金属材料与热处理课

金属材料与热处理课（精选8篇）

金属材料与热处理课 篇1

一、说教材

课 题：视频素材处理

○说：今天我要讲的内容是视频素材的处理，选自由浙江教育出版社出版的《多媒体技术应用》的第三章《媒体的采集与制作》的第六节。高中信息技术第二册选修课内容，是信息素养培养的继续，是支持个性发展的平台，新课标要求本知识块的目标就是要求学生认识到多媒体在社会生活中的作用，并学会对多媒体信息进行正确合理地选择、采集、加工以及整理制作，了解其原理，解决实际问题。鉴于以上总目标以及本学科的特点，我为学生们选取了绘声绘影软件，一起使用该软件来实现视频文件的处理。

二、教学目标、教学重点、教学难点：

（一）教学目标

根据新课标的要求和教材特点，以及本校学生的心理、智力发展水平、选取软件的特点，我确定本节课的三维教学目标为：

1．知识与技能

a.了解视频的相关知识； b.掌握视频叠加的使用方法。2．过程与方法

a.通过解决实际问题掌握视频叠加处理的使用方法； b.情景导学法、演示讲解法、任务驱动法。3．情感态度与价值观 a.提高学生的审美能力；

b.合理运用软件，创新软件使用的方法。

○说：由于视频处理对于学生来说接触的少比较陌生，现在的高中学生对新鲜事物比较关注，对于电视电影中的一些特技效果很感性趣，基于这些因素，我为学生们设立了以上的教学目标。

（二）、教学重点：

视频叠加的使用。

○说：基于上述的新课标和教材的要求，以及我的教学目标，我归纳了本课的教学重点为利用软件视频叠加功能对视频进行处理。

（三）、教学难点： 叠加视频的属性调整

○说：叠加视频增加了一些新的属性调整，如何利用该功能使视频呈现出更好的效果，是学生不易掌握的。

三、说教法

1、教学方法：

情景导学法与演示法、任务驱动法

○说：在本次课中，为了比较好的让学生掌握好本次课的教学内容，我分别采取了三种不同的教学方法即情景导学法与演示法以及任务驱动法。

2、教学环境：

多媒体电子网络教室，多媒体教学软件

四、说学法 自主实践与自主探索

我认为学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。因此，本次课提倡学生用自主实践探索的方法去学习。

五、说教学过程

我的教学过程分为导入、新授、实践体验、作品展示与交流评价、归纳总结五个部分。

（一）、课程导入

教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，应当激发学生的学习兴趣，引发和保持学生的学习动机。

展示课件

问题1：前几次学习了会声会影的哪些功能？

视频插入及属性调整、转场动画使用及调整、滤镜和标题以及音频的使用、视频的剪辑

问题2：作为一个“编辑”，如何在一定的时间内显示更多的内容？ 重新剪辑内容精练突出主题、回放速度加快、使用新的功能——视频叠加 ○说：展示课件、提出问题、步入主体。

（二）、新授

1、演示操作

视频叠加操作、叠加视频属性调整——观看实际操作学生易于理解

2、操作提示

给出操作中的注意事项与一些技巧——帮助学生加深印象，提高知识的记忆程度

3、自学引导

利用F1帮助来辅助学习——增强学生自主学习与解决问题的能力

4、提出思考问题

如何使用视频叠加的方法制作片头？——给出思考问题，让学生有一个自主探究学习的过程，提高学生的创新思维

(三)、学生实践操作

1、基本任务——利用任务驱动让学生在实际操作过程中掌握知识与技能

使用视频叠加功能将上节课剪辑的视频项目时间缩短到两分钟

2、扩展任务——给学生自主发展空间，养成自主探究学习的好习惯

尝试使用视频叠加功能，给项目加入片头与片尾3、4、相关操作步骤及提示——便于基础差的的学生参考操作 视频的相关知识——了解视频的相关知识

○说：在学生练习过程中进行自主探索学习，并且依学生个性发挥其独立和协作能力。通过任务完成能深刻体会在视频处理中的实际应用，并能增强学生的审美能力和成就感。

(四)、展示作品、师生小结1、2、3、展示学生作品，分组评价，教师给出意见与最终评价 发现问题，解决问题

扩展任务完成情况，给出总结，并进行演示

4、询问学生是否有其他的方法可以进行操作

欣赏作品，学生评价，找出不足，改正错误，掌握正确的知识与技能

○说：展示学生的作品，让学生有成就感，在展示过程中发现问题、解决问题，点拔实质，突出重点，使学生巩固所学知识。

(五)、归纳总结1、2、3、总结学习内容 提出意见与建议

共同探索、相互学习、共同进步

帮助学生构建学习架构，发现自身的优点，共同探索进步

对学生的思维和理解来一个整理和补充，从而使学生对本节课的内容有个更系统，更完整的构架，便于学生巩固和再探索。

(六)、情感教育

问题：母亲节的礼物是什么？

使用学会的技能，制作一份特殊的礼物献给爸爸妈妈，祝他们母亲节、父亲节快乐！用自己的真心去回报父母的爱。

六、板书设计

绘声绘影视频素材处理——视频叠加

一、回顾，功能

二、视频叠加

三、实践操作

四、评价与交流

金属材料与热处理课 篇2

关键词：行动课程,教学改革,三阶段教学

《金属材料与热处理》是中等职业学校机械类专业的一门必修课, 课程主要讲授金属材料的性能、合金材料的特性与用途及钢的热处理等知识。通过该课程的学习使学生掌握金属材料的基本理论知识, 能正确地选择并合理地使用金属材料, 能合理安排金属材料的热处理工艺, 充分发挥金属材料的性能, 使学生在学校所学知识与生产实践相结合, 学生在工作后能尽快适应工作需要。

《金属材料与热处理》课程的教学现状与存在问题

第一, 《金属材料与热处理》课程专业性较强、概念抽象、偏重于实验, 而一般的中等职业学校又不具备应有的实验条件。目前, 在本课程的教学中, 绝大多数教师还是以课堂讲授为主, 借助于黑板或多媒体课件, 给学生分析金属的力学性能及组织结构, 介绍钢的热处理以及常用金属材料———碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及合金的一些基本知识。故而学生对该课程的知识难于理解, 学习难度大, 学习感到枯燥乏味;教师教起来也很辛苦, 教学难度较大。尽管有些教学经验丰富的教师会在教学中结合实际, 多讲些生产、生活中的实例, 引发学生的学习兴趣, 但因没有实践教学, 大多数学生没有较深的认识, 更不知如何去应用, 教学效果不佳。

