時(shí)間：2023-06-01 08:52:45
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇金屬材料，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】金屬材料；拉伸實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)表征
金屬材料的力學(xué)性能是其性能和可靠性的重要標(biāo)志，拉伸性能更是金屬材料的力學(xué)性能的重要參數(shù)。通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)，可以獲得如抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等多項(xiàng)金屬材料的力學(xué)指標(biāo)，為材料方面的科學(xué)研究創(chuàng)造價(jià)值。本文就金屬材料在室溫條件下的拉伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，希望能為實(shí)際的實(shí)驗(yàn)工作帶來(lái)一些幫助。
1.實(shí)驗(yàn)要求
金屬材料的拉伸實(shí)驗(yàn)是在常溫下對(duì)除金屬構(gòu)件和金屬零件以外的黑色或有色金屬進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定其性能指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于待測(cè)定的試樣，一般要求其橫截面尺寸不小于0.1mm，但有些試樣，如毛細(xì)管、超細(xì)絲、金屬箔等，其本身橫截面尺寸很小的，常規(guī)方法一般處理不了，需要單獨(dú)處理。拉伸實(shí)驗(yàn)要求在常溫中進(jìn)行，這里常溫指的是10-35℃之間的溫度。如果所測(cè)材料在不同的溫度下力學(xué)性能值變化時(shí)，要更加注意實(shí)驗(yàn)的溫度，一般將溫度控制在23℃左右，以保證性能數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高。
2.試樣取樣及加工
金屬材料在取樣時(shí)一定要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行切取。在切取時(shí)要注意切取的位置、方向以及數(shù)量。在取樣的整個(gè)過(guò)程中，一定要保證材料的溫度處于室溫水平，防止材料過(guò)熱或硬化影響金屬材料力學(xué)性能的測(cè)定。在切取之前，可以先將切取位置、方向標(biāo)記出來(lái)，防止切取時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)，造成材料的浪費(fèi)，或?qū)е滦阅苤笜?biāo)測(cè)量不準(zhǔn)。對(duì)于鋼產(chǎn)品在取樣時(shí)不僅要保證試樣的尺寸切取合適，也要保證鋼產(chǎn)品的外觀合適。
取樣結(jié)束之后，接下來(lái)需要對(duì)試樣進(jìn)行加工。對(duì)于材料厚度在25mm以上的試樣，一般會(huì)采用機(jī)器加工的方法，將其加工為圓形橫截面或單邊減薄至25mm之后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)于材料厚度比較小的試樣，一般不經(jīng)機(jī)器加工。
試樣可以分為比例試樣和非比例試樣兩種，試樣標(biāo)距也可分為比例標(biāo)距與非比例標(biāo)距兩種，在不同的試樣標(biāo)距下，材料的斷后伸長(zhǎng)率測(cè)出來(lái)是不一樣的。一般，若試樣的試樣標(biāo)距L0與試樣的原始橫截面積S0滿足關(guān)系式L0=k（S0）1/2時(shí)，則采用比例標(biāo)距，否則，采用非比例標(biāo)距。
3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程
3.1試樣原始橫截面積S0的測(cè)量
試樣的原始橫截面積是通過(guò)實(shí)測(cè)試樣的橫截面的尺寸而計(jì)算得到的，對(duì)于橫截面為圓形的試樣，測(cè)量的是橫截面的直徑，在選取測(cè)量位置時(shí)，要包括標(biāo)距兩端和中間三個(gè)位置，進(jìn)行多次測(cè)量，將三個(gè)位置的直徑數(shù)據(jù)分別匯總，處理之后求平均值，并計(jì)算橫截面積，取三次計(jì)算面積的最小值作為原始橫截面積；如果橫截面為矩形，則測(cè)量的是長(zhǎng)和寬，在選取測(cè)量位置時(shí)要包括標(biāo)距兩端和中間三個(gè)位置，并把三次計(jì)算得到的橫截面積的最小值作為原始橫截面積；對(duì)于環(huán)形的試樣，要測(cè)出試樣的平均外直徑和平均壁厚來(lái)計(jì)算環(huán)形橫截面積。
3.2原始標(biāo)距標(biāo)記和平行長(zhǎng)度的測(cè)量
進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)之前，要先修正比例標(biāo)距的計(jì)算值，使其盡量接近5mm的倍數(shù)，并且原始標(biāo)距的準(zhǔn)確度要控制在±1%之內(nèi)，標(biāo)距裝置的準(zhǔn)確度檢驗(yàn)也不容忽視，檢查標(biāo)距的準(zhǔn)確度以保證實(shí)驗(yàn)時(shí)標(biāo)記清晰，方便測(cè)量。除采用力夾頭位移方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要測(cè)量平行長(zhǎng)度，其他的金屬材料拉伸性能實(shí)驗(yàn)一般不必測(cè)量平行長(zhǎng)度。
3.3 實(shí)驗(yàn)速率設(shè)定
在測(cè)定金屬材料不同的拉伸性能時(shí)，實(shí)驗(yàn)的速率設(shè)定也是不一樣的。實(shí)驗(yàn)速率是影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要因素。對(duì)于測(cè)定材料強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，塑性范圍內(nèi)應(yīng)變速成率應(yīng)控制在0.025/s以內(nèi)；在測(cè)定抗拉強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)變速率應(yīng)在0.008/s以內(nèi)；在測(cè)定上屈服強(qiáng)度時(shí)，注意保持實(shí)驗(yàn)速率的穩(wěn)定；在測(cè)定下屈服強(qiáng)度時(shí)，平行長(zhǎng)度變速成率在0.00025/s-0.0025/s之間比較合適，并要注意保持實(shí)驗(yàn)速率的穩(wěn)定性。
3.4性能測(cè)定
金屬材料包含6種延時(shí)性能和6種強(qiáng)度性能。其中六種延時(shí)性能指的是：斷后伸長(zhǎng)率、屈服點(diǎn)延伸率、最大力總伸長(zhǎng)率、最大力非比例伸長(zhǎng)率和斷后總伸長(zhǎng)率。六種強(qiáng)度性能有：上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度、非比例延伸長(zhǎng)度、殘余延伸長(zhǎng)度等。在測(cè)量金屬的延伸性能時(shí)一般可以采用人工標(biāo)距的方法或圖解引伸計(jì)標(biāo)距的方法。兩種方法有各自的適用范圍，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)金屬材料本身特性，實(shí)驗(yàn)設(shè)備等多方面的原因綜合考慮，選用最合適的實(shí)驗(yàn)方法。
4.測(cè)量工具規(guī)范使用
4.1引伸計(jì)
引伸計(jì)是試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)重要附件，可以自主安裝和拆卸，多用于測(cè)定彈性模量和非比例延伸強(qiáng)度的測(cè)量，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要正確裝卸、裝夾、跟蹤，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。在引伸計(jì)裝夾時(shí)，要將標(biāo)距桿墊片卡在力臂與標(biāo)距桿之間，保證卡緊卡牢，使刀刃與試樣垂直接觸，并用橡皮筋將其固定在一起。標(biāo)定時(shí)，要按照相應(yīng)增量增加標(biāo)準(zhǔn)位移，并且標(biāo)定工作要重復(fù)進(jìn)行三次，在每次的標(biāo)定中都要重新卸下和安裝引伸計(jì)，千萬(wàn)不可為省事而不規(guī)范標(biāo)定工作。另外，測(cè)量系統(tǒng)與標(biāo)定系統(tǒng)要保證參數(shù)的統(tǒng)一性。
4.2夾持具及試樣裝夾
實(shí)驗(yàn)中選用的夾持具一定要與試樣形狀相匹配，和夾具的表面外型花紋形狀相適宜。保證夾持具與試樣之間的摩擦力，使試樣不至于掉落下來(lái)，而使實(shí)驗(yàn)中斷，影響實(shí)驗(yàn)效率。夾具一定要加緊試樣，并且?jiàn)A具要與試樣垂直，防止傾斜，產(chǎn)生傾斜角度，造成實(shí)驗(yàn)誤差。為了保證夾具與試樣的垂直可以采用垂直直角的附件來(lái)輔助完成，在裝夾試樣時(shí)，通過(guò)與直角附件比靠即可知道是否垂直。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之后，就不可再升降橫梁，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)夾持具與試樣未垂直，或橫梁的高度不合適時(shí)，要終止實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，并在調(diào)整好之后重新開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，不可繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，或并不停止實(shí)驗(yàn)而直接調(diào)整，并繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。這樣會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠，造成嚴(yán)重的誤差等。
5.結(jié)束語(yǔ)
金屬材料的拉伸實(shí)驗(yàn)是測(cè)定金屬的力學(xué)性能的最重要和最基本的途徑與方法，嚴(yán)格控制和規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程是提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的關(guān)鍵。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意觀察和分析影響金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)的可能因素，并加以總結(jié)，探索產(chǎn)生的原因，并積極找尋解決對(duì)策。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)注意避免這些不良因素對(duì)于實(shí)驗(yàn)的干擾，制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器操作規(guī)程，在實(shí)驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉超，高凱.金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，2（31）：43-43.
