金屬材料論文精選(九篇)

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第1篇：金屬材料論文范文

實驗材料為FeS2礦物標本上的立方單晶與五角十二面體單晶，通過超聲清洗樣品表面污染。所用儀器為掃描電鏡SEM（LEO-1450型及ZEISSULTRA-55型），EBSD系統為OxfordInstru-ments公司的HKLCHANNEL-5系統。EBSD數據采集步驟為：將樣品安放在掃描電鏡樣品臺上，記錄下位置；將樣品臺推進掃描電鏡樣品室，對樣品室進行抽真空；將樣品臺傾轉70°并進行聚焦和傾轉圖像校正，將EBSD探頭送入樣品室；將入射電子束打在樣品表面，選擇合適視場進行菊池花樣的扣背底同時在電腦上進行圖像的優化；照下形貌相，選好視場，設置EBSD測定參數，啟動自動程序進行菊池花樣的自動標定；抽出EBSD探頭，樣品回轉至水平位置，關閉電鏡和計算機。進行數據處理，根據需要輸出各種類型的含有晶體學信息的圖。查FeS2的晶體學數據知其可以有3種不同的晶體結構，最常見的是簡單立方結構，空間群符號為Pa3，Herman-Mauguin國際符號為2/m3，點陣常數a=0.5417nm，配位數Z=4；另一種為三斜晶系，空間群符號為P1，Pearson符號為aP12；第3種為正交晶系，空間群符號為Pnnm，Laue群為mmm，點陣常數為a=4.45魡，b=5.43魡，c=3.39魡。

二、實驗結果分析

（一）立方FeS2單晶表面條紋形貌觀察與分析立方FeS2都是正方形顆粒，與石英伴生。用掃描電鏡中配置的能譜儀驗證是FeS2，特征譜見圖1a，定量結果為Fe33at%，S66at%。圖1b為FeS2單晶表面形貌相，可見明顯生長臺階，這與材料科學基礎課程界面一章介紹的Kossel-Stranski模型[2-5]，也稱Terrace–ledge–kink(TLK)mode（坪臺-臺階-扭折模型）對應，表明FeS2晶體緩慢生長時表面不是完全晶體學面光滑的，而是要通過熱激活形成臺階，再由臺階的側向生長完成垂直于表面的生長。臺階線近似成45°或90°。

（二）五角十二面體FeS2單晶表面條紋形貌觀察與分析黃鐵礦晶體形態、表面微形貌研究表明，負晶體是指黃鐵礦晶體{210}面上的條紋垂直于{210}和{100}面的交棱方向，并認為這種條紋只出現在那些簡單五角十二面體的黃鐵礦晶體上。圖2所示為五角十二面體（210）面上的正條紋和負條紋形貌。圖3為五角十二面體黃鐵礦記為A晶體和B晶體的表面形貌條紋。圖4為A、B兩個黃鐵礦的能譜分析結果。對比圖2和圖3可知以看出，試驗時的A、B兩個黃鐵礦晶粒表面形貌都為正條紋不是負晶體，為普通正條紋黃鐵礦。從圖4a可知，A晶粒中去除C元素的影響，計算結果為Fe31.47at%，S68.39at%，可知S原子數量是Fe原子數量的2.17倍，接近理論值。同時，檢測到A晶粒中含有微量的Si和Ni元素含量大約在0.14at%。從圖4b可知，B晶粒中去除O元素的影響，計算得Fe29.35at%，S69.18at%，可知S原子數量是Fe原子數量的2.35倍，接近理論值。同時，檢測到B晶粒中含有微量的Si和Ti和Al元素含量大約在1.5at%。綜上可知，五角十二面體的黃鐵礦一般含有微量元素，即說明形成時溶液的過飽和度相對較大。同時，A晶粒和B晶粒的雜質元素的含量不同，說明成礦時雜質元素的種類不影響黃鐵礦晶體的形態。

（三）立方FeS2單晶取向確定圖5a、圖5b為一顆立方FeS2的立方體顆粒及采用掃描電鏡EBSD系統測出的取向的{100}極圖，其取向的歐拉角為（147.8，6.1,125.0），轉化為密勒指數為（001）[010]，與立方體形貌完全對應，可知立方硫化鐵的每個表面都是（100）面。立方結構材料只有在非常緩慢的條件下或<100>方向的生長速度比其它方向慢的多的條件下才長成立方體。

三、討論

通過查找文獻、動手實驗、結果分析的系統研究過程，提高了學生科學研究素質與綜合實驗能力，為以后的研究生科研工作奠定了良好基礎，并深化了對材料科學基礎中晶體學相關概念與定律的理解。通過對兩種FeS2晶體類型與表面形態的對比研究，理解了晶體結構類型與單晶表面形貌的關系；晶體的微觀對稱性與宏觀對稱性的關系，晶體表面小面化或刻面的現象與宏觀表面的關系；認識了硫化鐵單晶在不同內因或外因作用下結晶成不同形貌的現象；掌握了材料分析方法中介紹的主要測試儀器掃描電鏡、能譜儀、電子背散射衍射儀，分別可獲取材料微觀形貌、微區成分、微區晶體結構及取向這3個最基本的材料信息；提高了尋找硫化鐵標本、文獻檢索、樣品制備、地質知識及最終的文章撰寫能力；體現了材料科學基礎課程研究型教學培養理念。

四、結語

第2篇：金屬材料論文范文

1.1化學熱處理薄層滲透技術化學熱處理薄層滲透技術能夠提高材料的韌性和性能，提高效率，還會減少能源浪費。薄層滲透技術不需要滲透到金屬材料深處就可以改變金屬表面的性能，降低了環境污染，減少了生產成本。化學熱處理不需要過分滲透，薄層滲透技術就是總結了傳統熱處理存在的問題后應運而生的。

1.2激光熱處理技術激光熱處理技術主要是利用激光對金屬材料進行熱處理。由于激光穿透力強，因此可以實現其他熱處理方式達不到的效果，使金屬材料表面硬度增強，性能提高。使用電腦控制激光熱處理技術，可以大大提高效率，實現熱處理自動化。

1.3真空熱處理技術真空熱處理技術利用真空作為金屬材料熱處理的環境，可以縮短時間，提高效率，減少有毒氣體的排放，有明顯的節能效果和環保效果。目前，在一些發達國家，真空熱處理技術還在不斷研究和更新，力求在無氧環境的基礎上填充惰性氣體作為熱處理環境，使熱處理效率更高。

1.4超硬涂層技術超硬涂層技術可以提高材料表面硬度，使其更加耐用，提高性能，是目前應用范圍較為廣泛的熱處理技術之一。隨著現代金屬材料加工技術的不斷發展，超硬涂層技術采用電腦進行實時監控，方便該技術更好地應用。