第二, 目前, 中职学校普遍存在着学生厌学、教师厌教的问题。导致这种局面的原因很多, 其一, 按义务教育的评价标准, 中职生源均被认为是“能力和素质低下”的学生, 并且这些年来随着高校扩招, 中职生的总体素质每况愈下。其二, 教师的学生观未能转变, 教师应当用一种全新的、先进的学生观来看待学生, 那就是基于多元智能理论的学生观。这种学生观认为, 中职学生与普高学生的差异, 不是智力水平的差异, 而是智力类型的差异。也就是说, 普高学生的智力类型适于“学科课程”的学习, 即适于概念、原理、公式、定理等理论性知识的学习;而中职学生的智力类型可能更适于“行动课程”的学习, 即适于动手操作、现场实践、手脑并用等技能性知识的学习。其三, 课程模式陈旧、脱离学生实际、课程结构与学生的认知结构错位, 教学方法与普教雷同, 与学生的智力类型严重脱节, 导致教学效果低下, 学生缺乏学习兴趣和积极性, 教师缺乏工作的成就感。

如何在教学过程中激发学生的学习兴趣, 充分调动起学生对本课程的学习积极性, 是教师的首要任务。在教学过程中, 把那些抽象且难于理解的内容, 通过形象、恰当的实例加以体现, 使学生对金属材料与热处理等领域知识有一个感性认知, 笔者对《金属材料与热处理》课程进行了如下教学探索。

教学改革与实践的探索

根据以上分析, 不难看出:对于中职学生来说, 不应采用与普通高中学生相同的教学方法;而应该根据他们的智力类型, 多让他们进行现场实践, 在做中学, 在学中做。这样, 学生才有兴趣、有积极性, 才能获得好的教学效果。

本着这种想法, 并受德国“双元制”培训的启发, 笔者决定对自己担任的《金属材料与热处理》课程进行教学改革。整个教学围绕着材料选择和安排热处理工艺两个教学活动展开。教学分为三阶段, 第一阶段:基础知识介绍;第二阶段:材料选择;第三阶段:安排热处理工艺并进行实践和对比。需要特别说明的是, 本课程的教学需与钳工实训课在同一个学期开展。

(一) 学习基础知识

要让学生具备一定的材料选择能力, 首先要让学生了解一些必备的基础知识, 如金属材料的力学性能 (强度、硬度、韧性、塑性等) 以及钢的化学成分、组织、性能之间的关系等。

金属材料的力学性能在本阶段的教学中, 要借助于拉伸试验, 让学生清楚何谓金属材料的强度、硬度、韧性、塑性等, 它们分别用哪些指标来衡量。如何衡量。教师通过引导学生分析齿轮 (已在机械制图、机械基础里学过) 的性能要求, 让学生知道学习这部分内容的用途;然后, 给出一些学生了解的零件, 让他们分析这些零件的力学性能要求。

钢的化学成分、组织、性能之间的关系在本阶段的教学中, 要借助于铁碳合金的平衡组织观察实验, 让学生清楚三种钢的室温平衡组织分别是什么;随着钢中含碳量的增加, 钢的组织和力学性能怎样变化。在钳工实训课里, 分别给学生20、45、T8、T12钢等四种钢料, 让学生依次锉削或锯割, 通过他们亲身感受来加深对结论的理解和记忆。

(二) 根据使用要求选择材料并加工成工具

根据要求选择材料教师先以锉刀 (学生进行钳工实训, 对锉刀很熟悉) 为例, 分析如何根据工件的服役条件来选择材料, 然后教师将学生按学习能力强弱, 均匀分成4组, 每一组确定一名组长, 接下来教师布置工作任务, 让学生对给出的零件或工具进行材料选择。第一组:螺丝刀;第二组:弹簧;第三组:手锤;第四组:刮刀。同时宣布考核标准。让学生通过本过程, 掌握材料选择的步骤:了解工件的服役条件→确定它的性能要求→选择满足条件的材料等。学生完成任务后, 以小组为单位进行汇报, 其他小组成员进行评定, 教师进行总结。

加工成工具教师按照学生选择的材料进行备料, 各小组成员领料, 并按要求尺寸加工出成品 (此过程主要在钳工车间进行, 应与钳工教学结合起来) 。如果学生在加工过程中出现问题和困难, 教师要及时给予帮助。

(三) 安排热处理工艺

介绍常用热处理方法让学生了解退火、正火、淬火和回火的目的、操作方法、处理后的组织 (非重点, 提一下) , 掌握其应用。

确定热处理方法教师先以锉刀为例, 介绍一下它的热处理:为改善组织, 消除应力, 改善切削加工性而进行的预先热处理———球化退火;为获得高硬度、高耐磨性而进行的最终热处理———淬火+低温回火。接下来, 让学生确定自己加工出来的工件的热处理方法, 并以小组为单位进行汇报, 其他小组成员进行评定, 教师进行总结。

进行工具热处理实践教师根据学生确定的热处理方法确定它们的热处理工艺, 然后让学生按照热处理工艺对本组剩余的四个工件进行相应热处理。由于是高温作业, 在学生动手之前, 教师一定要跟学生强调操作安全, 并做好演示工作。

使用工具把学生制作的工具一部分进行热处理一部分不进行热处理, 使用并对比这两部分工件, 记录工件失效前的使用时间。让学生对工件热处理前后的使用寿命进行对比, 从而得出结论, 并以小组为单位进行原因分析。

当然, 在学生不能亲自动手去做每个实验的情况下, 也应尽可能地利用现代化的教学设备, 如计算机多媒体和网络教学手段, 把一些金属工艺过程直观形象地展现给学生。这也将给课堂增加很多的趣味与生动, 可以很大程度地调动学生学习兴趣与热情, 使学生充分利用视觉和听觉去获取知识, 提高学习效果。总之, 将教材中难以理解的知识点, 恰当地选用一些现实生活中的例子与大家所熟悉的俗语, 就能更好地加深学生对知识的理解与掌握, 而且会记忆深刻, 在教学中起到事半功倍的效果。

参考文献

[1]王升.主体参与型教学探索[M].北京:教育科学出版社, 2010.