一、安泰科技的發(fā)展歷程
1、破繭化蝶
安泰科技脫胎于鋼鐵研究總院。*5～*8年是公司改制前的四年準(zhǔn)備期。*7年鋼鐵研究總院召開(kāi)了首次產(chǎn)業(yè)化、國(guó)際化工作會(huì)議，明確提出著手組建高科技上市公司的歷史性決定。
因此，其誕生之前就已經(jīng)帶上了科研院所深深的烙印。總院以科研人員為主，經(jīng)營(yíng)模式以研究所為中心，各自為政，各有自己的小金庫(kù)。為改變“包死基數(shù)，確保上交，超收自留，欠收自補(bǔ)”的承包制下財(cái)務(wù)各自為政的局面，公司采取了賬戶收回、資金收回的措施，建立內(nèi)部銀行的管理體系，財(cái)務(wù)管理集中。這樣財(cái)務(wù)制度和執(zhí)行都比較通暢了。財(cái)務(wù)體系的變化，反映了從分散的科研項(xiàng)目制到公司經(jīng)營(yíng)體制的轉(zhuǎn)變，同時(shí)人們的思維方式也在變化。
這段時(shí)間，總院為新公司的成立進(jìn)行了以下準(zhǔn)備工作：調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行資產(chǎn)重組，加大產(chǎn)業(yè)投資力度；創(chuàng)造更具活力的產(chǎn)業(yè)群體，優(yōu)化資源配置，發(fā)展高效益項(xiàng)目；探索新的經(jīng)營(yíng)管理機(jī)制、新模式；引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，建立靈活、實(shí)效的用人制度；統(tǒng)一財(cái)務(wù)管理，降低成本消耗。
總之，這個(gè)階段，文化的轉(zhuǎn)變突出地表現(xiàn)在六個(gè)轉(zhuǎn)變上：身份的轉(zhuǎn)變、運(yùn)作資產(chǎn)屬性的轉(zhuǎn)變、決策系統(tǒng)和決策程序的轉(zhuǎn)變、環(huán)境的轉(zhuǎn)變、分配制度的轉(zhuǎn)變、價(jià)值觀和發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變。公司有意識(shí)地從這六個(gè)方面做工作，進(jìn)行引導(dǎo)。
2、上市騰飛
*7年，在黨“十五大”精神的指引下，殷瑞鈺院長(zhǎng)做出了義無(wú)反顧、舉院推進(jìn)上市工作的重大決策和部署。*8年7月15日，總院拿到了股票發(fā)行預(yù)選內(nèi)第一家單位的資格。從此，公司開(kāi)始了上市的艱苦歷程。*8～*0年，公司重組改制發(fā)起設(shè)立后的前3年，主要任務(wù)是集中精力，改制運(yùn)行，夯實(shí)基礎(chǔ)，創(chuàng)造條件，成功上市。
安泰科技改制發(fā)行股票在鋼鐵研究總院歷史上的作用形象得比喻為三級(jí)運(yùn)載火箭發(fā)射的第一級(jí)。安泰科技的上市也是一波三折，經(jīng)歷了取消內(nèi)部職工股、由獨(dú)資募集設(shè)立到先改制后上市的發(fā)起設(shè)立等重大發(fā)行政策的變化。公司通過(guò)科技部、中科院組織的雙高認(rèn)證且豁免購(gòu)并一家虧損國(guó)有企業(yè)，帶著訴訟刊登招股說(shuō)明書(shū)，股票競(jìng)價(jià)發(fā)行等環(huán)節(jié)均取得突破性進(jìn)展。
*0年4月27日，進(jìn)行網(wǎng)上路演，為安泰科技的順利上市鋪平了道路。*0年5月29日，安泰科技股票成功上市發(fā)行。它創(chuàng)下了滬、深股市的多項(xiàng)“第一”。雖然這些“第一”已隨時(shí)間而流逝，但永爭(zhēng)第一的精神，卻可以永恒的延續(xù)，它可以為安泰科技的發(fā)展提供勇氣、增添力量，去創(chuàng)造更多的第一。
3、高速發(fā)展
*0年上市成功后，公司并沒(méi)有像很多公司那樣圈錢(qián)后盲目開(kāi)始擴(kuò)張，而是井井有條地開(kāi)展周密的戰(zhàn)略規(guī)劃、精心的組織結(jié)構(gòu)、務(wù)實(shí)高效的企業(yè)管理。在這種穩(wěn)健作風(fēng)的影響下，安泰文化開(kāi)始在規(guī)范中成長(zhǎng)。
金屬材料的性能包含使用性能和工藝性能兩個(gè)方面，使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來(lái)的性能，它包括物理性能(如密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等)。化學(xué)性能(如耐腐蝕性、抗氧化性等)、力學(xué)性能等。工藝性能是指金屬在制造加工過(guò)程中反映出來(lái)的各種性能。
金屬的力學(xué)性能：在機(jī)械設(shè)備及工具設(shè)計(jì)、制造中選用金屬材料時(shí)，大多以其力學(xué)性能為主要依據(jù)。因此熟悉和掌握金屬材料的力學(xué)性能是非常重要的。
所謂力學(xué)性能是指金屬在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、硬度、塑性、沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度等。金屬材料在加工及使用過(guò)程中所受外力成為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同。它可以分為靜載荷、沖擊載荷及交變載荷三種。
(1)靜載荷是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷；
(2)沖擊載荷是指以較高速度作用到物體上的載荷；
(3)交變載荷是指大小、方向或大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的載荷。
根據(jù)作用形式不同，載荷可分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等。金屬材料受到載荷作用而產(chǎn)生的幾何形狀和尺寸的變化稱(chēng)為變形。變形一般為彈性變形和塑性變形兩種。金屬受外力作用時(shí)，為保持其不變形，在材料內(nèi)部作用著與外力相對(duì)抗的力稱(chēng)為內(nèi)力。單位面積上的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力。
公式：σ＝F/S
式中σ為應(yīng)力F-外力(N) S一橫截面積
另外金屬材料在概預(yù)算中也占很大的比重。基本建設(shè)概預(yù)算制度是基本建設(shè)的預(yù)算編制，而審批預(yù)算時(shí)金屬材料的大小、型號(hào)、鋼號(hào)都應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定。總概預(yù)算文件是設(shè)計(jì)鋼材的主要依據(jù)。在確立鋼材用同一批，首先應(yīng)驗(yàn)證原始件是否符合要求。其次復(fù)試件是否合格。鋼材進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)進(jìn)行抽查驗(yàn)證是否做復(fù)試。以免發(fā)生大量鋼材無(wú)原始件(復(fù)試件)避免小批鋼材進(jìn)切現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)金屬材料的學(xué)習(xí)，我們教師應(yīng)使學(xué)生知道學(xué)習(xí)本課程的重要性，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的目的，了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)及內(nèi)容范圍，并了解我國(guó)在金屬材料與熱處理方面的發(fā)展概況及所取的成就，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)課本課程的興趣，為今后的學(xué)習(xí)創(chuàng)造一個(gè)良好的開(kāi)端。因此在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)對(duì)一開(kāi)始開(kāi)展的金屬材料的總體介紹給予充分的重視。
為了使學(xué)生明確學(xué)習(xí)金屬材料知識(shí)的重要目的，一開(kāi)始可引入金屬材料和熱處理的概念，以利于教學(xué)內(nèi)容的展開(kāi)。還可以通過(guò)列舉一些生產(chǎn)中常見(jiàn)的實(shí)例，提出幾個(gè)問(wèn)題。例如：為什么不同的材料會(huì)具有不同的性能，為什么相同的材料經(jīng)過(guò)不同的加熱，保溫和冷卻能夠獲得不同的性能等，并說(shuō)明這些問(wèn)題都是奉課程所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在講解過(guò)程中應(yīng)通過(guò)對(duì)一些與本課程有關(guān)實(shí)例的簡(jiǎn)單說(shuō)明，突出本課程內(nèi)容的重要性，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的目的。不同的金屬材料具有不同的性能，這主要取決于它的化學(xué)和組織結(jié)構(gòu)。不但化學(xué)成分不同的金屬材料具有不同的性能，相同成分的金屬材料經(jīng)過(guò)不同的加工處理使其具有不同的組織結(jié)構(gòu)時(shí)，也會(huì)具有不同的性能。例如，銼刀在制造過(guò)程中要求硬度低，能夠被切削加工。制成成品后，又要求其硬度高，可以銼削其他金屬，工業(yè)生產(chǎn)中就是采用不同的熱處理工藝，通過(guò)改變其組織結(jié)構(gòu)，從而改變其性能的。因此，了解金屬與合金的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，對(duì)于掌握金屬材料的性能，利用各種工藝手段改變金屬材料性能具有非常重要的意義。
通過(guò)金屬材料相關(guān)知識(shí)的教學(xué)應(yīng)使學(xué)生明確，金屬材料課的內(nèi)容大致可分四部分，即金屬的性能、金屬學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、鋼的熱處理及常用的金屬材料。另外該課還簡(jiǎn)要介紹了鋼的火花鑒別及非金屬材料等內(nèi)容。在日常的教學(xué)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)本課程是系統(tǒng)性較強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，要求學(xué)生對(duì)各個(gè)部分都必須給予充分的重視。
金屬材料是從生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)，而又直接為生產(chǎn)服務(wù)學(xué)科、因此它是一門(mén)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系比較密切的課程。在教學(xué)中要求學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，注意培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。要求學(xué)生不但要重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而且要注意聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際及認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)。
一、加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)，構(gòu)建特色課程體系
為21世紀(jì)化工行業(yè)培養(yǎng)合格的金屬材料工程專(zhuān)業(yè)人才，自2006年以來(lái)，沈陽(yáng)化工大學(xué)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置、課程體系進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃和整體安排。經(jīng)過(guò)幾年的改革和實(shí)踐，建立了具有化工行業(yè)特點(diǎn)及金屬材料工程專(zhuān)業(yè)特色、科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容與課程體系。一方面，課程設(shè)置與專(zhuān)業(yè)特色相契合，再結(jié)合沈陽(yáng)化工大學(xué)的化工特色，針對(duì)化工單元設(shè)備的主要加工方法，如壓力加工、焊接、機(jī)械加工及化工單元設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，對(duì)課程設(shè)置、課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃、整體安排，構(gòu)建具有化工行業(yè)特色及金屬材料工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)、科學(xué)合理的新的課程教學(xué)體系。強(qiáng)化金屬塑性加工原理、焊接冶金學(xué)、焊接工藝與設(shè)備、金屬腐蝕與防護(hù)、金屬熱處理和材料無(wú)損檢測(cè)等主要專(zhuān)業(yè)課程。在課程教學(xué)中，結(jié)合金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的特色，不斷進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革。采用將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際、工程法規(guī)、工程問(wèn)題、典型產(chǎn)品相結(jié)合，尤其與化工生產(chǎn)和化工設(shè)備制造過(guò)程相結(jié)合的案例教學(xué)。典型課程如，金屬塑性加工原理、焊接工藝與設(shè)備及腐蝕與防護(hù)等都是以化工單元設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程為背景的案例教學(xué)方法，著力打造精品課程，形成部分專(zhuān)業(yè)課程特色教材，加強(qiáng)金屬工程材料專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，對(duì)其他課程的教學(xué)起到了示范作用，推動(dòng)了教學(xué)改革的深入進(jìn)行，提高了教學(xué)質(zhì)量。另一方面，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，實(shí)踐內(nèi)容貫穿培養(yǎng)過(guò)程的始終。首先，增加課程實(shí)驗(yàn)，尤其是綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，然后開(kāi)展靈活多樣的實(shí)習(xí)實(shí)踐，在原有的金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，增加個(gè)性化實(shí)習(xí)。開(kāi)放辦學(xué)、校企合作，結(jié)合學(xué)生的興趣愛(ài)好、就業(yè)方向、教師的科研課題以及就業(yè)單位的培訓(xùn)等等，分別送學(xué)生到企業(yè)去學(xué)習(xí)實(shí)踐。為方便學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，我校先后建立了與沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司、沈陽(yáng)金杯廣振汽車(chē)部件有限公司、沈陽(yáng)來(lái)金汽車(chē)零部件有限公司、富奧遼寧汽車(chē)彈簧有限公司、撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司等十余家企業(yè)合作的實(shí)習(xí)基地。通過(guò)加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地與相關(guān)企事業(yè)單位的共建和合作，利用其設(shè)施、設(shè)備等條件開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)也幫助學(xué)生了解金屬材料及其相關(guān)材料的科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及相關(guān)前沿技術(shù)和行業(yè)需求，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題、從事科學(xué)研究和實(shí)際工作的初步能力。
二、建立創(chuàng)新教育機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