1.5振動時效處理技術振動時效處理技術依靠振動原理穩定金屬材料性能，可以有效防止金屬材料變形。振動時效處理技術采用計算機設備進行監控，既可以減少生產時間，提高效率，還能夠降低成本，節能減耗，克服了傳統熱處理技術的不足。

2金屬材料熱處理工藝與技術展望

隨著金屬材料熱處理工藝與技術的不斷發展，誕生了許多熱處理技術。其中，可控氣氛熱處理就是較為成熟的熱處理技術之一。可控氣氛，顧名思義，就是一種可以控制和保護的氣氛，是一種保護金屬材料的氣體介質。可控氣氛可以有效保護金屬材料的表面性能，使熱處理過程更為完善。對于鋼制工件而言，可控氣氛熱處理極為適合，可以給鋼材料提供更為妥善的保護。這是因為鋼在熱處理高溫中很容易被氧化，表面破壞較為嚴重，但可控氣氛熱處理卻能夠避免鋼被氧化。對于其他金屬材料而言，可控氣氛熱處理同樣適用，在尺寸上可以調控，使操作更加靈活。目前，可控氣氛熱處理的應用較為廣泛，但依然有很大的局限性。因此，未來的金屬材料熱處理工藝和技術需更加普及，才會有更廣泛的發展空間。

3結束語

第3篇：金屬材料論文范文

“金屬材料熱處理”課程內容多而繁雜，且不易自學理解。如果開始就布置綜合性很強的項目任務，則學生可能無所適從，或者推進效率低。而如果集中在課程后期實施綜合性強的項目，則初期還是需要老師通過集中講授的方式將主要知識點教給學生，這樣就導致學生的上課狀態沒有太大改變，等到開始項目教學時，學生要么已經將前面所學忘記，要么對突然轉變的教學方式無法適應。筆者經過長期實踐，認為項目式教學必須與傳統集中講授式教學交替進行，從易到難過渡，這樣學生能逐步適應項目式教學，同時由于教學方式的多樣性，以及在項目實施過程碰到許多問題，使得上課興趣大大提高，整體教學效果也比較好。筆者根據所涉知識點的廣度和深度，建立了“基礎性”、“綜合性”和“研究性”三個層次的教學項目。其中，“基礎性”項目的設計目的是加強學生對金屬材料熱處理課程重點內容的感性認識和掌握，使學生初步掌握熱處理工藝參數制定的基本原則；“綜合性”項目的設計目的是讓學生建立起金屬材料熱處理在金屬材料生產過程的地位和作用，系統掌握材料制備全過程中的熱處理工藝，提高學生的實踐動手能力；“研究性項目的設計目的是讓學生“自由選題、自主設計、自主實驗”，運用所學知識，針對特定材料設計制定其熱處理實驗方案，培養科研思維和創新能力。另外，在項目教學期間，穿插組織學生去大型鋼鐵、有色、先進制造企業熱處理車間生產一線參觀學習，全面了解材料的生產過程和裝備技術，拓展職業視野。

“基礎性”項目包括：（1）鋁合金固溶時效：了解固溶及時效處理的基本操作、析出產物的形成及析出過程中合金性能的變化；淬火加熱溫度、保溫時間及淬火速度對鋁合金時效效果的影響，掌握最佳熱處理工藝參數的確定方法。（2）碳鋼的基本熱處理工藝：掌握鋼的退火、正火、淬火、回火的工藝操作方法，了解含碳量、加熱溫度、冷卻速度、回火對碳鋼性能的影響規律。（3）低碳鋼的滲碳：掌握金相法測定滲碳層厚度的方法，了解表面滲碳熱處理后的組織分布特征。（4）Gleeble熱-力模擬：利用Gleeble熱-力模擬試驗機獲得金屬材料應力-應變曲線，結合組織觀測，分析實驗結果，了解金屬材料在形變熱處理過程中變形程度、變形溫度和組織與性能的關系。“基礎性”項目一般3人一組，完成后每人必須提交研究總結報告。“綜合性”項目，主要是基于45號鋼，由學生查閱文獻，自己完成從熱處理工藝的制定和操作、性能檢測、組織觀察分析和數據分析的全過程。綜合性項目一般5人一組，完成后每人必須提交研究總結報告，同時以小組為單位，以PPT口頭匯報的形式將過程和實施結果展現給同學和老師。“研究性”項目，主要是學生利用課余的時間，對一些新型金屬材料（非常規使用材料，一般為指導教師正在專注研究的材料）的熱處理制度進行探索性的實驗研究，確定其熱處理的溫度、實踐等工藝參數，使學生具有綜合運用熱處理課程等所學相關專業知識分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新思維和創新能力。“研究性”項目一般5人一組，完成后每人必須提交研究總結報告，同時做PPT口頭匯報，接受同學和老師的問詢。

2項目教學的實施效果及應注意的幾個關鍵問題

筆者在“金屬材料熱處理”課程中引入項目教學后，取得了明顯效果，主要體現在四個方面：一是激發了學生學習興趣，加深了對課程內容的理解。學生積極與老師交流，主動通過網絡檢索查閱資料，通過調研獲得項目有關的實踐應用方面的信息，深入鉆研的精神進一步養成；二是形成了合作學習的良好氛圍。小組成員間相互幫助，共同提高和進步，增強了團隊合作意識，提高了學習效率；三是產生了成就感，增強了自信心。學生認真完成每個具體的項目任務，解決每個實際問題，內心就會產生成就感，自信心也明顯增加，反過來也促進了對理論知識的學習；四是強化了操作技能，鍛煉了綜合職業能力。由于中小學階段主要強調的是應試教育，學生的動手能力普遍不強，更談不上職業能力。項目教學在鍛煉學生動手能力方面有立竿見影的效果，對學生適應未來工作崗位非常有好處。總結長期的教學實踐，筆者認為要想使項目教學在“金屬材料熱處理”課程中充分發揮作用，教師應把握好以下幾個關鍵問題。

2.1充分發揮教師的主導作用教師的主要職能應從原來的“教”轉變為“導”，具體體現為引導、指導、誘導和教導。教師應幫助學生提出問題、發現問題，但是解決問題和完成任務的主角是學生。對項目實施中遇到的關鍵知識點，教師應簡明扼要地提出，由學生通過自學方式完成。對于部分靠學生自身能力和經驗難以理解清楚的或者難以解決的問題，教師要及時給予啟發性的輔導，最好不要直接告訴結果。教師要充分激發學生的學習動力，促進學生的自主學習和個性化發展。對于項目中的各個子任務，教師要嚴格督促學生按時間節點要求保質保量的完成，對項目實施的整體情況要有很好的把控。

2.2充分激發學生的學習主體性在項目教學中，學生不再是被動的學習者，學生的學習擁有很強的階段目的性。學生為了解決實際問題，可以運用互聯網、文本資料、認知工具，或者與同學討論交流實現對信息的分析和處理，展開思維活動，不再完全依賴教師的講解。因此，項目教學擁有天然地激發學生自發學習的特點。但是，學生個體在智力水平、思維模式、學習習慣方面存在很大差異，教師應根據每個學生的情況充分激發學習的主體意識，只有這樣項目教學的效果才能充分體現，進展起來也會事半功倍。

