特殊性能鋼熱處理教學(xué)內(nèi)容分析

摘要：隨著特殊鋼處理工藝與技術(shù)的不斷發(fā)展，一些相應(yīng)的新工藝與新設(shè)備也相繼出現(xiàn)，并且使特殊鋼處理工藝有了質(zhì)的飛躍，這對(duì)于處理質(zhì)量也提出了更高層次的要求。對(duì)于教師而言，在教學(xué)過(guò)程中也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生特殊性能鋼熱處理相關(guān)技術(shù)的傳授工作，在注重理論知識(shí)講述的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行特殊性能鋼熱處理實(shí)驗(yàn)，以在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解與認(rèn)知的同時(shí)，明確特殊性能鋼處理新工藝的應(yīng)用。為此，本文根據(jù)筆者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就特殊性能鋼熱處理教學(xué)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：特殊性能鋼；熱處理；教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?搖文章編號(hào)：1674-9324（2013）30-0211-02

特殊性能鋼熱處理作為一門(mén)基礎(chǔ)課程，與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系較為緊密，是機(jī)械類(lèi)學(xué)生非常重要的課程。這門(mén)課的教學(xué)目的是通過(guò)理論的傳授引導(dǎo)學(xué)生明確特殊性能鋼內(nèi)碳鐵成分、性能以及熱處理工藝之間的關(guān)系，并且能為學(xué)生正確掌握多種性能鋼熱處理工藝打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此，對(duì)于教師而言，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于該門(mén)課程的教學(xué)工作，注重將較為抽象、復(fù)雜多變理論知識(shí)點(diǎn)與具體的實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，以在充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，提升他們的動(dòng)手操作能力。與此同時(shí)，教師還應(yīng)注重教學(xué)方法的選擇，并注重新型特殊性能鋼熱處理工藝的傳授，以使學(xué)生明確專(zhuān)業(yè)發(fā)展動(dòng)向，并為今后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此，筆者就特殊性能鋼的教學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了以下探討：

一、認(rèn)真分析，引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)要點(diǎn)

在特殊性能鋼熱處理相關(guān)內(nèi)容教學(xué)過(guò)程中，首先應(yīng)注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，在強(qiáng)化他們理論基礎(chǔ)知識(shí)掌握的同時(shí)，有針對(duì)性地引導(dǎo)他們加強(qiáng)對(duì)于重點(diǎn)與難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)。如對(duì)于鐵碳合金的組織、相圖的建立等內(nèi)容而言，因內(nèi)容相對(duì)比較復(fù)雜、抽象且很難使學(xué)生真正理解，而部分教師特很難對(duì)該部分內(nèi)容講得非常透徹。有鑒于此，教師應(yīng)認(rèn)真分析，引導(dǎo)學(xué)生把握關(guān)鍵點(diǎn)，明確知識(shí)點(diǎn)貫穿點(diǎn)，以找到對(duì)重點(diǎn)知識(shí)、難點(diǎn)知識(shí)的突破口。如在學(xué)習(xí)特殊性能鋼組織結(jié)構(gòu)內(nèi)容時(shí)，可為學(xué)生寫(xiě)出“材料→性能→組織→化學(xué)成分”這樣一個(gè)關(guān)系式，能夠引導(dǎo)學(xué)生明確特殊鋼性能的由來(lái)以及與材料以及各種化學(xué)成分之間的內(nèi)部關(guān)系。

又如在學(xué)習(xí)特殊性能鋼的不同晶體類(lèi)型時(shí)，可為學(xué)生寫(xiě)出這樣一種關(guān)系式，，能引導(dǎo)學(xué)生明確特殊性能鋼在不同的溫度下會(huì)以不同晶體類(lèi)型的形式存在。在此基礎(chǔ)上，就可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生了解不同晶體類(lèi)型的特殊性能鋼的間隙固溶碳能力是不同的，其變化量最大的是碳含量，這也決定了材料組織內(nèi)部的變化。通過(guò)這種分析，能引導(dǎo)學(xué)生很容易明確含碳量越高特殊性能鋼強(qiáng)度、硬度越高的原因，并且能為他們進(jìn)一步了解特殊性能鋼熱處理過(guò)程中力學(xué)性能的變化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由此看來(lái)，在特殊性能鋼熱處理相關(guān)內(nèi)容教學(xué)過(guò)程中，鋼材的內(nèi)部組織便是很好的切入點(diǎn)，只要引導(dǎo)學(xué)生很好地理解內(nèi)部組織的定義、性能以及決定其內(nèi)部組織變化的因素，那么對(duì)特殊性能鋼熱處理后續(xù)相對(duì)復(fù)雜知識(shí)的學(xué)習(xí)也就會(huì)變得非常容易。

二、強(qiáng)化引導(dǎo)，使學(xué)生明確熱處理新工藝

上文已經(jīng)提到，隨著特殊性能鋼熱處理工藝的不斷發(fā)展，各種新型熱處理工藝與設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于該部分內(nèi)容的重視，以使學(xué)生明確特殊性能鋼熱處理的研究動(dòng)向。

（一）無(wú)頭軋制技術(shù)

對(duì)于傳統(tǒng)的特殊性能鋼的軋制生產(chǎn)工藝而言，各個(gè)軋坯之間存在著一定的時(shí)間間隔，造成堆鋼幾率增加，并且軋機(jī)咬入軋坯時(shí)所產(chǎn)生的沖擊載荷會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，作業(yè)效率低下。而無(wú)頭軋制技術(shù)技術(shù)的引入徹底轉(zhuǎn)變了這一現(xiàn)狀，提高了金屬的收得率。