鼓勵(lì)學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極開(kāi)展多樣化的科技創(chuàng)新活動(dòng)［5］。如參加指導(dǎo)教師的課題研究，申報(bào)并參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，參加全國(guó)及遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)及遼寧省普通高等學(xué)校本科大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等。通過(guò)組織各種類(lèi)型、各種形式和不同層次的課外活動(dòng)，將各類(lèi)工程實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、學(xué)術(shù)前沿講座、社會(huì)實(shí)踐、公益活動(dòng)等課外活動(dòng)作為第二課堂課程模塊納入到課程體系中統(tǒng)一實(shí)施和管理。從2006年開(kāi)始，我們以學(xué)校“6S”，即ST(科技訓(xùn)練)、SC(系列競(jìng)賽)、SP(社會(huì)實(shí)踐)、SW(社會(huì)工作)、SL(系列講座)、SA(特色活動(dòng))為指導(dǎo)，以“挑戰(zhàn)杯”“機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽”活動(dòng)為契機(jī)，以課外教學(xué)環(huán)節(jié)為突破口，開(kāi)展了多項(xiàng)大學(xué)生課外競(jìng)賽活動(dòng)。近年來(lái)，金屬材料工程專(zhuān)業(yè)參賽學(xué)生項(xiàng)目獲機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國(guó)家二等獎(jiǎng)一項(xiàng);“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽國(guó)家三等獎(jiǎng)一項(xiàng);全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng);遼寧省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)幾十項(xiàng)。通過(guò)創(chuàng)新競(jìng)賽的開(kāi)展，活躍了創(chuàng)新教育的氛圍，為金屬材料工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供了平臺(tái)，為學(xué)生畢業(yè)后從事科學(xué)研究活動(dòng)奠定了一定的基礎(chǔ)。此外，金屬材料工程專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)行實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放，先進(jìn)的科研設(shè)備和儀器用于學(xué)生科研訓(xùn)練，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。
三、結(jié)論
金屬材料在化工行業(yè)中占有舉足輕重的地位，隨著素質(zhì)教育的快速發(fā)展［6］，為21世紀(jì)化工行業(yè)培養(yǎng)合格的金屬材料專(zhuān)業(yè)人才的需要，我們將繼續(xù)優(yōu)化專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)，建立具有化工行業(yè)特點(diǎn)及金屬材料工程專(zhuān)業(yè)特色、科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容與課程體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，以適應(yīng)東北老工業(yè)基地建設(shè)及化工等行業(yè)的需要。
作者：郭樹(shù)國(guó)付廣艷蔣彬郭北濤于永梅宗琳單位：沈陽(yáng)化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：材料 強(qiáng)度 塑性
金屬材料力學(xué)性能概述
金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)表征金屬抵抗各種損傷作用的能力的大小。它是判定金屬力學(xué)性能的依據(jù)，是評(píng)定金屬材料質(zhì)量的判據(jù)，同時(shí)也是設(shè)計(jì)選材和進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)。金屬材料的力學(xué)性能包括常溫下的強(qiáng)度、塑性、韌性，例如屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度σs（σ0.2）、抗拉強(qiáng)度σb、伸長(zhǎng)率δ、斷面收縮率φ、沖擊韌度ak、疲勞極限、斷裂力學(xué)性能等。
金屬力學(xué)性能試驗(yàn)是測(cè)定金屬力學(xué)性能指標(biāo)所進(jìn)行的試驗(yàn)。包括拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)、應(yīng)力松弛試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、斷裂韌度試驗(yàn)、磨損試驗(yàn)等。
一、金屬材料強(qiáng)度指標(biāo)
1.屈服強(qiáng)度
材料在拉伸過(guò)程中，當(dāng)載荷達(dá)到某一值時(shí)，載荷不變而試樣仍繼續(xù)伸長(zhǎng)的現(xiàn)象，稱(chēng)為屈服。材料開(kāi)始發(fā)生屈服時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，稱(chēng)為屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度或屈服極限，用σs表示。我國(guó)規(guī)定σs取鋼材的下屈服點(diǎn)值。
除退火或熱軋的低碳鋼和中碳鋼等有屈服現(xiàn)象外，多數(shù)工程材料的屈服點(diǎn)不明顯或沒(méi)有屈服點(diǎn)，此時(shí)規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余伸長(zhǎng)的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示。
2.抗拉強(qiáng)度
試樣拉伸時(shí)，在拉斷前所承受的最大載荷與試樣原始截面之比，稱(chēng)為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度，用σb表示。
零件設(shè)計(jì)選材時(shí)，一般應(yīng)以σs或σ0.2為主要依據(jù)。但σb的測(cè)定比較方便精確，因此也有直接用σb作為設(shè)計(jì)依據(jù)的，從安全方面考慮，用σb作為設(shè)計(jì)依據(jù)采用較大的安全系數(shù)。由于脆性材料無(wú)屈服現(xiàn)象，則必須以σb作為設(shè)計(jì)依據(jù)。
3.持久極限
持久極限又稱(chēng)為持久強(qiáng)度，是指材料在規(guī)定溫度下達(dá)到規(guī)定時(shí)間而不斷裂的最大應(yīng)力。常用符號(hào)為σb帶有一個(gè)或兩個(gè)指數(shù)來(lái)表示。例如σ700b/1000，表示在試驗(yàn)溫度為700℃時(shí)，持久時(shí)間為1000h的應(yīng)力，即所謂高溫持久極限。
4.蠕變極限
蠕變極限又稱(chēng)蠕變強(qiáng)度，是在規(guī)定溫度下，引起試樣在一定時(shí)間內(nèi)蠕變總伸長(zhǎng)率或恒定蠕變速率不超過(guò)規(guī)定值的最大應(yīng)力。蠕變極限一般有兩種表示方法：一種是在給定溫度T下，使試樣承受規(guī)定蠕變速度的應(yīng)力值，以符號(hào)σTε表示，其中ε為蠕變速度，%/h。例如，σ6001X10-5即表示在試驗(yàn)溫度為600℃時(shí)，蠕變速度為1X10-5%/h的蠕變極限；另一種是在給定溫度（T，℃）下和規(guī)定試驗(yàn)時(shí)間（t，h）內(nèi)，使試樣產(chǎn)生一定蠕變變形量（δ，%）的應(yīng)力值，以符號(hào)σTδ/t表示。
二、金屬材料塑性指標(biāo)
1.延伸率δ5
金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷后，其標(biāo)距部分的總伸長(zhǎng)ΔL與原標(biāo)距長(zhǎng)度L0之比的百分比，稱(chēng)為伸長(zhǎng)率，也稱(chēng)延伸率，用δ表示。按試樣長(zhǎng)度的不同，有長(zhǎng)試樣與短試樣之分。其對(duì)應(yīng)的斷后伸長(zhǎng)率分別以δ10和δ5表示。在容器用鋼中，通常以δ5來(lái)表示材料的伸長(zhǎng)率。
2.斷面收縮率φ
金屬試樣在拉斷后，其頸縮處橫截面面積的最大縮減量與原橫截面面積的百分比，稱(chēng)為斷面收縮率，用φ表示。塑性材料的斷面收縮率較大，脆性材料的斷面收縮率較小。
3.冷彎性能
金屬材料在常溫下承受彎曲而不破裂的能力，稱(chēng)為冷彎性能。冷彎試驗(yàn)用以考核材料彎曲變形的能力并且能使存在的缺陷顯示出來(lái)，在一定程度上模擬了壓力容器制造時(shí)卷板機(jī)的工藝情況。冷彎性能是容器用鋼材與焊接接頭力學(xué)性能考核的重要指標(biāo)。
出現(xiàn)裂紋前能承受的彎曲程度愈大，則材料的冷彎性能愈好。彎曲程度一般用彎曲角度或彎芯直徑d對(duì)材料厚度a的比值來(lái)表示。
三、屬材料韌性指標(biāo)
1.沖擊韌度
金屬材料在使用過(guò)程中除要求有足夠的強(qiáng)度和塑性外，還要求有足夠的韌性。材料的韌性與加載速率、應(yīng)力狀態(tài)及溫度等有很大關(guān)系。試樣在沖擊試驗(yàn)力一次作用下折斷時(shí)所吸收的功稱(chēng)為沖擊吸收功。沖擊試樣缺口底部單位橫截面面積上的沖擊吸收功稱(chēng)為沖擊韌度。沖擊韌度是評(píng)定金屬材料在動(dòng)載荷下承受沖擊抗力的機(jī)械性能指標(biāo)，用ak表示，單位為J/cm2。
我國(guó)壓力容器材料及焊接接頭沖擊試樣規(guī)定采用夏比V型缺口，沖擊試驗(yàn)有許多種，例如常溫沖擊試驗(yàn)、低溫沖擊試驗(yàn)、高溫沖擊試驗(yàn)、應(yīng)變時(shí)效沖擊試驗(yàn)等。采用標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行試驗(yàn)得到的沖擊吸收功來(lái)檢驗(yàn)材料化學(xué)成分、金相組織、和加工工藝對(duì)其韌性的影響，沖擊值為Akv（J）。
ak是早先工程技術(shù)上習(xí)慣用來(lái)作為材料韌脆程度度量及材料承受沖擊載荷的抗力指標(biāo)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這是不適宜的。因?yàn)閍k是單位面積的沖擊吸收功，與試樣形狀、截面尺寸、缺口形狀和尺寸無(wú)關(guān)。而實(shí)際上由試樣截面尺寸和缺口形狀及其尺寸的改變所引起的沖擊吸收功ak的變化，與缺口處凈截面積并不成線性關(guān)系。所以截面尺寸不同，所得ak也不同。另一方面，試樣斷裂時(shí)伴隨著試樣部分體積的嚴(yán)重塑性變形，也就是說(shuō)，沖擊吸收功消耗于產(chǎn)生兩個(gè)新的自由表面和一部分體積的塑性變形上，因此，定義ak為單位面積的沖擊吸收功，并沒(méi)有反映出沖擊吸收功的實(shí)質(zhì)。
目前，國(guó)際上通用以沖擊功吸收Ak為沖斷試樣消耗的總功，只要試樣符合標(biāo)準(zhǔn)，就不會(huì)出錯(cuò)，應(yīng)用也方便。但是進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，用Ak表示也存在問(wèn)題，因?yàn)锳k值也不能完全代表試樣斷裂前所吸收的總功。沖斷試樣消耗的總功可分為兩部分，其一消耗于試樣的變形和斷裂；其二消耗于試樣擲出及機(jī)座本身振動(dòng)。因此，所吸收的總功Ak為：Ak=試樣斷裂吸收的能量+試樣擲出功+機(jī)座振動(dòng)+…。由于一般情況下，后幾項(xiàng)功很小，因此Ak作為試樣斷裂所吸收的能量誤差很小，有足夠精度。但對(duì)很脆的材料必須注意，不能用大能量擺錘進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)榇藭r(shí)第一項(xiàng)較小，而后幾項(xiàng)相對(duì)較大，因此會(huì)引起較大測(cè)量誤差。
2.斷裂韌度
斷裂韌度是反映材料抵抗裂紋臨界擴(kuò)展的一種能力，它是材料固有的力學(xué)性能參數(shù)。大量的試驗(yàn)表明，它一方面取決于材料的成分、組織和結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素，另一方面又受到加載速率、溫度和試樣厚度（即應(yīng)力狀態(tài)）等外在條件的影響。
相對(duì)材料的其他力學(xué)性能來(lái)說(shuō)，材料的斷裂韌度是一個(gè)比較敏感的力學(xué)性能指標(biāo)，它對(duì)于材料研究、應(yīng)用、制造工藝的選擇以及零部件的失效分析有重要的意義。
評(píng)價(jià)材料斷裂韌度最常用的指標(biāo)是臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K1c和裂紋張開(kāi)位移COD。
1.臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K1c。按照應(yīng)力強(qiáng)度因子的一般表達(dá)式，應(yīng)力強(qiáng)度因子K1與裂紋尺寸的平方根及垂直于裂紋的應(yīng)力成正比。當(dāng)裂紋尺寸或應(yīng)力增加時(shí)，K1隨之增加。當(dāng)K1達(dá)到某一臨界值K1c時(shí)，裂紋處于臨界狀態(tài)，若K1再增加，裂紋將會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展。因此，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的臨界條件為：K1=K1c
式中K1c表示材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵抗能力，稱(chēng)為I型受力時(shí)的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，又稱(chēng)為平面應(yīng)變斷裂韌度。K1c是在裂紋尖端平面應(yīng)變條件下的裂紋擴(kuò)展阻力。
在傳統(tǒng)的強(qiáng)度計(jì)算中，強(qiáng)度指標(biāo)σs和σb與塑性指標(biāo)δ和φ之間是相互分割的，且塑性指標(biāo)在強(qiáng)度計(jì)算中并不定量反映。而K1c既反映了材料的強(qiáng)度性能，又反映了材料的塑性性能。
斷裂韌度K1c的測(cè)試方法可按照ASTM E399《金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》、GB/T4161《金屬材料 平面應(yīng)變斷裂韌度K1c試驗(yàn)方法》方法和GB/T7732《金屬板材表面裂紋斷裂韌度K1c試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
2.裂紋張開(kāi)位移COD。當(dāng)裂紋尖端超過(guò)小范圍屈服而進(jìn)入大范圍屈服時(shí)，以應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱來(lái)描述受力的大小已沒(méi)有實(shí)際意義，因此斷裂失穩(wěn)擴(kuò)展臨界條件K1=K1c也失效了。在彈性斷裂力學(xué)中，以裂紋張開(kāi)位移法即COD法應(yīng)用最廣。研究表明，不同厚度試樣在破壞時(shí)的臨界張開(kāi)位移基本相同。因此可用裂紋張開(kāi)位移作為斷裂判斷依據(jù)參量。
采用裂紋張開(kāi)位移法即COD法的斷裂判據(jù)為：δ≤δc
式中：δ—外力所產(chǎn)生的裂紋張開(kāi)位移，mmδc—裂紋張開(kāi)位移臨界值，與線彈性斷裂力學(xué)中的斷裂韌度K1c相似，它反映材料對(duì)裂紋開(kāi)裂的抗力，mm。
四、結(jié)語(yǔ)
壓力容器設(shè)計(jì)是一門(mén)知識(shí)量要求涵蓋各個(gè)學(xué)科的復(fù)雜工種，任何知識(shí)的缺失都會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響從而對(duì)國(guó)家人品生活造成影響。以上簡(jiǎn)單對(duì)壓力容器中材料最基本的力學(xué)性能及其指標(biāo)進(jìn)行了介紹。
參考文獻(xiàn)
[1] 王從曾，材料性能學(xué)，北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001.