2.3充分利用計算機網絡技術提高教學效果近年，由于計算機網絡技術的發展，出現了各種社交軟件和云存儲軟件。其中，使用廣泛的社交軟件有QQ、微信，云儲存軟件有金山快盤、百度云盤、360云盤。這些網絡軟件可以顯著改善工作效率。為此，我們在項目教學進行過程中建立討論組、QQ群、微信群，使項目成員、班級同學之間、學生和教師之間實現零障礙溝通和知識共享，通過金山快盤的協作功能實現組員協同工作，同時教師可以實時跟蹤項目進展。另外，像Google學術搜索、中國知網、維普、Sci-encedirect等文獻數據庫都是獲取最新知識的重要工具，教師要有意識地培養學生的文獻檢索能力。充分利用計算機網絡技術一方面體現了課程的與時俱進，另一方面也實實在在地改善了教學效果，開闊了學生的思維視野。

第4篇：金屬材料論文范文

【關鍵詞】金屬過敏反應

國外已有不少報道有關口腔修復的病人發生對某些金屬過敏的病例，特別是以鎳過敏的病例數最多［1～5］，因此，在眾多的牙用金屬材料中確定過敏原，避免使用含有過敏原的金屬材料是非常重要的。作者使用斑貼試驗的方法，選擇常用的7種金屬材料做變應原，對243例進行了檢測，報告如下。

材料和方法

7種變應原是由北京醫科大學怡達技術裝備廠生產的1%氯化鈷、1%硝酸鈦、2%硫酸銀、2.5%氯化鎳、2%氯化銅、2%氯化鉻、1%氯化鈀，用基質凡士林做對照。選擇243例自愿受試者(其中男102例，女141例)作為試驗對象，將上述物質置于斑試器上，用酒精清潔受試者背部脊柱兩側皮膚，待酒精揮發后，用不致敏的膠布將斑試器固定，輕輕按壓排除空氣使之貼緊，保持48小時，告訴受試者不要擦洗弄濕該部位，除非很癢或疼痛，不可過早去除斑試器。

結果

測試部位皮膚出現紅斑、浸潤、丘疹、水皰者判為陽性，無反映者為陰性，結果見附表。7種金屬中鎳的陽性率最高，男性為3.9%，女性為9.2%，經統計學分析，P＜0.05，有顯著性差異。鈷、銀、銅、鈀的陽性率男女間無明顯差異。

附表243例皮膚斑貼試驗陽性結果及陽性率

性別人數鎳鈷銀銅鈀鉻鈦

男1024

3

2

1

2

00

陽性率%3.922.941.950.981.9500

女14113113300

陽性率%9.220.710.712.122.1200

討論

一些特定牙科材料可引起延遲性過敏反應［6］，其機制是口腔內溶出的金屬離子與粘膜蛋白結合而致敏，再次接觸同樣金屬時，就會發生過敏反應。但口腔粘膜與皮膚相比，由于唾液的稀釋，消化及沖洗作用，引發過敏及炎性反應較少。口腔粘膜的過敏表現為粘膜的炎性水腫、短暫性水皰，水皰破后形成糜爛及潰瘍面。Hildebrand等總結了已發表的139例對牙科充填體發生過敏的病例，其中99例表現為局部齦炎和口炎，33例病人發生全身及遠處癥狀。Suzuki對275例斑貼試驗有陽性反應的病人口內充填體進行檢測，其中有161例病人查到變應原，有高度變應原性的5個元素是汞、鎳、錫、鈷、鉻［7］。

皮膚斑貼試驗是一種很好的確定不同金屬敏感性的方法，在口腔治療后產生金屬過敏，不論病人是口內或非相關的身體其它部位出現癥狀，均應通過皮膚斑貼試驗檢查是否有變應原性牙科材料的存在。確定含何種抗原金屬后采用抗原脫敏療法，或去除該修復體并注意今后不再使用抗原金屬材料，在日常生活中也不接觸抗原金屬。

作者單位：王尊一（100081北京醫科大學口腔醫學院）

胡曉陽（100081北京醫科大學口腔醫學院）

宋昕（100081北京醫科大學口腔醫學院）

侯金梅（山東醫科大學口腔醫院）

參考文獻

1，BurrowsD.Hypersensitivitytomercury,nickelandchromiuminrelationtodentalmaterials.IntDentJ,1986,36:30.

2，JonesTK,HansenCA,SingerML,etal.Dentalimplicationsofnickelsensitivity.JProsthetDent,1986,56:507.

3，AI-WaheidiEMH.Allergicreactiontonickelorthodonticwires:Acasereport.QuintessenceInt,1995,26:385.

第5篇：金屬材料論文范文

英文名稱：Journal of Materials Engineering

主管單位：中國航空工業第一集團公司

主辦單位：中國航空工業第一集團公司北京航空材料研究院

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1001-4381

國內刊號：11-1800/TB

郵發代號：

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1956

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學引文數據庫(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)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

第6篇：金屬材料論文范文

關鍵詞：地方性高校；金屬材料工程；培養模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）37-0075-02

材料是整個人類社會的物質構造基礎，材料科學歸屬于基礎性科學，也是先進工業技術改革的推動力，它作為材料科學與工程這樣一個材料大學科的重要分支之一，即金屬材料工程，該本科階段教育的目的是可以較好地教育出適應工業經濟和科技發展要求的高技術工程人才，人才培養與社會發展需求之間的對接要引起注重，強調在教學過程中結合專業基本理論和實踐操作能力、掌握先進知識和培養創新能力、創新和實踐能力的高級應用科學和技術的專業人才。因此，當地的學院和大學金屬材料工程應用型本科人才培養模式的改革具有重要的現實意義。

教育部對新建本科院校的重點應轉移到提高學校的教育水平，學校應牢牢把握區域經濟發展的人才培養、科學研究和社會服務等實際需要，培養應用型工程為主，多元化的人才培養規格和模式。金屬材料工程應用型本科院校專業人才的培養，如何滿足區域社會經濟和工業技術的發展，如何培養相對具有堅實的專業理論基礎和較強的創新思維和實踐能力的高級工程技術人才，是國內地方高校目前各種材料專業建設面臨的主要研究課題。

一、高校材料類本科專業人才培養現狀

目前，我國本科教育，特別是地方高校教育普遍存在的問題是嚴重缺乏創新意識和創新能力，難以適應快速發展的人才市場需求。一方面，在實際教育過程中，學校注重理論教育，輕視實踐操作技能培訓，只滿足在現有知識的記憶和再現，不能使用知識大膽創新探索。另一方面，學生畢業后進入社會，在面對不斷變化的科學技術和先進的生產手段的實際工作中遇到的創新主題，從自己的知識儲備的質量和能力方面，似乎嚴重不足。

