金属材料的失效分析精选(九篇)

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第1篇：金属材料的失效分析范文

【关键词】金属；热处理；工件产品；质量；残余应力；开裂失效；关系；分析

在工业生产与加工过程中，进行金属的热处理是进行加工生产金属工件产品质量与使用寿命保证的重要工艺方法，在金属冶炼和加工中十分常见。通常情况下，进行金属的冶炼加工过程中，金属的热处理工艺方法包括金属退火以及金属淬火、回火、正火和金属表面改性等工艺技术和方法，这些工艺技术与方法在我国的金属冶炼与加工中早有应用实现，也是现代金属敬爱工制造应用的关键技术。随着我国现代制造业的不断提升发展，金属零件的应用也越来越广泛并且普遍，比如，现代的汽车以及机床加工制造、模具产品生产等中，都有对于金属零件的加工应用过程，而这些现代生产制造所需要的金属零部件的加工制造中，有很多一部分金属零件都需要进行热处理，尤其是想冶金以及交通、航空航天、电子、建筑等行业中，由于产品的更新换代比较快，为对于产品生产制造过程中使用的金属零件质量和使用寿命等进行保证，实现节能节材的金属零件加工目的，就需要对于加工零件使用的金属进行热处理，以保证所生产加工金属工件产品的质量与寿命。下文将结合金属热处理技术方法，在对于金属热处理作用与残余应力分析基础上，进行金属热处理残余应力与开裂失效关系的探讨，并对于开裂失效与裂纹愈合的途径进行总结，以提高金属工件产品加工质量，保证金属工件产品的使用寿命。

1 金属热处理与热处理残余应力分析

金属的热处理技术是一种通过对于金属材料“加热”以及“冷却”过程的控制，来实现对于金属材料组织结构以及性能、品质等改善提高的工艺方法。通常情况下，进行金属热处理不仅能够提高金属材料切削加工中的性能以及加工精度，同时对于金属材料本身的断裂韧性也具有较大的提高改善作用，还有利于减少金属材料加工生产过程中的开裂问题，具有比较突出的积极作用和优势。

进行金属的热处理过程中，由于金属热处理是一种对于金属“加热”以及“冷却”过程变化控制而实现的技术方法，因此，金属热处理中必然会因为温差变化引起相应的热应力以及金属材料变相所引起的相变应力。其中，金属热处理中的热应力是指金属材料在“加热”以及“冷却”过程中，由于金属材料的表层与材料内部之间的加热以及冷却的速度不同，因此温度变化就会存在有一定的差别，而这种温差所导致的金属材料的不均匀膨胀与收缩变化，所产生的应力作用也就是热应力，通常热应力在金属材料冷却过程中的表现会更为突出和明显。而金属热处理中的相变应力，则是指金属材料在“加热”以及“冷却”过程中，由于金属材料的组织结构变化所引起的应力作用，也就是相变应力。

金属热处理中的残余应力，则是指金属热处理过程中热应力与相变应力叠加之后的应用作用，通常金属热处理的残余应力也被称为是金属热处理的内应力，多分为宏观残余应力与微观残余应力两种类型。其中，金属热处理中的宏观残余应力能够引起热处理金属材料的宏观变形，而金属热处理中的微观残余应力则主要在晶粒内部以及晶粒之间产生作用。进行金属热处理过程中，当热应力居于主导地位时，多表现为热处理金属材料的中心部位受到拉力作用，而金属材料的表面则受到压力作用，热应力是两种作用力进行叠加后产生的一种作用力，金属热处理中的残余应力则是在金属材料热处理之后，保留于金属内部的应力作用，这种应力作用在不同的加工条件与使用条件中，以温度与环境条件最为突出，会发生相应的变化，它属于金属工件产品加工中的一种不稳定因素，对于金属工件产品的性能质量具有一定的影响，需要进行释放处理。

2 金属热处理残余应力与开裂失效关系分析

根据上述对于金属热处理中的残余应力及其作用影响的分析可知，金属热处理中的残余应力是金属工件产品加工过程中的一种不稳定因素，容易对于生产加工金属工件产品的抗开裂性能以及抗疲劳性能、形状尺寸等产生影响，从而引起加工生产金属工件产品的开裂失效，对于金属加工制造发展十分不利。下文从金属热处理中的残余应力造成金属开裂的原因以及影响等方面，对于金属热处理残余应力与开裂失效关系进行分析。

首先，在金属热处理中残余应力对于金属开裂的影响中，金属热处理中的拉应力是一种必不可少的影响因素。通常情况下，金属材料中的压应力作用不会导致工件发生开裂，而一旦金属材料中拉应力作用大于压应力时，则会引起金属开裂。其次，金属材料热处理中，残余应力一旦超过应有的临界值时，也会导致金属开裂发生。再次，金属材料开裂问题多发生于合金金属材料中，而纯金属材料则很少发生开裂。最后，金属材料的开裂问题发生，还需要有特定的腐蚀作用作为介质条件才会引起发生。

在金属热处理中残余应力对于金属开裂失效的影响中，拉应力是造成金属开裂失效问题发生的必要条件之一，拉应力作用下金属材料的裂纹扩展速度对于金属材料开裂失效具有很重要的作用和影响，而金属工件产品表面所存在的残余应力对于金属裂纹发生具有一定的控制作用，因此对于金属开裂失效也有着非常关键和重要的作用影响。此外，金属开裂失效问题中，金属工件裂纹扩展情况与金属材料中的应力作用分布情况之间，也有着一定的联系和作用。

在金属热处理以及金属工件产品制造加工中，为避免残余应力造成金属开裂失效发生，首先，应注意减少金属热处理所导致的开裂问题发生，比如通过减少金属工件的结构设计以及表面加工质量缺陷等，都可以有效减少热处理中的开裂发生；其次，应注意提高金属工件表面的压应力作用，在使用过程中定期进行检测，以便于控制避免；再次，应注意提高金属材料的质量，在金属发生裂纹后，对其进行评估修复，避免影响扩大。

3 结束语

总之，金属热处理中的残余应力是金属工件产品加工与使用中的不稳定因素，需要在金属工件产品的加工与使用过程中进行排除和避免，以保证金属工件产品的质量和使用寿命，推进工业生产与加工发展。

参考文献：

[1]饶春芳，张华，冯艳，肖丽丽，叶志清.镍金属保护光纤布拉格光栅的热处理及高温传感[J].光学精密工程，2011（9）.

[2]庞秋武，高辉，孙东立，修子扬，张强，胡志力.三维开孔Ni-Cr-Fe合金泡沫的准静态压缩性能和能量吸收特性[J].中国有色金属学报，2012（2）.

[3]师晓燕.无氟MOD法制备DyBa-2Cu-3O-（7-x）膜的高温热处理过程研究[J].稀有金属材料与工程，2010（4）.

[4]王健，周世平，贺晓燕，卢绍平，柳青，虞坤，申丽琴.热处理条件对Pd/Al双金属丝的性能影响[J].稀有金属材料与工程，2012（10）.

