金屬材料的失效分析精選(九篇)
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第1篇：金屬材料的失效分析范文
【關鍵詞】金屬；熱處理；工件產品；質量；殘余應力；開裂失效；關系；分析
在工業生產與加工過程中，進行金屬的熱處理是進行加工生產金屬工件產品質量與使用壽命保證的重要工藝方法，在金屬冶煉和加工中十分常見。通常情況下，進行金屬的冶煉加工過程中，金屬的熱處理工藝方法包括金屬退火以及金屬淬火、回火、正火和金屬表面改性等工藝技術和方法，這些工藝技術與方法在我國的金屬冶煉與加工中早有應用實現，也是現代金屬敬愛工制造應用的關鍵技術。隨著我國現代制造業的不斷提升發展，金屬零件的應用也越來越廣泛并且普遍，比如，現代的汽車以及機床加工制造、模具產品生產等中，都有對于金屬零件的加工應用過程，而這些現代生產制造所需要的金屬零部件的加工制造中，有很多一部分金屬零件都需要進行熱處理，尤其是想冶金以及交通、航空航天、電子、建筑等行業中，由于產品的更新換代比較快，為對于產品生產制造過程中使用的金屬零件質量和使用壽命等進行保證，實現節能節材的金屬零件加工目的，就需要對于加工零件使用的金屬進行熱處理，以保證所生產加工金屬工件產品的質量與壽命。下文將結合金屬熱處理技術方法，在對于金屬熱處理作用與殘余應力分析基礎上，進行金屬熱處理殘余應力與開裂失效關系的探討，并對于開裂失效與裂紋愈合的途徑進行總結，以提高金屬工件產品加工質量，保證金屬工件產品的使用壽命。
1 金屬熱處理與熱處理殘余應力分析
金屬的熱處理技術是一種通過對于金屬材料“加熱”以及“冷卻”過程的控制，來實現對于金屬材料組織結構以及性能、品質等改善提高的工藝方法。通常情況下，進行金屬熱處理不僅能夠提高金屬材料切削加工中的性能以及加工精度，同時對于金屬材料本身的斷裂韌性也具有較大的提高改善作用，還有利于減少金屬材料加工生產過程中的開裂問題，具有比較突出的積極作用和優勢。
進行金屬的熱處理過程中，由于金屬熱處理是一種對于金屬“加熱”以及“冷卻”過程變化控制而實現的技術方法，因此，金屬熱處理中必然會因為溫差變化引起相應的熱應力以及金屬材料變相所引起的相變應力。其中，金屬熱處理中的熱應力是指金屬材料在“加熱”以及“冷卻”過程中，由于金屬材料的表層與材料內部之間的加熱以及冷卻的速度不同，因此溫度變化就會存在有一定的差別，而這種溫差所導致的金屬材料的不均勻膨脹與收縮變化，所產生的應力作用也就是熱應力，通常熱應力在金屬材料冷卻過程中的表現會更為突出和明顯。而金屬熱處理中的相變應力，則是指金屬材料在“加熱”以及“冷卻”過程中，由于金屬材料的組織結構變化所引起的應力作用，也就是相變應力。
金屬熱處理中的殘余應力，則是指金屬熱處理過程中熱應力與相變應力疊加之后的應用作用，通常金屬熱處理的殘余應力也被稱為是金屬熱處理的內應力，多分為宏觀殘余應力與微觀殘余應力兩種類型。其中，金屬熱處理中的宏觀殘余應力能夠引起熱處理金屬材料的宏觀變形，而金屬熱處理中的微觀殘余應力則主要在晶粒內部以及晶粒之間產生作用。進行金屬熱處理過程中，當熱應力居于主導地位時，多表現為熱處理金屬材料的中心部位受到拉力作用，而金屬材料的表面則受到壓力作用，熱應力是兩種作用力進行疊加后產生的一種作用力，金屬熱處理中的殘余應力則是在金屬材料熱處理之后，保留于金屬內部的應力作用，這種應力作用在不同的加工條件與使用條件中，以溫度與環境條件最為突出，會發生相應的變化，它屬于金屬工件產品加工中的一種不穩定因素，對于金屬工件產品的性能質量具有一定的影響，需要進行釋放處理。
根據上述對于金屬熱處理中的殘余應力及其作用影響的分析可知，金屬熱處理中的殘余應力是金屬工件產品加工過程中的一種不穩定因素，容易對于生產加工金屬工件產品的抗開裂性能以及抗疲勞性能、形狀尺寸等產生影響，從而引起加工生產金屬工件產品的開裂失效，對于金屬加工制造發展十分不利。下文從金屬熱處理中的殘余應力造成金屬開裂的原因以及影響等方面，對于金屬熱處理殘余應力與開裂失效關系進行分析。
首先，在金屬熱處理中殘余應力對于金屬開裂的影響中，金屬熱處理中的拉應力是一種必不可少的影響因素。通常情況下，金屬材料中的壓應力作用不會導致工件發生開裂，而一旦金屬材料中拉應力作用大于壓應力時，則會引起金屬開裂。其次，金屬材料熱處理中，殘余應力一旦超過應有的臨界值時，也會導致金屬開裂發生。再次，金屬材料開裂問題多發生于合金金屬材料中，而純金屬材料則很少發生開裂。最后，金屬材料的開裂問題發生，還需要有特定的腐蝕作用作為介質條件才會引起發生。
在金屬熱處理中殘余應力對于金屬開裂失效的影響中，拉應力是造成金屬開裂失效問題發生的必要條件之一，拉應力作用下金屬材料的裂紋擴展速度對于金屬材料開裂失效具有很重要的作用和影響，而金屬工件產品表面所存在的殘余應力對于金屬裂紋發生具有一定的控制作用，因此對于金屬開裂失效也有著非常關鍵和重要的作用影響。此外，金屬開裂失效問題中，金屬工件裂紋擴展情況與金屬材料中的應力作用分布情況之間，也有著一定的聯系和作用。
在金屬熱處理以及金屬工件產品制造加工中，為避免殘余應力造成金屬開裂失效發生，首先，應注意減少金屬熱處理所導致的開裂問題發生，比如通過減少金屬工件的結構設計以及表面加工質量缺陷等，都可以有效減少熱處理中的開裂發生；其次，應注意提高金屬工件表面的壓應力作用，在使用過程中定期進行檢測，以便于控制避免；再次，應注意提高金屬材料的質量，在金屬發生裂紋后，對其進行評估修復，避免影響擴大。
3 結束語
總之，金屬熱處理中的殘余應力是金屬工件產品加工與使用中的不穩定因素，需要在金屬工件產品的加工與使用過程中進行排除和避免，以保證金屬工件產品的質量和使用壽命，推進工業生產與加工發展。
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第2篇：金屬材料的失效分析范文
關鍵詞：電站鍋爐；金屬材料；選擇；使用
正文：
電站鍋爐是一種特殊設備，具有爆炸危險性，受到國家的安全檢查管理。在選擇鍋爐的承壓部件金屬材料時，如果低材高用，也就是使用超過限度，爆管事故往往就會在短時間內發生；相反地，如果是高材低用，也就是使用限度降低了，同樣的也會導致危險發生，比如使用合金焊條來焊接鋼鐵或者在鋼鐵部位使用合金管，這些危險性都非常大。材料失效都是在焊縫熱影響區發生的，并非是母材中的材料失效，材料產生失效的時間間隔，往往是焊縫熱影響區比母材失效時間間隔長，甚至長很多。對于焊接來說，其接頭在鋼制品結構中，往往是比較薄弱的地方，如果是不同的鋼焊接的接頭，其性能比起同種鋼焊接的接頭來說，更加薄弱。鍋爐在其金屬技術監督規程以及安全監察規程中，對于不同種鋼的焊接接頭，明文規定了對其的監查以及監督檢驗，關注力度非常大。所以，如果一旦焊接過程中用錯了鋼材，導致異種鋼焊接接頭，其潛在的爆炸危險性也就大大增加了。電站鍋爐改造、檢修人員，一定要把握好鍋爐材料的選用，對金屬材料的一些基本知識一定要牢牢記住，有所了解中外在材料科學方面的發展現狀，對不同種類的發電鍋爐來說，在材料的選用方面也要有一些了解，這些都非常有益于切實工作。