[2] 匡震邦等，材料的力學(xué)行為，北京：高等教育出版社，1998.
1 金屬材料焊接中的缺陷
1.1 出現(xiàn)焊接裂紋
在金屬的焊接當(dāng)中有一種比較常見(jiàn)的情形就是裂紋，而裂紋主要是結(jié)晶狀態(tài)的不同之間相互變化而產(chǎn)生出來(lái)的。裂紋的出現(xiàn)時(shí)間并不是很長(zhǎng)，有時(shí)馬上就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)或者停止片刻即可見(jiàn)，而它的出現(xiàn)位置經(jīng)常是在焊接母材與交界的熔合線上，冷和熱是裂紋的主要分類(lèi)。
熱裂紋是基本上發(fā)生在偏析位置的。它的形成原因主要是遺留在熔池當(dāng)中熔點(diǎn)低凝結(jié)點(diǎn)高冰潔塑造性低強(qiáng)度差的雜質(zhì)晶體，由于這些雜質(zhì)晶體的諸多缺陷而導(dǎo)致在收到束縛的時(shí)候就容易被拉開(kāi)，這就是熱裂紋的形成過(guò)程[2]。與此相對(duì)的冷裂紋，首先在時(shí)間上就熱裂紋較遲，在焊接期間或者之后發(fā)生，而當(dāng)?shù)蜌鉁亟蹬R時(shí)就會(huì)有裂縫產(chǎn)生，甚至有的冷裂紋出現(xiàn)時(shí)間更是比較滯后，在幾天之后才會(huì)出現(xiàn)，這樣的情況就極易影響結(jié)構(gòu)安全的正常使用[3]。
1.2 出現(xiàn)未焊透、未熔合現(xiàn)象
當(dāng)金屬?zèng)]有全部焊到接頭的最深處也就是根部的時(shí)候，導(dǎo)致木材金屬不能完全被融化掉，從而引起的就叫未焊透，它的主要針對(duì)的對(duì)象就是木材。這種情況也就是未焊透的弊端非常之多，頻繁的使得焊縫的有效面積會(huì)逐漸變小，隨之也令接頭強(qiáng)度不斷變?nèi)酰詈髮?dǎo)致焊縫的疲勞強(qiáng)度不斷下降[4]。與未焊透比較相似的另外一種情況就是未融合，顧名思義就是金屬之間沒(méi)有完美的融合聯(lián)合，它所帶來(lái)的缺陷就是減小了承載面積，使得聚集應(yīng)力很艱難[5]。
1.3 出現(xiàn)夾渣情況
在焊接的過(guò)程當(dāng)中焊縫會(huì)有一些殘?jiān)z留，我們可以把它簡(jiǎn)而言之的稱(chēng)為熔渣[6]。有很多原因致使熔渣得以形成，舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，當(dāng)電流強(qiáng)度不夠或大或小、焊接的速度或快或慢、焊條選擇的不合理、坡口角度不合適或者焊條偏芯等原因都會(huì)使得焊縫邊沿遺留熔渣。
1.4 出現(xiàn)其他缺陷
（1）焊縫組織有可能達(dá)不到要求，或者因?yàn)闆](méi)能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分，還有就是發(fā)生在焊接期間由元素?zé)龘p而導(dǎo)致的焊縫金屬化學(xué)成分的不穩(wěn)定等。這一切都會(huì)不斷減弱焊縫的力學(xué)能力，從而更加嚴(yán)重的使得接頭的耐蝕性也遭受侵害；
（2）咬邊也是在焊接過(guò)程當(dāng)中會(huì)發(fā)生的，主要還是因大電流或不合適的焊條角度再封的焊縫邊沿的凹坑沒(méi)有很好地在第一時(shí)間填充金屬而造成的[7]。這一種現(xiàn)象可能會(huì)使得金屬材料的使用面積大大減小，與此相伴也令結(jié)構(gòu)的承受抗壓力這一指標(biāo)難以達(dá)到要求，更嚴(yán)重的就是因反作用力大大聚集而導(dǎo)致裂縫。
2 金屬材料焊接中的防治措施
種種弊端都是極易出現(xiàn)在金屬材料焊接過(guò)程當(dāng)中地，這樣就不得不擔(dān)心金屬材料的質(zhì)量問(wèn)題，由此可見(jiàn)，當(dāng)我們?cè)诿鎸?duì)這些缺陷時(shí)，及時(shí)合適的防治措施是非常必要的。
2.1 防止裂紋的措施
針對(duì)防止裂紋的措施主要有以下幾點(diǎn)：一是要嚴(yán)格遵守與之相關(guān)的各項(xiàng)規(guī)則，慎重斟酌自己要選的焊接程序，嚴(yán)守焊條的標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真辨別其酸堿性，為了達(dá)到更好的效果可以將其放在穩(wěn)定的保溫室內(nèi)，當(dāng)我們需要用的時(shí)候再把它拿出來(lái)；二是要小心謹(jǐn)慎地清理接口，保證上面沒(méi)有水分、油漬或者是其他遺留的痕跡；三是當(dāng)我們?cè)诤附悠陂g，注意選擇較小電流，然后選擇多個(gè)焊道、多種層次來(lái)嚴(yán)格執(zhí)行，這樣就很好地使得產(chǎn)生裂紋的機(jī)會(huì)大大減小，而且還可以提高焊縫的形狀洗漱，使得焊接的應(yīng)力也減小了[8]。
2.2 防止未焊透、未熔合的措施
當(dāng)焊接還沒(méi)有開(kāi)始的時(shí)候，我們要做好一些準(zhǔn)備工作，如合理選擇坡口角度和尺寸，正確選擇焊條的直徑。其次對(duì)于電流大小和焊接的速度也要細(xì)心選取[9]。而在焊接進(jìn)行的過(guò)程的當(dāng)中，也要注意恰當(dāng)?shù)膿u擺上面的鏈條，聚精會(huì)神地觀察兩邊的變化情況[10]。必須保證所有的流程都能遵守正確的技術(shù)并且遵循施工的規(guī)格來(lái)實(shí)施。
2.3 防止夾渣的措施
第一就是要特別重視焊條的選擇，酸性和堿性不同的焊條的要求也是不一樣的。第二就是要有合適的坡口角度以及能夠控制不能太快的焊接速度[11]。
2.4 加強(qiáng)焊工的技能
焊接對(duì)焊工也是有一定的技術(shù)要求的，培訓(xùn)基本技能是很有必要的，培訓(xùn)的內(nèi)容主要有如何選擇所要使用的材料和具體的施工環(huán)境，而在焊接的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該保持怎樣的姿勢(shì)和控制也都是需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的，使得焊接工作在沒(méi)有任何外力的影響之下順利進(jìn)行，從而使得當(dāng)中的弊端可以進(jìn)一步減小。與此同時(shí)，對(duì)于焊工的自控能力也要進(jìn)一步提升，要使得每一個(gè)焊工都能合格，對(duì)其素質(zhì)和技能?chē)?yán)加把守。
2.5 其他綜合措施
除此之外，我們還要注意其他的綜合措施，比如，對(duì)于施工的環(huán)境也要多加要求，如果當(dāng)時(shí)的氣溫比較低，就要對(duì)所使用的材質(zhì)進(jìn)行一定的加熱，在施工地區(qū)也要建立一定的清潔區(qū)域，但是要保證在工作期間通風(fēng)，對(duì)于空氣濕度盡量要低于百分之九十、并且保證氬氣的濃度要大于百分之九十九等一系列措施。
摘要：材料主要包括三類(lèi)，即金屬材料、非金屬材料以及符合材料。材料必須經(jīng)過(guò)加工、制作成成品，才能發(fā)揮其功效，在加工材料的過(guò)程中有必要掌握材料成型、控制工程等方面知識(shí)。本文通過(guò)剖析材料成型和控制工程中的加工金屬材料的具體措施，重點(diǎn)闡釋金屬材料加工的相關(guān)注意事項(xiàng)和正確方式，以此作為相關(guān)人員科學(xué)性選擇金屬材料成型方法的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：材料成型；控制工程；金屬材料加工
1材料成型與控制工程概念闡釋
材料成型與控制工程是一個(gè)實(shí)用性學(xué)科，該學(xué)科剖析各種類(lèi)型材料的宏觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)轉(zhuǎn)換，深入研究材料熱加工方法和塑性成形方法。材料成型與控制技術(shù)一般應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)、建筑行業(yè)以及設(shè)備加工行業(yè)，技術(shù)水平直接決定了這些行業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量、產(chǎn)品制造效率，關(guān)系到制造行業(yè)的利潤(rùn)，對(duì)于我國(guó)工業(yè)發(fā)展起到關(guān)鍵性基礎(chǔ)作用。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須應(yīng)用材料成型與控制工程理論內(nèi)涵以及具體的加工工藝，確定材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及加工成品的功能，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)材料加工。金屬材料是目前工業(yè)生產(chǎn)中較為常見(jiàn)的材料，材料成型與控制工程以分析金屬材料性質(zhì)、特點(diǎn)為主，充分考慮到材料成型與控制工程理論內(nèi)容以及金屬材料加工方法，探究材料成型與制造的關(guān)鍵技術(shù)，并利用領(lǐng)先的加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)的革新，確立我國(guó)工業(yè)制造的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。加工金屬材料時(shí)，需要應(yīng)用到多種工藝技術(shù)，例如沖壓、擠壓、鍛造、鑄造以及焊接等工藝，這些工藝對(duì)技術(shù)水平提出了較高要求，每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都極易導(dǎo)致成型產(chǎn)品出現(xiàn)瑕疵，成型產(chǎn)品質(zhì)量難以達(dá)標(biāo)，其使用性能不能達(dá)到相關(guān)要求。因此，使用、加工金屬材料之前，應(yīng)仔細(xì)分析材料的物理性質(zhì)、化學(xué)構(gòu)成，并對(duì)材料進(jìn)行測(cè)試，使其達(dá)到加工成型相關(guān)要求，結(jié)合此種材料的工作環(huán)境特點(diǎn)準(zhǔn)備復(fù)合材料。
2材料成型與控制工程中加工金屬材料的具體方式
2.1機(jī)械加工成型方法概述。機(jī)械加工成型作為金屬材料加工過(guò)程中使用最為頻繁的一種方式，這種方法的優(yōu)勢(shì)在于加工簡(jiǎn)便，設(shè)備資源較為豐富，加工金屬材料的范圍涉及到多個(gè)種類(lèi)，加工精度高，能夠加工幾乎所有的金屬材料。機(jī)械加工設(shè)備由普通機(jī)床逐步升級(jí)到數(shù)控機(jī)床，早期車(chē)、銑、刨、磨加工工序是單一的、獨(dú)立的，現(xiàn)如今已經(jīng)形成具備綜合加工能力的加工中心，提高了加工效率和加工精準(zhǔn)性。機(jī)械加工金屬材料需要結(jié)合產(chǎn)品的材料性質(zhì)、形狀特點(diǎn)，分析選擇對(duì)應(yīng)的加工工藝，確定工藝路線，選擇鉆、車(chē)、銑等加工方法以及相應(yīng)的加工刀具。通常在對(duì)硬度較低的金屬材料進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，鉆、銑等加工方式需要應(yīng)用高速某材料刀具，車(chē)削加工應(yīng)用硬質(zhì)合金類(lèi)刀具，此類(lèi)刀具表面適合涂層使用；在機(jī)械加工高硬度金屬材料時(shí)，適合選擇金剛石、立方氮化硼、陶瓷等材料制作的刀具，加工時(shí)使用切削液，能夠降低加工金屬材料表面和刀具的摩擦力，并將加工時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走，確保材料加工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在機(jī)械加工特殊金屬材料時(shí)，適合選擇線切割、雕刻、電火花等加工方式，對(duì)于表面質(zhì)量有較高要求的，應(yīng)采取磨削加工方式，并根據(jù)具體情況實(shí)施拋光處理。2.2粉末冶金成型方法概述。粉末冶金技術(shù)是一種傳統(tǒng)的材料成型與控制工程加工成型技術(shù)，該種技術(shù)在促進(jìn)我國(guó)工業(yè)發(fā)展起到了積極的作用。粉末冶金成型技術(shù)最初應(yīng)用在復(fù)合材料零件的制作過(guò)程中，利用壓力成型的工藝完成加工、成型，適合應(yīng)用在尺寸小、形狀單一的零件制造中。該技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠應(yīng)用于多種材料，工藝流程并不復(fù)雜，使用時(shí)突出增強(qiáng)相分布均勻、組織細(xì)密、界面反應(yīng)少的特點(diǎn)。伴隨科技的進(jìn)步、加工制造技術(shù)的突破，該種技術(shù)也得到了發(fā)展和改進(jìn)，現(xiàn)如今該技術(shù)主要應(yīng)用于汽車(chē)、軍事領(lǐng)域產(chǎn)品制造中，例如預(yù)制破片、剎車(chē)片等。應(yīng)用粉末冶金成型技術(shù)生產(chǎn)、制造的金屬產(chǎn)品具有較強(qiáng)耐磨性、較大強(qiáng)度，應(yīng)用在特種工程領(lǐng)域中能夠體現(xiàn)出較高的應(yīng)用價(jià)值，例如含油材料制品。