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[4]王健.区域职业教育发展战略[M].北京:教育科学出版社, 2007.

[5]姜大源.职业教育研究新论[M].北京:教育科学出版社, 2007.

[6]高志彦.就业导向:高职教育新发展观[N].中国教育报, 2004-02-22.

巧讲《金属材料与热处理》 篇3

《金属材料与热处理》是全国技工学校机械类专业的通用教材，本课程内容主要由金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、金属材料及非金属材料(选学)五部分组成，基本涵盖了机械工业中常用的各类材料。该课程是一门从生产实践中发展起来，直接服务于生产的专业基础课，具有很强的实践性。由于材料种类繁多，性能又千变万化，本课程涉及的术语、概念多，而且抽象，对于年纪小、缺乏实践经验的学生来说，是一本难啃的“天书”。笔者在多年的教学中，积累了一些教学方法，通过“巧讲”尽量做到形象生动，理论联系实际讲清重要概念和基本理论。下面就从“巧用比较法”、“巧用归纳总结法”、“巧用演示法”和“巧用实验法”四个方面来进行阐述。

一、巧用比较法

在讲解金属的力学性能硬度这部分内容时，可以充分利用比较法。布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验法都是硬度试验，都是通过硬度试验来测得材料的硬度。实验过程中必须具备两个共同的条件压头、试验力，这是他们的共同点。然而在选择压头的种类和试验力的大小上，他们又有很多不同之处。紧紧抓住不同点，如压头的材质、压头的形态、试验力大小的不同，引导学生总结出三种硬度试验各自的优缺点及适用范围。最后从硬度试验的“符号、含义、压头选择、试验力、优缺点及适用范围”六个方面列表对新课进行总结，使问题简单化、直观化。

还可以利用比较法将难以理解的概念与生活知识相比较，起到化难为易的效果。像纯金属的结晶中过冷现象与百米冲刺冲过终点的惯性相比较，铸铁中的石墨与旧衣服上的小裂缝相比较等等。总之，通过这样的比较和分析，学生豁然开朗，较快地接受了新概念，对解决教学难点也很有益处。

二、巧用归纳总结法

1、平时积累阶段

主要是授完新课后，对全课的内容进行归纳与总结，可以是教师示范，也可以由教师引导学生进行或师生共同完成。归纳总结必须体现提纲挈领，全面准确，力求形式多样、有深度，不能只是前面教学内容的机械再现或重复。如第五章非合金钢(碳素钢)讲完后，可以归纳总结成表1：

依照同样格式、方法还可以编制：常用合金钢的牌号及应用：铸铁、有色金属的牌号及应用归纳表，以及力学性能指标及含义归纳表和钢的热处理归纳表。

2、期末整理提高阶段

平时的学习是量的积累，期末复习整理阶段要善于将知识点连成线、由线连成片，最后形成知识网，达到质的飞跃。

知识网络如图1所示。

配合平时的归纳总结表，厚厚的一本《金属材料与热处理》就清晰地展现在我们眼前了。

三、巧用演示法

1、复习巩固阶段

主要抓住纯铁的同素异构转变和铁碳合金相及组织这两大知识点进行。复习中，要注意强调三个点：纯铁的同素异构转变a-Fe→r-Fe的912℃(G点)，共晶点(C点)(温度1148℃，含碳量4.3％C)，共析点(S点)(温度727℃，含碳量为0.77％C)。

2、建立相图

铁碳合金相图的建立要环环相扣，由点到线再到面，步步为营。切忌一下把完整的相图“放映”到学生眼前。

(1)建立坐标：

(2)在温度坐标轴上找温度点：A点1538℃、G点912℃、D点1227℃，在成分坐标轴上找成分点：0.77％C、2.11％C、4.3％C；

(3)找温度线1148℃(ECF线蓝色显示)，727℃(PSK线红色显示)；

(4)成分点与温度线得交点：0.77％c与727℃得交点S点(共析点红色加粗)，2.11％与1148℃得交点E点(碳在r-Fe中最大溶解度)，4.3％C与1148℃相交点C点(共晶点蓝色加粗)；

(5)连点成线得相区：A、C连线得AC线，A、E连线得AE线，D、C连线成DC线，G、s连线得GS线，E、S连线得ES线：

(6)填写整个相区的组织遵循从高温到低温，先钢后铁，紧扣两点(共晶点C，共析点S)、两线(共晶转变线ECF,共折转变线PSK)。共晶组织Ld蓝色显示，共析组织P红色显示。

3、相图分析

典型铁碳合金的结晶过程分析用从上到下闪亮的线条贯穿，表示从高温冷却到低温的全过程。当冷却线和相图中各特征线相交，用组织闪烁来表示发生的组织转变，并配以结晶过程示意图。特别强调PSK线以下，组织由于含碳量的不同发生的变化。

动画效图明显的多媒体课件，再配上鲜明的色彩，铁碳合金相图就活灵活现地展现在学生面前，最后可以引导学生对相图知识进行总结。同样，共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线也可以制成多媒体课件，配合教学。

四、巧用实验法

随着学校办学实力的提高，建立了力学实验室和金相实验室，配备了拉伸试验机，布氏、洛氏硬度机各一台，可以进行拉伸试验和硬度实验：金相显微镜八台和各类试样若干，可进行试样的显微组织分析；同时与齿轮厂进行了校企合作，可安排学生参观热处理车间。

实验课的教学围绕以下三个中心：

1、理论教学——转变学生思想

采用讲授与演示相结合的教学方法，通过演示和讲授，转变学生轻视实验的思想，

通过“多看一点，多听一点”激发学生对本学科的兴趣。

2、动手操作——形成能力培养体系

基本仪器的使用，可开放实验室，让学生在一周内通过观察、操作，配合查找仪器、仪表结构示意图，使用参数等，掌握正确的使用方法，侧重培养学生的观察能力。基础实验的操作，要求学生在规定时间内完成全部实验操作过程，并完成数据记录，侧重培养学生的动手能力。完成实验报告对采集的数据进行分析，探讨实验过程中的成功经验与失败教训，提出改进实验的建议，及减小误差的方法。这阶段主要侧重于对学生实验研究能力的培养，通过层层深化，在实验技能训练中促进综合素质的提高。