近年來，材料科學與工程教育改革在中國發展迅速，許多高等院校材料從人才培養模式、課程體系、教學內容、實驗教學體系和教學方法等許多方面進行了大膽的改革和創新。材料科學與工程一級學科，在淡化專業個性教育模式的基礎上，構建“大學科”主題共用知識，培養面寬，在高質量研究型人才培養方面取得了一些好的經驗和成果。對于“985工程”和“211工程”院校可能很適合，但對于生源差和科研實力不高的地方高校而言，不能盲目地復制其他重點大學的改革模式。

二、地方性高校金屬材料工程專業培養模式

1.地方性高校金屬材料工程專業定位。金屬材料工程是工業經濟發展的重要支柱，在航空航天工業、能源化工領域、國防軍工方面、冶金機電行業均發揮著相當重要的推動作用。如何依托地方，為地方工業經濟發展培養具有金屬材料工程專業背景知識的應用型創新人才，是目前國內高校金屬材料工程專業建設面臨的重大課題。地方本科院校金屬材料工程專業人才培養應基于地域化目標定位，結合自身資源條件和區域工業經濟發展對人才的需求狀況，構建金屬材料工程本科專業人才的培養體系，并通過突出地方特色培養金屬材料工程專業人才的核心競爭力。

根據江西省新材料產業和工程技術發展的實際需要，為江西省材料產業和工程技術發展儲備工程技術人才；同時增進學校與政府、與金屬材料表面技術行業、金屬材料熱處理行業以及相關企業之間的互動，聯合培養應用型人才。此外，通過理論與實踐教學相結合，以創新實驗項目為載體，突出創新能力的培養；以企業工程項目為載體，培養工程應用意識，提升工程方面的素質和能力，出于這種原因，我校金屬材料工程專業人才培養的主要目標定位是：具備金屬材料工程領域的基礎知識，了解材料科學與工程領域的相關專業知識，能在材料制備與質量檢測分析、金屬材料熱處理、鋼鐵冶金與機械加工企業和相關行業工作，適應社會主義經濟發展的高層次、高素質的應用型創新人才。

2.地方性高校金屬材料工程培養模式。金屬材料工程建設將學校的現實與當地區域經濟發展相結合，堅持技術應用研究人才培養目標定位，從而有效地開展錯位競爭、拓展生存和發展空間較大的專業。根據培養目標，積極探索切實可行的人才培養體系、機制和人才培養模式。人才培養模式改革是各種教學過程改革的重中之重，應該遵循高等教育的發展規律，仔細研究適應未來高等教育的科學發展趨勢，根據培養高素質人才的總體要求，建立起能夠充分激發在校大學生的學習主動積極性和創新創業精神，能使學生的個性得到充分發展，同時也能整體增長知識、能力和素質，具有新時代新特征的多樣化應用型高層次工程人才培養模式。

結合地方經濟的工業發展，九江學院的金屬材料工程專業在整個教學體系中，理論主干課程包括物理化學、電工電子學、材料科學基礎、金屬工藝學、熱處理原理、熱處理工藝及設備、金屬材料學、材料研究方法、材料失效分析、材料力學性能、金屬材料工程專業綜合實驗。與此同時，開設了兩個專業方向，（1）金屬材料塑性成型與模具方向：金屬塑性成形原理、鍛造工藝及模具設計、沖壓工藝及模具設計、擠壓工藝及模具設計、模具CAD/CAM軟件應用、模具制造工藝學、Pro/E造型及模具設計、壓鑄工藝及模具設計。（2）金屬材料熱處理與測試方向：先進材料制備技術、粉末冶金原理、無損檢測、材料的腐蝕與防護、冶金質量分析、材料物理性能檢測、材料表面技術工程、先進復合材料。為了配合理論教學，大量安排實踐性課程與之配套，讓學生能夠利用理論知識解決實際工程技術問題，實踐性教學課程主要包括金工實習、金屬材料專業實驗、熱處理工藝及設備課程設計、粉末冶金原理課程設計、材料表面技術課程設計、生產實習、畢業實習、畢業論文（設計）等。

三、地方性高校金屬材料工程專業培養模式改革創新

1.培養模式進行改革探索。作為地方性高校的金屬材料工程本科專業，應該充分認識到地方性區域工業經濟未來發展對自己學校所設置的金屬材料工程本科專業人才的確實需求，根據該本科專業的定位和特色，確定專業人才培養模式。金屬材料工程專業的培養模式要從我校的實際出發，根據目前九江及周邊區域工業經濟與本專業相關單位的現狀及發展，在原有培養模式的基礎上，逐漸將原有的一味培養技術應用型人才過渡到應用技術研究創新型人才的培養目標和定位，這樣才能有效地開展多層次培養，避免將學生培養成一個模子技能的技術人才，根據學生的特色，因材施教，拓展專業培養的發展空間，形成專業的辦學特色，形成應用技術研究創新型多層次人才的培養新模式。

2.授課體系進行改革修訂。為了能更好的對金屬材料工程應用型本科人才培養計劃和課程進行改革，我們在現有基礎之上進行了以下準備性的工作：在相關大學進行調查研究，學習專業課程體系建設的成功經驗，探索課程建設的內涵和專業內容集成優化，訪問有關材料企業，了解社會對金屬材料工程本科專業所需要的新知識、新能力和高素質要求，對九江學院近幾年畢業的金屬材料工程專業的學生進行系列性的跟蹤調查，了解就業單位對我們學校該專業畢業生的滿意程度，以及該專業畢業生對現有的人才培養模式、課程體系、專業教學知識點的意見及建議，邀請校內外知名教學專家，召開系列專家指導會，制定該本科專業課程體系和專業教學知識點方面改革的確實可行的方案，撰寫新的人才培養方案，專業教學大綱內容將隨之進行整合優化。專業主干基礎課程建設得以加強，并根據區域經濟發展的社會需求，設置相應并可行的必修課程，同時形成金屬材料熱處理與測試方向、金屬材料塑性成型與模具方向兩個具有一定地域工業特色的專業方向，使該專業的在校大學生形成比較完整的基礎性知識及社會所需要的專業性知識。

3.配套平臺進行改革探索。為配合模式及課程改革，必須對教學及研究平臺進行更新建設，充分并有效地發揮本專業的專業實驗室設備優勢。近兩年，本專業在原有實驗設備的基礎上，通過多渠道項目經費購置了200多萬元的教學兼科研實驗設備，滿足了本專業各種專業理論課程的配套實踐性教學需要。目前，九江學院金屬材料工程的專業實驗室有：表面技術實驗室、粉末冶金材料及工藝實驗室、材料化學制備實驗室、材料物性檢測實驗室、材料熱處理實驗室、金相制樣及分析實驗室、鑄造技術實驗室、材料力學性能實驗室和材料微納結構分析實驗室。通過這一系列實驗平臺的建設，金屬材料工程專業的發展將得以支撐。根據本專業的特色，在九江和周邊地區與九江新聯傳動機械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奧盛鋼纜科技有限公司等企業進行實質性地合作，建立產學研及學生實習見習基地，并聘請企業技術骨干和學校教師聯合指導畢業論文（設計）工作，學生的實踐操作能力和工程技術應用能力得以較好的培養。