粉末冶金成型技術(shù)根據(jù)成型方式劃分成三類(lèi)：傳統(tǒng)壓制成型方式，注射成型方式，3D打印成型方式。粉末冶金成型技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中必須將成型方法與金屬材料的物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、產(chǎn)品特點(diǎn)、產(chǎn)品要求相一致，以此來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品精度、生產(chǎn)效率。2.3粉末冶金成型技術(shù)分析概述。粉末冶金工藝流程包括配料環(huán)節(jié)、混料環(huán)節(jié)、成型環(huán)節(jié)、脫脂環(huán)節(jié)、燒結(jié)環(huán)節(jié)、后處理環(huán)節(jié)。汽車(chē)以及機(jī)械設(shè)備使用的齒輪具體以壓制成型的加工工藝為主，這種工藝具有較高的生產(chǎn)效率，且材料成本低廉，產(chǎn)量大，適合規(guī)模生產(chǎn)。輕武器零件類(lèi)似扳機(jī)等，具有較高的機(jī)械性能要求和尺寸精度要求，同時(shí)該產(chǎn)品形狀復(fù)雜；醫(yī)療器械例如止血鉗等產(chǎn)品要求較高的機(jī)械性能和表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；電子零件例如手機(jī)按鍵，具有較高的尺寸精度要求和質(zhì)量要求，這些產(chǎn)品都應(yīng)選擇注射成型工藝加工，待燒結(jié)后制品無(wú)成分偏析，精度準(zhǔn)確、機(jī)械性能好、組織致密、表面質(zhì)量好，密度為7.6g/cm3~7.8g/cm3，后期能夠采用整形、熱處理、表面處理、機(jī)械加工工藝進(jìn)行加工。現(xiàn)如今，應(yīng)用粉末冶金成型技術(shù)能夠體現(xiàn)出性能良好、效率高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢(shì)。2.4沖壓、擠壓、塑性成型方法概述。沖壓、擠壓、塑性成型方法的應(yīng)用范圍最廣。技術(shù)人員僅需要結(jié)合基礎(chǔ)材料成型特點(diǎn)，利用模具表面涂層以及技術(shù)，優(yōu)化加工過(guò)程中的應(yīng)力狀態(tài)，從而減少材料加工成型中的摩擦阻力，釋放材料壓力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。沖壓、擠壓、塑性成型過(guò)程在加工復(fù)合材料時(shí)，應(yīng)結(jié)合增強(qiáng)材料比例、材料尺寸、材料強(qiáng)度、材料種類(lèi)、材料質(zhì)量選取適當(dāng)?shù)臎_壓、擠壓、模鍛及其他塑形方式，進(jìn)而制造高質(zhì)量金屬材料制品。塑性成型過(guò)程中如果被加工金屬?gòu)?qiáng)度低，應(yīng)提高加工速度。上述內(nèi)容重點(diǎn)闡釋了應(yīng)用沖壓、擠壓、塑性成型方法時(shí)應(yīng)重視模具的設(shè)計(jì)、制造、方法、條件。2.5鑄造成型方法概述。鑄造成型加工方法包括熔模法、壓力法、反重力法、消失模法，離心法等，通常應(yīng)用在低精度要求大批量產(chǎn)品成型，這些產(chǎn)品都需要后續(xù)機(jī)械加工操作。
3結(jié)語(yǔ)
材料成型與控制工程中金屬材料加工工藝水平將對(duì)金屬材料的功能、應(yīng)用效果產(chǎn)生重要影響。金屬材料成型方式很多，重點(diǎn)是結(jié)合材料特點(diǎn)、產(chǎn)品功能選擇加工方式。技術(shù)人員應(yīng)深入學(xué)習(xí)材料成型與控制工程的理論內(nèi)涵和實(shí)踐操作，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品與技術(shù)材料成型的技術(shù)要求相符，讓金屬材料加工制造水平進(jìn)一步提高，增強(qiáng)我國(guó)工業(yè)制造核心實(shí)力。
作者:竇君印子林趙星昊單位:華北理工大學(xué)
金屬材料在工業(yè)制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，不同的應(yīng)用環(huán)境對(duì)金屬材料的性能也會(huì)有不同的要求。金屬材料根據(jù)組成元素和結(jié)構(gòu)的不同，可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的性能會(huì)隨著組織結(jié)構(gòu)的變化而變化，在工業(yè)生產(chǎn)中要控制好金屬材料的組織結(jié)構(gòu)，以得到具有特定性能的金屬材料。
關(guān)鍵詞：
金屬材料；組織結(jié)構(gòu)；性能指標(biāo)
在人類(lèi)的生產(chǎn)生活當(dāng)中，鋼材、鋁合金等金屬材料起到了基礎(chǔ)支撐性作用。當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)對(duì)新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，人類(lèi)通過(guò)不斷認(rèn)識(shí)和制造出新的金屬材料，實(shí)現(xiàn)科技的進(jìn)步和發(fā)展。然而，金屬材料的性能受到多種因素的影響，其中影響金屬材料性能的一個(gè)因素就是金屬材料的組織結(jié)構(gòu)。在對(duì)金屬材料的生產(chǎn)制造中，要正確認(rèn)識(shí)金屬材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系。通過(guò)調(diào)控好金屬材料的組織結(jié)構(gòu)，使金屬材料獲得特定的性能，滿足人們的生產(chǎn)生活需要。
1金屬材料的分類(lèi)與簡(jiǎn)介
金屬材料是指以金屬元素為主要組分構(gòu)成的具有金屬特性的一類(lèi)材料的統(tǒng)稱(chēng)。金屬材料是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)，金屬材料的性能和質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。根據(jù)金屬材料的組成和性能不同，金屬材料大致可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料三類(lèi)材料。
1.1黑色金屬材料
黑色金屬材料是指以鐵、鉻和錳為主要元素組成的金屬類(lèi)材料，包括碳鋼、鑄鐵及精密合金等。黑色金屬材料在人們的日常生產(chǎn)生活中應(yīng)用最為廣泛，也是工業(yè)建設(shè)活動(dòng)中所使用的基礎(chǔ)性材料。黑色金屬材料的產(chǎn)量占到了所有金屬材料總產(chǎn)量的95%以上，是最為常見(jiàn)的一類(lèi)金屬材料。以鐵基材料來(lái)說(shuō)，根據(jù)材料中的含碳量不同，可以分為三大類(lèi)型。一是工業(yè)純鐵，這類(lèi)材料的含鐵量達(dá)到99%以上，含碳量小于0.02%。工業(yè)純鐵又稱(chēng)為熟鐵，具有銀白色金屬光澤，質(zhì)地相對(duì)較軟，不能用于制造刀劍、鐵犁等常見(jiàn)工具。二是鋼材，其是含碳量在0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常見(jiàn)的鋼鐵材料，冶煉方便，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，適用于大多數(shù)金屬制品的制造。三是鑄鐵，其是含碳量為2%～4.3%的鐵碳合金材料，鑄鐵的質(zhì)地硬而脆，但耐壓耐磨[1]。由上述分析可以看到，同樣是鐵基金屬材料，含碳量的不同會(huì)造成金屬材料差異巨大。
1.2有色金屬材料
狹義的有色金屬材料是指除了鐵、鉻錳之外的金屬材料，廣義的有色金屬材料還包括各種有色金屬合金。在當(dāng)代社會(huì)，新的科技設(shè)備對(duì)金屬材料的性質(zhì)有著特殊的要求，有色金屬材料的產(chǎn)量和用量雖然很小，對(duì)各種新產(chǎn)品的性能卻起著至關(guān)重要的作用。在全球范圍來(lái)說(shuō)，有色金屬的儲(chǔ)量要遠(yuǎn)小于黑色金屬，因而只有在特殊的工業(yè)制品中才會(huì)用到有色金屬材料。有色金屬材料通常可以分為輕金屬、重金屬、半金屬、貴金屬、稀土金屬和稀有金屬。與傳統(tǒng)的黑金屬材料相比，有色金屬材料的加工制造難度較大，在生活中應(yīng)用較少。有色金屬材料通常應(yīng)用于特殊產(chǎn)品如導(dǎo)彈、衛(wèi)星、潛艇和雷達(dá)的制造當(dāng)中。
1.3特種金屬材料
特種金屬材料是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一類(lèi)特殊的金屬材料，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用更為稀少，它們是具有特殊用途、結(jié)構(gòu)和功能的金屬材料。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，特殊金屬材料可以分為準(zhǔn)晶態(tài)、非晶態(tài)和納米晶態(tài)等金屬材料。特殊金屬材料現(xiàn)階段仍然處于研究開(kāi)發(fā)階段，在日常生活中應(yīng)用較少，目前主要應(yīng)用于航天制造等尖端科技產(chǎn)品的制造當(dāng)中。
2金屬材料的內(nèi)部組織對(duì)性能的影響
金屬材料往往具有一定的硬度，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，正是基于這些特性，金屬材料在人們的生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬材料的結(jié)構(gòu)性能與內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系巨大，在金屬材料的制備過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)控金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，達(dá)到改變金屬性能的目的。
2.1晶粒對(duì)金屬材料力學(xué)性能的影響
金屬的力學(xué)性能又稱(chēng)為金屬的機(jī)械性能，也是鋼筋等常規(guī)金屬制品最為關(guān)注的結(jié)構(gòu)特性。金屬材料的力學(xué)性能包含多方面的指標(biāo)，包括強(qiáng)度、韌性、塑性和彈性等。只有掌握了不同金屬所具有的特定性能，在金屬加工制造過(guò)程中才能合理地選擇恰當(dāng)?shù)慕饘俨牧稀＜兊慕饘俨牧蠈儆诰w，不同類(lèi)型的金屬材料其內(nèi)部的晶粒大小、形狀和晶體內(nèi)部缺陷不同，這些組織結(jié)構(gòu)特性會(huì)影響金屬的力學(xué)性能。金屬內(nèi)部的晶粒越小，晶體的韌性就越高，塑性越好[2]。
2.2金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)金屬性能的影響
在現(xiàn)代化冶金技術(shù)的發(fā)展下，合金被大量的加工和使用。以鐵碳合金來(lái)說(shuō)，其基本組織結(jié)構(gòu)有多種形態(tài)，在不同的要求下要選擇不同的合金材料。鐵素體在常溫環(huán)境下性能接近純鐵，但是強(qiáng)度和硬度相對(duì)較差；奧氏體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和硬度較強(qiáng)，同時(shí)可塑性也較好；回火索氏體各項(xiàng)指標(biāo)較為平均，綜合性能較好。由此可見(jiàn)，同種元素組成的金屬材料在不同的加工工藝的影響下，所得到的材料的性能差異很大。控制金屬的同素異構(gòu)體的特性是控制金屬性能的有效途徑。
3結(jié)語(yǔ)
金屬材料是人類(lèi)生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)性材料，在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。金屬材料可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的性能受到金屬的組織結(jié)構(gòu)性能的影響，通過(guò)調(diào)控金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)可以對(duì)材料的各項(xiàng)性能進(jìn)行有效的調(diào)控。金屬材料內(nèi)部的晶粒大小和結(jié)構(gòu)、金屬材料的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變都會(huì)對(duì)金屬材料的性能產(chǎn)生巨大的影響。
參考文獻(xiàn)：
[1]張炯.闡述金屬材料組織和性能之間的關(guān)系[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,6(3):81.