1金屬材料簡述
金屬材料學是一門試驗應用科學，要想對鍋爐的檢修質量有所保障并不斷地提高，鍋爐檢修工作人員務必要了解金屬材料的一些基本知識。鋼鐵是一種黑色金屬，其基本元素是鐵，它是晶體物質。決定鋼鐵性能的主要因素包括：組成鋼鐵的化學元素的含量、種類、微觀組織結構（組織決定其性能）及其處理工藝，等。如果要使材料具備新的性能，可以對它進行熱處理，改變其原來的組織結構。
2電站鍋爐對金屬材料的選擇
鋼材中基本元素是鐵，還含有碳和少量錳、硅、硫、磷等元素，所以稱這種鋼為碳素鋼。如果需要鋼具有某些特定功能，就可以在碳素鋼的基礎上，摻加某些元素，比如鎘、鎳、鉬、釩、鎢、鈦、鵬、錳等金屬或非金屬元素，如此就構成了合金鋼。把這些可以使鋼材具有特殊性能的元素，稱作為合金元素。其中硫、磷純粹是有害的雜質，盡量少含有或不含有這些雜志。另外一些元素，都對鋼起著二重性的作用，如果含量在一定范圍內，其作用或影響是積極的、正面的，如果含量超出這個范圍，其作用或影響則是不利的、負面的。鋼中元素組合以及它們的百分含量都是經過理論驗證以及長久的生產實踐檢驗的，這個元素的合理組合及其限定范圍產生了鋼材標準。鋼材中每個元素的合理組合以及含量決定了它們對改采性能的影響結果。鋼中各個元素的含量，其實是一個含量范圍，是生產廠家給出的，其具體含量值，是通過化學分析實驗以及光譜分析實驗得出的。
合格的材料化學元素檢驗報告單給出的應該是具體含量數值，而不是含量范圍。作為晶體物質的鋼，其中C這個化學元素包括3種同素異構體形式，它們是：石墨、金剛石以及無定形碳三種。它們之間在物理及其力學性能方面存在著非常大的差別。導致這么大差異的根本因素是金剛石以及石墨自身所具有的空間結構，致使它們跟無定形碳的力學及其物理性能之間產生非常大的差別。鋼鐵中的晶體材料也是如此，這就證明了一點：晶體材料的性能不僅取決于其化學成分，還跟其化學成分之間的空間結構，也就是晶體結構有關系。鋼水在凝固的過程中，鋼中的組成元素會形成晶格特異的的晶體形式，這就決定了金屬材料的特定力學性能及其物理性能，這種現象類似于碳的同素異構體現象。它們的區別在于：不可能改變碳的同素異構體的晶格類型，然而鋼中的晶格類型是可以通過熱處理工藝改變的，由此改變了其原組織結構狀態，它的性能就隨之改變。所用鋼材中最常用的微觀組織材料有珠光體、鐵素體、奧氏體、貝氏體以及馬氏體，等等，可以通過不一樣的熱處理來改變它們的晶體結構，使其化學成分進行重新分布，還能夠改善或者調整組織結構狀態，使材料的應用性能得以保證甚至是提高。
3金屬材料在電站鍋爐中的使用情況
近些年來，多數電廠都徹底更換了鍋爐的高溫段材料，往往都是換成18Cr8Ni系的不銹鋼材料。因為不容易加工，電廠往往委托鍋爐制造廠來加工制作、更換。熱處理做的不好是最直接的問題，往往是制成品的整體或者局部固溶熱處理的工藝不合理，尤其是局部。如今電廠的應用條件下，這種不合理的熱處理致使鍋爐使用壽命降低。奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕現象，就是因為碳原子由晶粒內部遷移向晶界，而且跟晶間的Cr形成Cr23C6，因此晶間貧鉻現象發生。在400-800℃這個溫度范圍內，奧氏不銹鋼體尤其容易發生貧鉻現象，這個溫度區域往往被稱作敏化區。故而奧氏鋼材在焊接過程中或者進行其它熱處理時，在敏化區停留作業時間務必盡量短，比如，焊接過程中，應用小線能量、盡量控制層間溫度等等。可以依據奧氏不銹鋼的使用條件，盡可能用鈍化處理、穩定化處理、固溶處理等工藝來控制晶間腐蝕。氧化性酸氧化，可以使不銹鋼表面形成一層非常密實的氧化鎘保護層，這就是鈍化處理工藝。如此可以對鋼材的耐腐蝕性有所提高。奧氏體管在電站鍋爐中的應用溫度為650-700℃，此溫度范圍稱作材料敏化區。對奧氏體不銹鋼材料進行熱溶處理之后，在這個材料敏化區溫度范圍內，仍然會出現碳遷移現象，從而發生晶間貧鉻，對不銹鋼材料的抗氧化性以及耐腐蝕性，都有很大的不良影響，如果對其進行穩定化處理，也就是固定晶粒內的碳元素，就可以對材料的壽命以及使用性能起到很好的保證作用。
參考文獻：
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第3篇：金屬材料的失效分析范文
1機械設計中金屬材料選擇原則
金屬材料的載荷能力。要充分考慮金屬材料的斷裂脆性和常溫塑性，處于靜載荷工作環境的工件一般會選用脆性金屬材料。在承受一定沖擊力的工作環境下，一般會選擇塑性好的金屬材料[2-3]。工件的使用條件。所設計的工件的工作環境處于濕熱環境下或者是具有一定腐蝕性的工作環境下，根據環境搭配應該選擇具有良好的防銹能力的金屬或者是耐腐蝕的金屬材料。除上述情況之外，工件的實際工作溫度對選材上也有一定影響，一方面要考慮所選的金屬材料的熱膨脹系數不宜過大同時在高溫過程中能夠保持特有的屬性參數，防止在溫度變化過程中產生一定的組織變化和應力變化；另一方面要考慮溫度的變化對工件的強度硬度和力學性能的影響。工件的加工尺寸和設計參數。工件的加工工藝以及對工件的加工精度也是制約金屬材料選擇的一個因素。如果要經過鑄造的工件，一般不會因為形狀尺寸等因素受到限制；如果要經過精加工的工件，必須要考慮加工過程使用的機械性能和工藝流程對材料造成的影響。除此之外，在金屬材料的選擇過程中，還要參考金屬材料的加工成本，成本過高的材料在進行擇優選擇過程中會被淘汰[4-5]。
2機械設計中銅金屬材料應用性
金屬材料的選擇要求盡可能選擇加工過程中污染少的銅金屬，同時還要選擇能耗比較低的銅金屬材料。①銅金屬材料經過適當的熱處理工藝過后，能夠有效的提高使用壽命和綜合應用能力，但是熱處理工藝對環境的污染比較嚴重，同時對能源的消耗過多，因此盡量避免選擇通過熱處理來加工的銅金屬材料，而盡可能選用拉拔、冷軋等工藝加工的銅金屬材料。在常規的加工工藝下就可以達到設計要求的銅金屬材料。②盡可能選用處理工藝簡單的銅金屬材料，從而減少或者避免銅金屬材料在加工過程或者制作過程中的污染。優先選擇對人體無害的銅金屬材料，來替代對人體有一定毒副作用或者是對環境產生一定影響的金屬材料。在能夠滿足設計要求的基礎上，合理使用新型的銅合金材料代替原有的材料。比如使用銅金屬泡沫，可以用于輕質量、強度大的空心夾層板的填充材料。在骨架結構中可以使用銅加固物來填充，這樣可以有效的避免骨架的彎曲，同時可以有效的吸收外界產生的沖擊功，對支撐體和表面起到一定的保護作用。銅金屬還可以使用在效率高的熱交換器或者是高功率冷卻的機械電子設備中，銅金屬以其自身優異的導熱性，可以有效的進行熱量傳遞。并且銅金屬泡沫不能進行燃燒，還是很好的防火材料。銅金屬材料可以進行回收再利用，對環境和人體的影響都不是很大。