第7篇：金屬材料論文范文

關鍵詞：金屬材料工程專業；卓越工程師；教學體系；工程實踐；國際化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0029-03

“卓越工程師教育培養計劃”是《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》提出的高等教育重大改革計劃，旨在培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[1，2]。培養卓越工程師后備人才，要面向工業界、面向世界、面向未來。立足于“卓越工程師項目”的主旨與重點，上海大學金屬材料工程專業以提升學生的社會責任感、創新能力和工程實踐為核心，強化工程能力和創新能力，在建立符合工程教育規律的教學體系的基礎上，加強學生的企業工程實踐環節，注重國際化的培養，鼓勵學生積極參加材料熱處理工程師的培訓和全國大賽。通過一系列探索實踐和教學改革，上海大學金屬材料專業在培養適應國家建設需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。

一、建立符合工程教育規律的教學體系

上海大學金屬材料工程專業是第一批“卓越工程師教育培養計劃”批準的本科專業。圍繞工程教育的核心問題，在聽取企業專家意見的基礎上，上海大學金屬材料工程專業通過轉變教育理念，構建了符合工程教育規律的、多層次、立體化的專業課程體系。通過對原有的教學計劃進行修訂，優化了課程設置，并對教學內容、教學方法、教學手段、教學考核與評價標準進行了相應的改革。新修訂的教學計劃具有以下特點：（1）夯實學科基礎，強化工程文化。（2）增加實踐性和研討性課程比例，擴大開放性實驗、實訓，強化實踐教學，突出以工程項目為載體的任務拉動式的研討性和實踐性環節設置。（3）引入“校企、科研院所聯合培養”的機制，與企業共建課程，邀請企業專家對本科生進行職業生涯培訓，聘請企業專家走進課堂主講專業前沿講座，充實授課內容。（4）增加企業學習環節，以工程項目為載體，聘請企業專家指導學生的工程訓練，指導畢業設計，參與學生的培養。鼓勵學生參與企業的課題研究，使學生在工程環境中接受熏陶，激發學習興趣，實現知識到能力的轉化，增強工程意識，提升工程和能力。除了對教學計劃的修訂之外，還相應地改變了傳統的教學方式，更新了授課內容，改革了教學手段、教學考核與評價標準，以適合金屬材料專業卓越工程師培養的要求。如：以項目為載體的任務拉動式教學模式貫穿于課程教學的全過程，以工程實例為核心，把知識點與工程應用有機地聯系起來；理論與實踐教學相結合，重視案例教學、基于項目的教學和工程實踐教學，培養工程能力和素質；充分發揮學生的學習主動性，實現“課上、課下互動”、“課內、課外互補”；倡導在教師指導下的學生自主學習模式，通過啟發式、探究式、討論式、參與式教學，實現學生與教師課堂的上下互動交流；改革考試方法和考核機制，注重學習過程考查和學生能力評價，加強學生課外自主學習和參與課外活動的主動性，培養學生的創新性和工程實踐能力。

二、加強企業工程實踐

新教學計劃的課程設置在加強實踐環節，培養學生實踐能力、解決實際問題能力方面進行了大膽嘗試。為大力推進“卓越工程師”實踐培育的環節，金屬材料工程專業發動廣大教師，選取“上海匯眾汽車制造有限公司”、“山特維克材料科技公司”、“肯納金屬有限公司”、“艾伯納工業爐有限公司”、“上海工藝研究所”等一批在行業領域頗具影響的國企和外企作為學生的企業實踐基地。“金屬材料工程專業”卓越工程師的培養在企業的工程實踐采取了分散形式，以分階段、逐步推進的模式實施。包括：“暑期實踐（7～8月）深度實習（冬季學期）畢業設計（春季學期）”。每年的7～8月組織本科生先進入企業進行為期2個月的暑期企業工程實踐活動。通過這一階段在企業的工程實踐，使廣大學生學到了課本上未接觸到的實踐知識，加深了對所學專業的理解和認識，提高了自學能力和工程實踐能力。更為重要的是在社會大課堂中鍛煉了吃苦耐勞的精神，獲得了與人交往的經驗，增強了團隊合作意識。在實踐過程中，同學們雖然也暴露出書本知識與實際結合不夠緊密，處理問題不夠成熟等問題，但這些經歷督促學生回到學校后更加努力掌握更多的知識，并不斷深入到實踐中，鍛煉自己的能力，為今后更好地服務于社會打下堅實的基礎。在經歷了暑期實習環節后，冬季學期一部分學生重新回到原實習單位進行深度實習，并與企業導師一起探討，提出合適的畢業設計題目。春季學期在企業完成畢業論文。學生在經歷近一年的企業工程實踐活動后，取得了卓有成效的成果。如：2008級4名本科生經過一年深度實踐洗禮，圓滿完成了畢業論文，取得優良成績。其中趙小滿同學的論文《耐熱耐沖擊球墨鑄鐵鑄造工藝方案研究》被評為校優秀畢業論文，他本人也順利進入原實習單位就業，并與另一位同學一起將畢業論文研究結果整理成文章，發表在《現代鑄鐵》雜志上。在企業期間他們積極參與“168中低壓氣缸排汽段下半”鑄件的制造過程，該鑄件在第十一屆中國國際鑄造博覽會上榮獲“2012年中國國際鑄造博覽會優質鑄件金獎特別獎”。雖然我們的學生只是參與其中的局部工作，但實踐給他們帶來的收獲以及集體榮譽感成為激勵他們不斷奮進的動力。4名學生實習之后全部與企業簽約，這從一個側面說明了校企共同培養的優異效果。這些學生在企業表現出色，已逐漸成為企業的中堅力量。為了更好地提升“卓越工程師”培養工作，我們對參加企業工程實踐的同學進行了問卷調查。結果表明：企業為學生提供了各類有效的培訓和實習崗位，絕大多數同學對此感到滿意和認可；絕大多數提供的是技術相關崗位，有助于學生專業知識與實踐能力結合，而一些市場、銷售、客服等崗位，則有助于學生成為一個能迎合社會需求的復合型的材料工程技術人員。企業的實踐活動為學生提供了深入生產和工作一線的機會，通過在知名企業實習，絕大多數同學認為成為一個優秀的工程師是有前途的，專業認同感得到了提升。這不僅有助于學生提前適應企業對各類技術的要求，并做好自己的職業生涯規劃，明確自己的發展方向，同時在更好的理解所學專業后，不少同學愿意繼續求學，“卓越工程師”在企業的實踐活動對學生今后攻讀研究生也起到良好促進作用。