關(guān)鍵詞:金屬材料 磨損失效 防護(hù)措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TB31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，材料科學(xué)的地位無(wú)疑是舉足輕重，金屬材料的磨損失效現(xiàn)象往往會(huì)引起從業(yè)者的格外關(guān)注。由于金屬材料的磨損大大降低了金屬的使用可靠性,同時(shí)減少了金屬材料的使用壽命。因此，如何通過(guò)分析金屬材料的磨損形式及磨損機(jī)理,解決金屬材料的磨損失效是金屬工業(yè)中的重中之重,是工業(yè)發(fā)展不可缺少的組成部分。
1 金屬材料磨損失效的危害
在金屬材料的使用過(guò)程中,兩個(gè)互相接觸的金屬材料表面之間由于相互接觸摩擦和相互運(yùn)動(dòng)會(huì)引起材料表面的損耗,摩擦損耗往往會(huì)對(duì)金屬材料的尺寸、外形、結(jié)構(gòu)及性能造成不同程度的影響。在工業(yè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于工作環(huán)境差，工作強(qiáng)度高，工作時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)不及時(shí)等原因，機(jī)械設(shè)備在實(shí)際工作中經(jīng)常處在較大負(fù)載、沖擊、振動(dòng)的工況下，部分設(shè)備基本上日夜連續(xù)進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)行，使得機(jī)械設(shè)備容易產(chǎn)生疲勞磨損，加劇了關(guān)鍵部件的老化磨損速度。再加上煤礦中可能含有矸石等硬的成分，更加重了設(shè)備的磨損。這種磨損積累到一定程度，就會(huì)影響到設(shè)備各零部件的機(jī)械性能，甚至?xí)l(fā)生意外事故，危及職工的人身安全，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)形象。因此有效的減少磨損，降低機(jī)械的損耗，對(duì)保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有一定的作用。
2 金屬材料磨損失效的基本形式
金屬材料的磨損失效在工業(yè)建設(shè)中是不可忽略的問(wèn)題,也是亟待解決的問(wèn)題。而在工業(yè)建設(shè)中,要想及時(shí)有效地解決這種金屬失效問(wèn)題,清楚掌握造成這種金屬磨損失效的形式及機(jī)理顯得尤為重要。在現(xiàn)代的工業(yè)建設(shè)中,金屬的磨損失效主要有以下幾種形式:
2.1磨粒磨損失效
磨粒磨損失效是由于金屬的磨粒磨損造成的金屬材料相應(yīng)性能的損失,是材料磨損失效的普遍形式。根據(jù)磨粒磨損過(guò)程中金屬材料磨損表面所受的應(yīng)力和沖擊力不同,我們可將磨粒磨損分為鑿屑磨損、擦傷磨損以及碾碎磨損。通常情況下,在高應(yīng)力和硬磨粒的狀態(tài)下,會(huì)出現(xiàn)鑿屑磨粒現(xiàn)象;而在磨損過(guò)程中,如果磨粒硬度相對(duì)較小,則會(huì)劃傷金屬材料表面,使得金屬材料上出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象,這種磨損叫做碾碎式磨損;如果造成磨粒的應(yīng)力相對(duì)較小,則會(huì)出現(xiàn)擦傷磨損。
2 . 2 黏著磨損失效
黏著磨損失效則是由黏著磨損造成的金屬性能失效,而這種黏著磨損則是一種較為復(fù)雜的磨損。一般情況下,如果兩個(gè)相對(duì)滑動(dòng)的金屬材料表面不良或者超負(fù)荷工作,這就會(huì)造成金屬表面的應(yīng)力過(guò)高;當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)的金屬表面的應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)造成接觸面溫度急劇上升,致使金屬局部熔化,在之后的冷卻過(guò)程中,接觸面會(huì)固相焊接。當(dāng)金屬表面再次滑動(dòng)時(shí),足夠的切向力會(huì)使得黏接點(diǎn)斷開(kāi),破壞金屬的摩擦表面,從而會(huì)產(chǎn)生金屬磨屑,產(chǎn)生黏著磨損。
2 . 3 疲勞磨損失效
當(dāng)金屬材料的摩擦副表面在相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中,往往會(huì)忽略周期負(fù)荷的作用,這在循環(huán)往復(fù)的工作回合中,會(huì)使得接觸應(yīng)力增大,直到超過(guò)金屬材料的承受范圍,最終導(dǎo)致金屬材料的變形以及其它各種失效現(xiàn)象。在摩擦學(xué)中,疲勞磨損往往會(huì)被認(rèn)為是由長(zhǎng)期的周期負(fù)載造成的。長(zhǎng)期的周期負(fù)載會(huì)使金屬材料結(jié)構(gòu)變形,表面塑像變形,更有甚者會(huì)使金屬表面出現(xiàn)裂紋。在彈力學(xué)中,金屬材料的疲勞磨損則是十分嚴(yán)重的問(wèn)題,必須快速有效地解決疲勞磨損。
2 . 4 腐蝕磨損失效
在工業(yè)機(jī)械設(shè)備工作的過(guò)程中,其中的金屬材料難免會(huì)和空氣及水汽等介質(zhì)接觸,而金屬的活潑性又使得金屬極易和這些介質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),這就會(huì)造成金屬的腐蝕磨損。在腐蝕磨損中,腐蝕物是不可避免的,而這些腐蝕物則會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生其他磨損,使得磨損重疊,加劇金屬材料的磨損程度,產(chǎn)生更嚴(yán)重的失效。
2 . 5 微動(dòng)磨損失效
在機(jī)械設(shè)備的金屬材料中,相對(duì)滑動(dòng)的金屬材料很容易產(chǎn)生磨損,而相對(duì)固定的金屬材料也會(huì)產(chǎn)生磨損,只不過(guò)磨損情況相對(duì)較輕。在相對(duì)固定的金屬材料和副材料的摩擦表面之間,往往會(huì)因?yàn)橹車(chē)h(huán)境的影響產(chǎn)生接觸面微小的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而這種振幅較小的相對(duì)振動(dòng)則是產(chǎn)生微動(dòng)磨損的原因。
3 金屬材料磨損失效的防護(hù)措施
3 . 1 提供良好的工作環(huán)境
機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境是造成金屬材料磨損的主要因素之一,因此改善機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境是處理金屬磨損的有效方法。在機(jī)械設(shè)備的工作過(guò)程中,要最大程度的優(yōu)化其工作環(huán)境,減少設(shè)備的超額工作時(shí)間,同時(shí)防止各種腐蝕性物質(zhì)因操作不當(dāng)而浸入機(jī)械設(shè)備中,從而營(yíng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境,增強(qiáng)金屬的防護(hù)能力,保持金屬材料的連續(xù)使用性。
3 . 2 合理選擇金屬材料
在良好的工作環(huán)境的前提下,合理地選擇抗磨性的金屬材料也是金屬材料的防護(hù)手段之一。通過(guò)上文的分析,金屬材料的自身性質(zhì)是金屬磨損的決定性因素,所以在金屬材料的選擇過(guò)程中,要根據(jù)金屬材料的工作環(huán)境,合理的選擇工作材料。同時(shí),在選定材料后,也可對(duì)金屬材料進(jìn)行表面強(qiáng)化,提高材料硬度,增強(qiáng)其耐磨性。
3 . 3 金屬材料表面和結(jié)構(gòu)強(qiáng)化
在金屬材料相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,材料的表面特征則會(huì)大大影響金屬的磨損;因此,改善金屬材料摩擦便面的光滑程度,降低摩擦表面的摩擦系數(shù),可大大降低金屬磨損。同時(shí),金屬材料的結(jié)構(gòu)也大大的影響著金屬材料的磨損,合理的金屬配合方式便可在很大程度上降低金屬磨損。
3 . 4 定期進(jìn)行金屬材料保養(yǎng)
在做好了所有的前期處理之后,金屬材料的定期保養(yǎng)也是非常重要的。在設(shè)備運(yùn)作一段時(shí)間之后,對(duì)金屬材料進(jìn)行保養(yǎng),可很大程度的修復(fù)和改善金屬的性能,增強(qiáng)其抗磨性,從而提高金屬材料的使用壽命。
3.5研究新理論，設(shè)計(jì)新方案。
設(shè)計(jì)新型機(jī)械設(shè)備是減少機(jī)械設(shè)備的磨損失效最有潛力的方法。這樣可以促進(jìn)中國(guó)企業(yè)設(shè)備升級(jí)，提前減少因?yàn)闄C(jī)械磨損而帶來(lái)的損失，雖然更新設(shè)備需要資金花費(fèi)，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，減少了每年的維護(hù)開(kāi)支。這需要從摩擦、等相關(guān)學(xué)科和理論入手，分析現(xiàn)有的磨損問(wèn)題和失效形式，研究失效的宏觀和微觀機(jī)理，給設(shè)計(jì)提供足夠的理論支持。然后根據(jù)這些研究結(jié)果和思路，結(jié)合現(xiàn)有的采礦設(shè)備，設(shè)計(jì)出可靠性更高的機(jī)械或者對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械進(jìn)行改造
3.6采用新材料，
應(yīng)用新工藝使用抗磨材料、提高抗磨能力是減少金屬材料機(jī)械的磨損失效最有效的方法。在目前的情況下，采用新的材料，或者使用新的加工工藝，對(duì)較容易出現(xiàn)磨損失效的零部件進(jìn)行抗磨處理，無(wú)疑能立馬進(jìn)行替換，從而增加機(jī)械設(shè)備的可靠性。例如：我國(guó)的煤礦機(jī)械大多數(shù)都是國(guó)產(chǎn)的，其中的耐磨部分普遍采用低碳錳鋼作為原材料。加入了其他合金元素的低碳錳鋼在強(qiáng)度和抗磨性上跟其他碳鋼相比，有很大的優(yōu)越性。但是與國(guó)外的優(yōu)質(zhì)鋼材相比，還是有很大的不足。象刮板輸送機(jī)的中部槽，國(guó)產(chǎn)鋼板就需要45mm厚，為達(dá)到同樣的輸送量和使用壽命，而使用進(jìn)口的鋼板只需要30mm的厚度即可。
結(jié)束語(yǔ)
我們知道，金屬材料的磨損大大降低了金屬的使用可靠性,同時(shí)減少了金屬材料的使用壽命。所以,我們必須通過(guò)對(duì)金屬材料磨損形式和機(jī)理的分析,采取合理的防護(hù)措施來(lái)增強(qiáng)金屬材料的抗磨性,同時(shí)也要不斷地研發(fā)新型耐磨金屬材料,來(lái)降低金屬材料磨損失效的可能性,這樣才能避免工業(yè)生產(chǎn)中意外事故的發(fā)生,從而保證工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和從業(yè)人員的人身安全。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]金屬材料 熱處理 工藝
中圖分類(lèi)號(hào)：TG156 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）27-0010-01
一、金屬材料結(jié)構(gòu)與組織概述