3結語
機械設計已經是現在經濟的重要推動力之一，隨著經濟持續發展，機械設計領域越來越受到社會的關注，機械設計領域的金屬材料的選擇，對機械設計的影響所占的比重越來越多。本文就以銅金屬材料在機械設計中的應用為例進行了有效的分析，希望能夠為銅金屬在設計領域的使用提供理有效的論依據。
參考文獻
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第4篇：金屬材料的失效分析范文
【關鍵詞】承壓設備；力學性能；化學性能；工藝性能；物理性能
承壓設備包括鍋爐、壓力容器、氣瓶和壓力管道，這類設備廣泛用于國民經濟各個方面，它們的共同特點是涉及生產和生命安全，一旦發生事故危害性較大。
隨著社會不斷進步和科學技術的發展，在各應用領域內，承壓設備在日趨大型化、高參數、結構多樣性的同時，其工作條件也越來越趨苛刻，在使用過程中不可避免的要承受外界風載荷或地震作用。在各工業部門中，承壓設備所處理、盛裝的介質品種繁雜且多種多樣，這就要考慮到介質的危害性、腐蝕條件等等。隨著全球環保意識的提高，世界各國都制定了環保標準，為保證人身健康安全，環境保護方面的要求是強制性的、法規性的。這些條件不但在設備的結構、材料、設計技術方面，而且在制造技術和使用管理方面都提出了更加嚴格的，同時也應該是更加安全可靠的要求，當然還要找到經濟的工業化實施辦法。因此合理的選用材料對于設備的結構合理，安全、長期運行和降低成本是非常重要的。
制造承壓設備的材料多種多樣，就目前情況，鋼材仍然是實際工程中應用最廣泛的材料。對于有特殊耐腐蝕性能要求的場合，有色金屬甚至非金屬材料也經常考慮用于設備。承壓設備選用鋼材應考慮設備的使用條件（如設計壓力、設計溫度、介質特性和操作特點等）、材料的性能（力學性能、化學性能、物理性能和工藝性能）、設備的結構及制造工藝、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理等等，同時要考慮到制作的經濟合理性。
現將金屬材料的性能（力學性能、化學性能、物理性能和工藝性能）分別簡述如下:
1．力學性能
金屬材料在一定的溫度和外力作用下，所表現出抵抗某種變形或破壞的能力稱為鋼材的力學性能又叫機械性能。
金屬材料的力學性能決定于材料的化學成分、組織結構、冶金質量、殘余應力及表面和內部缺陷等內在因素，但外在因素如載荷性質、應力狀態、溫度、環境介質等對金屬的力學性能也有很大的影響。金屬材料在加工和使用過程中所受到的外力稱為載荷。根據作用性質不同，載荷可分為靜載荷、動載荷。動載荷又可分為沖擊載荷和循環載荷（也稱交變載荷）。金屬材料受到載荷作用時，發生幾何尺寸和形狀的變化稱為變形。變形一般可以分為彈性變形和塑性變形。金屬材料在外力作用下將產生變形，對于大多數材料，當外力不超過一定限度時，去除外力后，物體將恢復原有的形狀和尺寸，這種性質稱為彈性。隨著外力消失而消失的變形，稱為彈性變形。彈性極限是指試樣在試驗過程中，發生彈性變形時所能承受的最大應力。彈性極限是金屬材料由彈性變形過渡到塑性變形時的應力。應力超過彈性極限時材料將開始發生塑性變形。塑性變形是指不可消失的變形，也叫永久變形。
鋼材的常規力學性能主要指標有：強度、塑性、硬度、韌性等。這些性能指標是設備選材和強度計算的首要考慮因素。
（1）強度：金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力稱為強度。
金屬材料在常溫下常用的強度指標有屈服強度和抗拉強度。
屈服強度：當金屬材料呈現屈服現象時，在拉伸試驗期間達到塑性變形發生而力不增加的應力點。屈服強度分為：上屈服強度和下屈服強度。上屈服強度：試樣發生屈服而力首次下降前的最高應力；下屈服強度：在屈服期間，不計初始瞬間效應時的最低應力。對于退火、正火、調質狀態的碳素鋼和低合金結構鋼存在物理屈服現象，在應力——應變曲線上出現上屈服強度、下屈服強度，這類材料取其下屈服強度為該材料的屈服強度。對于其他類沒有明顯物理屈服現象的材料，如不銹鋼、淬火狀態的碳素鋼及低合金鋼等，則根據零件或構件服役條件可以允許的殘余變形量，人為地規定產生一定量的殘余伸長時的應力作為條件屈服強度。例如：規定非比例延伸強度；規定總延伸強度；規定殘余延伸強度。由于金屬材料在使用過程中，如果受力過大而產生過量的塑性變形，就會失效。所以材料的屈服強度或條件屈服強度是設計選材的主要依據，也是評定金屬材料優劣的重要指標。
抗拉強度：它表現材料在拉斷前所能承受的最大應力值，超越此應力值材料就進入低應力破壞階段，所以抗拉強度也表示材料抵抗斷裂的能力。抗拉強度是決定材料許用應力的主要依據之一，是設計選材的重要依據。
材料高溫性能的重要指標有蠕變極限和持久強度極限，其區別僅在于側重點不同。蠕變極限以考慮變形為主，只允許產生一定的變形量時，在設計時就應考慮蠕變極限；持久強度極限主要考慮在長期使用下的破壞能力，有些部件，高溫下使用時間較長，對蠕變變形限制不嚴，但必須保證使用時不破壞，這就需要用持久強度極限作為設計的主要依據。
蠕變是金屬在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現象。蠕變現象隨溫度的升高而顯著。其它情況相同時，溫度越高，蠕變速度越快。蠕變極限是指材料在一定溫度下和在規定的持續時間內（如10萬小時），產生1%變形量時所施加的最大應力值。
持久強度極限是在給定的溫度下，使材料經過規定時間不發生斷裂的最大應力，是材料在高溫長期負荷作用下抵抗斷裂的能力。
第5篇：金屬材料的失效分析范文
【關鍵詞】金屬材料；職業道德；專業素能；綜合素質
中圖分類號： [TB31] 文獻標識碼： A
1引言
當今世界可以說是鋼鐵世界：從日常生活到社會經濟發展，從基礎建設到重大建設工程，從運載工具飛天入海到鉆山掘土，都離不開金屬材料。隨著新材料不斷的被開發、被研制，用途越來越廣，改變人們的生活，改變了世界。
1.1金屬材料的性能與檢測
金屬材料不斷的被應用到各行各業：機械加工、設備制造、建筑、電力、通信、航空航天等等，它們的用途決定了材料必須保證質量才能滿足使用的功能和安全，材料的質量是通過檢測來驗證材料力學性能和化學成分是否滿足需求。
