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,這對于處理質(zhì)量也提出了更高層次的要求。對于教師而言,在教學(xué)過程中也應(yīng)加強對學(xué)生特殊性能鋼熱處理相關(guān)技術(shù)的傳授工作,在注重理論知識講述的同時,引導(dǎo)學(xué)生進行特殊性能鋼熱處理實驗,以在強化學(xué)生對所學(xué)知識理解與認知的同時,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,就特殊性能鋼熱處理教學(xué)進行了簡要分析。
關(guān)鍵詞:特殊性能鋼,熱處理,教學(xué)
特殊性能鋼熱處理作為一門基礎(chǔ)課程,與生產(chǎn)實際聯(lián)系較為緊密,是機械類學(xué)生非常重要的課程。這門課的教學(xué)目的是通過理論的傳授引導(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實的基礎(chǔ)。為此,對于教師而言,應(yīng)加強對于該門課程的教學(xué)工作,注重將較為抽象、復(fù)雜多變理論知識點與具體的實驗聯(lián)系起來,以在充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時,提升他們的動手操作能力。與此同時,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)生明確專業(yè)發(fā)展動向,并為今后的就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。為此,筆者就特殊性能鋼的教學(xué)問題進行了以下探討:
一、認真分析,引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)要點
在特殊性能鋼熱處理相關(guān)內(nèi)容教學(xué)過程中,首先應(yīng)注重學(xué)生基礎(chǔ)知識的傳授,在強化他們理論基礎(chǔ)知識掌握的同時,有針對性地引導(dǎo)他們加強對于重點與難點知識的學(xué)習(xí)。如對于鐵碳合金的組織、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該部分內(nèi)容講得非常透徹。有鑒于此,教師應(yīng)認真分析,引導(dǎo)學(xué)生把握關(guān)鍵點,明確知識點貫穿點,以找到對重點知識、難點知識的突破口。如在學(xué)習(xí)特殊性能鋼組織結(jié)構(gòu)內(nèi)容時,可為學(xué)生寫出“材料→性能→組織→化學(xué)成分”這樣一個關(guān)系式,能夠引導(dǎo)學(xué)生明確特殊鋼性能的由來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型時,可為學(xué)生寫出這樣一種關(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以不同晶體類型的形式存在。在此基礎(chǔ)上,就可以進一步引導(dǎo)學(xué)生了解不同晶體類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度、硬度越高的原因,并且能為他們進一步了解特殊性能鋼熱處理過程中力學(xué)性能的變化打下堅實的基礎(chǔ)。由此看來,在特殊性能鋼熱處理相關(guān)內(nèi)容教學(xué)過程中,鋼材的內(nèi)部組織便是很好的切入點,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,那么對特殊性能鋼熱處理后續(xù)相對復(fù)雜知識的學(xué)習(xí)也就會變得非常容易。
二、強化引導(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)運而生,在教學(xué)過程中應(yīng)加強對于該部分內(nèi)容的重視,以使學(xué)生明確特殊性能鋼熱處理的研究動向。
(一)無頭軋制技術(shù)
對于傳統(tǒng)的特殊性能鋼的軋制生產(chǎn)工藝而言,各個軋坯之間存在著一定的時間間隔,造成堆鋼幾率增加,并且軋機咬入軋坯時所產(chǎn)生的沖擊載荷會影響設(shè)備的使用壽命,作業(yè)效率低下。而無頭軋制技術(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)無頭焊接軋制技術(shù)。該項技術(shù)是一項應(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,軋制一根較長的鋼坯,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,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,還需要加強對于該項技術(shù)的深入探討與研究,其現(xiàn)階段存在的主要問題是焊接區(qū)與非焊接區(qū)質(zhì)量的不一致性以及鋼坯對焊的成功率。
。2)無頭連鑄連軋技術(shù)。該項技術(shù)是一種新型的無頭軋制新技術(shù),實現(xiàn)了從連鑄到連軋的全連續(xù)化,并且給鋼廠帶來了非常可觀的經(jīng)濟效益。在實際的生產(chǎn)運營過程中,無頭連鑄連軋技術(shù)對生產(chǎn)設(shè)備有著較高的要求,如果出現(xiàn)故障停軋現(xiàn)象會對生產(chǎn)過程產(chǎn)生較大影響。而對于部分品種的特殊性能鋼而言,在無頭連鑄連軋生產(chǎn)線中應(yīng)對連鑄坯進行水淬冷卻,之后進入加熱爐進行加熱,以防止鋼坯冷卻過程中AIN的析出。
。ǘ┟擃^軋制技術(shù)
對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:(1)能有針對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入粗軋機組的速度。(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。
。ㄈ┰诰補充加熱技術(shù)
對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充在線加熱裝置,對進入的特殊性能鋼材補充加熱,使軋材溫度均勻。這一加工工藝對易切削軋材非常重要,只有補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程互補,并且這種處理方法經(jīng)濟、簡便、快捷,非常具有發(fā)展趨勢。在具體的應(yīng)用過程中表明,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)備的效率會逐漸增大。為此,需對加熱線圈進行嚴格的氣隙大小控制。
(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)各個企業(yè)特殊性能鋼熱處理生產(chǎn)線的特點,充分利用計算機技術(shù)對熱循環(huán)過程進行模擬,并制定相應(yīng)的熱循環(huán)工藝規(guī)范,能在滿足鍛機與加熱爐生產(chǎn)能力的同時,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)過程中,應(yīng)加強對學(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)生掌握各個熱處理環(huán)節(jié)特點
上文已經(jīng)提到,特殊性能鋼熱處理工藝理論知識較為復(fù)雜、抽象,不容易掌握。為此,在教學(xué)過程中,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,并重點加強對于該部分內(nèi)容的理解與記憶。最后,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主加強對于該部分內(nèi)容的歸納總結(jié),這樣能夠確保學(xué)生所學(xué)知識點的系統(tǒng)化、條理化,進而形成一套較為完善的特殊性能鋼熱處理理論知識體系。
四、結(jié)語
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)注重對該部分教學(xué)內(nèi)容教學(xué)特點的歸納與總結(jié),根據(jù)學(xué)生自身特點與學(xué)習(xí)狀況選擇靈活多樣的教學(xué)方式。同時,還應(yīng)注重教學(xué)難點的突破,善于歸納總結(jié),以切實促進學(xué)生對于特殊性能鋼熱處理相關(guān)知識的理解與認知。
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