從時(shí)間角度分析，在幾千年之前的鐵器時(shí)代中，金屬材料便出現(xiàn)在人們身邊，金屬材料被制作出生產(chǎn)勞動(dòng)工具以及其它工具，與此同時(shí)，人們也清楚認(rèn)識(shí)到了熱處理的作用。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)分析，在近幾年社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)金屬材料加工工藝已經(jīng)得到了創(chuàng)新發(fā)展，并在國(guó)際中占據(jù)重要地位，尤其在工業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展下，越來(lái)越多的領(lǐng)域加強(qiáng)重視金屬材料，應(yīng)用最多的便是合金材料，從宏觀角度分析，無(wú)論哪一種材料，只有將其實(shí)施熱處理，將內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)改善，才能發(fā)揮其作用[1]。從微觀角度分析，雖然經(jīng)過(guò)熱處理加工工藝，金屬材料發(fā)生變化，但是金屬材料外部形狀以及化學(xué)成分不會(huì)發(fā)生變化，僅僅改善金屬構(gòu)件內(nèi)部的顯微組織，但是從整體角度分析，金屬材料的性能發(fā)生了重大變化。
二、金屬材料熱處理工藝的概述
所謂的熱處理便是將金屬的材料放到對(duì)應(yīng)的容器之中，對(duì)其進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，將材料的表面、內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行改變，是對(duì)金屬材料性能進(jìn)行控制的一種工藝。從某個(gè)角度分析，金屬材料熱處理工藝的應(yīng)用，可以進(jìn)一步增強(qiáng)零部件耐磨損、抗疲勞的能力，還可以提高零件的整體使用強(qiáng)度，保證金屬材料的使用壽命。當(dāng)然從經(jīng)濟(jì)角度分析，金屬材料熱處理工藝能夠提高經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約資源，避免產(chǎn)生污染[2]。熱處理工藝則是相關(guān)工作人員將金屬材料進(jìn)行加熱，在加熱到一定溫度之后，根據(jù)材料大小以及形狀不同采取保溫措施，并對(duì)其進(jìn)行冷卻，其中值得注意的是淬火的應(yīng)用能夠?qū)⒉牧线M(jìn)行加熱與保溫，并在此之后將材料放入到水中進(jìn)行冷卻，這種方式下金屬材料的硬度會(huì)得到提高，但是相應(yīng)的脆度也會(huì)得到加強(qiáng)，因此為從根本上降低物體脆性，則需要將經(jīng)過(guò)淬火之后的金屬工藝進(jìn)行保溫，而后進(jìn)行冷卻。
三、金屬材料與熱處理之間的關(guān)系
（一）熱處理預(yù)熱與金屬材料切削性能之間的關(guān)系
從全局出發(fā)分析，在當(dāng)前我國(guó)金屬材料加工企業(yè)在熱處理預(yù)熱以及金屬材料切削方面存在聯(lián)系，這樣一來(lái)，則可以進(jìn)一步提高金屬材料的屬性。除此之外，在金屬材料在熱處理預(yù)熱之后，金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生非常大的變化，只有經(jīng)過(guò)預(yù)熱，金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)然只有經(jīng)過(guò)預(yù)熱，才能進(jìn)一步改善材料的硬度以及外形，才能將金屬材料的屬性得到改良。從某個(gè)角度分析，材料內(nèi)部發(fā)生變化，金屬材料的切削性能得到改善，切割演變的比較簡(jiǎn)單。由此可以了解到熱處理預(yù)熱能夠給金屬切割產(chǎn)生影響，是熱處理以及金屬材料之間十分重要的關(guān)鍵載體。
（二）熱處理溫度與金屬材料切邊之間的衡量關(guān)系
從整個(gè)熱處理過(guò)程中往往最為主要的便是要將其溫度掌握好，之所以需要做好這一點(diǎn)是因?yàn)榻饘俨牧锨羞厱?huì)受到相關(guān)溫度的影響。在經(jīng)過(guò)熱處理之后，物理狀態(tài)、硬度以及形態(tài)會(huì)發(fā)生重大變化，性能也會(huì)產(chǎn)生重大變化[3]。除此之外，在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)之后，與實(shí)際的情況相互對(duì)比，可以清楚了解到金屬切邊的性能發(fā)生重大變化。因此筆者認(rèn)為在金屬材料與熱處理中需要掌握的便是材料數(shù)據(jù)，要保證溫度的合適性。
（三）熱處理與金屬材料韌性的關(guān)系
毋庸置疑，有非常多的金屬屬性存在缺陷，具有代表性的便是韌性不足、硬度不足，且有非常多的金屬材料在熱處理之后，其韌性會(huì)得到提高，金屬材料的作用也會(huì)得到發(fā)揮。當(dāng)然，在熱處理之后，金屬材料的強(qiáng)度硬度會(huì)因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，其狀態(tài)比較穩(wěn)定，性能也會(huì)得到改良。
四、金屬材料銹蝕、開(kāi)裂問(wèn)題分析
一般情況下，在金屬加熱中或者冷卻的過(guò)程中，如果刻意的拉伸則會(huì)改變材料本身的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，往往會(huì)導(dǎo)致材料會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境影響而發(fā)生變化，從而出現(xiàn)鐵銹，這樣一來(lái)則會(huì)導(dǎo)致金屬材料的脆性增加，出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。從另外一個(gè)角度分析，金屬材料在存放的過(guò)程中如果收到影響，那么則會(huì)導(dǎo)致材料本身發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，如果不及時(shí)進(jìn)行處理，那么則會(huì)逐漸腐蝕材料，導(dǎo)致金屬材料表面不光滑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完成，嚴(yán)重影響金屬材料的實(shí)際使用。在日常工作中，需要對(duì)金屬材料保管加以關(guān)注，還需要定期或者不定期的進(jìn)行清理，對(duì)于還沒(méi)有使用的原材料要將表明上所存在的鐵銹進(jìn)行清理，然后再投入使用。對(duì)于已經(jīng)妥善保管的金屬材料，可以在表層涂抹防銹涂層，避免材料的形狀以及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。與此同時(shí)，如果不及時(shí)將金屬材料的鐵銹及時(shí)清理掉，那么則會(huì)導(dǎo)致對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，甚至對(duì)人員造成事故[4]。舉例說(shuō)明：在2005年廣東某一家石油化工車(chē)間出現(xiàn)爆炸，造成多人傷亡，設(shè)備損害，之所以產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因則是缺乏對(duì)日常設(shè)備的管理與檢查，管道出現(xiàn)銹蝕，沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理，在長(zhǎng)期腐蝕中出現(xiàn)慢性病。
在金屬材料熱加工中還會(huì)出現(xiàn)另外一個(gè)問(wèn)題，即出現(xiàn)開(kāi)裂情況，這種情況同樣會(huì)對(duì)金屬材料的性能造車(chē)能夠影響，之所以產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象的原因是由于在熱加工過(guò)程中溫度忽高忽低，所以相關(guān)人員在熱加工工藝處理的過(guò)程中，需要控制好溫度，提高材料的韌性承受能力，形成結(jié)晶。
五、金屬熱處理工藝未來(lái)的發(fā)展
在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，金屬材料熱處理加工已經(jīng)成為了現(xiàn)階段十分重要的組成內(nèi)容，但是在大多數(shù)金屬材料熱加工的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，這種情況則會(huì)嚴(yán)重影響了材料再結(jié)晶的效果[5]。因此在金屬材料熱處理加工的時(shí)候需要對(duì)溫度加以控制，使其形成結(jié)晶。從另外一個(gè)角度分析，科技在發(fā)展，在進(jìn)步，工業(yè)、農(nóng)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中離不開(kāi)機(jī)械設(shè)備，金屬材料熱處理已經(jīng)發(fā)展成為了最為主要的任務(wù)與內(nèi)容。熱處理行業(yè)看似比較良好，但是卻存在危險(xiǎn)性，且金屬以及金屬材料需要進(jìn)行高溫加工，很多生產(chǎn)加工設(shè)備在運(yùn)行如果不更新?lián)Q代，那么則會(huì)存在非常多的安全隱患，且在金屬材料高溫加工以及加熱的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生有害氣體，這些有害氣體如果被人們吸入到體內(nèi)，則會(huì)威脅人體健康。熱處理行業(yè)屬于污染型行業(yè)，在進(jìn)行處理的時(shí)候需要考慮環(huán)境問(wèn)題，并且不應(yīng)該構(gòu)建在居民區(qū)以及商業(yè)區(qū)，避免對(duì)人類(lèi)造成傷害。
結(jié)語(yǔ)：
綜上所述，在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平越來(lái)越高，其中金屬材料熱處理已經(jīng)達(dá)到了全新的發(fā)展水平，且提高了金屬材料的有序發(fā)展與進(jìn)步。
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對(duì)于金屬材料而言，蠕變損傷出現(xiàn)后，應(yīng)通過(guò)一些具有代表性的指標(biāo)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。運(yùn)用電阻法在檢測(cè)過(guò)程中，主要是觀察金屬材料蠕變過(guò)程中電阻率的變化情況，根據(jù)不同的變化來(lái)進(jìn)行判定，并且要結(jié)合實(shí)際的情況來(lái)確定，避免出現(xiàn)檢測(cè)上的失誤。
（一）蠕變損傷
現(xiàn)階段的金屬材料雖然在性能和壽命上均有一定的提升，但并不代表著金屬能夠完全抵御各種環(huán)境上的壓力。高溫、高壓環(huán)境對(duì)于金屬材料而言，是很大的挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)金屬材料處于高溫環(huán)境之中的時(shí)候，自身受到的應(yīng)力會(huì)低于金屬材料在該溫度下的屈服點(diǎn)，長(zhǎng)期的作用以后，金屬材料本身，會(huì)出現(xiàn)一種緩慢的、連續(xù)的塑性變形情況，我們將這種塑性變形稱(chēng)之為“蠕變損傷”。金屬材料在蠕變的過(guò)程中，往往會(huì)伴隨一定程度的損傷，在達(dá)到某一個(gè)的峰值后，就會(huì)出現(xiàn)更大的損傷。我們將蠕變損傷積累到一定程度的結(jié)果，稱(chēng)之為“蠕變斷裂”，這種情況突出表現(xiàn)為金屬材料的破裂、明顯的孔洞等等。
（二）電阻率變化