檢測主要是對已知材料進行力學性能試驗和化學成分分析，確定材料是否符合國家標準和技術要求，判定材料質量合格與否，確定金屬材料是否具有應有的性能
1.2檢驗工作的作用
金屬材料的質量由檢測來驗證，檢驗的結果又去指導生產和確定材料是否可以作為原材料用于產品加工，材料的性能決定了產品的質量和使用功能、使用安全。
檢驗工作指導生產服務于生產，保證產品質量持續穩定，檢驗質量保障了產品質量。
1.3檢驗工作的性質決定檢驗員應具有的品質
材料的力學性能和化學成分決定材料的質量，質量影響材料的用途和安全，質量必須靠檢測來確認，決定了材料理化檢驗員必須具有全面、較強的專業知識和能力。
金屬材料的質量牽涉到經濟利益和安全，稱職的材料理化檢驗員還必須具有良好的職業道德，堅持工作原則，對材料做出真實、正確的判定，保證材料的使用性能和使用安全。
材料發展的趨勢及檢測新方法、新原理、新設備的出現，要求檢驗員要不斷的提高自身素質，拓寬知識視野，始終走在科技前沿，具有獨樹一幟的專業素能和高尚的職業道德。
2材料檢驗員的職業道德品質
檢驗員要遵守相關的法律法規，依據檢驗規程，按一定的程序、工藝和方法對材料進行檢測和判定。在檢驗過程中可能受到客觀和主觀的影響，因此工作中必須堅守職業道德。
2.1材料檢驗員的職能劃分
根據材料生產和使用過程，可以將檢驗工作劃分為：研發檢測、生產控制檢測、使用檢測和仲裁檢測。研發檢測是根據使用的需要或者金屬元素的性質去開發新性能的材料，滿足需要和推進科技進步；生產控制檢測是對已有標準和技術要求的材料去生產，通過檢測控制產品質量持續合格，生產有序進行；使用檢測非常重要，是對直接用于產品加工的金屬原材料進行檢測，確定材料使用功能和安全；仲裁檢測就是對有爭議的金屬材料性能由有檢測能力和資格的第三方進行鑒定的檢測。
2.2材料檢驗員應具有的職業道德
材料檢驗員必須有嚴謹的工作態度，堅持工作原則，堅持職業道德和職業操守，獨立、客觀、公正開展材料檢測工作，依據檢測規程和程序得出科學結論并對自己的工作成果負責。
研發檢測是對新材料開發的輔助，本文僅對生產檢測、使用檢測和仲裁檢測進行論述。
2.2.1金屬材料生產檢驗員應具有的職業道德
金屬材料的生產主要是通過一系列的工藝、配方和方法等，生產出已知的、具有固定要求性能的材料，理化檢驗是對產品制造質量的控制，從材料配方到產品出廠，保證材料的化學成分和力學性能符合國標和技術要求，確定材料的制造工藝、方法滿足要求。
生產廠商生產的金屬材料雖然滿足經濟發展需要，但最終的目的是追求利潤，追求利益最大化，用最低的成本追求最大的利潤，許多廠商玩起球，一些添加的貴重合金金屬都在國標要求下限，致使力學性能也在國標要求下限，給金屬材料制品留下許多安全隱患。
在工作中，檢驗員也許會受到各方面的干擾，有來自行政上的命令，有經濟利益上面的驅動等等，造成工作成果失準。如為過分追求效益，檢驗過程中接到上級的暗示，甚至命令，要求檢驗結果必須合格；有的為經濟利益驅動，違背良知出不正確的結果，使檢測結果的客觀性、公正性和獨立性受到影響，失去了對產品質量控制的本質，不能作為過程控制的指針，造成質量隱患，甚至不合格，降低公司信譽，對社會產生不良影響甚至造成經濟損失等等。決定了材料檢驗員必須堅守職業道德，依據程序獨立工作，做到客觀、公正性和科學性。
2.2.2金屬材料使用檢驗員應具有的職業道德
材料的質量決定了產品使用功能和使用安全，由于質量造成經濟損失和安全事故時有發生，危害社會和人身安全。如2008年雪災中電力鐵塔的倒塌，屢見不鮮的建筑物、橋梁垮塌，設備產品等使用壽命的降低等。為杜絕安全事故和降低經濟損失必須加強檢測控制。
材料使用檢測是使用單位對采購的金屬原材料質量的驗證，在原材料入庫或使用前進行物理性能和化學成分的檢測，以求滿足產品生產和使用的性能需求，使材料既能滿足功能要求又能降低成本，達到提高經濟效益的目的，促進企業持續發展。
為保證材料性能和安全，檢驗員要堅持原則和職業道德，遵守法律法規，遵守工藝和操作規程，依據工作程序，獨立、公正，避免任何干擾得出結論，指導生產、服務生產。
2.2.3金屬材料仲裁鑒定檢驗員應具有的職業道德
材料生產和使用單位因質量發生糾紛，需要由有資質的第三方檢測鑒定，獨立地出具客觀、公正、可信度檢驗結論，確定材料質量。比如前段時間鬧得沸沸揚揚不粘鍋錳超標事件。
鑒定檢驗更容易受到各種干擾，特別是經濟利益的誘惑，稍有不慎就會出現社會問題。理化檢驗員必須堅守職業道德，堅持工作原則，加強自身素質建設。正如業內所說：一個稱職的理化檢驗員首要的任務就是堅持原則，不違背道德良知，促進檢驗工作健康有序的發展。
3檢驗員應具有的專業素能
合格的檢驗員必須具有相應的專業素能：專業素質和工作能力，它決定工作成果的科學性和可靠性，對產品進行判定，發現問題、為原因分析提供依據，提出糾正措施和預防措施。
3.1檢驗員自身必備的專業素質
檢驗員的業務素質不僅要通過系統的理論學習，而且要通過實踐，在工作中不斷的總結、積累，并再次應用到工作中去指導工作；再者要加強繼續教育，學習專業中出現的新理論、新原理、新材料和新方法，提高自身的專業素質和工作成果質量。
檢驗工作中要排除對檢測環境影響的各種因素，對檢驗結果進行不確定度評定，使用可接受性的檢驗程序和方法，加強數理統計，使檢測更具有客觀性和科學性，保證產品質量。
3.2檢驗員應具有的工作能力
檢驗員不僅要有相適應的專業素質，還必須有相應的工作能力，它決定檢驗員的成功與否，決定能否果斷、快速得出正確結論，能否將專業知識應用到日常工作中。在工作中必須遵守法律法規，堅定的貫徹執行標準和方法，做到舉一反三和融會貫通，將與檢測相關的知識能夠成功的運用到自己的專業知識中，指導工作。
工作能力在檢測結果的失效分析本質和重大的失效案例中都能得到驗證，無論你的專業知識多么淵深，在實際工作中你的能力不能拓寬，視野不夠寬廣，將直接影響你的知識發揮，工作中就不能有的放矢切中要害，得出正確的結果。
3.3綜合素能的提高
為做好檢測工作，就要不斷的提高綜合素能，適應不斷發展的檢測工作，日臻完善檢測方法。不僅要堅持繼續教育，而且要不斷的涉獵各方面相關的知識。比如，從事化學元素分析要涉獵物理專業，物理要涉獵數學專業，常規化學分析要涉獵直讀光譜元素分析等。科技的進步促使我們要孜孜不倦涉獵各方面的知識，鞭笞我們去學習、去提高自身的綜合素能。
4檢驗工作的發展趨勢必須與時俱進
新材料不斷被研發，新品種不斷出現，性能不斷的提高，滿足了各種需要，也要求檢測工作必須滿足材料發展需要，必須與之相適應，保證材料性能得到驗證和確定。
