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2．1热处理温度对镀层硬度的影响改变热处理温度得到的镀层硬度测试结果如表2所示，镀层硬度随加热温度的变化关系曲线(图2)可以看出，在100～400℃镀层的硬度值随温度的升高而增加，当温度达到400℃时硬度达到最大值(1096HV)，此后，随着加热温度的继续升高，镀层硬度值随温度的升高而快速下降．这是由于温度升高，镀层表面晶格发生畸变，使其硬度逐渐升高．在硬度达到最大值后再升高温度，因析出物聚集长大致镀层硬度下降．最佳热处理时间可以选为400℃。
2．2热处理时间对镀层硬度的影响改变热处理时间得到的镀层硬度测试结果如表3所示，由镀层硬度随加热时间的变化关系曲线(图3所示)可以看出，在10～40min镀层的硬度值随时间的增加由587HV快速增加到975HV，在40～90min硬度值增加缓慢，90min时硬度值达到最大1096HV，这与图2镀层硬度随加热温度变化的最大值完全一致，之后硬度值开始下降，120min后，硬度值基本趋于稳定，但仍比镀态硬度大．这是由于在加热的最初90min内，镀层中的有大量的Ni3P析出，使镀层硬度值增加，当继续延长加热时间时，也可能有少量的Ni3P析出，但由于在400℃加热温度条件下，长时间保温会导致Ni3P颗粒的聚集长大和Ni-Mo固溶体晶粒的尺寸长大，二者的共同作用最终导致了镀层硬度的减小，120min后镀层组织基本稳定，镀层硬度值也基本趋于稳定。
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1．3回火工艺回火的主要作用是根据不同的工作性能要求，使其硬度、强度、塑性和韧性适当。前文中已经介绍Si、Cr元素可以有效提高钢的回火稳定性。
2圆板牙的热处理质量检验
2．1回火缺陷在经回火处理时，如果不能严格控制回火温度，将会出现钢的硬度过高或过低。不过当回火温度控制适当，这些问题就可以解决了。如果一次装炉量过多，或选用加热炉不当，将会出现硬度不均匀。当回火前工件内应力不平衡时，回火工件很可能发生变形。
2．2板牙热处理后变形分析板牙经过热处理后将会变形，目前，针对这一问题有两种解决方法:一种是在淬火前应对板牙进行弼质，使其内应力减到最小，保证其之直径大小同螺纹的中径尺寸相同。要保证棒料尺寸适当，尺寸过小，则会造成金属材料的浪费;尺寸过大，将会导致棒料扭曲、折断。被切削捧料的材料性能、切削速度，对于螺纹外径均有一定的影响。
2．3热处理过程金相组织分析W18Gr4V材料只有经过正火或球化退火才能进行粗加工，图2即为球化退火后的显微组织。浸蚀方法:4%硝酸酒精溶液浸蚀组织组成物:白色是珠光体，黑色是渗碳体。W18Gr4V在经淬火后的显微组织图如图3，其浸蚀方法如下:4%硝酸酒精溶液浸蚀组织组成物:M+A
2．4控制螺纹淬火的注意事项控制螺纹淬火的注意事项:在了解了螺孔及松紧情况后方可进行处理;利用经过脱氧后的盐浴炉对圆板牙进行预热和最终加热，同时要保证盐浴中有害物质不会造成螺纹的腐蚀;要保证工件的均匀加热;对特大型板牙(大于等于M80)的温度一般选择为150°C左右。
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2试验结果及分析
2．1试验结果理化性能检测结果见表4．
2．2结果分析
