明确将无机非金属材料专业的培养目标定位在地方经济建设需要的无机非金属材料工程高级应用型人才,突出“一定基础知识支撑、适当宽度专业口径、突出某一专业方向、强化专业实践能力、博专共存、以专为主、长短兼顾、持续发展”的特点，强调知识、能力和素质的协调发展，强调学生的工程实践能力的培养与培育。通过教学计划、教学内容、教学方法和教学手段的改革，突出工程实践教学，强化实践技能的培训；确保学生工程实践能力的提高。无机非金属材料工程专业的人才培养方案在修订后开设了两个培养方向：
（1）传统无机非金属材料方向（硅酸盐及耐火材料），培养学生利用高新技术提升传统产业（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在节能减排的技术改造中发挥作用。
（2）新型无机非金属材料方向。加强学生对“广泛材料”了解、认识、掌握的培养模式，通过对先进陶瓷材料、复合与功能材料、薄膜与微晶玻璃、材料表面改性等课程学习，在自主择业中能快速适应新材料领域的工作环境。我专业在这两个培养方向上，形成了以国家、企业需求为牵引，将材料基础研究与新材料应用开发相结合的特色发展模式。
2以应用型人才培养目标为中心，优化无机非金属材料工程专业课程体系
根据市场需求和学科发展，即主动适应社会发展，做到“一个专业，两个方向，自主选择”。“自主选择”，即强调学生个性发展，增加选修课和选修覆盖面，使学生有更大的自主选择空间。在此指导思想下，对无机非金属材料专业课程体系进行优化。
1）公共基础平台。按照教育部工科大学生培养要求由学校统一设置，分为必修课和选修课，该平台提供了工科大学生应掌握的基本知识和人文素质。
2）专业基础平台。分为必修课、无机非金属材料工程一级学科基础课程、无机非金属材料工程二级学科基础课程。该平台的设置可使学生掌握材料工程师所需的基础知识和基本理论，为后续课程学习奠定基础，对学生考研也有很好的作用。
3）专业课平台。分为：
（1）专业方向限选课，此为无机非金属材料工程专业的特色，学生在三年级自主选择，分传统无机非金属材料方向和新型无机非金属材料方向进行学习。
（2）专业任选课，专业任选课中的基础课程可以使学生加强材料工程专业知识。无机非金属材料专业学生就业的企业，既有新材料企业，也有水泥、玻璃、陶瓷等传统企业，因此在第六学期开始开设就业针对性强的课程，能有效增强学生就业能力。
4）实践平台。分为：通识实践课、学科实践课、专业特色实践课（分两个专业方向）、毕业设计（论文）。
3总结
关键词：接地网；耐蚀金属材料；电化学测试
1引言
变电站容量的扩大对接地网安全运行的要求更为严格，对接地体的热稳定性的要求更高。在我国，由于资源、经济等原因，接地网所用的材质主要为普通碳钢。接地网腐蚀通常呈现局部腐蚀形态，发生腐蚀后接地网碳钢材料变脆、起层、松散，甚至发生断裂。某盐碱性土壤变电站现场与接地网连接的普通碳钢试片埋置2年后的表面情况。一般性土壤变电站现场与接地网连接的普通碳钢试片埋置226天后的表面情况。无论在盐碱性土壤中还是在一般性土壤中，接地网的碳钢试片腐蚀是非常严重的，其表面有许多局部腐蚀坑，试片边缘也不完整。
腐蚀是导致接地体事故扩大的一个主要原因。因为对于运行多年的接地网而言，由于腐蚀性土壤环境中的电化学腐蚀以及电网设备等运行中的泄流造成的腐蚀使得接地体截面减小，甚至断裂，造成接地性能不良，不能满足热稳定性的要求，因而电路电流将会烧坏接地网，使得变电站内出现高电位差，造成其它主设备的毁坏事故，还会危及人身安全。由于接地网埋设在地下，一旦腐蚀严重到使接地网的接地电阻不合格，甚至局部断裂时，对接地网的翻修改造是相当费劲和困难的，费用也是巨大的。因此防止接地网腐蚀，保证接地性能的稳定性，延长接地网的使用寿命，是电力系统安全经济生产所迫切需要解决的课题。
对于接地网防腐蚀的研究，目前国内主要有两条路线[1]，一是研制耐蚀性能优良而且经济性好的导电材料以取代目前普遍使用的碳钢；二是采用电化学保护技术以减缓正在服役的接地网的腐蚀速度，延长使用寿命。原武汉水利电力大学“接地网防蚀研究及应用”课题组经过长期大量的试验，已经筛选出耐蚀性能优良且价格合理的材料，可以取代目前广泛使用的普通碳钢。
2试验情况
由于接地网土壤腐蚀是一个缓慢过程，因此为了能快速优选出所需的材料，在实验室里进行了电化学测试，试验测试方法包括极化曲线、交流阻抗和动电位扫描。由于变电站接地网要承受雷电流及电网不平衡电流的泄流作用，因此在对材料进行筛选时必须了解材料的耐电解电流腐蚀的性能，为此在实验室里进行了材料的电解试验。试验所用土壤介质的理化性质分析结果，其自腐蚀电位为-688mV。根据德国DIN50929土壤腐蚀性评价标准评价该土壤为腐蚀性土壤[2]。试验所筛选的材料为2种稀土钢材（CL4和CL5）及3种常见表面处理的合金钢（CL1、CL2和CL3）。为了便于对比，试验还使用了普通碳钢及镀锌钢。根据实验室初步试验的结果，在变电站现场土壤中埋置了一定数量的材料试片以了解材料在变电站土壤现场中的耐蚀性能。
