關(guān)于鐵碳合金相圖講解的幾點(diǎn)建議

在實(shí)際生產(chǎn)中，我們經(jīng)常會(huì)遇到選材及熱處理方面的問題，若選材不當(dāng)或熱處理工藝不合理，不僅會(huì)影響使用，嚴(yán)重的還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失或生產(chǎn)事故。而鐵碳合金相圖的分析及應(yīng)用是合理選材及熱處理工藝安排的基礎(chǔ)。

鐵碳合金相圖是在理想狀態(tài)下，不同成分鐵碳合金組織狀態(tài)隨溫度的變化而變化的圖解。此相圖雖是在理想狀態(tài)下繪制的，但卻精確地指明了在不同的溫度段各組織狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化及性能的轉(zhuǎn)變，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)加工極具指導(dǎo)意義。然而相圖中組織多而雜，理論性強(qiáng)且不易熟記，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中比較難掌握。如何在教學(xué)過程中使得內(nèi)容淺顯易懂，讓學(xué)生能夠在理解的基礎(chǔ)上熟記相圖呢?筆者就相圖的講解方面，提些個(gè)人看法。

一、引導(dǎo)學(xué)生善于觀察與聯(lián)想

學(xué)生要讀懂相圖，首先要明白相圖中各字母表示的含義以及它們之間的含義。如A代表的是奧氏體，是碳在γ鐵(γ-Fe)中的間隙固溶體，在727℃時(shí)，溶碳量為0.77%;F代表的是鐵素體，是碳在α鐵(α-Fe)中的間隙固溶體，在727℃時(shí)，溶碳量為0.0218%。通過以上信息，我們可以知道奧氏體A和鐵素體F的晶格類型以及在某一溫度段的含碳量。這些內(nèi)容顯而易見，但深思一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問題:同一溫度下同樣是碳溶解在純鐵中，奧氏體和鐵素體的含碳量卻不同，這是否跟它們的結(jié)構(gòu)有關(guān)，它們之間有什么聯(lián)系嗎?這樣很自然地就把學(xué)生的目光引到之前介紹過的純鐵同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變(γ-Fe在912℃時(shí)轉(zhuǎn)變成α-Fe)上來。當(dāng)碳溶入γ-Fe時(shí)，純鐵就變成了奧氏體A，碳溶入α-Fe時(shí)，純鐵就變成了鐵素體F，奧氏體A和鐵素體F之間會(huì)不會(huì)也發(fā)生了同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變呢?進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)系統(tǒng)關(guān)系間的聯(lián)想。

二、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心理，帶著疑問去學(xué)習(xí)

通過前面的分析，我們引出了一系列的問題，如奧氏體A與鐵素體F之間是否存在聯(lián)系?相圖中有一條ES線，此線的上方為單一的奧氏體A，此線的下方卻是奧氏體A和滲碳體Fe3C的混合物，這是怎么一回事呢……充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲，讓他們帶著疑問來研究分析鐵碳合金相圖。通過相圖的層層剖析，自己設(shè)置問題，分析問題，討論問題，解決問題，并從中獲取知識(shí)。

三、結(jié)合生活常識(shí)，抽象內(nèi)容直觀化

相圖中的ES線，此線之上為單一的奧氏體A，此線之下為奧氏體A和滲碳體Fe3C的混合物。這是由于溫度的降低(由1148℃降到727℃)，在ES線段上發(fā)生了組織轉(zhuǎn)變，從單一的奧氏體A中逐漸析出滲碳體Fe3C，并且溫度越低，析出量越多。教師這樣空洞的講解，學(xué)生可能不易理解，但如果利用生活常見現(xiàn)象來說明，則簡(jiǎn)單得多。此處可列舉鹽塊溶解于水的現(xiàn)象，水溫較高時(shí)，鹽塊全部溶于水中;當(dāng)溫度逐漸下降，水的底部就會(huì)出現(xiàn)白色晶體，也就是鹽，且水溫越低，析出的鹽量越多。也可以列舉蜂蜜中出現(xiàn)蜂蠟，冬天花生油出現(xiàn)絮狀物的實(shí)例……生活中所見的現(xiàn)象，往往印象深刻，容易理解，利用生活常識(shí)來講解，就可以使得抽象內(nèi)容直觀化。

四、靈活運(yùn)用多媒體進(jìn)行授課

相圖中組織復(fù)雜，線條較多，教師單靠口頭描述講解，學(xué)生不易理解，所以在講解時(shí)可借助多媒體輔助教學(xué)。多媒體直觀性強(qiáng)，包含的內(nèi)容較多，綜合了口頭講解和板書的優(yōu)點(diǎn)，并且可添加圖片及動(dòng)畫演示，使枯燥的知識(shí)更加生動(dòng)形象，能引起學(xué)生的興趣，激發(fā)求知欲，便于知識(shí)的理解與掌握。例如教師在講相圖中不同組織結(jié)構(gòu)時(shí)，可在多媒體上添加各類組織在顯微鏡下的圖片，讓學(xué)生能夠清晰地看到各組織形態(tài)，加深印象。教師將不同溫度下組織間所發(fā)生的轉(zhuǎn)變制成動(dòng)畫，通過演示，學(xué)生就能輕松地了解整個(gè)轉(zhuǎn)變過程，直觀形象。

五、理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合

理論知識(shí)是實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)，要通過實(shí)際的應(yīng)用才能顯示出它的價(jià)值。同樣，學(xué)習(xí)相圖的目的就是要利用其中的理論知識(shí)，來解決實(shí)際問題。例如通過相圖我們可以看到鋼的熔化和澆注溫度比鑄鐵高，這將導(dǎo)致晶粒粗大性能變差，所以在鑄造業(yè)中，鑄鐵的應(yīng)用比較廣泛。力學(xué)性能要求較高的零件一般選擇鍛造，這就要求鍛件應(yīng)具有較好的塑性且強(qiáng)度較低。此要求又與鐵碳合金的含碳量有關(guān)，含碳量較低時(shí)，鐵碳合金的強(qiáng)度、硬度低，但塑性、韌性好;含碳量較高時(shí)，強(qiáng)度、硬度高，脆性大，易開裂。經(jīng)過分析可得，鍛造時(shí)應(yīng)選擇鋼類材料……可以發(fā)現(xiàn)這些應(yīng)用的實(shí)例都與相圖有關(guān)，因而講解中我們可結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，將理論知識(shí)融入其中，便于理解和掌握。

教師合理地運(yùn)用多媒體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心，結(jié)合生活的常識(shí)及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生去觀察、探索、思考，使學(xué)生能夠?qū)局R(shí)內(nèi)化為自己的知識(shí)，并且能夠與實(shí)踐相結(jié)合，最終達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。

(作者單位:青島市技師學(xué)院)