2．2．1理化性能1）爆炸复合板依靠炸药爆轰产生的冲击力完成基覆板的冶金接合，完成爆炸焊接的同时，复合板也产生了冲击硬化和内应力，表4中6号试样为爆炸复合态的力学性能，与原始基板相比，其力学性能表现为强度高，屈强比高，断后伸长率低。2）1、2号试样经历了相变温度以上的高温热处理，基板性能与原始状态相比有较大差别，强度降低，冲击吸收功减少，断后伸长率增加。1号试样经历了高温正火＋720℃回火热处理，基层获得较好的强度和塑韧度配合，综合力学性能较好；2号试样的热处理为800℃退火，与1号试样相比，强度和塑性差别不大，但冲击韧度大幅度降低，对覆层弯曲和晶间腐蚀检验均不合格。800℃下长时间停留对覆层S31254产生了不利影响，析出了脆性相。3）3、4、5号试样的热处理为相变温度以下的低温热处理，旨在消除爆炸冲击硬化，恢复性能，尽量减少对覆层S31254析出相的影响。从表4试验结果可以看出，低温退火可以消除爆炸加工硬化现象，随着加热温度的升高，基层14Cr1MoR强度逐渐降低，塑性变好，冲击吸收功无明显变化。同时覆层的外弯试验和晶间腐蚀试验结果均合格，可见低温热处理未对覆层产生明显不利影响。
2．2．2显微组织分析1）基覆材的原始状态显微组织如图1所示，基层为贝氏体组织，覆层组织为孪晶奥氏体＋少量碳化物。2）1号试样经正火＋回火后复合板基覆层的显微组织如图2所示，热处理后基层组织为铁素体＋贝氏体，覆层组织为等奥氏体＋碳化物，由于加热温度低，奥氏体为等轴晶粒［4］；2号试样800℃退火后的金相组织如图3所示，热处理后基层组织为铁素体＋珠光体＋贝氏体，覆层组织为孪晶奥氏体＋碳化物。与2号试样相比，1号试样基层组织更为均匀，更接近原始组织，故力学性能较好，但由于加热温度高，覆层组织与原始状态相比变化较大。与原始状态相比，2号试样覆层晶界和晶内产生了大量析出物，导致力学性能恶化和耐蚀性降低。3）由于3、4、5号试样的热处理为相变温度以下的退火处理，基层未发生相变，因此主要对覆层组织进行观察分析。金相照片（见图4）显示，3号和4号试样的金相组织与原始状态最为接近，为孪晶奥氏体＋少量碳化物，5号试样在晶内和晶界析出相明显增多。
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（1）在盾构刀具制造材料中，4Cr5Mo-SiVl钢是常用于制造刀圈的材料之一。4Cr5Mo-SiVl相当于美国牌号AISI-H13，日本JIS-SKD61、德国X40CrMoV5-l，是一种铬系中合金高强韧热作模具钢，该钢的特点是含铬量较多，具有较高的淬透性，如厚度为150mm的钢可油冷淬透。由于合金元素含量较高，具有较高的回火抗力和抗氧化性。模锻时锻造温度范围较窄，应严格控制锻造温度，模锻加热温度在1120～1150℃，始锻温度在1080～1120℃，终锻温度不小于850℃，模锻后应该缓冷并及时退火，以免产生裂纹。4Cr5-MoSiVl钢球化退火工艺为860℃±10℃×2h，降温到750℃±10℃×4h，500℃左右出炉。普通退火工艺为845～880℃×2～4h，然后缓冷到500℃左右出炉。4Cr5MoSiVl钢刀圈材料淬火加热温度一般为1020～1050℃，空冷或油冷材料的硬度HRC55～58，淬火组织为细针和隐针马氏体、未溶的碳化物和残余奥氏体，需适当的回火提高韧性。文献［12］在4Cr5MoSiVl基础上，通过提高含碳量至0.5%，适当增加Mo、Cr、V合金元素含量，热处理工艺为1060℃真空淬火+550℃回火3次，回火后硬度HRC55～58，且具有良好的韧性。3次回火的目的是由于合金元素含量较高，淬火后全相组织中残余奥氏体含量较高、硬度偏低，淬火后第一次回火可促使部分奥氏体的分解和对淬火马氏体进行回火，而在第一次回火冷却过程中部分未分解的奥氏体会转变为二次马氏体；第二次回火是对二次马氏体的回火并进一步促进奥氏体分解，减小奥氏体含量；通过第三次回火可使奥氏体含量达到较低水平，提高材料硬度和组织稳定性。