（1）极化曲线测试
1）试验条件
试验采用三电极体系，即工作电极、参比电极和辅助阳极。其中工作电极是将各种材料制作成体积为1cm3的小块，留出一表面作为研究面，其余表面用环氧树脂密封；参比电极为饱和甘汞电极，通过鲁金毛细管插入电解池；辅助阳极为铂电极。试验介质为土壤水土比为5:1的浸出液。试验所用仪器为TD3690型恒电位仪，HD-1A型信号发生器及3086-1AX-Y型记录仪。
试验时，起扫电位的选择是阳极极化时起扫电位比自腐蚀电位低100mV，阴极极化时起扫电位比自腐蚀电位高100mV。每次扫描的速度为2mV/s。
2）试验数据处理
采用BETACRUNCH（VERSION）程序进行计算。
（2）交流阻抗测试
1）试验条件
试验采用三电极体系，介质为水土比为5:1的土壤浸出液和水土比为2:1的泥浆，试验使用的仪器为EG&G公司的交流阻抗测试仪，包括锁相放大器，M283恒电位仪。计算机3个硬件部分通过GPIB总线连接起来。软件为M398阻抗数据专用测量软件。
2）数据处理
以频率最低处的阻抗值（|Z|0.05）来表征材料在介质中的耐蚀性能。|Z|0.05越高，说明材料的耐蚀性能越好，反之亦然[3]。
（3）电解测试
电解时试验材料与直流电源正极连接，用石墨棒作为阴极与直流电源的负极连接，电解所用介质为变电站土壤的水土比为2:1的泥浆，电解时间为3h，电解电流为64.0mA，槽压为150V。
3试验结果和讨论
3.1极化曲线测试
极化曲线测试试验的结果可见，在这些土壤介质中，材料CL1、CL2的腐蚀速率较其它材料低，其耐蚀性能较好。
3.2交流阻抗测试
试验结果可见，材料CL1、CL2的阻抗值明显高于其它材料，比普通碳钢高出2个数量级。材料CL4、CL5的耐蚀性能与普通碳钢差不多，甚至有时还不如普通碳钢。
3.3电解测试
从试验结果可以看出，镀锌钢耐电流电解腐蚀性能较差，材料CL1和CL2的耐电流电解腐蚀性能较好，其耐蚀性能比普通碳钢要高得多。电解结束后观察材料表面可以看出，镀锌钢表面的镀层出现了局部剥离现象，而其它材料表面均没有出现这种现象。
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3.4现场埋置试验
不同材料制作的试片在变电站现场土壤中埋置624天后挖出，经过表面处理后测定材料的腐蚀速率，结果可见，材料CL1和CL2的腐蚀速率较碳钢及镀锌钢要小得多。
同种材料，当与接地网连接时其腐蚀速率高于接地网不连接时的腐蚀速率，原因是与接地网连接的试片除了要受到土壤自然腐蚀作用外，还要受到变电站接地网泄流时的电流电解腐蚀。
在变电站土壤现场埋置试验过程中发现，与接地网连接的镀锌钢材料在不到1年时间其表面镀锌层就已经被电解腐蚀掉，而未与接地网连接的镀锌钢材料其表面镀锌层却完好。从现场埋置材料试片测定的腐蚀速率结果也可以看出，镀锌钢用作接地网材料时其耐蚀性能较普通碳钢没有多大提高，因此用镀锌钢材料来延长接地网使用寿命意义不大。
4结论
（1）在土壤腐蚀性较严重的地区，为了延长接地网使用寿命，在设计时往往考虑采用镀锌钢。其防腐蚀的原理是锌的腐蚀电位较普通碳钢的低，在土壤介质中锌优先被腐蚀掉从而保护了普通碳钢，达到延长碳钢使用寿命的目的。在没有电流作用下，镀锌钢的使用寿命的确较长，在变电站土壤现场埋置试验的结论也是如此。但是作为接地材料，由于其要受到接地电流的作用，镀锌钢表面的镀锌层很快就会被电解掉，因而镀锌钢对延长接地网的使用寿命实际作用不大。
（2）根据实验室电化学测试的结果可知，无论是在土壤浸出液中还是在土壤泥浆中，材料CL2的耐蚀性能较其他材料的耐蚀性能好，是普通碳钢耐蚀性能的5~7倍。
（3）经试验测试表明，材料CL1和CL2的耐蚀性能较普通碳钢要强得多，这对于延长变电站接地网的使用寿命，确保接地网安全经济运行具有重大意义。同时考虑材料的经济性及来源等因素，本文推荐用非铜质材料CL2替代普通碳钢用于接地网防腐蚀。
参考文献
[1]许崇武，胡学文，彭泉光，等．接地网防蚀研究及应用[R]．武汉：武汉水利电力大学，2000．
例如，在讲到金属材料及其力学性能时，笔者举一个现实性、学生感兴趣的中国第一艘航母“瓦良格”号实例，即现在的“辽宁舰”。该舰最初由苏联时期黑海造船厂设计建造，随着20世纪90年代前苏联解体，建造工作停止。1999年，乌克兰与澳门一家“旅游有限责任公司”签订协议，以2000万美元的价格出售。“旅游有限责任公司”购买“瓦良格”号航母的理由是，将其改造成一个大型海上综合旅游设施。2002年3月4日，“瓦良格”号航母经过重重困难终于抵达航行的终点——中国大连港口。首先专家对它进行反测绘，测量船体使用材料、钢材、抗打击能力即冲击韧性。紧接着笔者引入新课，金属材料加工首先要合理选材，在选材中不断创新，而且世界各国都在科学研究新型材料，从而推动科技的发展，对此学生乐于接受。举例教学，办法简单，能马上贴近学生的实际生活，可收到良好的教学效果。因此，在教学过程中教师要注意观察生活，收集素材，以便在教学中使用，激发学生的学习兴趣。