3、内引外联——扩展教学内容

首先要求学生利用已有技能自行加工实验试样，从选材到加工工艺都由学生自行操作，自行解决；其次，请专业人员来校举办讲座，拓宽知识面，通过实验课，使学生真真切切地学会探索知识的方法和技巧。

金属材料与热处理课 篇4

一.名词解释

1.二次渗碳体

2.晶间腐蚀

3.马氏体

4.钢的淬透性及淬硬性

5.时效处理

二.1.GCr15是什么钢？钢中的碳化物都有哪些？形成原因是什么。

2.解释什么是TTT及CCT曲线，并举例论述在实际生产中的作用。

三.画出铁碳相图，并根据相图详细论述45钢，40Cr钢，T8钢的热处理工艺，包括淬火温度，淬火介质，回火温度等，并解释为什么。

四.20号钢为了制作齿轮在含碳1.25%的气氛中渗碳，要求表面渗碳后含碳量为1.02%，离表面2mm内 的含碳量为0.25%，是根据第三题的铁碳相图确定渗碳温度，并计算渗碳所需要的时间，已知碳在奥氏体中和铁素体中的扩散系数，并已知一个扩撒系数。

五.什么是回火脆性，并说明回火脆性的种类，形成原因及防治方法，并解释为什么调制钢在回火后要快 冷。

六.通常经过热轧及正火后控制冷却可以得到贝氏体，通常采用合理的合金化有助于得到贝氏体，……？试论述贝氏体的种类及组织结构。并分析14CrMoMnVB得到贝氏体时合金化的目的，及合金元素的 作用

七.结合回火过程中的组织转变，分析随回火温度变化时，硬度的详细变化情况，并结合此硬度变化说明20号钢经渗碳后的详细热处理工艺。

建筑与材料结课论文 篇5

对于土木工程材料——水泥的认知与感悟

摘要：水泥是当代最主要的土木工程材料之一。它是土木工程中用途最广，用量最大的一种建筑材料。水泥具有多种优点，其技术与经济意义是其它建筑材料所无法比拟的。由于水泥种类繁多，技术性质复杂，影响因素众多，因此正确的了解水泥的品种，合理使用水泥，以及对其生产工艺的熟识和养护与禁忌的良好认知，才能充分发挥水泥材料的优点，将其应用于各种建筑。关键词：定义

分类

技术特性

生产工艺

影响因素

导语：水硬性胶凝材料是无机胶凝材料之一，其特点是加水拌合形成浆体后，能在空气和水中凝结硬化，保持并继续发展期强度。应用于土木工程中的水硬性胶凝材料是各种水泥。水泥呈灰色粉末状，当与其他材料和水充分拌合后，经过一系列的物理化学变化即凝结硬化呈坚硬的人造石材。水泥是土木工程中最重要的建筑材料之一。一

定义

粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌成浆体后能在空气或水中硬化，用以将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混凝土。水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物，这种混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。二 分类

水泥按用途及性能分为：

（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

（2）专用水泥：适应于专门用途的水泥。如：道路水泥，砌筑水泥，油井水泥等。

（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥，低热微膨胀水泥，中热硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥等。

这些水泥中，硅酸盐水泥是硅酸盐系水泥的一个基本品种，其他种类的水泥都是在此基础上加入一定量的混合材料，或者适当改变水泥熟料的矿物成分而制成的。

水泥按其主要主要矿物成分分为：

（1）硅酸盐系水泥；

（2）铝酸盐系水泥；

（3）磷酸盐系水泥；

（4）氟铝酸盐水泥；

（5）硫铝酸盐水泥；（6）铁铝酸盐水泥；（7）无熟料水泥等

其中硅酸盐系水泥在工程中应用最为普遍。三

主要技术特性分为：

（1）快硬性：分为快硬和特快硬两类；

（2）水化热：分为中热和低热两类；

（3）抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；

（4）膨胀性：分为膨胀和自应力两类；

（5）耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。四

生产工艺 生产方法

硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。

水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法（包括半干法）与湿法（包括半湿法）两种。

①干法生产。将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。

②湿法生产。将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法，称为半湿法，仍属湿法生产之一种。

干法生产的主要优点是热耗低（如带有预热器的干法窑熟料热耗为3140～3768焦/千克），缺点是生料成分不易均匀，车间扬尘大，电耗较高。湿法生产具有操作简单，生料成分容易控制，产品质量好，料浆输送方便，车间扬尘少等优点，缺点是热耗高（熟料热耗通常为5234～6490焦/千克）。

生产工序

水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序，整个生产过程可概括为“两磨一烧”。

（1）生料磨制

分干法和湿法两种。干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺，所用设备有管磨、中卸磨及辊式磨等。

湿法通常采用管磨、棒球磨等一次通过磨机不再回流的开路系统，但也有采用带分级机或弧形筛的闭路系统的。

（2）煅烧

煅烧熟料的设备主要有立窑和回转窑两类，立窑适用于生产规模较小的工厂，大、中型厂宜采用回转窑。

①立窑：

②回转窑：

a.干法窑

b.湿法窑

（3）粉磨

水泥熟料的细磨通常采用圈流粉磨工艺（即闭路操作系统）。为了防止生产中的粉尘飞扬，水泥厂均装有收尘设备。电收尘器、袋式收尘器和旋风收尘器等是水泥厂常用的收尘设备。

五 影响水泥凝结硬化的因素

影响水泥凝结硬化的因素，有水泥熟料的矿物组成，细度，用水量，还有养护时间，温度和湿度。

课本第32,33页

六

使用八忌（1）忌受潮结硬

受潮结硬的水泥会降低甚至丧失原有强度，所以规范规定，出厂超过3个月的水泥应复查试验，按试验结果使用。对已受潮成团或结硬的水泥，须过筛后使用，筛出的团块搓细或碾细后一般用于次要工程的砌筑砂浆或抹灰砂浆。对一触或一捏即粉的水泥团块，可适当降低强度等级使用。

（2）忌曝晒速干

混凝土或抹灰如操作后便遭曝晒，随着水分的迅速蒸发，其强度会有所降低，甚至完全丧失。因此，施工前必须严格清扫并充分湿润基层；施工后应严加覆盖，并按规范规定浇水养护。