第2篇：金属材料的失效分析范文

关键词：电站锅炉；金属材料；选择；使用

正文：

电站锅炉是一种特殊设备，具有爆炸危险性，受到国家的安全检查管理。在选择锅炉的承压部件金属材料时，如果低材高用，也就是使用超过限度，爆管事故往往就会在短时间内发生；相反地，如果是高材低用，也就是使用限度降低了，同样的也会导致危险发生，比如使用合金焊条来焊接钢铁或者在钢铁部位使用合金管，这些危险性都非常大。材料失效都是在焊缝热影响区发生的，并非是母材中的材料失效，材料产生失效的时间间隔，往往是焊缝热影响区比母材失效时间间隔长，甚至长很多。对于焊接来说，其接头在钢制品结构中，往往是比较薄弱的地方，如果是不同的钢焊接的接头，其性能比起同种钢焊接的接头来说，更加薄弱。锅炉在其金属技术监督规程以及安全监察规程中，对于不同种钢的焊接接头，明文规定了对其的监查以及监督检验，关注力度非常大。所以，如果一旦焊接过程中用错了钢材，导致异种钢焊接接头，其潜在的爆炸危险性也就大大增加了。电站锅炉改造、检修人员，一定要把握好锅炉材料的选用，对金属材料的一些基本知识一定要牢牢记住，有所了解中外在材料科学方面的发展现状，对不同种类的发电锅炉来说，在材料的选用方面也要有一些了解，这些都非常有益于切实工作。

1金属材料简述

金属材料学是一门试验应用科学，要想对锅炉的检修质量有所保障并不断地提高，锅炉检修工作人员务必要了解金属材料的一些基本知识。钢铁是一种黑色金属，其基本元素是铁，它是晶体物质。决定钢铁性能的主要因素包括：组成钢铁的化学元素的含量、种类、微观组织结构（组织决定其性能）及其处理工艺，等。如果要使材料具备新的性能，可以对它进行热处理，改变其原来的组织结构。

2电站锅炉对金属材料的选择

钢材中基本元素是铁，还含有碳和少量锰、硅、硫、磷等元素，所以称这种钢为碳素钢。如果需要钢具有某些特定功能，就可以在碳素钢的基础上，掺加某些元素，比如镉、镍、钼、钒、钨、钛、鹏、锰等金属或非金属元素，如此就构成了合金钢。把这些可以使钢材具有特殊性能的元素，称作为合金元素。其中硫、磷纯粹是有害的杂质，尽量少含有或不含有这些杂志。另外一些元素，都对钢起着二重性的作用，如果含量在一定范围内，其作用或影响是积极的、正面的，如果含量超出这个范围，其作用或影响则是不利的、负面的。钢中元素组合以及它们的百分含量都是经过理论验证以及长久的生产实践检验的，这个元素的合理组合及其限定范围产生了钢材标准。钢材中每个元素的合理组合以及含量决定了它们对改采性能的影响结果。钢中各个元素的含量，其实是一个含量范围，是生产厂家给出的，其具体含量值，是通过化学分析实验以及光谱分析实验得出的。

合格的材料化学元素检验报告单给出的应该是具体含量数值，而不是含量范围。作为晶体物质的钢，其中C这个化学元素包括3种同素异构体形式，它们是：石墨、金刚石以及无定形碳三种。它们之间在物理及其力学性能方面存在着非常大的差别。导致这么大差异的根本因素是金刚石以及石墨自身所具有的空间结构，致使它们跟无定形碳的力学及其物理性能之间产生非常大的差别。钢铁中的晶体材料也是如此，这就证明了一点：晶体材料的性能不仅取决于其化学成分，还跟其化学成分之间的空间结构，也就是晶体结构有关系。钢水在凝固的过程中，钢中的组成元素会形成晶格特异的的晶体形式，这就决定了金属材料的特定力学性能及其物理性能，这种现象类似于碳的同素异构体现象。它们的区别在于：不可能改变碳的同素异构体的晶格类型，然而钢中的晶格类型是可以通过热处理工艺改变的，由此改变了其原组织结构状态，它的性能就随之改变。所用钢材中最常用的微观组织材料有珠光体、铁素体、奥氏体、贝氏体以及马氏体，等等，可以通过不一样的热处理来改变它们的晶体结构，使其化学成分进行重新分布，还能够改善或者调整组织结构状态，使材料的应用性能得以保证甚至是提高。

3金属材料在电站锅炉中的使用情况

近些年来，多数电厂都彻底更换了锅炉的高温段材料，往往都是换成18Cr8Ni系的不锈钢材料。因为不容易加工，电厂往往委托锅炉制造厂来加工制作、更换。热处理做的不好是最直接的问题，往往是制成品的整体或者局部固溶热处理的工艺不合理，尤其是局部。如今电厂的应用条件下，这种不合理的热处理致使锅炉使用寿命降低。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀现象，就是因为碳原子由晶粒内部迁移向晶界，而且跟晶间的Cr形成Cr23C6，因此晶间贫铬现象发生。在400-800℃这个温度范围内，奥氏不锈钢体尤其容易发生贫铬现象，这个温度区域往往被称作敏化区。故而奥氏钢材在焊接过程中或者进行其它热处理时，在敏化区停留作业时间务必尽量短，比如，焊接过程中，应用小线能量、尽量控制层间温度等等。可以依据奥氏不锈钢的使用条件，尽可能用钝化处理、稳定化处理、固溶处理等工艺来控制晶间腐蚀。氧化性酸氧化，可以使不锈钢表面形成一层非常密实的氧化镉保护层，这就是钝化处理工艺。如此可以对钢材的耐腐蚀性有所提高。奥氏体管在电站锅炉中的应用温度为650-700℃，此温度范围称作材料敏化区。对奥氏体不锈钢材料进行热溶处理之后，在这个材料敏化区温度范围内，仍然会出现碳迁移现象，从而发生晶间贫铬，对不锈钢材料的抗氧化性以及耐腐蚀性，都有很大的不良影响，如果对其进行稳定化处理，也就是固定晶粒内的碳元素，就可以对材料的寿命以及使用性能起到很好的保证作用。

参考文献：

[1]邹刚.电站锅炉金属材料的选择[J].电站锅炉,2007(9):13-14.

第3篇：金属材料的失效分析范文

1机械设计中金属材料选择原则

金属材料的载荷能力。要充分考虑金属材料的断裂脆性和常温塑性，处于静载荷工作环境的工件一般会选用脆性金属材料。在承受一定冲击力的工作环境下，一般会选择塑性好的金属材料[2-3]。工件的使用条件。所设计的工件的工作环境处于湿热环境下或者是具有一定腐蚀性的工作环境下，根据环境搭配应该选择具有良好的防锈能力的金属或者是耐腐蚀的金属材料。除上述情况之外，工件的实际工作温度对选材上也有一定影响，一方面要考虑所选的金属材料的热膨胀系数不宜过大同时在高温过程中能够保持特有的属性参数，防止在温度变化过程中产生一定的组织变化和应力变化；另一方面要考虑温度的变化对工件的强度硬度和力学性能的影响。工件的加工尺寸和设计参数。工件的加工工艺以及对工件的加工精度也是制约金属材料选择的一个因素。如果要经过铸造的工件，一般不会因为形状尺寸等因素受到限制；如果要经过精加工的工件，必须要考虑加工过程使用的机械性能和工艺流程对材料造成的影响。除此之外，在金属材料的选择过程中，还要参考金属材料的加工成本，成本过高的材料在进行择优选择过程中会被淘汰[4-5]。