二、好奇心，激发学生的学习兴趣
比如，讲到金属的导电性、导热性、热膨胀性时，为什么电动机机芯用纯金属、纯铁丝、纯铜丝而不用合金？为什么家用厨房小铲要木质手柄？在制定各类热加工工艺（焊接、铸造、锻造和热处理）时，必须考虑材料的导热性，以防止材料在加热或冷却过程中发生变形或开裂；在铺设钢轨时，在两根钢轨衔接处应留有一定的空隙，以便使钢轨在长度方向有膨胀的余地；在测量工件的尺寸时，也要注意热膨胀的因素，以减小测量误差；对精密仪器或机械零件，线膨胀系数也是—个非常重要的性能指标。另外，一般物体具有热胀冷缩的物理特性，但还有特殊情况。学生听到这里，急于想知道其中的奥秘。这时，笔者不急于讲答案，而是话锋一转，且听以后分解，让学生带着好奇心进入学习情境，激发学生的学习兴趣。在教学中，由于强烈的好奇心的驱动，学生对金属材料的性能分析这一原本枯燥的课题逐渐产生欲探讨的兴趣。这样课堂教学效果又前进了一步。
三、小故事，大启发
在讲到冲击韧性试样时，为什么把它做成缺口形状？引用北大教授张学政讲到应力集中时，先讲一个小故事：过去山村老百姓敲锣时，锣出现裂纹，为了防止裂纹蔓延，两边各凿一个孔，使其延缓过度，这样几十年后原样不变。接着讲述原理：一块布一拉，这个应力是均匀分布的，但是当你剪个口再拉，应力马上就集中在这个刀口呈指数函数增加成千倍、万倍地增加。应力大于材料的屈服强度，产生大的塑性变形，最后断裂。所以工程上最可怕的问题是零件内部有裂纹，或者有棱角、尖角的切口，包括外部切口。这样道理浅显易懂，小故事，大道理，激发学生的学习兴趣。培养了学生热爱生活，善于观察生活，尊重科学并运用科学的意识。
四、多媒体与传统教学结合法，吸引学生注意力
例如铁碳合金相图讲授：笔者先在黑板上画出铁碳合金相图，不同彩色粉笔标出特性点、特性线，然后进行铁碳合金相图多媒体演示课件。这样改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、难懂的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性。这样学生对新知识的学习更加形象、直观、明了，便于自主学习，加快记忆，增加学习欲望。
五、理论联系实际,学以致用
在讲过碳素钢、合金钢、硬质合金以后，教师给学生布置任务：实习应用的刀具、量具，哪些是碳素钢？哪些是合金钢？哪种类型的硬质合金？牌号各是什么？热处理如何？学生实习课时带着任务寻找不同刀具、量具，归纳总结。最后课堂上，笔者会评价总结，让学生明白理论知识与实践应用相结合，学以致用。这种理论实践一体化教学方法改变了传统的理论教学和实践相分离的教学形式，突破了实践是理论的延伸和应用，是理论的附属品的传统教育理念，突出了教学内容和教学方法的应用性、综合性、实践性。它以理论传授、实践操作技能训练为一体，集老师与学生双向交流，小组协作讨论为一体，增强了学生学习理论知识的兴趣，促进了对理论知识的理解，提高了学生的实训兴趣和实际操作的能力，为今后走向工作岗位增强了适应能力。
六、小结
迁钢腐蚀实验室根据首钢抗腐蚀管线钢开发的实际情况，定位在可持续发展的基础上，在完成产品出厂检测的同时承担新产品研发所需要进行的试验，检验能力包括常温常压下的氢致开裂HIC和硫化氢应力腐蚀开裂SSCC(B方法四点弯曲)两个检验项目，可以分别进行A、B两种溶液的试验，于2011年6月份正式投入使用。湿H2S能够引起金属材料发生强烈的氢致开裂HIC和应力腐蚀开裂SSCC，因此，所有临湿H2S环境设备(特别是压力设备)材料必须经过耐HIC或SSCC标准试验测试或腐蚀试验研究。将H2S气体通入反应器，在反应器中形成H2S腐蚀介质，对金属材料的抗HIC和SSCC性能进行检验，然后废气通过尾气回收系统进行回收。整套试验系统主要分为气体发生装置、主反应器、排气和尾气回收管路，可进行HIC、SSCC的B方法，还包括安全报警系统、通风设备、应急喷淋系统、实验监控与系统控制，尾气回收系统以及辅助的个人防护装置等，试验流程如图1所示。
1.1HIC试验流程来样处理－配置反应液－摆放试样－氮气除氧－移液－二次除氧－通入硫化氢－滴定－测量PH值－保持硫化氢平稳－测量PH值－氮气除硫化氢－移液－试样打磨－宏观拍照－切面编号－分切小样－试样磨抛、检验－试样整理、保存－出报告。
1.2SSCC试验流程来样处理－配置反应液－加载试样－氮气除氧－移液－二次除氧－通入硫化氢－滴定－测量PH值－保－持硫化氢平稳－测量PH值－氮气除硫化氢－移液－卸载清洗－试样打磨－宏观拍照－试样整理、保存－出报告。实验室配置了全自动监控系统、先进的硫化氢气体报警器和大功率排风系统，能够有效地保证腐蚀试验的正常进行和试验人员的人身安全，试验所产生的废气、废液均回收处理，确保无污染，零排放。
2应用实效