（3）忌负温受冻

混凝土或砂浆拌成后，如果受冻，其水泥不能进行水化，兼之水分结冰膨胀，则混凝土或砂浆就会遭到由表及里逐渐加深的粉酥破坏，因此应严格遵照《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—97）进行施工。

（4）忌高温酷热 凝固后的砂浆层或混凝土构件，如经常处于高温酷热条件下，会有强度损失，这是由于高温条件下，水泥石中的氢氧化钙会分解；另外，某些骨料在高温条件下也会分解或体积膨胀。

对于长期处于较高温度的场合，可以使用耐火砖对普通砂浆或混凝土进行隔离防护。遇到更高的温度，应采用特制的耐热混凝土浇筑，也可在混凝土中掺入一定数量的磨细耐热材料。

（5）忌基层脏软

水泥能与坚硬、洁净的基层牢固地粘结或握裹在一起，但其粘结握裹强度与基层面部的光洁程度有关。在光滑的基层上施工，必须预先凿毛砸麻刷净，方能使水泥与基层牢固粘结。

基层上的尘垢、油腻、酸碱等物质，都会起隔离作用，必须认真清除洗净，之后先刷一道素水泥浆，再抹砂浆或浇筑混凝土。

水泥在凝固过程中要产生收缩，且在干湿、冷热变化过程中，它与松散、软弱基层的体积变化极不适应，必然发生空鼓或出现裂缝，从而难以牢固粘结。因此，木材、炉渣垫层和灰土垫层等都不能与砂浆或混凝土牢固粘结。

（6）忌骨料不纯

作为混凝土或水泥砂浆骨料的砂石，如果有尘土、粘土或其他有机杂质，都会影响水泥与砂、石之间的粘结握裹强度，因而最终会降低抗压强度。所以，如果杂质含量超过标准规定，必须经过清洗后方可使用。

（7）忌水多灰稠

人们常常忽视用水量对混凝土强度的影响，施工中为便于浇捣，有时不认真执行配合比，而把混凝土拌得很稀。由于水化所需要的水分仅为水泥重量的20%左右，多余的水分蒸发后便会在混凝土中留下很多孔隙，这些孔隙会使混凝土强度降低。因此在保障浇筑密实的前提下，应最大限度地减少拌合用水。

许多人认为抹灰所用的水泥，其用量越多抹灰层就越坚固。其实，水泥用量越多，砂浆越稠，抹灰层体积的收缩量就越大，从而产生的裂缝就越多。一般情况下，抹灰时应先用1：（3—5）的粗砂浆抹找平层，再用1：（1.5—2.5）的水泥砂浆抹很薄的面层，切忌使用过多的水泥。

（8）忌受酸腐蚀

酸性物质与水泥中的氢氧化钙会发生中和反应，生成物体积松散、膨胀，遇水后极易水解粉化。致使混凝土或抹灰层逐渐被腐蚀解体，所以水泥忌受酸腐蚀。

在接触酸性物质的场合或容器中，应使用耐酸砂浆和耐酸混凝土。矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥均有较好耐酸性能，应优先选用这三种水泥配制耐酸砂浆和混凝土。严格要求耐酸腐蚀的工程不允许使用普通水泥。

七 使用注意

1、要注意砂浆的合理配比。例如，要按照使用的部位例如抹墙，贴地砖，贴墙砖等选择合适的砂浆比例，每次搅拌好的砂浆以在两个小时使用完毕为宜。

2、选用建材市场上专用的砂浆用砂，尤其要控制沙子质量的含泥，泥含量高将降低粘结程度。

3、瓷砖使用前应充分浸泡后（两小时以上）阴干，避免砂浆因失水降低强度；地砖宜用干铺，墙砖宜湿铺。

4、砂浆搅拌要均匀，拌制砂浆后建议在2小时30分钟内使用。八 对未来水泥的展望

未来10年，国际水泥工业的发展趋势是以节能，降耗，环保，改善水泥质 量和提高劳动生产率为中心，实现清洁生产和高效率集约化生产，走可持续发展的道路。研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗，减少有害气体（CO,SO 等）的排放。

结语

材料科学与性能结课论文 篇6

材料科学与工程学院 2015年12月21日

摘要：无机非金属材料具有良好的材料性能,其在国内工业中一直扮演着重要的角色。随着国内科技的发展,各行各业对材料的性能要求也越来越高。因此,本文为加深对无机材料非金属概念定义种类以及未来发展趋势和晶体结构性质特点等的理解，进行简单介绍。

【关键词】 无机非金属；国内现状与未来发展；晶体结构性能；

1、无机材料化学简述 1.1无机非金属材料定义

无机非金属材料(inorganicnonmetallicmaterials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。

无机非金属材料材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。1.2无机非金属材料种类

无机材料化学是材料科学的重要分支之一，也是当今最活跃的前沿交叉学科。而作为重要分支的无机材料，无疑扮演者及其重大的角色。

无机材料是由多种元素以适当的组合形成的无机化合物构成。无机材料一般可以分为传统的和新型的无机材料两大类。传统的无机材料是指以二氧化硅及其硅酸盐化合物为主要成分制备的材料，因此又称硅酸盐材料。新型无机材料是指新近发展起来和正在发展中的具有优异性能和特殊功能的材料，其多用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种非金属化合物经特殊的先进工艺制成。

2、国内无机非金属材料的现状 2.1无机非金属新材料的新应用

2.1.1高技术陶瓷材料

高技术陶瓷是以人工合成的超细高纯粉体为原料制备的一种新型无机非金属材料,其主要使用各种先进材料成型方法、优秀的当代烧结工艺以及精密加工技术制作而成。高技术陶瓷材料具有高性能、高附加值的特点,目前已经广泛应用于高端技术领域和顶尖国防材料领域。高技术陶瓷具有耐高温、高硬度、高刚度、耐磨耐腐蚀性优越等优点,可用于陶瓷机械