2机械设计中铜金属材料应用性

金属材料的选择要求尽可能选择加工过程中污染少的铜金属，同时还要选择能耗比较低的铜金属材料。①铜金属材料经过适当的热处理工艺过后，能够有效的提高使用寿命和综合应用能力，但是热处理工艺对环境的污染比较严重，同时对能源的消耗过多，因此尽量避免选择通过热处理来加工的铜金属材料，而尽可能选用拉拔、冷轧等工艺加工的铜金属材料。在常规的加工工艺下就可以达到设计要求的铜金属材料。②尽可能选用处理工艺简单的铜金属材料，从而减少或者避免铜金属材料在加工过程或者制作过程中的污染。优先选择对人体无害的铜金属材料，来替代对人体有一定毒副作用或者是对环境产生一定影响的金属材料。在能够满足设计要求的基础上，合理使用新型的铜合金材料代替原有的材料。比如使用铜金属泡沫，可以用于轻质量、强度大的空心夹层板的填充材料。在骨架结构中可以使用铜加固物来填充，这样可以有效的避免骨架的弯曲，同时可以有效的吸收外界产生的冲击功，对支撑体和表面起到一定的保护作用。铜金属还可以使用在效率高的热交换器或者是高功率冷却的机械电子设备中，铜金属以其自身优异的导热性，可以有效的进行热量传递。并且铜金属泡沫不能进行燃烧，还是很好的防火材料。铜金属材料可以进行回收再利用，对环境和人体的影响都不是很大。

3结语

机械设计已经是现在经济的重要推动力之一，随着经济持续发展，机械设计领域越来越受到社会的关注，机械设计领域的金属材料的选择，对机械设计的影响所占的比重越来越多。本文就以铜金属材料在机械设计中的应用为例进行了有效的分析，希望能够为铜金属在设计领域的使用提供理有效的论依据。

参考文献

［1］王成军,韩董董,陈蕾,等.振动技术在金属材料铸造成形中的应用与发展[J].河北科技大学学报,2014,35(3):229-232...

［2］成大先.机械设计手册,第5卷,附录,金属材料、滚动轴承、液压介质与液压气动图形符号的中外对照[M].化学工业出版社,1979..

［3］李桂英.关于5CrMnMo钢强韧化热处理的探讨和应用[J].中国兵工学会金属材料学会兵器产品失效分析交流会,2007..

［4］付红琴,赵明霞.引导文教学法在《直齿圆柱齿轮传动设计》中的应用[J].动动画世界•教育技术研究,2012(3):153-153..

第4篇：金属材料的失效分析范文

【关键词】承压设备；力学性能；化学性能；工艺性能；物理性能

承压设备包括锅炉、压力容器、气瓶和压力管道，这类设备广泛用于国民经济各个方面，它们的共同特点是涉及生产和生命安全，一旦发生事故危害性较大。

随着社会不断进步和科学技术的发展，在各应用领域内，承压设备在日趋大型化、高参数、结构多样性的同时，其工作条件也越来越趋苛刻，在使用过程中不可避免的要承受外界风载荷或地震作用。在各工业部门中，承压设备所处理、盛装的介质品种繁杂且多种多样，这就要考虑到介质的危害性、腐蚀条件等等。随着全球环保意识的提高，世界各国都制定了环保标准，为保证人身健康安全，环境保护方面的要求是强制性的、法规性的。这些条件不但在设备的结构、材料、设计技术方面，而且在制造技术和使用管理方面都提出了更加严格的，同时也应该是更加安全可靠的要求，当然还要找到经济的工业化实施办法。因此合理的选用材料对于设备的结构合理，安全、长期运行和降低成本是非常重要的。

制造承压设备的材料多种多样，就目前情况，钢材仍然是实际工程中应用最广泛的材料。对于有特殊耐腐蚀性能要求的场合，有色金属甚至非金属材料也经常考虑用于设备。承压设备选用钢材应考虑设备的使用条件（如设计压力、设计温度、介质特性和操作特点等）、材料的性能（力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能）、设备的结构及制造工艺、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理等等，同时要考虑到制作的经济合理性。

现将金属材料的性能（力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能）分别简述如下:

1．力学性能

金属材料在一定的温度和外力作用下，所表现出抵抗某种变形或破坏的能力称为钢材的力学性能又叫机械性能。

金属材料的力学性能决定于材料的化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力及表面和内部缺陷等内在因素，但外在因素如载荷性质、应力状态、温度、环境介质等对金属的力学性能也有很大的影响。金属材料在加工和使用过程中所受到的外力称为载荷。根据作用性质不同，载荷可分为静载荷、动载荷。动载荷又可分为冲击载荷和循环载荷（也称交变载荷）。金属材料受到载荷作用时，发生几何尺寸和形状的变化称为变形。变形一般可以分为弹性变形和塑性变形。金属材料在外力作用下将产生变形，对于大多数材料，当外力不超过一定限度时，去除外力后，物体将恢复原有的形状和尺寸，这种性质称为弹性。随着外力消失而消失的变形，称为弹性变形。弹性极限是指试样在试验过程中，发生弹性变形时所能承受的最大应力。弹性极限是金属材料由弹性变形过渡到塑性变形时的应力。应力超过弹性极限时材料将开始发生塑性变形。塑性变形是指不可消失的变形，也叫永久变形。

钢材的常规力学性能主要指标有：强度、塑性、硬度、韧性等。这些性能指标是设备选材和强度计算的首要考虑因素。

（1）强度：金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。

金属材料在常温下常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度：当金属材料呈现屈服现象时，在拉伸试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。屈服强度分为：上屈服强度和下屈服强度。上屈服强度：试样发生屈服而力首次下降前的最高应力；下屈服强度：在屈服期间，不计初始瞬间效应时的最低应力。对于退火、正火、调质状态的碳素钢和低合金结构钢存在物理屈服现象，在应力——应变曲线上出现上屈服强度、下屈服强度，这类材料取其下屈服强度为该材料的屈服强度。对于其他类没有明显物理屈服现象的材料，如不锈钢、淬火状态的碳素钢及低合金钢等，则根据零件或构件服役条件可以允许的残余变形量，人为地规定产生一定量的残余伸长时的应力作为条件屈服强度。例如：规定非比例延伸强度；规定总延伸强度；规定残余延伸强度。由于金属材料在使用过程中，如果受力过大而产生过量的塑性变形，就会失效。所以材料的屈服强度或条件屈服强度是设计选材的主要依据，也是评定金属材料优劣的重要指标。

抗拉强度：它表现材料在拉断前所能承受的最大应力值，超越此应力值材料就进入低应力破坏阶段，所以抗拉强度也表示材料抵抗断裂的能力。抗拉强度是决定材料许用应力的主要依据之一，是设计选材的重要依据。

材料高温性能的重要指标有蠕变极限和持久强度极限，其区别仅在于侧重点不同。蠕变极限以考虑变形为主，只允许产生一定的变形量时，在设计时就应考虑蠕变极限；持久强度极限主要考虑在长期使用下的破坏能力，有些部件，高温下使用时间较长，对蠕变变形限制不严，但必须保证使用时不破坏，这就需要用持久强度极限作为设计的主要依据。