作为一个独立的腐蚀实验室，迁钢腐蚀实验室自投入使用以来，可以在满足迁钢管线钢开发生产研发、完成出厂产品检测的基础上，为首钢集团下属的首秦、京唐及其他社会单位提供抗酸试验检验服务，实验室于2012年7月通过了中国合格评定委员会(CNAS)认可，可以按照NACE标准(NACETM0284、NACETM0177)和国家标准(GB/T8650、GB/T4157)开展检验，具备了作为第三方实验室的资质，在满足出厂检测及产品研发的基础上，为公司创造了可观的经济收益。迁钢腐蚀实验室标准化运行，仪器定期校准，检测结果准确有效，实验过程符合国家及行业安全技术规范，实验员操作熟练，能够独立完成腐蚀试验，安全防护无漏洞，报警系统安全可靠，废液回收集中存放，定期处理，符合环保要求。在满足安全可靠、绿色环保的基础上做到了功能全面、操作简便，得到了国内外用户的认可。
3总结
关键词：涂层；盐雾试验；耐蚀性
1 概述
1.1 研究意义
近年来，随着建筑行业的迅速发展，人们对金属材料的耐蚀性要求越来越严格。本研究采用中性盐雾腐蚀试验法对金属材料耐蚀性影响的几个关键因素进行了研究，旨在为鉴别金属材料的优劣，提升其耐蚀性提供理论依据。
1.2 研究现状
目前，人们对金属材料的耐蚀性的要求越来越严格，中性盐雾腐蚀试验因其试验条件比较严酷，更接近使用条件，操作相对简便，从而成为金属材料耐蚀性的主要的检测方法。为有效提升金属材料的耐蚀性，并具有可操作性地实现对金属材料防腐处理的实施性评价，盐雾腐蚀试验作为金属材料耐蚀性的重要的检测方法之一，广泛地被各国采用。
1.3 发展方向
关于金属盐雾试验的研究已取得了不少可喜成果，纵观它的发展，我们可以预计这一领域将会展现出更加令人瞩目的发展前景。本文研究金属材料中性盐雾腐蚀试验方法。通过单因素试验，分析金属材料表面涂层的均匀性、涂层的层数、涂层的组织结构对金属材料耐蚀性的影响。
2 试验部分
2.1 中性盐雾试验步骤
检验调整pH到6.5-7.2，清洁试样表面，放入试验箱内对应的位置，设置试验参数，检测并调整溶80cm2的水平面积的平均沉降率达到1.5mL/h±0.5mL/h，开始进行试验。试验期间，保持观察试样表面是否生成红锈至试验结束，并得出试验结论。
2.2 单因素对金属材料耐蚀性影响的试验设计
2.2.1 涂层的均匀性对金属材料耐蚀性影响的试验设计
本组试验采取5批样品，来自5个厂家。每批样品为2根。每批次2根的样品的尺寸和组织结构，涂层的层数和厚度均为一致下，分别按照规范要求的试验条件，1000h的试验周期进行试验。试样1为涂抹不均的，表面明显有孔隙，试样2为表面涂层均匀性较为良好的，无明显孔隙。得出的试验结果如表1。
2.2.2 涂层的层数对金属材料耐蚀性影响的试验设计
本组试验采取5批样品，来自5个厂家。每批样品为2根。每批次2根的样品的尺寸和组织结构，涂层的均匀性和厚度均为一致下，分别按照规范要求的试验条件，1000h的试验周期进行试验。试样1为单层涂层，试样2为双层涂层。试验结束后得出的试验结果如表2。
2.2.3 涂层的组织结构对金属材料耐蚀性影响的试验设计
本组试验采取5批样品，来自5个厂家。每批样品为2根。每批次2根的样品的尺寸和涂层的层数和厚度、均匀性均为一致下，分别按照规范要求的试验条件，1000h的试验周期进行试验。试样1为涂金的单一元素的涂层，试样2为涂镍+金+镍+金的交叉涂层。试验结束后得出的试验结果如表3。
3 讨论与分析
3.1 涂层的均匀性对金属材料耐蚀性的影响
从表1数据可以看出，涂抹不均的，表面明显有孔隙的样品均出现明显红锈，表面涂层均匀性较为良好的，无明显孔隙的则均未出现红锈。随着涂层均匀性越来越好，金属材料在盐雾腐蚀试验表现出的耐蚀性就越强，这是由于涂层的表面涂抹不均，有较多空隙时，会产生孔蚀现象，孔的下端盐水会集聚，从而盐水会流下样品表面，造成腐蚀加剧，样品表面就会出现锈蚀。
3.2 涂层的层数对金属材料耐蚀性的影响
从表2数据可以看出，单层涂层的样品均出现明显红锈，双层涂层的则均未出现红锈。随着涂层层数的增加，金属材料在盐雾腐蚀试验表现出的耐蚀性也相对应的增强，这是由于双层涂层，在最外的第一层受到腐蚀后，还有第二层涂层保护金属材料不受腐蚀。
3.3 涂层的组织结构对金属材料耐蚀性的影响
从表3数据可以看出，涂金的单一元素的涂层的样品均出现明显红锈，涂镍+金+镍+金交叉涂层的则均未出现红锈。随着涂层化学元素镍的增加，金属材料在盐雾腐蚀试验表现出的耐蚀性也相对应的增强，这是因为金属材料的耐盐雾腐蚀能力与涂层的组织结构有关，有些合金元素可显著提高金属材料的抗孔蚀性能，因此，增加了这些元素后的金属材料涂层，就更耐蚀了。
4 结束语
从本文可以得出，良好的涂层才能增强金属材料的耐蚀性，也就是表面的涂层具备一定的厚度，双层结构，均匀性要良好，还要添加一定的化学元素增加耐腐蚀性能。对苛刻的腐蚀环境，在力学性能和物理性能允许的情况下，应尽量满足耐蚀性的要求。
参考文献
[1]ISO 9227：2006 IDT Corrosion tests in artificial atmospheres-Salt spray tests.
[2]杨清.浅谈盐雾试验[D].上海：上海交通大学.