零件、生物陶瓷材料、集成电路、各种传感器等领域。大量材料应用结果表明:高技术陶瓷材料是21世纪国家经济和科技发展水平的重要特征。

2.1.2纳米材料

随着纳米科学技术的快速发展,纳米材料也迅速得到发展,纳米材料由极细晶粒组成,其晶粒尺寸在纳米尺度范围,与微米晶体材料相比,在材料力学、材料光学、材料电磁学等方面具有更加优异的表现,因此纳米材料科学是当今凝聚态物理材料领域的热点研究方向。比如:纳米碳管的直径为1.4nm,5万根纳米碳管并排后才跟一根头发一般粗,但是其强度已达到钢的100倍。多数研究表明,纳米材料的特殊性将在未来日常生活和高科技领域广泛应用。例如,利用纳米技术研发的新型电脑其性能更优良;飞机表面涂覆纳米硅基陶瓷粉可以成功避开雷达的监测等。

2.1.3复合氧化物与化学传感器材料

复合氧化物敏感材料与化学传感器对信息感知度强,其形态千变万化、性能各异、功能多样。目前,对这类材料的研究重点材料主要有:新型半导体材料;有害气体敏感材料;复合氧化物气敏材料等。多功能敏感材料的传感元件结构简单、使用方便、价格便宜、灵敏度高。广泛用于火灾报警、可燃气报警、汽车尾气检测等方面。

2.1.4特精细化学品材料和功能化合物材料

目前,特精细化学品材料和功能化合物材料品种越来越多,其主要包括畜牧业饲料添加剂、饮食添加剂、灭火剂、生氧剂等等。特种精细化学品和功能化合物的生产产量小、规模小,但是生产的技术含量高,具有很好的经济效益和市场前景。

2.1.5固体电解质

近十几年来,固体电解质材料发展较快。由于非核能能源技术发展的需要,固体电解质材料中的新能源技术的研发引起人们极大的关注。当前,这类材料的研究体系已经成为单独的固态离子学学科。固体电解质研究重点主要是碱金属离子材料,未来具有很好的经济效益和市场前景。

2.2、无机材料未来发展

目前,迅速发展的电子工业、空间科学、核技术、激光技术、高能电池、太阳能利用等领域,对材料性能提出了各种新的要求。因而在传统无机非金属材料基础上发展出了高温材料、高强材料、电子材料、光学材料以及激光、铁电、压电等材料,这些说明了新材料发展和高科技发展是紧密联系的。因此,它在现代工业、现代国防、现代生活的应用方面前景广阔。未来新材料的发展方向是各种材料相复合,即可改善无机材料脆性的弱点,并可具有高弹性模量,低比重,高韧性。未来电子材料的工程发展方向是微小型化、薄膜化,消除缺陷与微电子的集成工艺相结合。结构材料的工程研究方向主要是在应用上的可靠性,生产上的重复性、稳定性以及成本的逐步下降。新材料和传统无机材料相比,一个重要的变化是从劳动密集型向技术密集型并继续向知识密集型的新兴工业过渡。今后,多学科交叉的各种复合材料

将越来越占据材料工业的主导地位。2.3、无机材料机遇与挑战

无机非金属材料在我国发展中出现的问题虽然,无机非金属材料在我国发展迅速,其新技术与新工艺不断得以应用与推广,无机非金属材料的产量也得到突破。但是,我国传统无机非金属材料依然存在着品种杂、质量档次低、高科技含量少,国际竞争力不强的现象。导致这现象的主要原因是国内材料企业过多,市场竞争失衡,企业总体生产工艺差,材料工作人员素质差,高水平材料研发机构少等等。21世纪对无机非金属材料需要量大,质量要求也越来越高。在激烈的市场竞争下,国内材料型企业要想生存与发展,必须提高企业研发、生产、销售高科技材料的能力,积极参预国际材料市场的竞争,提高自身的核心竞争力。

3、无机材料结构概念特点与科学内涵

结构：元素的结合力主要为离子键、共价键或离子共价混合键，所以具有高的键能和键强。

优点：由于结构特点，赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨蚀、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、导热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。这是无机非金属材料作为一门学科而迅速发展的最有利的一面。

缺点：抗拉强度低、韧性差等，有待于进一步改善。将其与金属材料、有机高分子材料一起合成为复合材料是一个重要的改性途径

科学内涵：无机非金属材料科学与工程是一门研究无机非金属材料的合成与制备、组 成与结构、性能、使用效能，四者之间关系与规律的科学。

使用效能是指材料的固有性能、产品设计、合成与制备、使用环境等的综合表现。通常以寿命、效率、可靠性、成本等指标来衡量。它是无机非金属材料科学与工程追求的最终目标，在很大程度上代表了这一学科的发展水平。性能与其组成及结构息息相关。组成与结构是合成和制备过程的结果。

4、晶体结构及其与材料性能的关系

晶体是微粒（原子、分子、离子）在空间按一定规律周期性排列而成的固体。一切晶体在结构上不同于非晶体（以及液体、气体）的最本质的特征，是组成晶体的微粒在三维空间的排列具有结构的周期性。4.1、结构的周期性

结构的周期性是指同一种微粒在空间排列上每隔一定距离重复出现。换句话说，在任一方向排在一直线上的相邻两种微粒之间的距离都相等，这个距离称为周期。如果每一个微粒用一个点代表，则所有这些点组成一个有规则的空间点阵。

过一点在不同方向取三根联结各点的直线作为三个坐标轴，用三组平行于坐标轴的直线将所有的点联结起来，则将空间点阵划成所谓空间格子，空间格子的最小单位是一个平行六面体。晶体的空间格子将晶体截分为一个个内容（组成粒子、粒子的排布、粒子间的作用力 的性质等）完全等同的基本单位──晶胞。晶胞的形状、大小与空间格子的平行六面体单位相同。晶体可以看作无数个晶胞有规则地堆积而成。在非晶体中，微粒的排列没有规则，不存在空间点阵结构。4.2、晶体具有通性

4.2.1均匀性

一块晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。如有相同的密度、相同的化学组成。来源于晶体中原子排布的周期很小，宏观观察无法分辨微观的不连续性。气体、液体和玻璃体也有均匀性，是由于原子杂乱无章的分布，来源于统计性规律。

4.2.2各向异性

一种性质在晶体的不同方向上它的大小有差异，这叫做各向异性。晶体的力学性质、光学性质、热和电的传导性质都表现出各向异性。例如，石墨晶体在平行于石墨层方向上比垂直于石墨层方向上导电率大一万倍；云母片沿某一平面的方向容易撕成薄片等。这是由于在晶体内不同方向上微粒排列的周期长短不同，而微粒间距离的长短又直接影响它们相互作用力的大小和性质。非晶体由于微粒的排列是混乱的，表现为各向同性。