三、注重本科生“國際化”的培養

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

四、組織參加材料熱處理工程師的培訓與考取資格證書

“材料熱處理工程師”是中國機械工程學會開展的職業技術資格認證，現已納入我國專業工程師系列，是評定材料熱處理工程師是否合格的重要依據。對在校學生主要是材料熱處理工程師（見習）的認定，“材料熱處理工程師（見習）資格證書”是檢驗金屬材料專業工程應用型人才培養是否合格的具體體現。為此，在金屬材料卓越工程師培養的最后階段，我們組織一部分學生參加了材料熱處理工程師（見習）的培訓與考試。作為一名還未接觸到實際工作的學生來說，熱處理工程師（見習）的培訓和考試給他們的影響非常大。學生普遍反映：這是一個很好的學習平臺，一是鞏固和拓展了專業知識，二是更多地接觸了實踐中的問題。在這里，接觸到的都是資深的教授專家以及一線員工，他們對于熱處理的認識是大學生從未涉及的深度和廣度。在教學過程中，培訓教師都會將已有的知識聯系實際生產，也能更加靈活的運用專業知識且非常有意義。另外，在課余時間，很多來自各單位企業的員工學員都會提出一些實踐中遇到的問題，各位教師也會根據自己的理解給予解答，這是培訓的另一收獲。

培訓中既有重點院校教授講授的基礎理論知識，如：通過對工程材料的基礎講解，使學生對材料熱處理的本質有了進一步的了解和掌握；工藝學的講解通過大量實際案例的分析和討論，理論和實踐相結合，使學生學習到多方面的熱處理實際經驗，提高了專業技術水平；設備、質量控制及檢測部分的講解，使得學生在今后的生產工作中，對設備的合理選擇和使用有了比較全面的認識，對熱處理質量控制及材料檢測有了系統的了解。此外，更有富有多年生產研發管理經驗的高級工程師、廠長講授熱處理實際生產管理、質量控制等知識，尤其講授了在大學課堂教學中涉及較少的熱處理相關設備原理及應用知識，既擴充了知識面，又理論聯系了實際，做到學以致用，為學生今后工作中安全生產、綠色生產打下了堅實基礎。培訓班上的最大亮點是院士的精彩報告，院士的博學多才、遠見卓識，在教學中循循善誘、絲絲入扣，教書育人，給學生們留下了深刻的印象。中國工程院院士潘健生教授每期培訓班安排20課時，為學生講述由他主編的《熱處理工藝學》書中的“導論”內容，包括熱處理在制造業中的作用、熱處理技術的特點、怎樣搞好熱處理等。中國科學院院士徐祖耀教授的“做一個優秀的熱處理工程師”報告，闡述了科學與工程的關系、熱處理工程師應具備什么知識、熱處理工程師要有三個概念及產學研結合的重要性等四個方面內容。他們以親身的經歷生動地講述自己在長期從事材料熱處理理論研究和實踐的體會，還結合教學內容引導學生分析解決生產實踐中遇到的難題，以鞏固和加深專業基礎理論知識，受益匪淺。

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

五、積極參加全國大賽

除材料熱處理工程師（見習）的培訓與考試外，我們還鼓勵學生利用課余時間，積極參加各種專業技能大賽、大學生創新項目和大賽。在全國競賽的大舞臺上進一步提高學生的實際操作技能、創新和實踐能力。

1.“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽。由中國機械工程學會等單位主辦的“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽主要目的是通過為學生提供社會實踐活動平臺，鼓勵在校學生學習鑄造專業知識，為鑄造企業培養優秀人才，促進我國鑄造行業的發展。自舉辦以來，金屬材料工程專業積極組織學生參與這項全國賽事。在教練組長楊弋濤教授的悉心指導下，參賽學生積極備戰，克服缺乏實際設計經驗的瓶頸，全面完整地完成了從鑄件零件圖、鑄造工藝圖、型板圖、芯盒圖到鑄造工藝方案計算機輔助模擬優化的全部內容。在面對實際問題的過程中，同學們對書中的理論知識靈活應用、虛心求教，發揮團隊合作精神，這些為他們日后走上社會積累了寶貴的經驗。上海大學金屬材料工程專業已連續參加了四屆大賽，每次均有獲獎。迄今為止共有63名學生取得22個獎項（2013年有8名金屬材料工程專業本科生獲獎，2014年有16名本科生獲獎，2015年共有9名學生獲獎）。特別是2014年和2015年，連續兩年上海大學獲得“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽一等獎，充分體現了金屬材料工程學科在培育“卓越工程師”上取得的實戰成效。

2.全國大學生金相技能大賽。金相制備是材料科學與工程領域應用廣泛、行之有效的研究和檢驗方法，是材料學子的必備技能。全國大學生金相技能大賽是由教育部高等學校材料類專業教學指導委員會和高等學校實驗室工作研究會（中國高等教育學會實驗室管理工作分會）聯合主辦的一項全國性大學生賽事。旨在提高大學生的金相制備及觀察的實驗操作技能，增強金相圖譜分析能力，加深對專業知識的理解與應用，增強實踐操作能力。上海大學金屬材料專業認真組織學生校內預賽，積極備戰全國總決賽，已連續參加三屆大賽，每次均有獲獎。其中2013年獲個人二等獎和團體優勝獎；2014年三名參賽選手分獲個人一、二、三等獎，同時以名列前茅的得分為我校奪得團體優勝獎；2015年黃嘉豪、李笑玲和牟博維同學代表上海大學參賽，獲得個人一等獎一名、二等獎兩名，上海大學獲團體優勝獎。值得一提的是在此賽事的組織過程中，年輕教師陳卓和徐京老師得到迅速成長，因出色的表現連續2年獲優秀指導教師獎。此外，2014年在“華為杯”（首屆）中國大學生新材料創新設計大賽中，上海大學金屬材料工程專業本科生安立聰和王曉領銜的兩支參賽隊伍在指導教師楊弋濤和韋習成的精心指導下，在全國180余支隊伍中過關斬將，均獲得全國三等獎。2014年7月，第四屆全國大學生電子商務“創新、創意及創業”挑戰賽全國決賽中，王曉同學領銜的參賽團隊在繼“三創賽”上海賽區獲得特等獎之后，喜獲全國總決賽二等獎。2015“豐東杯”中國大學生材料熱處理創新大賽本科生劉成杰和陳世超在指導教師韋習成和王武榮的指導下，經過激烈的比賽和答辯，論文《BR1500HS硼鋼板熱壓淬火工藝及其性能的研究》獲得全國總決賽二等獎。2015年8月，第二屆上海市大學生先進材料創新創意大賽中，王曉與吳俊瑋同學組成的參賽隊以項目《新型耐磨金屬基復合材料》獲得二等獎。學生在各類賽事中的優異表現，側面反映出上海大學金屬材料卓越工程師的培養工作得到專家評委的肯定和認可。