蠕变是金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。蠕变现象随温度的升高而显著。其它情况相同时，温度越高，蠕变速度越快。蠕变极限是指材料在一定温度下和在规定的持续时间内（如10万小时），产生1%变形量时所施加的最大应力值。

持久强度极限是在给定的温度下，使材料经过规定时间不发生断裂的最大应力，是材料在高温长期负荷作用下抵抗断裂的能力。

第5篇：金属材料的失效分析范文

【关键词】金属材料；职业道德；专业素能；综合素质

中图分类号： [TB31] 文献标识码： A

1引言

当今世界可以说是钢铁世界：从日常生活到社会经济发展，从基础建设到重大建设工程，从运载工具飞天入海到钻山掘土，都离不开金属材料。随着新材料不断的被开发、被研制，用途越来越广，改变人们的生活，改变了世界。

1.1金属材料的性能与检测

金属材料不断的被应用到各行各业：机械加工、设备制造、建筑、电力、通信、航空航天等等，它们的用途决定了材料必须保证质量才能满足使用的功能和安全，材料的质量是通过检测来验证材料力学性能和化学成分是否满足需求。

检测主要是对已知材料进行力学性能试验和化学成分分析，确定材料是否符合国家标准和技术要求，判定材料质量合格与否，确定金属材料是否具有应有的性能

1.2检验工作的作用

金属材料的质量由检测来验证，检验的结果又去指导生产和确定材料是否可以作为原材料用于产品加工，材料的性能决定了产品的质量和使用功能、使用安全。

检验工作指导生产服务于生产，保证产品质量持续稳定，检验质量保障了产品质量。

1.3检验工作的性质决定检验员应具有的品质

材料的力学性能和化学成分决定材料的质量，质量影响材料的用途和安全，质量必须靠检测来确认，决定了材料理化检验员必须具有全面、较强的专业知识和能力。

金属材料的质量牵涉到经济利益和安全，称职的材料理化检验员还必须具有良好的职业道德，坚持工作原则，对材料做出真实、正确的判定，保证材料的使用性能和使用安全。

材料发展的趋势及检测新方法、新原理、新设备的出现，要求检验员要不断的提高自身素质，拓宽知识视野，始终走在科技前沿，具有独树一帜的专业素能和高尚的职业道德。

2材料检验员的职业道德品质

检验员要遵守相关的法律法规，依据检验规程，按一定的程序、工艺和方法对材料进行检测和判定。在检验过程中可能受到客观和主观的影响，因此工作中必须坚守职业道德。

2.1材料检验员的职能划分

根据材料生产和使用过程，可以将检验工作划分为：研发检测、生产控制检测、使用检测和仲裁检测。研发检测是根据使用的需要或者金属元素的性质去开发新性能的材料，满足需要和推进科技进步；生产控制检测是对已有标准和技术要求的材料去生产，通过检测控制产品质量持续合格，生产有序进行；使用检测非常重要，是对直接用于产品加工的金属原材料进行检测，确定材料使用功能和安全；仲裁检测就是对有争议的金属材料性能由有检测能力和资格的第三方进行鉴定的检测。

2.2材料检验员应具有的职业道德

材料检验员必须有严谨的工作态度，坚持工作原则，坚持职业道德和职业操守，独立、客观、公正开展材料检测工作，依据检测规程和程序得出科学结论并对自己的工作成果负责。

研发检测是对新材料开发的辅助，本文仅对生产检测、使用检测和仲裁检测进行论述。

2.2.1金属材料生产检验员应具有的职业道德

金属材料的生产主要是通过一系列的工艺、配方和方法等，生产出已知的、具有固定要求性能的材料，理化检验是对产品制造质量的控制，从材料配方到产品出厂，保证材料的化学成分和力学性能符合国标和技术要求，确定材料的制造工艺、方法满足要求。

生产厂商生产的金属材料虽然满足经济发展需要，但最终的目的是追求利润，追求利益最大化，用最低的成本追求最大的利润，许多厂商玩起球，一些添加的贵重合金金属都在国标要求下限，致使力学性能也在国标要求下限，给金属材料制品留下许多安全隐患。

在工作中，检验员也许会受到各方面的干扰，有来自行政上的命令，有经济利益上面的驱动等等，造成工作成果失准。如为过分追求效益，检验过程中接到上级的暗示，甚至命令，要求检验结果必须合格；有的为经济利益驱动，违背良知出不正确的结果，使检测结果的客观性、公正性和独立性受到影响，失去了对产品质量控制的本质，不能作为过程控制的指针，造成质量隐患，甚至不合格，降低公司信誉，对社会产生不良影响甚至造成经济损失等等。决定了材料检验员必须坚守职业道德，依据程序独立工作，做到客观、公正性和科学性。

2.2.2金属材料使用检验员应具有的职业道德

材料的质量决定了产品使用功能和使用安全，由于质量造成经济损失和安全事故时有发生，危害社会和人身安全。如2008年雪灾中电力铁塔的倒塌，屡见不鲜的建筑物、桥梁垮塌，设备产品等使用寿命的降低等。为杜绝安全事故和降低经济损失必须加强检测控制。

材料使用检测是使用单位对采购的金属原材料质量的验证，在原材料入库或使用前进行物理性能和化学成分的检测，以求满足产品生产和使用的性能需求，使材料既能满足功能要求又能降低成本，达到提高经济效益的目的，促进企业持续发展。

为保证材料性能和安全，检验员要坚持原则和职业道德，遵守法律法规，遵守工艺和操作规程，依据工作程序，独立、公正，避免任何干扰得出结论，指导生产、服务生产。

2.2.3金属材料仲裁鉴定检验员应具有的职业道德

材料生产和使用单位因质量发生纠纷，需要由有资质的第三方检测鉴定，独立地出具客观、公正、可信度检验结论，确定材料质量。比如前段时间闹得沸沸扬扬不粘锅锰超标事件。

鉴定检验更容易受到各种干扰，特别是经济利益的诱惑，稍有不慎就会出现社会问题。理化检验员必须坚守职业道德，坚持工作原则，加强自身素质建设。正如业内所说：一个称职的理化检验员首要的任务就是坚持原则，不违背道德良知，促进检验工作健康有序的发展。

3检验员应具有的专业素能

合格的检验员必须具有相应的专业素能：专业素质和工作能力，它决定工作成果的科学性和可靠性，对产品进行判定，发现问题、为原因分析提供依据，提出纠正措施和预防措施。

3.1检验员自身必备的专业素质

检验员的业务素质不仅要通过系统的理论学习，而且要通过实践，在工作中不断的总结、积累，并再次应用到工作中去指导工作；再者要加强继续教育，学习专业中出现的新理论、新原理、新材料和新方法，提高自身的专业素质和工作成果质量。

检验工作中要排除对检测环境影响的各种因素，对检验结果进行不确定度评定，使用可接受性的检验程序和方法，加强数理统计，使检测更具有客观性和科学性，保证产品质量。

3.2检验员应具有的工作能力

检验员不仅要有相适应的专业素质，还必须有相应的工作能力，它决定检验员的成功与否，决定能否果断、快速得出正确结论，能否将专业知识应用到日常工作中。在工作中必须遵守法律法规，坚定的贯彻执行标准和方法，做到举一反三和融会贯通，将与检测相关的知识能够成功的运用到自己的专业知识中，指导工作。