4.2.3自范性

晶体有整齐、规则的几何外形例如，只有结晶条件良好，可以看出食盐、石英、明矾等分别具有立方体、六角柱体和八面体的几何外形。这是晶体内微粒的排布具有空间点阵结构在晶体外形上的表现。对晶体有规则的几何外形进行深入研究以后，人们发现不同晶体有不同程度的对称性。晶体中可能具有的对称元素有对称中心、镜面、旋转轴、反轴等许多种。玻璃、松香、橡胶等非晶体都没有一定的几何外形。晶体在理想环境中生长成凸多面体，其镜面数（F）、晶棱数（E）和顶点数（V）相互之间的关系符合Euler公式：F+V=E+2 4.2.4在一定压力下，晶体有固定的熔点

这是由于晶体的每一个晶胞都是等同的，温度升高，热振动加剧，晶体开始熔化时，各部分需要相同的温度；非晶体没有固定的熔点，只有一段软化温度范围。微粒间的作用力有的大有的小，极不均一，所以没有固定的熔点。

4.2.5晶体的对称性

理想晶体的外形与其内部的微观结构是紧密相关的，都具有特定的对称性，而且其对称性与性质的关系非常密切。注意:这里所说的对称性与分子点群不完全相同。

4.2.6稳定性

晶体能长期保持其故有状态而不会自发地转变为其它状态。4.3晶体的宏观对称性

对称性是晶体的基本性质之一。晶体的外形是一个有限的对称图形，其相等部分表现为相同的晶面、晶棱和角顶等。几何学已经证明，能使有限对称图形中相等部分出现规律性重复(复原)的对称操作只有旋转、反映、倒反和旋转倒反四种。这些对称操作常称为宏观对称

操作。如果对一个对称图形实施某种对称操作，使其在操作后又能复原，总是要借助于某些辅助性的、假想的几何要素(点、线、面)来进行的。这些几何要素称为对称元素。各种对称操作都有相应的对称元素：旋转操作的对称元素叫做旋转轴(或对称轴)；反映操作的对称元素叫对称面(或镜面)；倒反操作的对称元素叫对称中心；旋转倒反操作的对称元素叫反轴。它们都是宏观对称操作的辅助几何元素，所以统称为宏观对称元素。

参考文献

金属材料与热处理课 篇7

一、巧设教学情境, 激发学生学习兴趣

“知之者不如好之者, 好之者不如乐之者”, 兴趣是学生主动学习, 积极思维, 真正成为学习主体的内在动力。也是提高教学质量, 保证教学质量的关键。

本课程的实践性较强, 在生产、生活中的应用性也非常广, 教师可以创设与生产、生活联系密切的教学情境, 来激发学生的学习兴趣, 变被动学习为主动学习, 以提高学习效果。比如在介绍钢的热处理时, 可以首先播放一些学生比较喜欢的武侠小说中武器制作的片段并提出问题:为什么要先将坯料放在炉中加热, 再进行锻打, 还要将其浸入水中, 反复进行?学生会随着教师设置的情境从武侠小说逐渐进入到课程的学习任务中, 积极主动地通过各种方式寻求答案, 老师也可在这个时候适时的引入关于金属热处理的概念、方法及热处理后金属材料组织性能的转变的讲解。又如在介绍“金属材料的机械性能”这一内容前, 拿出事先准备好的的多个弹簧秤, 让学生进行称重实验, 同时让学生进行观察并讨论, 为什么利用弹簧秤称重时, 称较轻的物品时弹簧秤可以正常使用较长时间, 但在称较重的物品时弹簧秤可能很快被损坏, 无法正常使用呢?通过学生们的讨论, 很自然地将学生的注意力引入到“金属材料的机械性能”的学习中, 提高了学生的学习积极性, 使学生的被动学生转变成为主动探究。

二、利用信息化教学手段, 提供学生自主学习的环境

随着计算机、多媒体、网络、通讯和人工智能的飞速发展, 人类进入了信息化时代。数字化、信息化已成为当今乃至未来社会的显著特征, 对人们的生产、生活、学习方式产生了深远的影响。利用信息化教学手段, 让学生在教师创建的不同教学情境中、通过教师提供的多种教学资源, 通过小组协作、师生互动等学习过程发挥学生的主动性和积极性, 让学生真正成为学习的主体。

大学城空间课程的推出, 教师可将平时上课所用的教学PPT、教学讲义、及相关教学资源上传到网上, 学生在课堂上没有弄懂的知识通过自主观看老师上传空间的资料反复学习, 利用空间, 教师还可在网上对学生实现不受空间与时间限制的指导, 大大提高教学效果。

随着翻转课堂等概念的普及, 微课受到了教育界的广泛重视。微课是将教学重点、难点、疑点等通过精心构思, 录制成一个个5-8分钟, 50M左右大小的简短视频, 上传至网上, 方便学生随时随地通过网络下载或点播, 可重复使用, 利用率高, 能较好地满足师生的个性化教学和个性化学习需求, 很好地提供了让学生自主学习的环境, 可以作为《金属材料与热处理》课程教学的重要教学模式。

比如“钢的热处理”中介绍的是退火、正火、淬火、回火和钢的表面热处理等内容。这“四把火”既是教学重点, 也是教学难点, 每一把“火”的加热温度、保温时间、冷却速度、组织变化等内容特别容易混淆, 而这些因素在热处理工艺过程中对于材料的组织变化起着决定性的作用, 直接影响产品的质量。为了让学生熟悉并掌握这“四把火”, 可将每把“火”在实际中的应用视频及其加热温度、保温时间、冷却速度、组织变化等内容制作成微课, 上传到网上, 让学生能通过网络随时随地进行观看, 通过多次反复, 一方面可以让学生熟悉这部分内容, 同时让学生对于热处理的工艺流程有了一个比较深刻的印象, 做到理论和实践的有机结合, 取得更好的教学效果。

三、强化师资培训, 提高教师的教学能力

信息化教学手段的合理使用, 能激发学生的学习兴趣, 提高学生的学习积极性, 而对教师则提出了更高的要求:1.根据教学要求, 针对教学重点和难点, 将教学内容设置成一个个教学情境;2.熟练掌握现代信息技术, 如PPT课件制作技术、录屏、视频制作编辑等软件的使用;3.广博的知识和精湛的教学技艺。这就要求我们紧跟时代发展要求, 加强校企合作, 强化师资培训与队伍建设, 定期分批安排老师进行针对性的培训, “内培外引”, 形成竞争机制, 提高教师教学能力, 以达到提高教学效果的目的。

“教学有法, 教无定法”。在教学实践中, 提高教学效果的方法多种多样, 各有千秋。教学实践证明, 在《金属材料与热处理》的教学中, 教师应精心设计各种教学情境, 充分利用现代化教学手段, 不断提高自身的综合专业素养, 理论联系实际, 激发学生的学习兴趣, 提高教学效果。

参考文献

[1]马秀霞.浅谈金属材料与热处理兴趣教学法[J].教学探索, 2015 (1) :81-82.