通過一系列探索實踐和教學改革，上海大學金屬材料專業在培養適應國家建設需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。在收獲成果的同時，也暴露出一些問題。如：在校大學生吃苦精神不夠、動手能力不足、溝通欠缺，特別是因缺乏誠信給實習單位留下不好的印象，影響了實習單位對后續學生實習的接納。這些現象日益突出，成為卓越工程師培養最大的障礙。今后，我們將針對這些問題做進一步的改革，以期培養出更多更優秀的卓越工程師。

致謝：本文的研究工作得到教育部“卓越工程師培養計劃”（上海大學金屬材料工程專業）和“上海大學校級重點課程建設項目”（材料類專業職業生涯培訓）的支持。

參考文獻：

第8篇：金屬材料論文范文

心理學告訴我們，興趣是人的認識需要的情緒表現，是學習動機中最有活力的部分。學習興趣的培養、保護和發展對于激發技校學生進行專業課程的學習尤為重要。許多學生不是不想學，而是由于缺乏必要的學習興趣，沒有學習動力，時間一長甚至發展到厭學的程度。筆者認為教師的責任是，在教學過程中通過多途徑、多層次、多樣化的教學設計制造專業教學的亮點，實施興趣教學，從而讓學生產生學習興趣，維持并發展興趣，這樣才能真正地學好這門課程。通過幾年的教學實踐，筆者總結了以下幾種興趣教學的實施手段和方法。

一、用實例，吸引學生注意力

著名心理學家皮亞杰認為：“青少年的好奇心不完全取決于一個東西的物理特性，而要看它和主體的過去經驗的關系如何。”也就是說，學生會對自己熟悉或相關的課題內容產生興趣。因此，教師上課時應針對學生的狀況，靈活地使課本內容貼近學生的生活和經驗，使學生對教學內容產生親切、熟悉的感覺，吸引學生的注意力，進一步激發學生學習更深層次內容的求知欲望和學習動機。

舉例教學就是貼近學生生活和經驗的一種教學方法。比如在介紹金屬材料時，我不是照搬概念，而是引導學生列舉一些生活中的金屬實物及其使用材料的例子。學生從身邊的生產、生活中舉了很多例子，如“餐具是不銹鋼的”，“電線是銅芯的”，“汽車車身用鋼板材料”，“易拉罐是用鋁做的”，“暖氣等熱水嘴是黃銅的”等等。我在其中選擇了比較具有代表性的金屬進行列表，如下：

由于這些物體都是學生平時見過甚至是用著的，已有了一定程度的感性認知，因此，在講金屬的性能，如金屬的導電性、導熱性、耐高溫性時，很多學生都能馬上領悟。

讓學生參與舉例教學，辦法雖簡單，但能調動學生積極性且貼近學生的實際生活，從而收到良好的教學效果。

二、圖文并茂，注意輔之形象記憶

在《金屬材料與熱處理》課程教學中注重圖形結合，再輔之以形象記憶，可使學生較輕松地掌握需記憶的內容。如在鐵碳合金重點章節教學中，要充分注重圖形結合課件播放鐵碳合金相圖，引導學生學習五種金屬組織及性能。分析一定含碳量的合鐵碳合金相圖是《金屬材料與熱處理》課程中重要的章節，是本課程的核心，它既有較強的實踐性又有很深的抽象理論，學生在學習中普遍認為概念很難理解。在此情況下，教師要充分利用自制的課件進行演示教學，把抽象的東西加以形象化，具體化，圖文并茂并結合形象記憶法記憶相圖五個重要的相變溫度。再運用相圖訣可有效幫助學生識記鐵碳合金相圖。

相圖訣

溫度成分建坐標，鐵碳二元要記牢；

兩平三垂標特點，九星閃耀五弧交；

共晶共析液固線，十二面里組織標；

基本組織先標好，相間組織共逍遙；

分析成分斷組織，鑄鍛處理離不了。

注：鐵碳二元――鐵（Fe）和滲碳體 （Fe3C）

兩平――ECF線（共晶線）、PSK線（共析線）（又稱A1線，熱處此線溫度727度）

三垂――含碳量分別為0.77%、2.11%、4.3%

九星――A、C、D、G、S、E、P、F、K九個特性點

五弧――AC、CD、AE、GS、ES五條線

三、合理運用多媒體教學，強化課堂教學效果

科學研究表明，眼、耳等多種感官并用，學習效率最高。可是《金屬材料與熱處理》課程中有關硬度的各種實驗，如退火、正火、淬火、回火等熱處理工藝受設備條件限制，沒有現場操作演示。若僅憑掛圖及幾個應用實例分析很難把枯燥、抽象的內容講“活”。因此，教師可利用多媒體教學具有可視性強的特點，在教學中將金相顯微組織、煉鋼過程、熱處理的操作過程、材料的火花鑒定等利用陳述性表達無法取得滿意效果的教學內容，通過多媒體加以形象直觀的展現，使教室的空間得到延伸，讓學生不出教室便可置身于實驗室和工廠的車間之中，使學生所學到的知識更貼近生產實踐。這樣將增加課堂教學的趣味性與生動性，可有效調動學生的學習興趣，有助于學生充分利用視覺和聽覺去獲取知識。

四、設懸念，激發科學探究精神

《金屬材料熱處理》中“金屬材料的力學性能”是重點學習內容之一，但該內容較為抽象，如果采用傳統講述法，很難提起學生的興趣。因此，在上新課前先放映了一段著名的泰坦尼克號郵輪沉沒的電影片段，并進行解說：泰坦尼克號郵輪堪稱當時世界上最大、最豪華、設計最先進的郵輪，但就是這艘被稱為“永不沉沒”的海上都城，在與冰山的一次沖撞后，產生了90多米長的大裂紋，并在短短3個小時后就沉沒了。這是人類航海史上的一次悲劇，它的沉沒也是近一百年來的未解之謎。后來科學家對郵輪的殘骸進行分析，認為事故的發生與材料的力學性能有密切的關系。

學生聽到這里，急于想知道其中的奧秘。這時不急于講答案，而是設下伏筆，創設了一個“懸念猜想”的學習情境，從而進入教學過程。

在教學中，由于強烈的好奇心的驅動，學生對金屬材料的力學性能分析這一原本枯燥的課題始終保持著濃厚的興趣，課堂教學變成了學生進行科學探究的過程。最后，再為學生揭開懸念的謎底：原來，泰坦尼克號郵輪的鋼板，在極低的溫度下變脆，經不起沖擊和震動；另外，那時候冶煉及熱處理技術不先進，鋼板中含硫量高，韌性很差，最終導致了這場災難的發生。

第9篇：金屬材料論文范文

關鍵詞：刀具材料，工件材料，高速鋼，硬質合金，切削加工

 

材料學是研究材料組成、結構、工藝、性質和使用性能之間相互關系的科學。材料、結構和幾何形狀是決定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起著關鍵性作用。刀具材料的發展反映了切削加工技術的發展史。而工件材料的性能直接影響刀具的壽命.