工作能力在检测结果的失效分析本质和重大的失效案例中都能得到验证，无论你的专业知识多么渊深，在实际工作中你的能力不能拓宽，视野不够宽广，将直接影响你的知识发挥，工作中就不能有的放矢切中要害，得出正确的结果。

3.3综合素能的提高

为做好检测工作，就要不断的提高综合素能，适应不断发展的检测工作，日臻完善检测方法。不仅要坚持继续教育，而且要不断的涉猎各方面相关的知识。比如，从事化学元素分析要涉猎物理专业，物理要涉猎数学专业，常规化学分析要涉猎直读光谱元素分析等。科技的进步促使我们要孜孜不倦涉猎各方面的知识，鞭笞我们去学习、去提高自身的综合素能。

4检验工作的发展趋势必须与时俱进

新材料不断被研发，新品种不断出现，性能不断的提高，满足了各种需要，也要求检测工作必须满足材料发展需要，必须与之相适应，保证材料性能得到验证和确定。

传统的检测方法，已有的材料标准和检测程序，有的已经与材料发展不相适应，主要反映在方法繁琐、复杂、陈冗和结果精确度上。特别是新材料出现及对合金元素的性质再认识上，确定了检验工作必须与材料发展相适应，与材料发展做到与时俱进。

近年来，各种检测仪器不断的更新换代，检测精度不断提高，使材料中一些未知的微量元素被检出、被认知，这些元素在材料中的作用需重新认识。材料标准不断完善、更具科学性；标准物质各种指标更完整、准确，分析要求更严格；检测方法更完善、科学，使得检测更便利、快捷，结果更准确、完善，准确度更高。特别是近年来发展的原子谱分析技术，直读光谱仪的应用，提高了工作效率和经济效益。同时要求检验工作必须符合材料发展趋势，材料理化检验员必须不断学习新知识，提高自己的综合素质，满足材料发展和检验工作需要。

第6篇：金属材料的失效分析范文

关键词：专业建设；内涵；金属材料工程；课程体系

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0192-03

专业是我国高等学校实施教育的基本实体，维持这个实体发展的基本要素是同一专业学生所组成的班集体、教师组织和实施教育所需要的经费、教室、实验室、仪器设备、图书资料、实习场所等，专业的设置在我国目前基本是刚性的。高等学校人才培养的立足点是专业，所以专业建设是高等学校最基础，也是最重要的工作。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》[1]提出要更新人才培养观念，树立多样化人才观念，尊重个人选择，鼓励个性发展，不拘一格培养人才。本文围绕《教育规划纲要》精神，结合金属材料工程本科专业的建设实践，探讨了专业建设的内涵。

一、专业的内涵和建设着力点

“专业”指“高等学校的一个系里或中等专业学校里，根据科学分工或生产部门的分工把学业分成的门类”[2]，各专业都有独立的教学计划，以体现本专业的培养目标和规格。在这里，专业的划分依据为科学分工和生产分工，所以高等学校专业的设置除符合科学的分类外，还要符合生产实际、面向市场[3]。在高等学校，专业是为学科承担人才培养的职能而设置的，其设置在国内基本是刚性的。从社会的需求来看，专业是为满足从事某类或某种社会职业必须接受的训练需要而设置的。从传授知识和人才培养的途径来看，专业指课程的一种组织形式[4]。

在1988年教育部颁布的本科专业目录中[5]，按照学科门类对专业做了比较详细的介绍，包括人才培养规格、就业方向、主干课程和实践教学环节等，而专业的建设是围绕专业目录的基本要求制定培养方案，包括课程体系、实践教学环节及课外活动的要求。在本科生四年的培养过程中，基本是按培养方案实施所规定的教学环节，并要求学生达到一定的学分要求。

根据专业的定义和教育部对现行专业的介绍，专业的内涵主要包括专业的设置、师资、办学条件、教学基本建设等。从专业建设的角度看，专业内涵应主要集中在教学的基本建设方面，包括课程体系的构建、实践教学体系的建立、课程的建设、课堂教学环节等方面。高等学校要培养社会经济发展所需要的专业人才，应该采取哪种组织方式，是专业的实质[6]。据研究表明，传统的固定模式、单一的批量人才培养模式，已经不能适应社会经济的不断发展，专业型人才欠缺，一定程度上对我国经济发展产生影响。因此，改变传统的人才培养模式，探索科学有效的人才培养模式是教育工作者亟待解决的一个重大科研课题，高等教育的人才培养目标应当是多目标的、动态的以及多层次的[7]。

专业内涵建设是专业建设的难点和重点[8]。专业建设要综合考虑专业发展动态、经济社会发展需求等因素，根据现实需要不断调整人才培养目标和模式，不断进行人才培养方案、课程体系、教学内容和教学方法的创新，着重培养学生的创新能力和实践能力，不断加强专业内涵建设，以更好的满足《教育规划纲要》对人才培养的要求。

二、金属材料工程专业的课程体系

由于专业是课程的一种组织形式[4]，人才培养则主要通过课程教学的基本形式来实现。在专业建设中，课程体系的确定显得尤其重要。一个专业开设什么课程，才能达到该专业的要求，是首先要考虑的问题。关于专业所开设的课程虽然在本科专业目录中[5]做了介绍，但我国高等教育呈现大众化、多样化的趋势，课程体系既有共同的规范和标准，又充分体现多样性。

根据以上要求，在专业建设的基本思路框架下，特别强调课程为实现专业目标服务，我们建立了金属材料工程专业的课程体系：（1）通识教育课程；（2）学科大类基础课程；（3）专业基础课程；（4）专业培养方向课程；（5）实践教学环节。

三、关于课堂教学

教学创新是提高人才培养质量的根本。课堂是教学的主阵地，教学创新就必须课堂创新。在课堂教学创新中，要树立由钱梦农同志于1982年提出“学生为主体，教师为主导”的教学思想。主要是说，学生是学习的主人，是知识的发现者、探索者；教师是课堂教学的组织者、指导者，学生知识的获得、能力的形成离不开教师的引导、指点和熏陶，而教师的一切活动都是围绕学生而进行的。积极开展启发式教学，引发学生思考，实行教学互动，调动学生能动性，实现知识、技能的迁移与创新，实现教学相长和共同发展。

四、关于专业建设和发展的特色

从专业内涵发展的视角来看，创新是内涵发展之源，质量是内涵发展之本，特色是内涵发展之魂。2007年教育部、财政部在“高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”中[9]，提出在专业建设上鼓励特色的原则，相继在高等学校实施了特色专业建设。特色主要是依据本学校的办学定位来不断建设形成。作为一个本科专业，要体现特色，要不断加强内涵建设，逐步建立科学合理、特色鲜明的课程体系，以促进专业建设和发展。

根据我校金属材料工程专业建设的实践，围绕材料学科的中心体系，通过专业基础课程的学习，培养学生具有金属材料科学的基础知识；通过专业方向课程的学习，培养学生具有解决材料工程问题的初步能力，同时保证人才培养的特色和优势，初步提出了本专业的特色[10]：（1）金属热处理方向；（2）金属腐蚀与控制方向；（3）金属结构的失效分析方向。通过以上专业特色方向的提出，可以充分体现我校人才培养的特色和优势所在，并可有效推进教育质量的提升，为国家培养出符合经济社会发展的专业人才，为我国经济发展提供强有力的人才支持。

