才。實(shí)踐教學(xué)是本科整個(gè)教學(xué)體系的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、鍛煉能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，直接影響創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。金屬材料工程是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高，對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型復(fù)合人才有著重要意義。[1]
新材料是21世紀(jì)我國(guó)新興支柱產(chǎn)業(yè)之一，作為材料重要分支的金屬材料也在不斷地發(fā)展，新知識(shí)、新理論、新方法、新技術(shù)層出不窮。面對(duì)世界范圍內(nèi)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，如何培養(yǎng)面向21世紀(jì)金屬材料工程專業(yè)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，國(guó)內(nèi)各知名高校的金屬材料工程專業(yè)近年來(lái)從人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等不同方面進(jìn)行了改革，構(gòu)建各具特色的實(shí)踐教學(xué)體系，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，以適應(yīng)新時(shí)期下國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。
三峽大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）金屬材料工程專業(yè)的辦學(xué)目標(biāo)是面向水利電力行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。學(xué)生畢業(yè)后主要從事金屬材料及熱處理、無(wú)損檢測(cè)及失效分析等工作。為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，我系課題組教師經(jīng)過(guò)走訪調(diào)研國(guó)內(nèi)同類專業(yè)的兄弟院校、科研機(jī)構(gòu)、畢業(yè)生用人單位及往屆畢業(yè)生，根據(jù)反饋的信息，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)研討，對(duì)原實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了較大的改革，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
一、金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀
我校金屬材料工程專業(yè)以往的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中也不同程度存在著許多高?！爸乩碚撦p實(shí)踐”的通病：
第一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容依附于理論教學(xué)，演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少；實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)模仿和訓(xùn)練，創(chuàng)新內(nèi)容不夠；每門課程各自獨(dú)立地進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，各門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間缺乏關(guān)聯(lián)性；實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作主要由實(shí)驗(yàn)教師承擔(dān)，理論課教師基本不參與本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，這對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教師實(shí)踐能力都是不利的。
第二，學(xué)生的課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與企業(yè)關(guān)聯(lián)少，絕大部分學(xué)生的題目在校內(nèi)完成，與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重，甚至落后于企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)水平；學(xué)生畢業(yè)后不能直接上崗工作，還需較長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)學(xué)習(xí)。
第三，畢業(yè)實(shí)習(xí)安排在第八學(xué)期，由于畢業(yè)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)有限，部分學(xué)生不得不外出找工作，畢業(yè)實(shí)習(xí)流于形式，達(dá)不到預(yù)期效果。
以上分析表明，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的這些問(wèn)題制約著學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系已不能適應(yīng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、求特色、重能力”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，必需對(duì)金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革。
二、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建
根據(jù)金屬材料工程專業(yè)的市場(chǎng)需求，結(jié)合國(guó)家“2011計(jì)劃”精神及我校本專業(yè)人才培養(yǎng)方案，圍繞構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)特色，重新優(yōu)化了現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系。新的實(shí)踐教學(xué)體系由實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)、工程訓(xùn)練、創(chuàng)新活動(dòng)及師資建設(shè)等五大塊組成，其框架見(jiàn)圖1 所示。
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。在原實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，每門專業(yè)課程均有4～10學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)穿插在課程教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的進(jìn)度安排，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容僅限于剛學(xué)過(guò)的理論，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較單一，多為基礎(chǔ)型驗(yàn)證性或演示性實(shí)驗(yàn)。這種模式對(duì)鞏固專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)有一定的積極作用，但由于實(shí)質(zhì)性的綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少，直接影響到學(xué)生綜合分析能力的提高，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，對(duì)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改造，保留部分必要的驗(yàn)證性及演示性實(shí)驗(yàn)，加大了綜合性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重，并將以往分散于每門專業(yè)課理論教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)重新優(yōu)化整合，比如將《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料力學(xué)性能》、《金屬材料學(xué)》、《金屬材料熱處理》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)從原課程中分離出來(lái)，整合為獨(dú)立開設(shè)的《金屬材料實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課，避免了這幾門課程開設(shè)的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重疊的現(xiàn)象。
為提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力，在第七學(xué)期開設(shè)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。在該學(xué)期，學(xué)生已完成了大部分的理論課程學(xué)習(xí)和相關(guān)課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解和綜合運(yùn)用。每個(gè)學(xué)生選擇不同成分的材料，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程涉及到金相試樣制備、熱處理工藝、顯微組織觀察、材料性能測(cè)試等相關(guān)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。通過(guò)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練，學(xué)生既加深了對(duì)所學(xué)的課程基礎(chǔ)理論的認(rèn)知和理解，同時(shí)極大提升了學(xué)生的獨(dú)立工作、綜合分析及創(chuàng)新能力。