（1）無(wú)頭焊接軋制技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用于特殊性能鋼棒線材軋制的新技術(shù)，其方法是在加熱爐出口側(cè)將鋼坯兩端焊接起來(lái)，軋制一根較長(zhǎng)的鋼坯，鋼坯頭尾使用閃光焊接的形式，在焊接后將鋼坯端頭焊接，焊接區(qū)的液態(tài)金屬杯擠壓出來(lái)，能有效提升焊接質(zhì)量。

與常規(guī)的焊接軋制技術(shù)相比，這種技術(shù)能有效提升生產(chǎn)效率，并且使棒線材的定尺率接近100%。但是將該技術(shù)廣泛應(yīng)用于特殊性能鋼熱處理，還需要加強(qiáng)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的深入探討與研究，其現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題是焊接區(qū)與非焊接區(qū)質(zhì)量的不一致性以及鋼坯對(duì)焊的成功率。

（2）無(wú)頭連鑄連軋技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是一種新型的無(wú)頭軋制新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從連鑄到連軋的全連續(xù)化，并且給鋼廠帶來(lái)了非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，無(wú)頭連鑄連軋技術(shù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備有著較高的要求，如果出現(xiàn)故障停軋現(xiàn)象會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生較大影響。而對(duì)于部分品種的特殊性能鋼而言，在無(wú)頭連鑄連軋生產(chǎn)線中應(yīng)對(duì)連鑄坯進(jìn)行水淬冷卻，之后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，以防止鋼坯冷卻過(guò)程中AIN的析出。

（二）脫頭軋制技術(shù)

對(duì)于特殊性能鋼棒線材軋線的布置形式而言，我們已廣泛使用全連續(xù)式，但因特殊性能鋼生產(chǎn)線完全使用全連續(xù)軋制存在一定的不足，而脫頭軋制技術(shù)在部分企業(yè)也得到了一定的應(yīng)用。該種軋制方法存在以下優(yōu)點(diǎn)：（1）能有針對(duì)性地選擇特殊性能鋼鋼坯尺寸。（2）能夠有效提升特殊性能鋼鋼坯進(jìn)入粗軋機(jī)組的速度。（3）有利于高速工具鋼、馬氏體不銹鋼、易切削鋼等特殊性能能鋼的軋制。

（三）在線補(bǔ)充加熱技術(shù)

對(duì)于脫頭軋制方法而言，雖然能夠有效提升粗軋軋制速度，但在軋制期間所產(chǎn)生的頭尾溫差較大，而降低這種溫差的最佳方法就是補(bǔ)充在線加熱裝置，對(duì)進(jìn)入的特殊性能鋼材補(bǔ)充加熱，使軋材溫度均勻。這一加工工藝對(duì)易切削軋材非常重要，只有補(bǔ)充加熱才能確保切削鋼材組織性能與尺寸公差的均勻性。

電感應(yīng)加熱能與特殊性能鋼表面自然散熱過(guò)程互補(bǔ)，并且這種處理方法經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、快捷，非常具有發(fā)展趨勢(shì)。在具體的應(yīng)用過(guò)程中表明，隨著感應(yīng)圈與特殊性能鋼鋼坯之間氣隙的減小，感應(yīng)加熱設(shè)備的效率會(huì)逐漸增大。為此，需對(duì)加熱線圈進(jìn)行嚴(yán)格的氣隙大小控制。

（四）特殊性能鋼鋼錠、鋼坯加熱新工藝

特殊性能鋼鋼錠、鋼坯進(jìn)入加熱爐加熱軋制或鍛造。就加熱軋制的新工藝而言，應(yīng)根據(jù)各個(gè)企業(yè)特殊性能鋼熱處理生產(chǎn)線的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)熱循環(huán)過(guò)程進(jìn)行模擬，并制定相應(yīng)的熱循環(huán)工藝規(guī)范，能在滿(mǎn)足鍛機(jī)與加熱爐生產(chǎn)能力的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率。

以上是特殊性能鋼熱處理新工藝。在今后的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確特殊性能鋼熱處理工藝發(fā)展動(dòng)向，并更好地服務(wù)于今后的就業(yè)崗位需求。

三、總結(jié)規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生掌握各個(gè)熱處理環(huán)節(jié)特點(diǎn)

上文已經(jīng)提到，特殊性能鋼熱處理工藝?yán)碚撝R(shí)較為復(fù)雜、抽象，不容易掌握。為此，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生努力發(fā)現(xiàn)熱處理工藝內(nèi)容的特點(diǎn)，并重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)于該部分內(nèi)容的理解與記憶。最后，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主加強(qiáng)對(duì)于該部分內(nèi)容的歸納總結(jié)，這樣能夠確保學(xué)生所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)化、條理化，進(jìn)而形成一套較為完善的特殊性能鋼熱處理理論知識(shí)體系。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，特殊性能鋼熱處理內(nèi)容比較抽象、復(fù)雜，不易理解與掌握。為此，教師應(yīng)注重對(duì)該部分教學(xué)內(nèi)容教學(xué)特點(diǎn)的歸納與總結(jié)，根據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn)與學(xué)習(xí)狀況選擇靈活多樣的教學(xué)方式。同時(shí)，還應(yīng)注重教學(xué)難點(diǎn)的突破，善于歸納總結(jié)，以切實(shí)促進(jìn)學(xué)生對(duì)于特殊性能鋼熱處理相關(guān)知識(shí)的理解與認(rèn)知。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：周家琥，男，籍貫：山東日照，出生年月：1962.8，學(xué)歷：大學(xué)，職稱(chēng)：高校講師。