[论文摘 要] 本文从三个方面论述了热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用。
引言
在现代工业生产中，金属零件的制造是一个重要的环节，具有举足轻重的作用，因此提高金属零件的制造水平成为一项不可缺少的工作。而在金属零件的制造过程中，热处理工作又是提高其制造水平的重要措施。在设计工作中，正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。而不合理的热处理条件，不仅不会提高材料的机械性能，反而会破坏材料原有的性能。因此，设计人员应根据金属材料成分，准确分析金属材料与热处理工艺的关系，制订合理的热处理的工艺，合理安排工艺流程，才能得到理想的效果，提高金属零件的制造水平。
在现代工业生产中，广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金的内部结构包含两个方面：其一是金属原子之间的结合方式；其二是原子在空间的排列方式。金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系，原子排列方式不同，金属的性能就出现差异。
为了得到更好的金属性能，满足制造和使用要求，我们将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能，这就是金属材料热处理过程。
不同的热处理条件会产生不同的材料性能改变效果，下面从3个方面来说明热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用。
一、提高金属材料的切削性能和加工精度
在各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品金属材料的切削过程中，由于被加工材料、切削刀具和切削条件的不同，金属的变形程度也不同，从而产生不同程度的光洁度。各种材料的最佳切削性能都对应有一定的硬度范围和金相组织。为了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合适的组织状态，这就要用到预先热处理。
通过预先热处理，可以消除或减少冶金及热加工过程产生的材料缺陷，并为以后切削加工及热处理准备良好的组织状态，从而保证材料的切削性能、加工精度和减少变形。
举例1：齿坯材料在切削加工中，当齿坯硬度偏低时会产生粘刀现象，在前倾面上形成积屑瘤，使被加工零件的表面光洁度降低。而对齿坯材料进行正火＋不完全淬火处理，切屑容易碎裂，形成粘刀的倾向性减少。并随着齿坯硬度的提高，切屑从带状向挤裂状过渡，从而减少了粘刀现象，提高了切削性能。
举例2：铝合金在加工过程中，通常都是先经强化处理（固溶处理＋时效；时效），这样可以得到晶粒细小、均匀的组织，比铸态或压力加工状态的切削性能好，不仅改善了切削性能，而且同时提高了机械加工精度。
二、提高金属材料的断裂韧性
金属材料的断裂韧性指含有裂纹的材料在外力作用下抵抗裂纹扩展的性能。提高金属断裂韧性的关键是要减少金属晶体中位错，使金属材料中的位错密度下降，从而提高金属强度，而减少金属晶体中位错的一种重要方法，就是细晶强化，其原理是通过细化晶粒使晶界所占比例增高而阻碍位错滑移从而提高材料强韧性。而金属组织的细晶强化的过程实际上就是金属热处理。
在金属热处理过程中，当冷变形金属加热到足够高的温度以后，在一定的应力和变形温度的条件下，材料在变形过程中积累到足够高的局部位错密度级别，会在变形最剧烈的区域产生新的等轴晶粒来代替原来的变形晶粒，这个过程称为再结晶。再结晶晶核的形成与长大都需要原子的扩散，因此必须将变形金属加热到一定温度之上，足以激活原子，使其能进行迁移时，再结晶过程才能进行。
那么，对于不同的金属材料，我们就可以通过控制不同的热处理的温度，来提高金属材料的断裂韧性。
举例：在SY钢坯料上线切割适当的小圆柱，机加工后，选择在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在Cleeble-1500型热模拟试验机上以5×10-1的变形速率保温30s压缩变形50％，然后在空气中冷至室温，再进行680℃×6hAC(空冷)的退火处理，再将压缩后的试样沿轴向线切割剖开，研磨抛光后用化学物质显示晶粒形貌。实验现象为：在700℃时，扁平的晶粒开始逐渐向等轴晶粒的形状变化。800℃变形的晶粒中等轴晶粒已经有少量出现，但仍然以变形拉长的晶粒为主。在900℃变形开始，晶粒突然变得细小，几乎全部为等轴晶粒，晶粒度达到YBl2级。在900℃以上．晶粒开始长大。因此，对此种钢来说，900℃左右温度进行热处理，可以提高其断裂韧性。
三、减少金属材料的应力腐蚀开裂
金属材料在拉伸应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的脆性断裂破坏称为应力腐蚀开裂。大部分引起应力腐蚀开裂的应力是由残余拉应力引起的。残余应力是金属在焊接过程中产生的。金属在加热时，以及加热后冷却处理时，改变了材料内部的组织和性能，同时伴随产生了金属热应力和相变应力。金属材料在加热和冷却过程中，表层和心部的加热及冷却速度(或时间)不一致，由于温差导致材料体积膨胀和收缩不均而产生应力，即热应力。在热应力的作用下，由于冷却时金属表层温度低于心部，收缩表面大于心部而使心部受拉应力：另一方面材料在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时，因比容的增大会伴随材料体积的膨胀，材料各部位先后相变，造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力，心部受压应力，恰好与拉应力相反。金属热处理的热应力和相变应力叠加的结果就是材料中的残余应力，正是其存在造成了应力腐蚀开裂。
举例：金属热处理中，通过控制淬火冷却速度，可以显著地控制淬火裂纹，为了达到淬火的目的，通常必须加速材料在高温段内的冷却速度，并使之超过材料的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论，这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值，故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。
3、结论
金属材料的热处理在机械零件制造中占有十分重要的地位，在金属材料加工的整个工艺流程中，如果将切削加工工艺与热处理工艺进行密切配合，将有效地提高金属零件的制造水平。
参 考 文 献
[1] 雷声，齿轮热处理变形的控制.机械工程师.2008年5期.