另外，無(wú)損檢測(cè)作為我校金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)特色之一，在第六學(xué)期的后半學(xué)期開設(shè)《無(wú)損檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)》，由課程主講教師及從企業(yè)聘請(qǐng)的專業(yè)資質(zhì)工程師共同指導(dǎo)完成，既使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用各種無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行實(shí)踐操作，又為其取得國(guó)家無(wú)損檢測(cè)相關(guān)資質(zhì)打下基礎(chǔ)，全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，拓展就業(yè)渠道。
從課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)的課程實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建，奠定了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、求特色、重能力”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
2.實(shí)習(xí)體系
原實(shí)習(xí)體系由金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)組成，在前幾年通過(guò)加強(qiáng)與企業(yè)的產(chǎn)、學(xué)、研合作及實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，已對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)及金工實(shí)習(xí)進(jìn)行了較大的改革嘗試，取得了較好的成效。[2]在新的實(shí)習(xí)教學(xué)體系中，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)替代以往的畢業(yè)實(shí)習(xí)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在第三學(xué)期末進(jìn)行，此時(shí)的學(xué)生剛剛完成基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，而專業(yè)課程尚未開始，學(xué)生對(duì)自己專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和未來(lái)的就業(yè)方向充滿期待但又缺乏了解。因此，精心安排認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)能夠幫助學(xué)生建立初步的專業(yè)概念并激發(fā)其學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣和愛(ài)好，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。[3]
3.工程訓(xùn)練體系
與以往的這個(gè)實(shí)踐模塊相比，增加了“工程軟件實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目，主要包含CAD/CAM與CAE兩個(gè)模塊，前一模塊為UG 、Proe和MasterCAM應(yīng)用培訓(xùn)，使學(xué)生熟悉CAD實(shí)體模型構(gòu)建方法，具備完成中等復(fù)雜程度的實(shí)體模型創(chuàng)建的水平；熟悉一般加工工藝參數(shù)的設(shè)定、加工模型建立、編程及仿真過(guò)程。后一模塊為Ansys有限元軟件應(yīng)用，通過(guò)實(shí)例講解、上機(jī)操作、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)等形式，對(duì)學(xué)生有限元建模和分析的技能進(jìn)行訓(xùn)練。以上軟件實(shí)訓(xùn)可使學(xué)生具備實(shí)體建模表達(dá)創(chuàng)新方案，并通過(guò)有限元分析驗(yàn)證方案可行性的能力，為創(chuàng)新活動(dòng)提供支持。另外，積極探索與企業(yè)技術(shù)人員聯(lián)合開展課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作的新途徑，鼓勵(lì)學(xué)生到企業(yè)單位完成課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在直接接觸企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過(guò)程中完成課題內(nèi)容，了解最新相關(guān)技術(shù)，激發(fā)其創(chuàng)新能力。
4.創(chuàng)新活動(dòng)體系
創(chuàng)新活動(dòng)包括普及性科技活動(dòng)、課題研究及創(chuàng)新大賽三個(gè)層面。其中，普及性的科技月活動(dòng)一年舉行一次，過(guò)程經(jīng)由學(xué)院組織專家宣講學(xué)生自擬小發(fā)明小創(chuàng)造課題選題答辯中期匯報(bào)結(jié)題答辯及評(píng)審。課題研究包括教師的科研項(xiàng)目及企業(yè)課題，在老師和企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，進(jìn)行課題研究。比如功能導(dǎo)向金屬-有機(jī)框架材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其光催化性能研究、高性能鋰離子電池天然石墨基復(fù)合負(fù)極材料研究、Ti（C，N）金屬陶瓷刀具的研制等等。第三個(gè)層面是各類創(chuàng)新大賽，如機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽、挑戰(zhàn)杯大賽、數(shù)學(xué)建模大賽等。對(duì)參加或取得優(yōu)異成績(jī)的學(xué)生給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，部分創(chuàng)新活動(dòng)甚至可以替代學(xué)分或在綜合考評(píng)中享受加分。通過(guò)多層次創(chuàng)新活動(dòng)的開展，構(gòu)建創(chuàng)新教育的氛圍，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供平臺(tái)，為學(xué)生今后從事科學(xué)研究奠定良好的基礎(chǔ)。另外，學(xué)院對(duì)學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放，優(yōu)越的科研設(shè)備和儀器用于本科生科研訓(xùn)練，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了全方位的鍛煉。
5.師資建設(shè)體系
師資隊(duì)伍的建設(shè)也是實(shí)踐教學(xué)體系改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。只有具備突出創(chuàng)新能力的實(shí)踐教師隊(duì)伍， 才能在向?qū)W生傳授知識(shí)與技能的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此，一方面對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教師有計(jì)劃的送出去培訓(xùn)并考取相關(guān)資質(zhì)；另一方面，選派年輕博士教師到企業(yè)掛職鍛煉，打造“雙師型”教師隊(duì)伍，指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)了解社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的技能要求，增強(qiáng)教師實(shí)踐應(yīng)用能力與實(shí)踐教學(xué)方法研究，更有效指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)社會(huì)需求開展創(chuàng)新實(shí)踐。
三、結(jié)語(yǔ)
構(gòu)建并完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系，是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，必須與時(shí)俱進(jìn)，圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型人才這一目標(biāo)，進(jìn)行長(zhǎng)期探索。[4]同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)體系在實(shí)施過(guò)程中需要多方面的支持與配合，不足之處尚需在今后在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中不斷地修正和完善。
參考文獻(xiàn)：
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[2]胡宗智，吳敏，王燕，等.依托地域優(yōu)勢(shì)開展金屬材料工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的創(chuàng)新實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2011，（2）：129-130.