[2]胡铁生, 周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术, 2014 (2) .

[3]李贞祥.教学中情境故事的有效采用[J].专业建设, 2014 (12) :85-87.

[4]梁乐明, 曹俏俏, 张宝辉.微课程设计模式研究[J].开放教育研究, 2013 (19) .

金属材料与热处理课程案例教学 篇8

关键词：金属材料与热处理 案例教学法 冶金专业

金属材料与热处理课程是高职院校冶金专业中一门专业性强、抽象难学的课程。笔者在多年的教学过程中，采用案例教学法，使抽象难懂的概念形象化和具体化，取得了比较好的教学效果。下面，笔者就金属材料与热处理课程教学过程中，如何进行案例教学进行具体说明。

一、缺口效应

金属材料存在缺口的情况下，金属材料的力学性与没有缺口情况时是不一样的。金属缺口存在时，缺口处的受力状态会发生改变，使得金属材料变得脆弱，危及机械机电设备的正常运转。为了将金属材料缺口效应讲明白，笔者在课堂教学时，准备了两张完全相同的塑料包装纸，其中一张塑料包装纸保持原样，用剪刀在另一张塑料包装纸剪一个小缺口。然后，笔者叫了一名学生上讲台以同样的路线撕裂塑料包装纸，在撕裂过程中，存在小缺口的塑料包装纸很容易撕裂，而另一种没有缺口的塑料包装纸则更难撕破，显示出有缺口的塑料包装纸力学性能发生了很大改变。在外力的作用下，外力集中于缺口位置，超过材料屈服强度而使塑性变化并开裂，这就是缺口效应。笔者通过这个形象的案例，很好地说明了金属材料缺口效应。

二、疲劳现象

机械设备中结构零件有时破裂，会造成重大经济损失，甚至危害工作人员生命安全。许多造成破裂的机械零件是在循环变动载荷下运行的，例如齿轮和曲轴等。在运行过程中，这些机械构件在工作应力低于金属材料屈服强度时就出现破裂现象，这种现象就是疲劳现象。据统计，工作过程中发生破裂情况至少有八成是由于疲劳破裂引起的，而且疲劳破裂在发生前没有明显征兆，具有很大危害。学生很难理解金属材料的疲劳破裂问题。为此，笔者在课堂教学时准备了几根铁丝，让几个学生对铁丝反复弯折，在很短的时间铁丝就被折断，这是由于疲劳现象产生的断裂。机械结构零件材料表面存在缺陷问题时，例如划痕和裂纹等，这些地方应力出现了大于原先屈服点的情况。在循环变动载荷情况下，随着循环次数的增加，产生疲劳裂纹，裂纹持续扩大，达到一个临界点后突然断裂。

三、金属同素异构现象

固态金属在一定的温度区间存在一定的晶格情况。比如钛在882度以下时以六方晶格的形式存在，而在882度至熔点期间，钛以体心立方晶格存在。铁在912度以下是以体心立方晶格形态存在，912度至1394度期间以面心立方晶格形态存在，在1394度至熔点期间又以体心立方晶格形态存在。固态金属在不同温度情况下，会从一种晶格形态改变成另一种晶格存在形态现象，这种现象就是金属同素异构。为了让学生理解该知识点，笔者在课堂上向学生提出一个问题：固态金属存在热胀冷缩情况吗？学生一时不能做出最终正确判断。笔者先与学生进行了实验，课堂上准备了一条长为1.2米、直径1毫米的铁丝，将铁丝的两端固定在支架上，通电流后使铁丝慢慢加热。随着电流的增强，我们可以观察到铁丝由于受热出现膨胀，并逐渐下沉，而加热到使铁丝呈现出橙色时，我们反而能够观察到铁丝收缩的情况。相反，铁丝从高达1000℃条件下逐渐降温，降低到一定温度后铁丝反而伸长。总之，铁丝在加热时出现收缩，而在降温时出现伸长。这种情况的发生，显示出固态金属并不是完全“热胀冷缩”，而是由于金属同素异构现象的存在，金属材料在不同温度下内部晶格发生了改变。

四、偏析现象

金属材料中化学成分分布不均匀的情况称为偏析现象。金属铸锭结晶过程中，不同部位结晶速度是不一样的，一般在合金中低熔点的元素集中于最终结晶区，从而造成最终金属铸锭存在化学成分分布不均匀问题。学生对偏析现象不太理解。为此，笔者在课前要求学生利用课外时间自己制作一支冰激凌，制作过程是把牛奶放在冰箱里冻结成块状即可，制作完成后自己亲自品尝味道。在课堂上，笔者要求学生描述一下牛奶冰激凌的味道，大多学生都认为刚开始品尝牛奶冰激凌时感觉很甜，到后面慢慢淡而无味，最后就是冰屑了。为什么要形成这种情况，这是因为水结晶的温度是零度，牛奶中的水以三种性质而存在，一种是游离水的形式存在，它不与其他物质结合，具有溶剂的功能，含量最多；第二种是溶解于蛋白质、乳糖等物质的水；第三种是结晶水。牛奶在冷冻过程中，最先结成冰块的是游离水，牛奶逐渐冻结，随着冷冻的时间的加长，由于游离水全部冻结成冰块，导致不结冰的蛋白质和乳糖等聚集于冰激凌的表面，从而使得冷冻的冰激凌存在口味变化的情况。通过这个课外实验，学生很容易明白偏析现象的发生原理。