关键词：
《金属材料学》是材料科学与工程专业无机材料方向学生的一门专业选修课。通过教学使学生掌握金属材料基础理论方面的初步知识，并具有合理选用金属材料、正确选定热处理工艺方法、妥善安排工艺路线的初步能力，以完善学生的专业知识结构。作者通过一个学期的教学实践，积累了一定的经验，获得了不少的体会。
本课程内容主要分为三部分：金属材料基础理论方面的基本知识；新型金属材料及其新进展(新型金属及其合金材料、新型金属及其合金材料的制备方法)。课程要求掌握金属材料基础理论方面的初步知识，了解材料的成分、内部组织、热处理工艺与性能之间的内在规律。
本课程的特点是理论性叙述多，计算内容少，同时与其它课程如材料科学基础、热处理、材料力学性能、材料分析技术等课程紧密相关。在理论教学过程中，要重点突出。以不同金属材料的成分（合金化）、工艺、组织结构、性能与应用为主线讲解，对课程内容进行整合。注重教学方法及教学手段的改进，注重培养学生分析问题和解决问题的能力。具体做法如下：
1、理论教学过程中强调抓主线，始终以材料科学研究的五大要素成分、组织、工艺、性能与应用为主线讲解，使学生在看似抽象、复杂、枯燥的内容中寻找到其内在、本质的规律。
2、采用启发式、互动式的教学法，针对不同的课程内容，采取多种形式的启发式、互动式的教学，课堂讨论、提问，学生自学等方式，充分调动学生学习的主动性和积极性。
3、采用项目教学法，让学生分成若干学习小组，对书中的某些章节分成一个个小项目，进行个人自学（做笔记）、小组讨论与备课，同时各组自己制作多媒体课件，由小组长或小组推荐人上台讲课，讲完后其它同学和教师共同提问，由该学习小组同学做答，考察其各方面情况；最后由主讲老师对本知识章节进行课程总结，对同学的表现进行评估。
4、结合认识实习到工厂参观，使课程的相关内容具体化，讲述目前国内钢铁企业的一些生产线，将现代钢铁企业生产型板材的生产流程演示给同学，使同学能够将生产流程中的钢铁冶炼、精炼、连铸、控制轧制与控制冷却、校直、热处理等与材料学科中的成分、工艺、组织、产品性能及应用相结合。
5、利用学校提供的多媒体教学设备，制作多媒体教学软件进行教学。运用多媒体，给学生提供了丰富的感性认识，也使课堂教学目的完成、教学难点的突破更省时、更省力、更有效。但多媒体教学也不是万能的，它既有它的优点也有它的缺点。根据教学目的和学生的实际，采用合适的多媒体与板书结合的方式，构建问题情境，设计符合学生自学规律的教学过程，安排必要的练习，指导学生独立地进行探索，以逐步提高他们的自学能力。比如在讲述合金相图的时候，利用多媒体图片，可以很直观的表示合金凝固的相变过程，这对于促进学生的理解很有好处，能获得较好的教学效果。
6、改进成绩评定方法，分数是学生的命根，怎样对学生进行考核是教学环节的重要一环，如果采取传统的闭卷考试的方式，学生必然要对所学内容死记硬背，考完以后就忘得一干二净，这样的考核不利于培养学生系统学习课程，又没有培养学生理论联系实际的自觉性， 针对这些弊病， 考核方法采取小论文和答辩的形式，要求学生根据课程内容查阅相关文献，经过重新组织，以小论文的方式阐述自己学习该课程后的心得体会，并进行课堂答辩，以此考察学生的学习热情、学习积极性及学习主动性。
总之，只要教师和学生共同努力， 在教学过程师生互动，改变传统的满堂灌的教学方法，充分调动学生的积极性，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，在教学过程中注意培养学生的自学能力，用新颖的教学方式和前沿的知识引导他们自觉去探求新的知识， 增强他们学习的兴趣，一定可以将《金属材料学》这门课程，变成具有吸引力的课程。
参考文献：
[1] 刘智恩. 材料科学基础（第2版）. 西北工业大学出版社 2003
[2]崔忠圻. 金属学与热处理原理. 哈尔滨工业大学出版社 1998
[3] 王笑天. 金属材料学. 机械工业出版社 1993
[4][日]金子秀夫. 新型合金材料. 宇航出版社 1989
关键词：加工条件；拉伸速度；试样加工；金属材料；拉伸性能
0引言
随着社会的进步以及金属材料应用领域的逐步扩大，其对人们的生活有着越来越重要的影响，而拉伸性能作为检验金属材料是否符合规定标准的重要指标之一，要求在金属材料的加工过程中应当具备较高的加工工艺。基于此，本文笔者将结合自己的工作实践就加工对金属材料拉伸性能的影响问题进行探讨，以供商榷。
1金属材料的特殊性质
金属材料通常是指由金属元素或以金属元素为主所构成的具有金属特性的材料的统称，主要包括纯金属、特种金属、合金以及金属材料金属间化合物等。一般来说，在金属材料的加工过程中，其组织会受到一定的影响而发生相应的改变。因此，了解并把握金属材料的特殊性质对加工具有至关重要的影响，具体而言，金属材料的特殊性质主要表现为如下三个方面：