傳統的檢測方法，已有的材料標準和檢測程序，有的已經與材料發展不相適應，主要反映在方法繁瑣、復雜、陳冗和結果精確度上。特別是新材料出現及對合金元素的性質再認識上，確定了檢驗工作必須與材料發展相適應，與材料發展做到與時俱進。
近年來，各種檢測儀器不斷的更新換代，檢測精度不斷提高，使材料中一些未知的微量元素被檢出、被認知，這些元素在材料中的作用需重新認識。材料標準不斷完善、更具科學性；標準物質各種指標更完整、準確，分析要求更嚴格；檢測方法更完善、科學，使得檢測更便利、快捷，結果更準確、完善，準確度更高。特別是近年來發展的原子譜分析技術，直讀光譜儀的應用，提高了工作效率和經濟效益。同時要求檢驗工作必須符合材料發展趨勢，材料理化檢驗員必須不斷學習新知識，提高自己的綜合素質，滿足材料發展和檢驗工作需要。
第6篇：金屬材料的失效分析范文
關鍵詞：專業建設；內涵；金屬材料工程；課程體系
中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）05-0192-03
專業是我國高等學校實施教育的基本實體，維持這個實體發展的基本要素是同一專業學生所組成的班集體、教師組織和實施教育所需要的經費、教室、實驗室、儀器設備、圖書資料、實習場所等，專業的設置在我國目前基本是剛性的。高等學校人才培養的立足點是專業，所以專業建設是高等學校最基礎，也是最重要的工作。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》[1]提出要更新人才培養觀念，樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發展，不拘一格培養人才。本文圍繞《教育規劃綱要》精神，結合金屬材料工程本科專業的建設實踐，探討了專業建設的內涵。
一、專業的內涵和建設著力點
“專業”指“高等學校的一個系里或中等專業學校里，根據科學分工或生產部門的分工把學業分成的門類”[2]，各專業都有獨立的教學計劃，以體現本專業的培養目標和規格。在這里，專業的劃分依據為科學分工和生產分工，所以高等學校專業的設置除符合科學的分類外，還要符合生產實際、面向市場[3]。在高等學校，專業是為學科承擔人才培養的職能而設置的，其設置在國內基本是剛性的。從社會的需求來看，專業是為滿足從事某類或某種社會職業必須接受的訓練需要而設置的。從傳授知識和人才培養的途徑來看，專業指課程的一種組織形式[4]。
在1988年教育部頒布的本科專業目錄中[5]，按照學科門類對專業做了比較詳細的介紹，包括人才培養規格、就業方向、主干課程和實踐教學環節等，而專業的建設是圍繞專業目錄的基本要求制定培養方案，包括課程體系、實踐教學環節及課外活動的要求。在本科生四年的培養過程中，基本是按培養方案實施所規定的教學環節，并要求學生達到一定的學分要求。
根據專業的定義和教育部對現行專業的介紹，專業的內涵主要包括專業的設置、師資、辦學條件、教學基本建設等。從專業建設的角度看，專業內涵應主要集中在教學的基本建設方面，包括課程體系的構建、實踐教學體系的建立、課程的建設、課堂教學環節等方面。高等學校要培養社會經濟發展所需要的專業人才，應該采取哪種組織方式，是專業的實質[6]。據研究表明，傳統的固定模式、單一的批量人才培養模式，已經不能適應社會經濟的不斷發展，專業型人才欠缺，一定程度上對我國經濟發展產生影響。因此，改變傳統的人才培養模式，探索科學有效的人才培養模式是教育工作者亟待解決的一個重大科研課題，高等教育的人才培養目標應當是多目標的、動態的以及多層次的[7]。
專業內涵建設是專業建設的難點和重點[8]。專業建設要綜合考慮專業發展動態、經濟社會發展需求等因素，根據現實需要不斷調整人才培養目標和模式，不斷進行人才培養方案、課程體系、教學內容和教學方法的創新，著重培養學生的創新能力和實踐能力，不斷加強專業內涵建設，以更好的滿足《教育規劃綱要》對人才培養的要求。
二、金屬材料工程專業的課程體系
由于專業是課程的一種組織形式[4]，人才培養則主要通過課程教學的基本形式來實現。在專業建設中，課程體系的確定顯得尤其重要。一個專業開設什么課程，才能達到該專業的要求，是首先要考慮的問題。關于專業所開設的課程雖然在本科專業目錄中[5]做了介紹，但我國高等教育呈現大眾化、多樣化的趨勢，課程體系既有共同的規范和標準，又充分體現多樣性。
根據以上要求，在專業建設的基本思路框架下，特別強調課程為實現專業目標服務，我們建立了金屬材料工程專業的課程體系：（1）通識教育課程；（2）學科大類基礎課程；（3）專業基礎課程；（4）專業培養方向課程；（5）實踐教學環節。
三、關于課堂教學
教學創新是提高人才培養質量的根本。課堂是教學的主陣地，教學創新就必須課堂創新。在課堂教學創新中，要樹立由錢夢農同志于1982年提出“學生為主體，教師為主導”的教學思想。主要是說，學生是學習的主人，是知識的發現者、探索者；教師是課堂教學的組織者、指導者，學生知識的獲得、能力的形成離不開教師的引導、指點和熏陶，而教師的一切活動都是圍繞學生而進行的。積極開展啟發式教學，引發學生思考，實行教學互動，調動學生能動性，實現知識、技能的遷移與創新，實現教學相長和共同發展。
四、關于專業建設和發展的特色
從專業內涵發展的視角來看，創新是內涵發展之源，質量是內涵發展之本，特色是內涵發展之魂。2007年教育部、財政部在“高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見”中[9]，提出在專業建設上鼓勵特色的原則，相繼在高等學校實施了特色專業建設。特色主要是依據本學校的辦學定位來不斷建設形成。作為一個本科專業，要體現特色，要不斷加強內涵建設，逐步建立科學合理、特色鮮明的課程體系，以促進專業建設和發展。
根據我校金屬材料工程專業建設的實踐，圍繞材料學科的中心體系，通過專業基礎課程的學習，培養學生具有金屬材料科學的基礎知識；通過專業方向課程的學習，培養學生具有解決材料工程問題的初步能力，同時保證人才培養的特色和優勢，初步提出了本專業的特色[10]：（1）金屬熱處理方向；（2）金屬腐蝕與控制方向；（3）金屬結構的失效分析方向。通過以上專業特色方向的提出，可以充分體現我校人才培養的特色和優勢所在，并可有效推進教育質量的提升，為國家培養出符合經濟社會發展的專業人才，為我國經濟發展提供強有力的人才支持。
針對專業培養方向，我們就課程體系中的選修課程，進行了創新改革，設置了和金屬材料工程結合十分緊密的課程，使得人才培養更加與企業緊密結合，以適合市場對人才的要求。
五、關于理論教學與實踐相結合