1.刀具材料的性能對切削方式的影響

刀具材料是指刀具切削部分的材料。合理選擇刀具材料影響到：

（1）切削加工生產率

（2）刀具耐用度

（3）刀具消耗和加工成本

（4）加工精度和表面質量

故合理選擇刀具材料對金屬切削加工至關重要。常用刀具材料主要有工具鋼、硬質合金、陶瓷、超硬材料四大料，其中應用最多的是高速鋼和硬質合金。

1.1高速鋼性能及應用

高速鋼是含有較多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼。其抗彎強度較高，韌性較好，常溫硬度在62~66HRC，其耐熱性約為600~660℃。刃磨時切削刃易鋒利，故在生產中常稱為“鋒鋼”，磨光的高速鋼亦稱白鋼。

高速鋼綜合性能較好，故廣泛用于制作刀具。其具有高的強度（抗彎強度為3～3.4GPa）和高的韌性（180～320kJ/㎡）,具有一定的硬度、良好的耐磨性和熱處理變形小的特點，適用于制造各種結構復雜的成形刀具、孔加工刀具等。

高速鋼按化學成分可分為鎢系高速鋼和鉬系高速鋼（含Mo2％以上）；高速鋼按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝方法不同，又可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。

高速鋼刀具制造工藝較簡單，刀刃鋒利，適用于制造各種形狀復雜刀具(如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等) 。常用的通用型高速鋼牌號——W6Mo5Cr4V2 、W18Cr4V ，高性能高速鋼——如9W6MoSCr4V2 、W6MoSCr4V3，比通用型高速鋼具有更好的切削性能，適合于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、釷合金和高強度鍘等難加工材料，粉末冶金高速鋼，其性能優于上述的高速鋼 ，540℃時HRA82~87，760℃時RA77~85，800--1000℃時，尚能進行切削，刀具耐用度提高幾~幾十倍，同時切削速度提高4~10倍。但比高速鋼強度低，沖擊韌性差，不能承受切削振動和沖擊負荷。

1.2硬質合金性能及應用

硬質合金是由硬度很高的難熔金屬碳化物和金屬粘接劑用粉冶金工藝燒結而成。硬質合金的常溫硬度達71~76HRC，耐磨性很好，能耐800~1000度的高溫。科技論文。硬質合金刀具允許的切削速度切削速度可達100~300m／min，比高速鋼高5~10倍，但抗彎強度低，怕沖擊振動，制造工藝性差。硬質合金中：碳化物含量高，則硬度高，抗彎強度低。粘結劑含量高，則硬度低，抗彎強度高。

硬度合金按其化學成分與使用性能為分K、P、M三個主要類別。科技論文。

（1）K類硬質合金(舊牌號YG類)，適宜加工短切屑的脆性金屬和有色金屬材料，如灰鑄鐵、耐熱合金、銅鋁合金等，其牌號有K01、K10、K20、K30、K40等，精加工可用K01 ，半精加工選用K10 ，粗加工宜用K30

（2）P類硬質臺金(舊牌號YT類)，適宜加工長切屑的塑性金屬材料，如普通碳鋼、合金鋼等，其牌號有P01、P10、P20、P30、P50等，精加工可用P01 ，半精加工選用Pl0、P20 ，粗加工宜用P30

（3）M類硬質合金(舊牌號YW類)，具有較好的綜合切削性能，適宜加工K切屑或短切屑的金屬材料，如普通碳鋼、鑄鋼、冷硬鑄鐵、耐熱鋼、高錳鋼、有色金屬等，其牌號有M10、M20、M30、M40，精加工可用M10，半精加工選用M20 ，粗加工宜用M30

1.3涂層刀具材料

在硬質合金或高速鋼基體上，涂敷一層幾微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物(如碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁等)而制成的。涂層硬質合金的刀具壽命至少可提高l～3倍，涂層高速鋼的刀具壽命可提高2～10倍

2.工件材料的性能對切削加工的影響

在金屬切削加工中，了解加工工件材料的性能也極其重要。工件材料的強度、硬度提高，平均正壓力增大，因此，摩擦系數μ下降，剪切角φ增大，切削變形減小。塑性較高的材料，則變形較大。工件材料的塑性或韌性越高，切屑越不易折斷，使切屑與前刀面間摩擦增加，故切削力增大。材料硬化能力越高，則力越大。奧氏體不銹鋼，強度低、硬度低，但強化系數大，較小的變形就會引起材料硬度提高，所以切削力大。銅、鉛等塑性大，但變形時，加工硬化小，則切削力小。工件材料是通過強度、硬度和導熱系數等性能的不同對切削溫度產生影響的。以45鋼工件為參照，低碳鋼強度硬度低，導熱系數小，切削溫度低。高碳鋼，強度硬度高，導熱系數小，切削溫度高。40Cr硬度相等，強度略高，導熱系數小，切削溫度高。合金鋼強度硬度高，導熱性能差，切削溫度高。不銹鋼強度硬度低，導熱系數較45鋼低3倍，切削溫度高.脆性材料摩擦小、產生熱量少、溫度比45鋼低。

3.刀具與工件材料須合理匹配

刀具、工件兩方面材料的力學、物理和化學性能必須得到合理的匹配，切削過程方能正常進行，并獲得正常的刀具壽命；否則，刀具就可能會急劇磨損，刀具壽命很短。例如，硬度高的工件材料，就必須用更硬的刀具來加工；高速鋼刀具硬度不夠，不能用來切削淬硬鋼和冷硬鑄鐵，硬質合金則能勝任。加工硬脆材料，不僅要求刀具有很高的硬度，還要求有高的彈性模量，否則刃部難以支撐。科技論文。用硬質合金刀具加工淬硬鋼及其它硬脆材料，必須采用彈性模量較高（WC成分較多）的K類或M類牌號。以上是力學性能的匹配。不僅考慮刀具材料的常溫力學性能，還應考慮其高溫性能。在加工導熱性差的工件時，應采用導熱性較好的工具，以使切削熱得以傳出。從而降低切削溫度。

綜上所述，只有對材料學深入研究，在了解工件與刀具材料特性的基礎上，使被選用的刀具材料與工件材料相互“匹配”。既做到充分發揮刀具特性，又能較經濟的滿足加工要求。值得說明的是，加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼與硬質合金。只有加工難加工材料才有必要選用新牌號合金或高性能高速鋼，加工高硬度材料或精密加工時才需選用超硬材料。

參 考 文 獻

[1]宮成立等． 金屬工藝學. 機械工業出版社,2007

[2]聶建武,蘭建設等.金屬切削與機床 西安電子科技大學出版社，2006.2