针对专业培养方向，我们就课程体系中的选修课程，进行了创新改革，设置了和金属材料工程结合十分紧密的课程，使得人才培养更加与企业紧密结合，以适合市场对人才的要求。

五、关于理论教学与实践相结合

理论教学是保证人才知识储备的有效手段，也是最基本的学习。理论教学主要通过阐述、推理、演绎、归纳等方法实施，在此过程中，学生可以掌握各种专业知识，为以后的工作提供知识储备。在理论教学的基础上，实践教学同样不能忽视，实践教学主要通过调查、实验、实训、实习的方式实行，通过以上方式，培养学生的综合实践能力、动手能力和创新能力，为创新型人才的培养提供有力的支持。坚持理论教学与实践教学的相互融合，应完善课程内涵的建设，引入企业工程实例和应用技术研究项目，不断丰富课程资源。

在金属材料的课程体系中，除了规定的实践教学环节外，还设置了材料科学基础开放实验课程，以使学生在理论学习后能根据个人兴趣和想法，独立设计实验内容，并独立完成实验，强化两个课堂互动的方式培养学生的动手能力和实践能力。

金属材料工程专业依赖于生产部门的分工，和金属材料的工程应用密切相关。从满足社会和企业所需人才为切入点，从提高综合训练的实践效果出发，深入领会金属材料工程专业的工程内涵，通过典型零件的热处理、油气田腐蚀知识、管道失效及完整性等工程应用课程，更好的体现注重知行统一，更符合金属材料工程专业应用型人才培养的定位。

六、关于因材施教

专业人才的培养应做到因材施教，因材施教要求在教学的过程中，针对每个学生的不同个性特点、学习能力、基本素质等，有针对性的教学，尽可能的激发学生的内在潜力，促使学生主动学习，不断提升自身综合素质，学习他人长处，弥补自身存在的不足。为此，可采用分层教学、走班制、导师制等多种教学形式，积极创新，不断开拓探索多种灵活多样的教学组织形式[11]。对以专业为基础的人才培养，可通过教学环节的设置来体现和实施因材施教。

课程实行必修、选修制，尤其是在专业方向课程上，必修、选修制是按因材施教原则实行的选课制度，要求选修课程的学生可分属不同特色方向。学生可以根据自己的能力、爱好和特长选修课程[12]。通过开放实验激发学生的兴趣，并实现个人的想法，有利学生个人的培养和发展。

加强毕业设计环节的改革。由毕业设计题目的分配方式改变为学生选择教师给定的毕业设计题目，以此来推进学生以自身兴趣和将来从事的工作为基础，提高学生对毕业设计的积极性和主动性，让其有动力去研究探索，拓宽专业知识和基础知识和储备，为人才培养打下牢固的基础。逐步实现到由学生自主选题，设计研究内容。在金属材料工程专业的课程设置上，已经为达到学生自主选题做了必要的准备，如自主进行实验内容设计的开放实验，与工程结合典型零件的热处理、油气田腐蚀知识、管道失效及完整性等课程，以及科技写作。

七、结束语

专业是高等教育学校实施教育的基本实体，是人才培养的基础。为保证我国人才培养的顺利发展，加强专业建设，丰富专业内涵势在必行。金属材料工程专业作为高等教育的一个分支，为国家金属材料工程行业的发展提供人才支持，因此，加强金属材料工程专业建设发展，是摆在教育者面前的一个重要课题。为有效促进金属材料工程专业建设，应深入理解专业建设的内涵，理清建设思路，突出建设重点和特色，才能稳步提高教学质量。从专业的定义和高等教育的发展着眼，着重探讨了金属材料工程专业的建设，提出了专业建设的特色，为金属材料工程专业的建设提供参考。

参考文献：

[1]新华社.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[Z].2010-07-29.

[2]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[M].北京：商务印书馆，1995：1518.

[3]杜冬云.面向市场的专业建设[J].湖北师范学院学报（哲学社会科学版），2006，（1）：12.

[4]潘懋元，王伟廉.高等教育学[M].福州：福建教育出版社，1995：128.

[5]教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，1998.

[6]卢晓东，陈孝戴.高等学校“专业”内涵研究[J].教育研究，2002，270（7）：47.

[7]张岩峰，王孙禺.迎接21世纪：我国高等教育人才培养与体制改革研究现状综述[J].清华大学教育研究，1996，（2）：59.

[8]张维红，蒋林.关于学科、专业、课程建设的思考[J].黑龙江教育（离教研究与评估），2006，（7-8）：96.

[9]教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见.教高[2007]1号[Z].2007.

[10]王荣，杨爱民，张骁勇，雒设计.关于我校金属材料工程专业建设的思考[J].人力资源管理，2010，（1）：46.

第7篇：金属材料的失效分析范文

关键词：机械设计；材料选用；适用性；节能环保；机械制造 文献标识码：A

中图分类号：TH122 文章编号：1009-2374（2017）11-0104-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.053

1 概述

机械设备在日常生活中无处不在，大到飞机、火车、轮船、各种工程设备，小到手机、手表、各种电子产品等，都属于机械设备。在机械制造过程中，设计是第一步。而在机械设计中，材料的选择又是非常关键的一环。材料选用合理是实现机械产品价格合理、质量耐用、产品寿命长的基础。在历史上，一种新材料的问世，往往会开辟一个新的时代。例如，人类掌握了青铜的冶炼技术以后，就进入了青铜器时代；掌握了炼铁技术后，人类进入了铁器时代。从20世纪下半叶到21世纪初，又有很多新材料相继问世，如碳纤维复合材料、石墨烯、钛合金等，每一种材料的出现都会给工业，特别是机械制造业带来革命性的变化。下面本文就浅显地谈一谈机械设计中材料的选用问题。

2 常见材料的分类

目前在机械制造中应用的材料主要有四类，即金属材料、无机非金属材料、有C高分子材料和复合材料。下面分别叙述：

2.1 金属材料

金属材料是现代社会中使用非常广泛的一类材料，从汽车、飞机、轮船，到手机、打火机等机械产品，都有金属材料的身影。金属材料按照颜色分，可以分为黑色金属和有色金属，黑色金属主要有三种：铁、锰和铬，其他金属如金、银、铜等均为有色金属。按照密度来分，可以分为轻金属和重金属，轻金属有铝、镁等，重金属有铜、汞等。

2.2 无机非金属材料

无机非金属材料包括陶瓷、氮化硅、玻璃、氮化硼、金刚石、石墨、碳化硅等，这类材料一般具有硬度高、抗压强度高、耐腐蚀等特点，但是许多材料价格偏高，容易脆断。这类材料使用相对较少，主要用于制造密封性原件、显示屏等。

2.3 有机高分子材料

有机高分子材料主要是塑料、橡胶以及合成纤维。塑料自从发明以来，便得到广泛的应用。它价格便宜、轻便、耐腐蚀，具有一定的强度，还可以与碳纤维等制成玻璃钢等复合材料。在机械制造中，塑料应用相当广泛，主要用于机械外壳、导线绝缘层等。