電阻法在金屬材料蠕變損傷檢測(cè)中應(yīng)用時(shí)，主要考慮到的指標(biāo)是電阻率的變化。從客觀的角度來(lái)分析，蠕變損傷在出現(xiàn)后，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致金屬材料的內(nèi)部出現(xiàn)一些變化，這些微小的變化被稱(chēng)之為物理性能上的變化。而對(duì)于電阻而言，自身的敏感性較高，利用電阻率的變化來(lái)實(shí)施檢測(cè)，可以取得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。例如，耐熱鋼作為目前比較高性能的金屬材料，其在蠕變過(guò)程中，電阻率在最開(kāi)始表現(xiàn)出了下降的趨勢(shì)，之后會(huì)表現(xiàn)出緩慢的下降，最后則表現(xiàn)為突出的上升趨勢(shì)。根據(jù)電阻率的變化情況、數(shù)值的統(tǒng)計(jì)等，就可以較好的對(duì)耐熱鋼的蠕變損傷予以判定和分析，之后采取必要的手段來(lái)維護(hù)和彌補(bǔ)，從而避免造成安全事故。
二、電阻法的應(yīng)用
金屬材料出現(xiàn)蠕變損傷是一種必然的情況，任何一種金屬材料的服務(wù)時(shí)間都是有限的，定期對(duì)金屬材料的蠕變損傷進(jìn)行檢測(cè)，可確保金屬材料是安全使用的，避免造成安全隱患。應(yīng)用電阻法的過(guò)程中，則需要根據(jù)實(shí)際的需求，選擇不同的體系和針對(duì)性的方法來(lái)完成，這樣才能實(shí)現(xiàn)最準(zhǔn)確的檢測(cè)。
（一）測(cè)量原理
電阻法在測(cè)量金屬材料蠕變損傷的時(shí)候，主要是以數(shù)字顯示技術(shù)作為基礎(chǔ)，從而對(duì)微小的電阻進(jìn)行有效的測(cè)量，之后運(yùn)用恒流源V-A法，直接測(cè)量電壓降。具體的測(cè)量原理如下：首先，選擇高穩(wěn)定度的恒流源、選擇高輸入的阻抗儀、放大器。其次，準(zhǔn)確的定位被測(cè)定的電阻，在該電阻上流經(jīng)恒定的電流，此時(shí)，在被測(cè)定電阻的兩端部位，就會(huì)產(chǎn)生電壓降，倘若恒流源輸出的電流不變，那么在實(shí)際的操作中，就可以準(zhǔn)確的測(cè)量電壓信號(hào)，最終會(huì)比較真實(shí)的反映出被測(cè)電阻的具體大小，從而完成對(duì)蠕變損傷的檢測(cè)，包括金屬材料的使用壽命、損傷大小、損傷的部位等等。
（二）測(cè)量結(jié)果
電阻法在金屬材料蠕變損傷的檢測(cè)中，應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行全面的分析，否則無(wú)法確保該方法是否有效，也不能深入了解蠕變損傷的情況。以耐熱鋼為例，比較硬度變化趨勢(shì)和電阻率變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，硬度陡降過(guò)渡到平緩下降的過(guò)渡點(diǎn)，正好是電阻率變化的最低點(diǎn)，而這個(gè)最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間正好是蠕變孔洞形成的開(kāi)始點(diǎn)，金相試驗(yàn)和電子顯微分析都證明了這一點(diǎn)。隨著蠕變孔洞的萌生、發(fā)展和連接，進(jìn)而形成孔洞鏈，攝后形成微裂紋，導(dǎo)致材料斷裂失效，電阻率又上升達(dá)到一個(gè)極值，硬度下降達(dá)到一個(gè)極值。另外，顯微組織、硬度與電阻率之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從高溫加速試驗(yàn)可以看到，由于材料顯微組織結(jié)構(gòu)的改變，導(dǎo)致材料的瞬時(shí)彈性強(qiáng)度、硬度下降，即材料的機(jī)械性能越來(lái)越惡化。而電阻率的變化與前面分析的電阻率的變化機(jī)理是一致的。由此可見(jiàn)，利用電阻法對(duì)金屬材料的蠕變損傷進(jìn)行檢測(cè)，可以獲得理想的效果，無(wú)論是在理論上還是在實(shí)際的操作中，均取得了非常優(yōu)異的成績(jī)。所以，可以在金屬材料蠕變損傷的檢測(cè)中，將電阻法進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，也可以進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)量，獲得更多數(shù)據(jù)和信息的同時(shí)，能夠有效維護(hù)。
關(guān)鍵詞：新型；金屬材料；成型加工；概況；技術(shù)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.019
目前新型金屬材料成型加工技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭良好，其材料特性相比普通金屬具有更高的性能優(yōu)勢(shì)，在不斷發(fā)展中成為了工程建設(shè)的重要材料，也催生了許多新型金屬材料成型加工技術(shù)。盡管當(dāng)前階段新型金屬材料成型加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r良好，還得到了我國(guó)政府有關(guān)部門(mén)在政策和資金上的支持，使得新型金屬材料成型加工技術(shù)進(jìn)入了發(fā)展新階段；但是受到傳統(tǒng)技術(shù)觀念和落后管理模式的限制，新型金屬材料的成型和加工技術(shù)的發(fā)展陷入困境，不利于相關(guān)技術(shù)在生產(chǎn)中發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。所以，本文就從新型金屬材料成型加工技術(shù)的概況出發(fā)，對(duì)新型金屬材料成型加工技術(shù)和方法進(jìn)行分析和研究。
1 新型金屬材料成型加工技術(shù)的概況
雖然新型金屬材料成型加工技術(shù)得到了快速發(fā)展，其發(fā)展成果和具體表現(xiàn)還得到了研究人員和管理人員的認(rèn)可和重視，但是大部分企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層并不了解新型金屬材料成型加工技術(shù)的重要性，受到專(zhuān)業(yè)性的限制，使得新型金屬材料成型加工技術(shù)無(wú)法得到有效發(fā)展，長(zhǎng)此以往就會(huì)對(duì)新型金屬材料成型加工技術(shù)產(chǎn)生消極影響。由此可見(jiàn)，新型金屬材料成型加工技術(shù)的概況需要得到有效分析，特別是其特性和選擇原則更是研究的重點(diǎn)，為新型金屬材料成型加工技術(shù)與方法的應(yīng)用做好鋪墊。
1.1 新型金屬材料成型加工技術(shù)的特性
一方面，新型金屬材料有固有的特性，具體表現(xiàn)為延展性更好， 化學(xué)性較為活潑，獨(dú)特的光澤和色彩等，目前應(yīng)用較為廣泛的新型金屬材料有形狀記憶合金，高溫合金，貯氫合金和非晶態(tài)合金等；另一方面，新型金屬材料還有加工特性，主要表現(xiàn)為：焊接性，焊接時(shí)沒(méi)有氣孔和裂縫，具有收縮小和導(dǎo)熱性能好的特點(diǎn)；鍛壓性，可以承受塑型變形的同時(shí)有效緩解沖壓等。
1.2 新型金屬材料成型加工技術(shù)的選擇原則
為了更好地l揮新型金屬材料成型加工技術(shù)的積極作用，就需要了解和應(yīng)用好相關(guān)的選材原則。舉例來(lái)說(shuō)，某些金屬符合材料種類(lèi)有差別，使得加工工藝和加工技術(shù)有所不同，比如連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料構(gòu)件需要應(yīng)用更多的技術(shù)和手段。正是因?yàn)槿魏我粋€(gè)小細(xì)節(jié)或者細(xì)微的紕漏都可能改變金屬基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，所以在材料和技術(shù)的選擇中，研究人員和技術(shù)人員需要根據(jù)新型金屬材料的本質(zhì)，結(jié)合選材的原則，從而可以做出科學(xué)合理的決定。
2 新型金屬材料成型加工技術(shù)與方法
根據(jù)新型金屬材料成型加工技術(shù)概況的表現(xiàn)，可以得知相關(guān)技術(shù)和方法的應(yīng)用需要進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整和改進(jìn)，才能促進(jìn)新型金屬材料成型加工技術(shù)的不斷發(fā)展。基于對(duì)新型金屬材料成型加工技術(shù)的了解，可以對(duì)粉末冶金成型加工技術(shù)，鑄造成型加工技術(shù)法，機(jī)械加工鑄造法，電切割技術(shù)法等具體表現(xiàn)進(jìn)行分析，總結(jié)出有用的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，保證新型金屬材料成型加工工作的正常進(jìn)行，提高新型金屬材料成型加工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際的案例，選取其中典型的加工技術(shù)進(jìn)行分析，從而可以為同行業(yè)人員的研究提供科學(xué)合理的借鑒。
2.1 粉末冶金成型加工技術(shù)
粉末冶金成型加工技術(shù)是最早應(yīng)用于新型金屬材料成型加工的技術(shù)之一，主要適用于尺寸較小，形狀不復(fù)雜以及較為精密的零件的制作，具有著在成型制作過(guò)程中能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增強(qiáng)相含量的調(diào)節(jié)，界面反應(yīng)少的優(yōu)勢(shì)，目前被廣泛地應(yīng)用到了復(fù)合材料零件，顆粒制造和金屬基復(fù)合材料的晶須增強(qiáng)中去，有效的提高了工作的效率。
2.2 鑄造成型加工技術(shù)法
現(xiàn)階段發(fā)展最成熟的新型金屬材料成型加工技術(shù)是鑄造成型加工技術(shù)法，能夠在滿足選材原則的基礎(chǔ)上被應(yīng)用到復(fù)合材料零件的生產(chǎn)與制作中去。但是當(dāng)前階段鑄造成型加工技術(shù)法還需要在具體的參數(shù)設(shè)置，工藝方法的選擇等方面進(jìn)行改進(jìn)，從而可以避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)和損失，有效地提高鑄造成型加工技術(shù)法的經(jīng)濟(jì)效益。
3 總結(jié)
總而言之，研究新型金屬材料成型加工技術(shù)是符合時(shí)展趨勢(shì)的，在了解新型金屬材料成型加工技術(shù)現(xiàn)狀的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了其中的潛在問(wèn)題，并且通過(guò)有效技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新對(duì)不足之處和薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了改善和彌補(bǔ)，為我國(guó)社會(huì)建設(shè)中新型金屬材料成型加工技術(shù)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。為了迎合當(dāng)前階段新型金屬材料成型加工技術(shù)越來(lái)越重要的趨勢(shì)，滿足人們對(duì)于生產(chǎn)生活的需求，就需要針對(duì)新型金屬材料成型加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行策略上的調(diào)整和改進(jìn)，使得新型金屬材料成型加工技術(shù)可以在更廣泛地領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。討論新型金屬材料成型加工技術(shù)不僅促進(jìn)了相關(guān)問(wèn)題的解決，還為我國(guó)社會(huì)建設(shè)中材料應(yīng)用和成型加工技術(shù)未來(lái)的發(fā)展和創(chuàng)新提供了新思路。
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