（2）进口盾构刀圈材料中，有的用40CrNiMo制造刀圈。40CrNiMo属于低合金超高强度钢，常用于调质结构钢，具有良好的韧性、强度和耐磨性。40CrNiMo是在热作模具钢50CrNiMo钢的基础上降低含碳量而来，因此韧性提高。用40CrNiMo钢制造切割圈，热处理采用870℃淬火220℃回火，硬度为HRC50～55，全相组织为回火马氏体和少量残余奥氏体组织。文献［13］分析进口40CrNi-Mo刀圈材料与国产4Cr5MoSiVl的刀圈材料，发现进口刀圈材料的硬度值从刀圈刃部至内圈逐渐减小，表面硬度为HV627（HRC56.5）、心部硬度HV530（HRC51），但具有很高的冲击值、良好的综合力学性能和耐磨性，进口刀圈材料基体组织主要为回火板条马氏体，细小的碳化物不连续地分布在马氏体板条间及晶粒内部。而国产4Cr5MoSiVl全相组织虽然也为回火马氏体，但析出碳化物沿晶界及马氏体板条间分布，导致刀圈的冲击值降低，使用寿命低于进口刀圈。（3）5Cr5MoSiV属于中合金模具钢，热处理时材料的硬度一般随淬火温度的升高而增加，在1060～1100℃时硬度达到峰值，淬火后回火温度在500～560℃时硬度达到最大值［14］。5Cr5MoSiV的热处理工艺一般为1060～1100℃淬火+530～560℃2次回火，硬度HRC57～60。淬火后多次回火使奥氏体充分分解或回火冷却过程发生马氏体转变，减少奥氏体量、稳定组织和提高材料硬度，淬火回火的全相组织为回火马氏体和其上弥散分布的碳化物，如VC、Mo2C及M23C和少量M3C型碳化物，碳化物在基体中弥散分布能提高材料的硬度及其耐磨性能。文献［15］研究了热处理对5Cr5MoSiV钢硬度和耐磨性的影响，结果表明，5Cr5MoSiV钢较合适的热处理工艺为1060℃淬火+530℃2次回火，可获得较高的硬度（HRC57～58）和良好的耐磨性。为了进一步提高5Cr5MoSiV材料的韧性和塑性，合金化时可再加入微量的稀土和钨，形成5Cr5MoWVSiRe钢［16］，钢中加入钨能形成复合碳化物，提高耐磨性；稀土的加入可以净化钢液、细化组织，能够改善钢的力学性能，耐磨寿命达到或略超过进口刀圈的寿命。（4）50CrMoV属于低合金模具钢，用50Cr-MoV制造刀圈的模锻始锻温度为1100℃，终锻温度900℃。由于材料含碳量较高，存在提高淬透性元素Cr、Mo，模锻空冷后可产生马氏体组织，硬度较高。因此模锻时要注意严格控制终锻温度和锻造后的锻件冷却速度，以防止锻造裂纹发生，模锻后刀圈在机械加工前应进行软化退火，温度在750℃～780℃。刀圈的奥氏体加热温度为870～880℃。为防止刀圈在淬火加热时发生表面脱碳，淬火加热最好在可控气氛热处理炉内进行或采用真空淬火热处理，淬火后的刀圈应及时进行热处理，50CrMoV回火温度在500℃～550℃，回火后刀圈的硬度HRC56～59。（5）6Cr4Mo2W2V为一种高合金模具钢，含有较高的铬、钼和钨，具有良好淬透性、耐磨性和韧性，应用于岩石抗压硬度较高的情况，是制造滚刀刀圈理想材料之一。实验表明［17］，6Cr4-Mo2W2V钢制滚刀的使用寿命是9Cr2Mo钢制滚刀使用寿命的2倍以上，制造刀圈的热处理工艺为680℃回火、820℃加热、1150℃加热，预冷一定时间后在200℃等温处理，油冷、540℃3次回火，刀圈截面硬度HRC62～63，硬度分布均匀，刀圈材料中含有一定量的下贝氏体组织，形成回火马氏体和下贝氏体的复相组织，结果表明这种复合组织对提高滚刀的磨料磨损有利。（6）9Cr2Mo钢属于高碳低合金钢，一般作为Cr系冷轧辊用钢。9Cr2Mo钢制作刀圈材料，钢的硬度值控制在HRC54～58，用于软岩滚刀刀圈，具有耐磨性和经济效益［18］。