理論教學是保證人才知識儲備的有效手段，也是最基本的學習。理論教學主要通過闡述、推理、演繹、歸納等方法實施，在此過程中，學生可以掌握各種專業知識，為以后的工作提供知識儲備。在理論教學的基礎上，實踐教學同樣不能忽視，實踐教學主要通過調查、實驗、實訓、實習的方式實行，通過以上方式，培養學生的綜合實踐能力、動手能力和創新能力，為創新型人才的培養提供有力的支持。堅持理論教學與實踐教學的相互融合，應完善課程內涵的建設，引入企業工程實例和應用技術研究項目，不斷豐富課程資源。
在金屬材料的課程體系中，除了規定的實踐教學環節外，還設置了材料科學基礎開放實驗課程，以使學生在理論學習后能根據個人興趣和想法，獨立設計實驗內容，并獨立完成實驗，強化兩個課堂互動的方式培養學生的動手能力和實踐能力。
金屬材料工程專業依賴于生產部門的分工，和金屬材料的工程應用密切相關。從滿足社會和企業所需人才為切入點，從提高綜合訓練的實踐效果出發，深入領會金屬材料工程專業的工程內涵，通過典型零件的熱處理、油氣田腐蝕知識、管道失效及完整性等工程應用課程，更好的體現注重知行統一，更符合金屬材料工程專業應用型人才培養的定位。
六、關于因材施教
專業人才的培養應做到因材施教，因材施教要求在教學的過程中，針對每個學生的不同個性特點、學習能力、基本素質等，有針對性的教學，盡可能的激發學生的內在潛力，促使學生主動學習，不斷提升自身綜合素質，學習他人長處，彌補自身存在的不足。為此，可采用分層教學、走班制、導師制等多種教學形式，積極創新，不斷開拓探索多種靈活多樣的教學組織形式[11]。對以專業為基礎的人才培養，可通過教學環節的設置來體現和實施因材施教。
課程實行必修、選修制，尤其是在專業方向課程上，必修、選修制是按因材施教原則實行的選課制度，要求選修課程的學生可分屬不同特色方向。學生可以根據自己的能力、愛好和特長選修課程[12]。通過開放實驗激發學生的興趣，并實現個人的想法，有利學生個人的培養和發展。
加強畢業設計環節的改革。由畢業設計題目的分配方式改變為學生選擇教師給定的畢業設計題目，以此來推進學生以自身興趣和將來從事的工作為基礎，提高學生對畢業設計的積極性和主動性，讓其有動力去研究探索，拓寬專業知識和基礎知識和儲備，為人才培養打下牢固的基礎。逐步實現到由學生自主選題，設計研究內容。在金屬材料工程專業的課程設置上，已經為達到學生自主選題做了必要的準備，如自主進行實驗內容設計的開放實驗，與工程結合典型零件的熱處理、油氣田腐蝕知識、管道失效及完整性等課程，以及科技寫作。
七、結束語
專業是高等教育學校實施教育的基本實體，是人才培養的基礎。為保證我國人才培養的順利發展，加強專業建設，豐富專業內涵勢在必行。金屬材料工程專業作為高等教育的一個分支，為國家金屬材料工程行業的發展提供人才支持，因此，加強金屬材料工程專業建設發展，是擺在教育者面前的一個重要課題。為有效促進金屬材料工程專業建設，應深入理解專業建設的內涵，理清建設思路，突出建設重點和特色，才能穩步提高教學質量。從專業的定義和高等教育的發展著眼，著重探討了金屬材料工程專業的建設，提出了專業建設的特色，為金屬材料工程專業的建設提供參考。
參考文獻：
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第7篇：金屬材料的失效分析范文
關鍵詞：機械設計；材料選用；適用性；節能環保；機械制造 文獻標識碼：A
中圖分類號：TH122 文章編號：1009-2374（2017）11-0104-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.053
1 概述
機械設備在日常生活中無處不在，大到飛機、火車、輪船、各種工程設備，小到手機、手表、各種電子產品等，都屬于機械設備。在機械制造過程中，設計是第一步。而在機械設計中，材料的選擇又是非常關鍵的一環。材料選用合理是實現機械產品價格合理、質量耐用、產品壽命長的基礎。在歷史上，一種新材料的問世，往往會開辟一個新的時代。例如，人類掌握了青銅的冶煉技術以后，就進入了青銅器時代；掌握了煉鐵技術后，人類進入了鐵器時代。從20世紀下半葉到21世紀初，又有很多新材料相繼問世，如碳纖維復合材料、石墨烯、鈦合金等，每一種材料的出現都會給工業，特別是機械制造業帶來革命性的變化。下面本文就淺顯地談一談機械設計中材料的選用問題。
2 常見材料的分類
目前在機械制造中應用的材料主要有四類，即金屬材料、無機非金屬材料、有C高分子材料和復合材料。下面分別敘述：
2.1 金屬材料
金屬材料是現代社會中使用非常廣泛的一類材料，從汽車、飛機、輪船，到手機、打火機等機械產品，都有金屬材料的身影。金屬材料按照顏色分，可以分為黑色金屬和有色金屬，黑色金屬主要有三種：鐵、錳和鉻，其他金屬如金、銀、銅等均為有色金屬。按照密度來分，可以分為輕金屬和重金屬，輕金屬有鋁、鎂等，重金屬有銅、汞等。
2.2 無機非金屬材料
無機非金屬材料包括陶瓷、氮化硅、玻璃、氮化硼、金剛石、石墨、碳化硅等，這類材料一般具有硬度高、抗壓強度高、耐腐蝕等特點，但是許多材料價格偏高，容易脆斷。這類材料使用相對較少，主要用于制造密封性原件、顯示屏等。
2.3 有機高分子材料
有機高分子材料主要是塑料、橡膠以及合成纖維。塑料自從發明以來，便得到廣泛的應用。它價格便宜、輕便、耐腐蝕，具有一定的強度，還可以與碳纖維等制成玻璃鋼等復合材料。在機械制造中，塑料應用相當廣泛，主要用于機械外殼、導線絕緣層等。
2.4 復合材料
復合材料是從20世紀末開始興起的一類新型材料，它是通過化學或物理的方法將兩種或兩種以上的材料進行復合，最終得到具有特定應用性能、滿足不同工藝要求的材料。目前應用得比較多的復合材料有碳纖維、玻璃鋼等，這些材料密度小、強度高、韌性好，應用前景廣闊。相信隨著科技的發展，這些材料還會得到更多的應用。
3 機械設計中材料選用的原則
3.1 注重材料的經濟性與適用性
所謂經濟性與適用性，就是選材要量體裁衣，根據機械產品的質量要求、用途以及機械制造過程中的鑄造工藝、裝配工藝和焊接工藝等環節的要求，選擇既能滿足要求，又價格低廉的材料。比如，在金屬材料中，鋼鐵的價格是很便宜的，因此在選材時，在滿足要求的前提下，可以盡可能地選擇鋼鐵。再比如，銅和鋁都是電的良導體，銅的電阻率比鋁更小，但是鋁的價格比銅便宜許多，當滿足需要時，盡量選用鋁而不是銅作導電材料。這樣就可以在保證產品質量的前提下實現最大的經濟效益。
3.2 在選材時考慮節能與環保因素
節能與環保是21世紀以來全球廣泛關注的話題，我黨提出了“綠色發展”“人與自然和諧相處”等議題。在機械設計中，尤其要重視節能與環保。盡量選擇可再生、易回收、環境友好的材料。在選材過程中，要優先選用可再生資源材料，優先選用環境友好材料，優先選用便于回收的材料。例如在選用塑料時，要避免選用不可降解的塑料，在可行的前提下優先選用可降解塑料。再比如，盡量減少金屬材料等不可再生資源的使用，嘗試用可再生資源代替。