（1）疲劳。许多金属材料，例如：工程构件、机械零件等，在工作过程中需要承受交变载荷，在此作用下，虽然金属材料的屈服极限远远高于应力水平，但经过长期的应力循环作用后，也会出现突然脆性断裂现象，此现象就是金属材料的疲劳，是一种最常见也最危险的断裂形式。
（2）塑性。在载荷外力的作用下，金属材料所呈现的永久变形而不被破坏的能力即为金属材料的塑性。金属材料的塑性越好，越能在较大的范围内形成塑性变形，并在塑性变形的过程中强化金属材料的强度，增加金属材料的安全性。
（3）硬度。硬度主要是指金属材料对硬物体压入其表面的抵抗能力，是考量金属材料性能的重要指标之一。金属材料的硬度是起始塑性变形抗力与继续塑性变形抗力共同作用的结果，一般来说，金属材料的硬度越高，耐磨性也就会越好。
2加工对金属材料拉伸性能的影响
2.1加工条件对金属材料拉伸性能的影响
根据加工时成型温度、时间以及压力的不同，金属材料拉伸性能会受到不同程度的影响，其中以横向拉伸强度所受的影响最为突出。通常而言，随着成型温度的升高，金属材料内部的分子运动能量、熔体的自由体积以及链段的活动能力均会随之增加，从而降低分子间的相互作用及熔体粘度，增加金属材料的横向拉伸强度。但这不并不意味着成型温度越高越好，因为成型温度如果过高，就会使聚丙烯树脂本身的氧化速度加快，导致大分子主链断裂等不良情形，影响金属材料的性能。其次，金属材料的横向拉伸强度会随着加工时间的延长而呈现出先增加后趋于平缓的趋势，加工时间过短容易导致聚丙烯树脂熔体出现流动不畅等不良现象，但在达到饱和值后再延长时间，同样不会对结果有太大的改变。最后，金属材料的横向拉伸强度会随着压力的增大呈现出先增后减的趋势，压力在3MPa~7MPa之间，金属材料的横向拉伸强度会随压力的增加而增加，而当压力在7MPa~9MPa之间，横向拉伸强度则会随着压力的增加而降低，因此，压力对金属材料拉伸性能的影响是双面的，在加工过程中应当根据需要进行合理的控制。
2.2拉伸速度对金属材料拉伸性能的影响
在金属材料的内部往往存在着位错等晶体缺陷，而在常温状态下，金属材料拉伸性能主要呈现在弹性变形阶段与塑性变形阶段。其中金属材料的塑性变形主要依靠位错方式来完成，一旦外力作用超过滑移的临界值，便会导致向晶向和晶面运动，而在运动过程中会产生相应的运动速度，这就导致金属材料在拉伸过程中，抗拉强度会随着拉伸速度的提高而升高。此外，金属材料在拉伸过程中，拉伸时间会存在一定的滞后性，若在低的拉伸速度下，金属材料可以承受200kN拉力，一旦拉伸的速度提高，同样给予金属材料200kN拉力，则会因位错密度远远高于在低的拉伸速度下状态，而导致金属材料断裂，因而拉伸速度的提高会大幅度降低金属材料的断后伸长率，并在达到临界值后呈现趋缓下降趋势。
2.3试样加工对金属材料拉伸性能的影响
样坯切取和试样制备作为试样加工的两大重要环节，其中取样方向、位置、方法以及试样形状、尺寸、制备方法的不同，均会对金属材料拉伸性能产生一定的影响。具体影响主要表现为如下几个方面：首先，在和轧制方向相同的部位取样，能够增加金属材料的抗拉强度和屈服强度，提高金属材料拉伸性能，次之45°方向取样，而在和轧制方向垂直的部位取样金属材料的拉伸性能最差。其次，由于受组织结构、化学成分等不均匀性因素的影响，会使金属材料不同部位的力学性能出现一定的差异。以H型钢为例，腹板和翼缘的拉伸性能就存在很大的差别，通常对于翼缘宽度超过200mm的H型钢，应当在翼缘1/3处进行切取取样。最后，试样的制备方法包含很多种，如：冷剪法、砂轮片切割法、机械加工法以及火焰切割法等，但无论运用哪种方法，在操作过程中均应避免受热不均、加工硬化以及变形等不良现象的产生，保证金属材料的力学特性，增强其拉伸性能。
3结束语
综上所述，在金属材料的加工过程中，无论是加工条件、拉伸速度还是试样加工均会对金属材料拉伸性能产生一定的影响，使其抗拉强度、断后伸长率以及横向拉伸强度发生相应的改变。因此，这就要求相关工作人员在工作实践中，应当充分了解并把握金属材料的特殊性质，并增强加工对金属材料拉伸性能影响问题的重视程度，从而逐步提高加工工艺，促使金属材料外观以及拉伸性能的切实提高。
参考文献：
[1]田广明.试样加工对金属材料拉伸性能的影响[J].理化检验(物理分册),2011,47(06):365-367.
[2]耿富强,刘兵华,李美琳.试样取样与加工对美标金属材料拉伸性能的影响[J].化工装备技术,2013,34(02):30-32.