9Cr2Mo钢通过等温淬火，可形成下贝氏体或下贝氏体和马氏体的复相组织，可提高耐磨性。9Cr2Mo钢淬火温度为840～860℃，淬火后硬度66～68HRC，回火温度360℃，硬度HRC56～57。淬火回火状态的全相组织为隐针状马氏体、针状马氏体、贝氏体组织和碳化物。文献［19］研究了热处理对9Cr2Mo钢硬度的影响，结果表明9Cr2Mo钢具有较高的淬透性，实际生产时热处理可采用油淬，加热至温度845℃淬火，硬度达HRC61，淬火全相组织为马氏体、Fe3C和残余奥氏体，随淬火温度的提高，全相组织中残余奥氏体增加、硬度降低，淬火后随回火温度的提高，硬度有降低的趋势，300℃以前回火硬度变化较小，HRC为57～61；淬火回火组织为回火马氏体、碳化物或回火马氏体、下贝氏体和碳化物。超过300℃回火，硬度下降较快。9Cr2Mo实际生产中可采用840℃淬火、300℃～360℃回火，可获得较高硬度（HRC54～57）和韧性。从上述分析可以看出，刀圈材料经热处理后的表面硬度较高，一般在HRC56-60，心部硬度HRC50-56，可以承受较大的冲击。对于软岩和中硬岩的刀圈材料，刀圈所受岩石的冲击力相对较小，可用利用刀圈的高硬度来提高碾压破岩效率，可用一般的工模具钢或高碳低合金模具钢制造，经淬火回火热处理使用。对于硬岩，刀圈所受岩石冲击力较大，为提高材料的耐磨性和冲击性能，可采用基体钢或中高碳中合金钢制造，配合合理的淬火或回火工艺，为提高刀圈的使用寿命，也可在刀圈刃部镶嵌硬质合金，以提高刀圈材料使用寿命。
3提高盾构滚刀刀圈材料耐磨性能的主要措施
分析国内外刀圈材料的组织和性能，提高盾构滚刀刀圈耐磨性和寿命的主要措施有材料、热处理、表面处理、破碎岩石的特性等方面。材料方面主要提高刀圈材料的纯净度，减小材料的成分偏析、带状偏析及其气体和夹杂物含量、细化刀圈材料的组织，提高材料的纯净度，采用电弧炉冶炼+炉外精炼，或采用电渣重熔等措施，提高材料的冶金质量。在热处理工艺方面应研究热处理工艺参数对组织和性能的影响规律和机理，确定合适的热处理加热温度、回火温度及回火次数，通过热处理细化材料的全相组织、提高刀圈的韧性。对于破碎工况，要分析了解岩石的硬度特征，对于硬岩工况，为了提高刀圈材料耐磨性，可以在刀圈工作部分镶嵌硬质合金刀头，或采用回火抗力较高的刀圈材料；对于软岩工况，适当提高刀圈材料的硬度，对耐磨性有利。刀体部分可选用耐磨合金钢材料，也可采用表面堆焊硬质合金、热喷涂耐磨层、渗氮或碳氮共渗等方法增加表面硬度，提高滚刀的耐磨性。
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1.3黑色带层及灰斑对曲轴疲劳强度的影响在常规工艺条件下，球墨铸铁曲轴断口多呈现出灰色或银灰色，曲轴本体以及抗拉试棒断口同样应当有此类表现。对于黑色带层问题而言，其主要是受到灰斑在疲劳试验曲轴轴颈往复式运动的影响而形成的，而灰斑的产生则主要是受到了铁水中硅偏析的影响。以往研究中在对某批次球墨铸铁曲轴进行疲劳试验的过程当中发现曲轴断面出现了异常的黑色层以及灰斑。虽然此种问题在球墨铸铁曲轴中相对比较少见，但同样属于内部缺陷的一种表现形式，此问题的出现导致了曲轴疲劳强度受到不良影响，有黑色带层或灰斑问题的曲轴在正常使用过程当中可能提前出现疲劳裂纹，导致抗疲劳强度的下降。
2热处理工艺对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响分析