4 機械設計中材料選用的幾點注意事項
機械設計中材料的選擇應用直接影響到機械產品的實用性能。在進行機械加工過程中，首要前提是滿足機械設計的要求，在此基礎上考慮資源供應的可靠性、材料的功能與特性等。基于此，下文針對不同材料的特點對其選擇及應用進行了分析。
4.1 材料的荷載能力要滿足要求
材料的荷載能力是材料性能的一個非常重要的方面，也是非常基礎的一個方面。如果荷載能力達不到要求，材料在加工過程中就有可能發生斷裂、失效等情況。即使在加工過程中沒有出現故障，在使用中也很容易出現故障，縮短機械設備的使用壽命。在根據荷載能力選材時，材料的荷載能力需留有一定的余量或者說安全系數，這個安全系數具體是多少，要根據使用場合來確定。越是重要的場合，越是對安全要求高的場合，安全系數越大。如果所選材料的荷載能力不清楚，則需要用實驗的方法進行測試。
4.2 盡量避免選用有毒有害的材料
有一些材料會對周圍環境造成危害或者危害人體健康，比如金屬鉛、鎳、汞，還有一些塑料等，這些都容易對環境造成污染。在機械設計中，要盡量不用或者少用這些材料。如果必須要選用這些材料時，要采取一定的措施，防止這些有害物質進入環境當中。
4.3 盡可能選擇便于回收或可再生的材料
到目前為止，構成機械產品的大部分材料都是金屬材料，其中最常見的就是鋼鐵。而金屬資源屬于不可再生資源，其在地球上的蘊藏量也是很有限的。因此對資源特別是金屬資源的回收利用就成了一個值得研究的課題。金屬材料的種類很多，比如鋼材的種類就有很多種，低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、各種合金鋼等。每一種金屬材料的回收難度是不同的，有的容易回收，而有的回收起來則比較困難。在機械設計中，在同等條件下，要盡可能選用回收方便的材料，讓資源得以回收
利用。
當然，也可以盡可能地選用可再生材料代替不可再生材料。比如在一些場合使用塑料代替金屬材料。
4.4 盡可能選用加工過程中資源消耗少、環境友好的材料
在材料選用過程中，不僅要考慮材料的荷載能力、材料本身的資源屬性、材料本身對環境的影響，還要考慮將材料制成產品的過程中，加工過程、加工工藝是否節能環保。例如，現在的許多金屬材料，在加工過程中需要進行熱處理，而熱處理過程消耗的能源等資源較多，對環境的污染也偏大，如果能夠選擇在冷和熱軋狀態下仍可保持較好性能的材料，就可以避免熱處理過程，從而節約資源，保護環境。如果不能找到理想的材料，加工過程中不得不使用熱處理，那也要盡量選用操作流程方便的材料，從而減少資源的消耗和對環境的
破壞。
5 結語
材料是機械制造的基石，材料的合理選用對于機械產品的質量、成本、壽命等都有巨大的影響。隨著科學技術的發展，新的材料在不斷被發現、發明，新材料在不斷推動人類社會的進步。作為一名機械制造領域的從業者，要密切關注材料科學的發展，敢于嘗試使用新的材料、新的技術，只有這樣才能推動機械制造行業不斷向前發展。
參考文獻
[1] 車明浪，史兆偉.機械設計中材料的選擇和應用[J].現代制造技術與裝備，2015，（6）.
第8篇：金屬材料的失效分析范文
英文名稱：Materials for Mechanical Engineering
主管單位：上海科學
主辦單位：上海材料研究所
出版周期：月刊
出版地址：上海市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-3738
國內刊號：31-1336/TB
郵發代號：4-221
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1977
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(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)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
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第9篇：金屬材料的失效分析范文
關鍵詞：金屬材料工程；創新型人才；實踐教學
作者簡介：胡宗智（1966-），男，湖北咸寧人，三峽大學機械與材料學院，副教授；鄒雋（1974-），男，湖北枝江人，三峽大學機械與材料學院，講師。（湖北 宜昌 443002）
基金項目：本文系2013年三峽大學教學研究項目（項目編號：J2013040）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0098-02
高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。實踐教學是本科整個教學體系的重要組成部分，是培養學生獲取知識、鍛煉能力、培養創新精神和創新能力的重要環節，直接影響創新型人才培養的質量。金屬材料工程是實踐性很強的學科，實踐教學質量的提高，對于培養創新型、應用型復合人才有著重要意義。[1]
新材料是21世紀我國新興支柱產業之一，作為材料重要分支的金屬材料也在不斷地發展，新知識、新理論、新方法、新技術層出不窮。面對世界范圍內的市場競爭和知識經濟的發展，如何培養面向21世紀金屬材料工程專業高素質創新型人才，國內各知名高校的金屬材料工程專業近年來從人才培養模式、課程體系、教學內容和教學方法等不同方面進行了改革，構建各具特色的實踐教學體系，著力培養具有創新能力的復合型人才，以適應新時期下國家經濟建設的需要。
三峽大學（以下簡稱“我校”）金屬材料工程專業的辦學目標是面向水利電力行業和地方經濟建設需要。學生畢業后主要從事金屬材料及熱處理、無損檢測及失效分析等工作。為了提高人才培養質量，我系課題組教師經過走訪調研國內同類專業的兄弟院校、科研機構、畢業生用人單位及往屆畢業生，根據反饋的信息，經過多次反復研討，對原實踐教學體系進行了較大的改革，以適應社會對金屬材料工程專業創新型人才培養的要求。
一、金屬材料工程專業實踐教學現狀
我校金屬材料工程專業以往的實踐教學活動中也不同程度存在著許多高校“重理論輕實踐”的通病：
第一，實驗教學內容依附于理論教學，演示性、驗證性實驗多，綜合性、設計性實驗少；實驗教學強調模仿和訓練，創新內容不夠；每門課程各自獨立地進行相關實驗教學，各門課程的實驗內容之間缺乏關聯性；實驗教學工作主要由實驗教師承擔，理論課教師基本不參與本科生的實驗教學工作，這對于提高實驗教學質量和教師實踐能力都是不利的。