一、高校材料类本科专业人才培养现状
目前，我国本科教育，特别是地方高校教育普遍存在的问题是严重缺乏创新意识和创新能力，难以适应快速发展的人才市场需求。一方面，在实际教育过程中，学校注重理论教育，轻视实践操作技能培训，只满足在现有知识的记忆和再现，不能使用知识大胆创新探索。另一方面，学生毕业后进入社会，在面对不断变化的科学技术和先进的生产手段的实际工作中遇到的创新主题，从自己的知识储备的质量和能力方面，似乎严重不足。近年来，材料科学与工程教育改革在中国发展迅速，许多高等院校材料从人才培养模式、课程体系、教学内容、实验教学体系和教学方法等许多方面进行了大胆的改革和创新。材料科学与工程一级学科，在淡化专业个性教育模式的基础上，构建“大学科”主题共用知识，培养面宽，在高质量研究型人才培养方面取得了一些好的经验和成果。对于“985工程”和“211工程”院校可能很适合，但对于生源差和科研实力不高的地方高校而言，不能盲目地复制其他重点大学的改革模式。
二、地方性高校金属材料工程专业培养模式
1.地方性高校金属材料工程专业定位。金属材料工程是工业经济发展的重要支柱，在航空航天工业、能源化工领域、国防军工方面、冶金机电行业均发挥着相当重要的推动作用。如何依托地方，为地方工业经济发展培养具有金属材料工程专业背景知识的应用型创新人才，是目前国内高校金属材料工程专业建设面临的重大课题。地方本科院校金属材料工程专业人才培养应基于地域化目标定位，结合自身资源条件和区域工业经济发展对人才的需求状况，构建金属材料工程本科专业人才的培养体系，并通过突出地方特色培养金属材料工程专业人才的核心竞争力。根据江西省新材料产业和工程技术发展的实际需要，为江西省材料产业和工程技术发展储备工程技术人才；同时增进学校与政府、与金属材料表面技术行业、金属材料热处理行业以及相关企业之间的互动，联合培养应用型人才。此外，通过理论与实践教学相结合，以创新实验项目为载体，突出创新能力的培养；以企业工程项目为载体，培养工程应用意识，提升工程方面的素质和能力，出于这种原因，我校金属材料工程专业人才培养的主要目标定位是：具备金属材料工程领域的基础知识，了解材料科学与工程领域的相关专业知识，能在材料制备与质量检测分析、金属材料热处理、钢铁冶金与机械加工企业和相关行业工作，适应社会主义经济发展的高层次、高素质的应用型创新人才。
2.地方性高校金属材料工程培养模式。金属材料工程建设将学校的现实与当地区域经济发展相结合，坚持技术应用研究人才培养目标定位，从而有效地开展错位竞争、拓展生存和发展空间较大的专业。根据培养目标，积极探索切实可行的人才培养体系、机制和人才培养模式。人才培养模式改革是各种教学过程改革的重中之重，应该遵循高等教育的发展规律，仔细研究适应未来高等教育的科学发展趋势，根据培养高素质人才的总体要求，建立起能够充分激发在校大学生的学习主动积极性和创新创业精神，能使学生的个性得到充分发展，同时也能整体增长知识、能力和素质，具有新时代新特征的多样化应用型高层次工程人才培养模式。结合地方经济的工业发展，九江学院的金属材料工程专业在整个教学体系中，理论主干课程包括物理化学、电工电子学、材料科学基础、金属工艺学、热处理原理、热处理工艺及设备、金属材料学、材料研究方法、材料失效分析、材料力学性能、金属材料工程专业综合实验。与此同时，开设了两个专业方向，（1）金属材料塑性成型与模具方向：金属塑性成形原理、锻造工艺及模具设计、冲压工艺及模具设计、挤压工艺及模具设计、模具CAD/CAM软件应用、模具制造工艺学、Pro/E造型及模具设计、压铸工艺及模具设计。（2）金属材料热处理与测试方向：先进材料制备技术、粉末冶金原理、无损检测、材料的腐蚀与防护、冶金质量分析、材料物理性能检测、材料表面技术工程、先进复合材料。为了配合理论教学，大量安排实践性课程与之配套，让学生能够利用理论知识解决实际工程技术问题，实践性教学课程主要包括金工实习、金属材料专业实验、热处理工艺及设备课程设计、粉末冶金原理课程设计、材料表面技术课程设计、生产实习、毕业实习、毕业论文（设计）等。
三、地方性高校金属材料工程专业培养模式改革创新
1.培养模式进行改革探索。作为地方性高校的金属材料工程本科专业，应该充分认识到地方性区域工业经济未来发展对自己学校所设置的金属材料工程本科专业人才的确实需求，根据该本科专业的定位和特色，确定专业人才培养模式。金属材料工程专业的培养模式要从我校的实际出发，根据目前九江及周边区域工业经济与本专业相关单位的现状及发展，在原有培养模式的基础上，逐渐将原有的一味培养技术应用型人才过渡到应用技术研究创新型人才的培养目标和定位，这样才能有效地开展多层次培养，避免将学生培养成一个模子技能的技术人才，根据学生的特色，因材施教，拓展专业培养的发展空间，形成专业的办学特色，形成应用技术研究创新型多层次人才的培养新模式。
2.授课体系进行改革修订。为了能更好的对金属材料工程应用型本科人才培养计划和课程进行改革，我们在现有基础之上进行了以下准备性的工作：在相关大学进行调查研究，学习专业课程体系建设的成功经验，探索课程建设的内涵和专业内容集成优化，访问有关材料企业，了解社会对金属材料工程本科专业所需要的新知识、新能力和高素质要求，对九江学院近几年毕业的金属材料工程专业的学生进行系列性的跟踪调查，了解就业单位对我们学校该专业毕业生的满意程度，以及该专业毕业生对现有的人才培养模式、课程体系、专业教学知识点的意见及建议，邀请校内外知名教学专家，召开系列专家指导会，制定该本科专业课程体系和专业教学知识点方面改革的确实可行的方案，撰写新的人才培养方案，专业教学大纲内容将随之进行整合优化。专业主干基础课程建设得以加强，并根据区域经济发展的社会需求，设置相应并可行的必修课程，同时形成金属材料热处理与测试方向、金属材料塑性成型与模具方向两个具有一定地域工业特色的专业方向，使该专业的在校大学生形成比较完整的基础性知识及社会所需要的专业性知识。
3.配套平台进行改革探索。为配合模式及课程改革，必须对教学及研究平台进行更新建设，充分并有效地发挥本专业的专业实验室设备优势。近两年，本专业在原有实验设备的基础上，通过多渠道项目经费购置了200多万元的教学兼科研实验设备，满足了本专业各种专业理论课程的配套实践性教学需要。目前，九江学院金属材料工程的专业实验室有：表面技术实验室、粉末冶金材料及工艺实验室、材料化学制备实验室、材料物性检测实验室、材料热处理实验室、金相制样及分析实验室、铸造技术实验室、材料力学性能实验室和材料微纳结构分析实验室。通过这一系列实验平台的建设，金属材料工程专业的发展将得以支撑。根据本专业的特色，在九江和周边地区与九江新联传动机械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奥盛钢缆科技有限公司等企业进行实质性地合作，建立产学研及学生实习见习基地，并聘请企业技术骨干和学校教师联合指导毕业论文（设计）工作，学生的实践操作能力和工程技术应用能力得以较好的培养。
四、结束语
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