2.4 复合材料

复合材料是从20世纪末开始兴起的一类新型材料，它是通过化学或物理的方法将两种或两种以上的材料进行复合，最终得到具有特定应用性能、满足不同工艺要求的材料。目前应用得比较多的复合材料有碳纤维、玻璃钢等，这些材料密度小、强度高、韧性好，应用前景广阔。相信随着科技的发展，这些材料还会得到更多的应用。

3 机械设计中材料选用的原则

3.1 注重材料的经济性与适用性

所谓经济性与适用性，就是选材要量体裁衣，根据机械产品的质量要求、用途以及机械制造过程中的铸造工艺、装配工艺和焊接工艺等环节的要求，选择既能满足要求，又价格低廉的材料。比如，在金属材料中，钢铁的价格是很便宜的，因此在选材时，在满足要求的前提下，可以尽可能地选择钢铁。再比如，铜和铝都是电的良导体，铜的电阻率比铝更小，但是铝的价格比铜便宜许多，当满足需要时，尽量选用铝而不是铜作导电材料。这样就可以在保证产品质量的前提下实现最大的经济效益。

3.2 在选材时考虑节能与环保因素

节能与环保是21世纪以来全球广泛关注的话题，我党提出了“绿色发展”“人与自然和谐相处”等议题。在机械设计中，尤其要重视节能与环保。尽量选择可再生、易回收、环境友好的材料。在选材过程中，要优先选用可再生资源材料，优先选用环境友好材料，优先选用便于回收的材料。例如在选用塑料时，要避免选用不可降解的塑料，在可行的前提下优先选用可降解塑料。再比如，尽量减少金属材料等不可再生资源的使用，尝试用可再生资源代替。

4 机械设计中材料选用的几点注意事项

机械设计中材料的选择应用直接影响到机械产品的实用性能。在进行机械加工过程中，首要前提是满足机械设计的要求，在此基础上考虑资源供应的可靠性、材料的功能与特性等。基于此，下文针对不同材料的特点对其选择及应用进行了分析。

4.1 材料的荷载能力要满足要求

材料的荷载能力是材料性能的一个非常重要的方面，也是非常基础的一个方面。如果荷载能力达不到要求，材料在加工过程中就有可能发生断裂、失效等情况。即使在加工过程中没有出现故障，在使用中也很容易出现故障，缩短机械设备的使用寿命。在根据荷载能力选材时，材料的荷载能力需留有一定的余量或者说安全系数，这个安全系数具体是多少，要根据使用场合来确定。越是重要的场合，越是对安全要求高的场合，安全系数越大。如果所选材料的荷载能力不清楚，则需要用实验的方法进行测试。

4.2 尽量避免选用有毒有害的材料

有一些材料会对周围环境造成危害或者危害人体健康，比如金属铅、镍、汞，还有一些塑料等，这些都容易对环境造成污染。在机械设计中，要尽量不用或者少用这些材料。如果必须要选用这些材料时，要采取一定的措施，防止这些有害物质进入环境当中。

4.3 尽可能选择便于回收或可再生的材料

到目前为止，构成机械产品的大部分材料都是金属材料，其中最常见的就是钢铁。而金属资源属于不可再生资源，其在地球上的蕴藏量也是很有限的。因此对资源特别是金属资源的回收利用就成了一个值得研究的课题。金属材料的种类很多，比如钢材的种类就有很多种，低碳钢、中碳钢、高碳钢、各种合金钢等。每一种金属材料的回收难度是不同的，有的容易回收，而有的回收起来则比较困难。在机械设计中，在同等条件下，要尽可能选用回收方便的材料，让资源得以回收

利用。

当然，也可以尽可能地选用可再生材料代替不可再生材料。比如在一些场合使用塑料代替金属材料。

4.4 尽可能选用加工过程中资源消耗少、环境友好的材料

在材料选用过程中，不仅要考虑材料的荷载能力、材料本身的资源属性、材料本身对环境的影响，还要考虑将材料制成产品的过程中，加工过程、加工工艺是否节能环保。例如，现在的许多金属材料，在加工过程中需要进行热处理，而热处理过程消耗的能源等资源较多，对环境的污染也偏大，如果能够选择在冷和热轧状态下仍可保持较好性能的材料，就可以避免热处理过程，从而节约资源，保护环境。如果不能找到理想的材料，加工过程中不得不使用热处理，那也要尽量选用操作流程方便的材料，从而减少资源的消耗和对环境的

破坏。

5 结语

材料是机械制造的基石，材料的合理选用对于机械产品的质量、成本、寿命等都有巨大的影响。随着科学技术的发展，新的材料在不断被发现、发明，新材料在不断推动人类社会的进步。作为一名机械制造领域的从业者，要密切关注材料科学的发展，敢于尝试使用新的材料、新的技术，只有这样才能推动机械制造行业不断向前发展。

参考文献

[1] 车明浪，史兆伟.机械设计中材料的选择和应用[J].现代制造技术与装备，2015，（6）.

第8篇：金属材料的失效分析范文

英文名称：Materials for Mechanical Engineering

主管单位：上海科学

主办单位：上海材料研究所

出版周期：月刊

出版地址：上海市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1000-3738

国内刊号：31-1336/TB

邮发代号：4-221

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1977

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(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)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

联系方式

第9篇：金属材料的失效分析范文

关键词：金属材料工程；创新型人才；实践教学

作者简介：胡宗智（1966-），男，湖北咸宁人，三峡大学机械与材料学院，副教授；邹隽（1974-），男，湖北枝江人，三峡大学机械与材料学院，讲师。（湖北 宜昌 443002）

基金项目：本文系2013年三峡大学教学研究项目（项目编号：J2013040）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0098-02

高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。实践教学是本科整个教学体系的重要组成部分，是培养学生获取知识、锻炼能力、培养创新精神和创新能力的重要环节，直接影响创新型人才培养的质量。金属材料工程是实践性很强的学科，实践教学质量的提高，对于培养创新型、应用型复合人才有着重要意义。[1]

新材料是21世纪我国新兴支柱产业之一，作为材料重要分支的金属材料也在不断地发展，新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷。面对世界范围内的市场竞争和知识经济的发展，如何培养面向21世纪金属材料工程专业高素质创新型人才，国内各知名高校的金属材料工程专业近年来从人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法等不同方面进行了改革，构建各具特色的实践教学体系，着力培养具有创新能力的复合型人才，以适应新时期下国家经济建设的需要。

三峡大学（以下简称“我校”）金属材料工程专业的办学目标是面向水利电力行业和地方经济建设需要。学生毕业后主要从事金属材料及热处理、无损检测及失效分析等工作。为了提高人才培养质量，我系课题组教师经过走访调研国内同类专业的兄弟院校、科研机构、毕业生用人单位及往届毕业生，根据反馈的信息，经过多次反复研讨，对原实践教学体系进行了较大的改革，以适应社会对金属材料工程专业创新型人才培养的要求。

一、金属材料工程专业实践教学现状

我校金属材料工程专业以往的实践教学活动中也不同程度存在着许多高校“重理论轻实践”的通病：

第一，实验教学内容依附于理论教学，演示性、验证性实验多，综合性、设计性实验少；实验教学强调模仿和训练，创新内容不够；每门课程各自独立地进行相关实验教学，各门课程的实验内容之间缺乏关联性；实验教学工作主要由实验教师承担，理论课教师基本不参与本科生的实验教学工作，这对于提高实验教学质量和教师实践能力都是不利的。