第二，學生的課程設計及畢業設計課題與企業關聯少，絕大部分學生的題目在校內完成，與生產實際脫節嚴重，甚至落后于企業的實際應用技術水平；學生畢業后不能直接上崗工作，還需較長時間適應學習。
第三，畢業實習安排在第八學期，由于畢業實習經費有限，部分學生不得不外出找工作，畢業實習流于形式，達不到預期效果。
以上分析表明，實踐教學環節存在的這些問題制約著學生創新能力的提高，現有的實踐教學體系已不能適應“寬口徑、厚基礎、求特色、重能力”的創新型人才培養目標，必需對金屬材料工程專業實踐教學體系進行改革。
二、創新型人才培養實踐教學體系的構建
根據金屬材料工程專業的市場需求，結合國家“2011計劃”精神及我校本專業人才培養方案，圍繞構建創新型人才培養特色，重新優化了現有的實踐教學體系。新的實踐教學體系由實驗教學、實習、工程訓練、創新活動及師資建設等五大塊組成，其框架見圖1 所示。
1.實驗教學體系
實驗教學是創新型人才培養的基礎。在原實驗教學體系中，每門專業課程均有4～10學時的實驗課時，實驗穿插在課程教學過程中進行，實驗教學依附于理論教學的進度安排，實驗的內容僅限于剛學過的理論，實驗內容比較單一，多為基礎型驗證性或演示性實驗。這種模式對鞏固專業基礎理論知識有一定的積極作用，但由于實質性的綜合性及設計性實驗少，直接影響到學生綜合分析能力的提高，不利于創新能力的培養。為此，對課程實驗項目及實驗內容進行了改造，保留部分必要的驗證性及演示性實驗，加大了綜合性及創新性實驗的比重，并將以往分散于每門專業課理論教學中的實驗重新優化整合，比如將《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《金屬材料學》、《金屬材料熱處理》等課程的實驗教學從原課程中分離出來，整合為獨立開設的《金屬材料實驗技能基礎》實驗課，避免了這幾門課程開設的部分實驗內容重疊的現象。
為提高學生綜合應用能力，在第七學期開設專業綜合實驗。在該學期，學生已完成了大部分的理論課程學習和相關課程基礎實驗，在此基礎上進行專業綜合實驗，有利于學生加深對專業理論知識的理解和綜合運用。每個學生選擇不同成分的材料，獨立設計實驗方案。實驗的整個過程涉及到金相試樣制備、熱處理工藝、顯微組織觀察、材料性能測試等相關知識和實驗技能。通過專業綜合實驗課程的訓練，學生既加深了對所學的課程基礎理論的認知和理解，同時極大提升了學生的獨立工作、綜合分析及創新能力。
另外，無損檢測作為我校金屬材料工程專業的培養特色之一，在第六學期的后半學期開設《無損檢測綜合實驗》，由課程主講教師及從企業聘請的專業資質工程師共同指導完成，既使學生能夠綜合運用各種無損檢測方法進行實踐操作，又為其取得國家無損檢測相關資質打下基礎，全面提升學生創新能力及綜合素質，增強學生的就業競爭力，拓展就業渠道。
從課程基礎實驗專業綜合實驗專業技能實驗的課程實驗體系構建，奠定了“寬口徑、厚基礎、求特色、重能力”的創新型人才培養目標實現的基礎。
2.實習體系
原實習體系由金工實習、生產實習及畢業實習組成，在前幾年通過加強與企業的產、學、研合作及實習基地的建設，已對生產實習及金工實習進行了較大的改革嘗試，取得了較好的成效。[2]在新的實習教學體系中，認識實習替代以往的畢業實習。認識實習在第三學期末進行，此時的學生剛剛完成基礎課程的學習，而專業課程尚未開始，學生對自己專業課程的學習和未來的就業方向充滿期待但又缺乏了解。因此，精心安排認識實習能夠幫助學生建立初步的專業概念并激發其學習專業課程的興趣和愛好，為后續專業課程的學習打下基礎。[3]
3.工程訓練體系
與以往的這個實踐模塊相比，增加了“工程軟件實訓”項目，主要包含CAD/CAM與CAE兩個模塊，前一模塊為UG 、Proe和MasterCAM應用培訓，使學生熟悉CAD實體模型構建方法，具備完成中等復雜程度的實體模型創建的水平；熟悉一般加工工藝參數的設定、加工模型建立、編程及仿真過程。后一模塊為Ansys有限元軟件應用，通過實例講解、上機操作、現場指導等形式，對學生有限元建模和分析的技能進行訓練。以上軟件實訓可使學生具備實體建模表達創新方案，并通過有限元分析驗證方案可行性的能力，為創新活動提供支持。另外，積極探索與企業技術人員聯合開展課程設計和畢業設計指導工作的新途徑，鼓勵學生到企業單位完成課程設計和畢業設計，讓學生在直接接觸企業實際生產環節的過程中完成課題內容，了解最新相關技術，激發其創新能力。
4.創新活動體系
創新活動包括普及性科技活動、課題研究及創新大賽三個層面。其中，普及性的科技月活動一年舉行一次，過程經由學院組織專家宣講學生自擬小發明小創造課題選題答辯中期匯報結題答辯及評審。課題研究包括教師的科研項目及企業課題，在老師和企業技術人員的指導下，進行課題研究。比如功能導向金屬-有機框架材料的結構設計及其光催化性能研究、高性能鋰離子電池天然石墨基復合負極材料研究、Ti（C，N）金屬陶瓷刀具的研制等等。第三個層面是各類創新大賽，如機械設計創新大賽、挑戰杯大賽、數學建模大賽等。對參加或取得優異成績的學生給予一定的獎勵，部分創新活動甚至可以替代學分或在綜合考評中享受加分。通過多層次創新活動的開展，構建創新教育的氛圍，為學生的個性發展提供平臺，為學生今后從事科學研究奠定良好的基礎。另外，學院對學生創新活動實行實驗室開放，優越的科研設備和儀器用于本科生科研訓練，使學生的創新能力得到了全方位的鍛煉。
5.師資建設體系
師資隊伍的建設也是實踐教學體系改革的一項重要內容。只有具備突出創新能力的實踐教師隊伍， 才能在向學生傳授知識與技能的同時培養學生的創新能力。為此，一方面對現有的實驗教師有計劃的送出去培訓并考取相關資質；另一方面，選派年輕博士教師到企業掛職鍛煉，打造“雙師型”教師隊伍，指導實踐教學。通過了解社會對創新型人才的技能要求，增強教師實踐應用能力與實踐教學方法研究，更有效指導學生根據社會需求開展創新實踐。
三、結語
構建并完善創新型人才培養的實踐教學體系，是一項龐大、復雜而艱巨的任務，必須與時俱進，圍繞培養創新型人才這一目標，進行長期探索。[4]同時，實踐教學體系在實施過程中需要多方面的支持與配合，不足之處尚需在今后在實踐教學過程中不斷地修正和完善。
參考文獻：
[1]許征兵，龐興志，鄒勇志，等.金屬材料工程專業實踐教學體系的探索與實踐[J].廣西師范學院學報（自然科學版），2011，28（S1）：29.
[2]胡宗智，吳敏，王燕，等.依托地域優勢開展金屬材料工程專業生產實習的創新實踐[J].中國電力教育，2011，（2）：129-130.