2.1正火和中频淬火工艺对曲轴疲劳强度的影响已有研究中显示，对于球墨铸铁曲轴而言，在经过高温正火处理后，能够将其中所存在的游离状态渗碳体消除掉，从而能够起到调整基体中铁素体以及珠光体形态，以及两者构成比例的目的。通过这种方式，使球墨铸铁曲轴的综合力学性能得到了提升，促进了抗疲劳强度的改善。同时，在球墨铸铁曲轴制造过程当中，通过进行中频淬火处理的方式，能够使球墨铸铁曲轴表面形成具有一定深度的淬硬层，其对于改善曲轴自身耐磨性能有重要意义。但也有研究中认为：传统的非圆角淬火工艺下会导致曲轴淬火区与非淬火区交界位置产生失衡且反向的应力关系，并对疲劳强度造成不良影响。因此，在引入中频淬火工艺的过程当中，需要尽量选择圆角淬火工艺，达到满意的处理效果。
2.2等温淬火工艺对曲轴疲劳强度的影响在球墨铸铁曲轴的生产过程当中，通过应用等温淬火工艺的方式，能够使曲轴获得主要的贝氏体成分，同时还可形成一定的马氏体组织以及残余奥氏体组织，力学性能上具有较高的强度以及韧性水平。已有研究资料中报道，针对受到化学成分偏离影响而造成球墨铸铁曲轴疲劳强度的不足的问题，通过应用等温淬火工艺的方式，解决了曲轴在热处理上的质量问题。等温淬火工艺的应用除了对改善球墨铸铁曲轴疲劳强度水平以外，还对提高曲轴自身耐磨性有重要价值，由此也有效延长了曲轴的使用寿命，综合效益确切。
2.3氧氮化工艺对曲轴疲劳强度的影响从化学处理的角度上来说，在球墨铸铁曲轴的制造生产工艺中，通过对曲轴进行氧氮化处理的方式，能够使曲轴表面获得具有高氮特点的化合物层，同时还可形成具有饱和特点的氧扩散层。受到氧成分以及氮成分渗入的影响，使得球墨铸铁曲轴表面层的化学成分发生改变，与之相对应的显微结构也有了非常显著的提升趋势，曲轴整体的耐磨性能以及耏疲劳性能均得到了有效的改善。需要注意的一点是，对于经过氧氮化处理的球墨铸铁曲轴而言，其抗疲劳水平的提高很大程度上会受到氧化层扩散水平的影响，在氮化处理后快速冷却，并在扩散层中形成饱和固溶体，或是形成高水平的残余压应力都能够促进疲劳强度的提高。正是由于在氧氮化工艺处理下，曲轴表面能够形成较深的扩散层，故而对延长球墨铸铁使用寿命也有相当重要的意义与价值。
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表4为不同回火温度下试件的力学性能测试。可以看出，随着回火温度的升高，SA738Gr.B钢的屈服强度逐渐降低，630℃回火处理后要比690℃回火处理后高出98MPa。同样，抗拉强度也随着淬火温度的升高而逐渐降低。在抗冲击性能方面，不同回火温度下的冲击性能有所变化，但是变化幅度不大，在690℃下回火试样的冲击韧度较高。综上所述，SA738Gr.B钢的最佳热处理工艺是920℃淬火，保温30min，之后在630℃下回火，保温60min。
3实验结果的工业化应用
根据实验室得出的实验结果，在首钢应用该热处理方案对SA738Gr.B钢进行工业化热处理。热处理完成后随机抽取钢板分别截取表面、1/4断面、心部断面进行金相观察，金相组织如图3所示。可以看出，经回火处理后，钢板组织主要为贝氏体，各断面组织没有差异，表面组织更为细密。与实验结果基本相同。表5为试样的室温拉伸性能测试结果。可以看出，1/4处和1/2处的室温横向拉伸性能变化不大，同实验室结果相比，在1/4的力学性能较吻合，因此经工业热处理后的钢板具有了良好的力学性能，能更好的满足核电站建设用钢的标准。图4为工业热处理后钢板的低温抗冲击性能测试结果。可以看出，即使温度降至-80℃，钢板仍然有150J左右的冲击吸收能。而在-20℃至-40℃，冲击吸收能保持在280J左右。可见，经工业热处理后的SA738Gr.B钢具有优良的低温抗冲击性能。