第二，学生的课程设计及毕业设计课题与企业关联少，绝大部分学生的题目在校内完成，与生产实际脱节严重，甚至落后于企业的实际应用技术水平；学生毕业后不能直接上岗工作，还需较长时间适应学习。

第三，毕业实习安排在第八学期，由于毕业实习经费有限，部分学生不得不外出找工作，毕业实习流于形式，达不到预期效果。

以上分析表明，实践教学环节存在的这些问题制约着学生创新能力的提高，现有的实践教学体系已不能适应“宽口径、厚基础、求特色、重能力”的创新型人才培养目标，必需对金属材料工程专业实践教学体系进行改革。

二、创新型人才培养实践教学体系的构建

根据金属材料工程专业的市场需求，结合国家“2011计划”精神及我校本专业人才培养方案，围绕构建创新型人才培养特色，重新优化了现有的实践教学体系。新的实践教学体系由实验教学、实习、工程训练、创新活动及师资建设等五大块组成，其框架见图1 所示。

1.实验教学体系

实验教学是创新型人才培养的基础。在原实验教学体系中，每门专业课程均有4～10学时的实验课时，实验穿插在课程教学过程中进行，实验教学依附于理论教学的进度安排，实验的内容仅限于刚学过的理论，实验内容比较单一，多为基础型验证性或演示性实验。这种模式对巩固专业基础理论知识有一定的积极作用，但由于实质性的综合性及设计性实验少，直接影响到学生综合分析能力的提高，不利于创新能力的培养。为此，对课程实验项目及实验内容进行了改造，保留部分必要的验证性及演示性实验，加大了综合性及创新性实验的比重，并将以往分散于每门专业课理论教学中的实验重新优化整合，比如将《材料科学基础》、《材料力学性能》、《金属材料学》、《金属材料热处理》等课程的实验教学从原课程中分离出来，整合为独立开设的《金属材料实验技能基础》实验课，避免了这几门课程开设的部分实验内容重叠的现象。

为提高学生综合应用能力，在第七学期开设专业综合实验。在该学期，学生已完成了大部分的理论课程学习和相关课程基础实验，在此基础上进行专业综合实验，有利于学生加深对专业理论知识的理解和综合运用。每个学生选择不同成分的材料，独立设计实验方案。实验的整个过程涉及到金相试样制备、热处理工艺、显微组织观察、材料性能测试等相关知识和实验技能。通过专业综合实验课程的训练，学生既加深了对所学的课程基础理论的认知和理解，同时极大提升了学生的独立工作、综合分析及创新能力。

另外，无损检测作为我校金属材料工程专业的培养特色之一，在第六学期的后半学期开设《无损检测综合实验》，由课程主讲教师及从企业聘请的专业资质工程师共同指导完成，既使学生能够综合运用各种无损检测方法进行实践操作，又为其取得国家无损检测相关资质打下基础，全面提升学生创新能力及综合素质，增强学生的就业竞争力，拓展就业渠道。

从课程基础实验专业综合实验专业技能实验的课程实验体系构建，奠定了“宽口径、厚基础、求特色、重能力”的创新型人才培养目标实现的基础。

2.实习体系

原实习体系由金工实习、生产实习及毕业实习组成，在前几年通过加强与企业的产、学、研合作及实习基地的建设，已对生产实习及金工实习进行了较大的改革尝试，取得了较好的成效。[2]在新的实习教学体系中，认识实习替代以往的毕业实习。认识实习在第三学期末进行，此时的学生刚刚完成基础课程的学习，而专业课程尚未开始，学生对自己专业课程的学习和未来的就业方向充满期待但又缺乏了解。因此，精心安排认识实习能够帮助学生建立初步的专业概念并激发其学习专业课程的兴趣和爱好，为后续专业课程的学习打下基础。[3]

3.工程训练体系

与以往的这个实践模块相比，增加了“工程软件实训”项目，主要包含CAD/CAM与CAE两个模块，前一模块为UG 、Proe和MasterCAM应用培训，使学生熟悉CAD实体模型构建方法，具备完成中等复杂程度的实体模型创建的水平；熟悉一般加工工艺参数的设定、加工模型建立、编程及仿真过程。后一模块为Ansys有限元软件应用，通过实例讲解、上机操作、现场指导等形式，对学生有限元建模和分析的技能进行训练。以上软件实训可使学生具备实体建模表达创新方案，并通过有限元分析验证方案可行性的能力，为创新活动提供支持。另外，积极探索与企业技术人员联合开展课程设计和毕业设计指导工作的新途径，鼓励学生到企业单位完成课程设计和毕业设计，让学生在直接接触企业实际生产环节的过程中完成课题内容，了解最新相关技术，激发其创新能力。

4.创新活动体系

创新活动包括普及性科技活动、课题研究及创新大赛三个层面。其中，普及性的科技月活动一年举行一次，过程经由学院组织专家宣讲学生自拟小发明小创造课题选题答辩中期汇报结题答辩及评审。课题研究包括教师的科研项目及企业课题，在老师和企业技术人员的指导下，进行课题研究。比如功能导向金属-有机框架材料的结构设计及其光催化性能研究、高性能锂离子电池天然石墨基复合负极材料研究、Ti（C，N）金属陶瓷刀具的研制等等。第三个层面是各类创新大赛，如机械设计创新大赛、挑战杯大赛、数学建模大赛等。对参加或取得优异成绩的学生给予一定的奖励，部分创新活动甚至可以替代学分或在综合考评中享受加分。通过多层次创新活动的开展，构建创新教育的氛围，为学生的个性发展提供平台，为学生今后从事科学研究奠定良好的基础。另外，学院对学生创新活动实行实验室开放，优越的科研设备和仪器用于本科生科研训练，使学生的创新能力得到了全方位的锻炼。

5.师资建设体系

师资队伍的建设也是实践教学体系改革的一项重要内容。只有具备突出创新能力的实践教师队伍， 才能在向学生传授知识与技能的同时培养学生的创新能力。为此，一方面对现有的实验教师有计划的送出去培训并考取相关资质；另一方面，选派年轻博士教师到企业挂职锻炼，打造“双师型”教师队伍，指导实践教学。通过了解社会对创新型人才的技能要求，增强教师实践应用能力与实践教学方法研究，更有效指导学生根据社会需求开展创新实践。

三、结语

构建并完善创新型人才培养的实践教学体系，是一项庞大、复杂而艰巨的任务，必须与时俱进，围绕培养创新型人才这一目标，进行长期探索。[4]同时，实践教学体系在实施过程中需要多方面的支持与配合，不足之处尚需在今后在实践教学过程中不断地修正和完善。

参考文献：

[1]许征兵，庞兴志，邹勇志，等.金属材料工程专业实践教学体系的探索与实践[J].广西师范学院学报（自然科学版），2011，28（S1）：29.

[2]胡宗智，吴敏，王燕，等.依托地域优势开展金属材料工程专业生产实习的创新实践[J].中国电力教育，2011，（2）：129-130.