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高职学生在学习基本专业知识的基础上，如何把知识转化为技能，技能转变为职业素质是我们需要破解的难题。金属热处理生产工艺是金属材料及热处理技术专业必修的核心主干课程，是培养金属材料热处理专业实用型人才的重要组成部分。在金属热处理生产工艺精品课程建设中，坚持以金属热处理生产典型工作任务为载体，培养学生掌握金属热处理生产的基本知识和基本技能，初步形成分析问题和解决问题的能力，熟练掌握金属热处理生产的工艺设备和机械设备的相关知识，使学生毕业后能在金属热处理生产企业进行生产和解决实际操作技术问题，成为高级技术技能型的专门人才。通过对本课程的学习，学生应具备以下主要技能:①掌握常规金属材料热处理的基本知识，能编制钢铁件的典型热处理工艺;②能对热处理设备、常用的工装及辅助设备、热处理炉的温度进行测量与控制;③会典型零件热处理的基本操作;④能进行表面改性热处理的工艺制订;⑤能进行化学热处理的工艺制订;⑥掌握复杂工件的畸变规律与矫正方法，掌握分析判断工件变形的原因及预防工件畸变的方法;⑦能借助金相检验报告判断材料及热处理质量的方法，能分析工件淬火产生常见缺陷的原因并提出预防和补救的方法;⑧能对金属材料进行常规检验及对常见的热处理缺陷进行分析。
3教学内容的改革
3.1根据热处理典型的工作任务，组织教学内容，改革教学方法
在教学内容的选择上，以《金属热处理工国家职业标准》为依据，确定热处理工的岗位职责、工作任务和技能要求，在教学的实施过程中把典型的工作任务转换为学习情境，制定课程标准，围绕热处理设备操作、热处理工艺的编制、典型零件热处理的操作技能等典型工作任务，遵循由浅入深、由简单到复杂的原则，设置了8个学习情景:①热处理工艺准备;②热处理设备与操作;③退火与正火;④淬火与回火;⑤表面改性热处理;⑥化学热处理;⑦复杂工件的畸变规律与矫正方法;⑧质量检验与缺陷分析。通过对8个教学子领域的学习让学习者能在金属热处理生产企业进行生产，并具备编制热处理工艺的能力和热处理操作技能。同时编制实训指导书，完成实训室实训项目的开发，在教学过程中聘请企业技术人员担任实践指导教师，使课程体现工学结合的特点。在本课程8个学习情景中，以典型的工作任务为载体，以项目为导向，按“理实一体化”展开教学。在课程教学中根据不同要求的教学内容的不同特点，采用讲授教学法、项目教学法、任务驱动教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。表1列出了8个教学情景所须学习的内容、项目和使用的教学方法。
3.2教学内容的针对性与适用性
课程教学内容选取针对热处理岗位群的职业标准，以就业为导向，以金属材料热处理人才培养目标为标准，以满足就业岗位对所学人才能力的要求为宗旨，进行面向岗位的教学内容设计。充分体现教学内容来源于企业、服务于企业的教学宗旨，密切联系生产实践，做到学以致用。通过对热处理生产各岗位知识、能力、素质要求进行分析，以学习内容和工作过程为导向的原则，课程设计创设“三结合”的学习情景:学习内容与工作内容相结合，学习过程与工作过程相结合，学习情景与工作情景相结合。按照热处理生产岗位的需求，以热处理工的职业标准为依据，设计了8个学习情景。课程内容在设计过程中参考热处理岗位群多工种的职业标准，归纳出典型的工作任务作为教学情景，每个情景由若干项目任务组成，形成8个教学情景。各情景教学内容以热处理工国家职业标准中初级工—高级工的知识和技能要求为依据选取教学内容，设计实训项目，进行单元考核。由于教学内容考虑了工种职业资格的需要，不仅适合教学，还可作为企业员工培训教材使用。
3.3教学方法的多样性
传统的教学模式具有其自身的优势，如传授的知识系统、严密，较好地发挥了教师的主导性，但弊病也十分明显:其一，教材抽象，体系严密，学生难以学习;其二，学生的主体地位难以体现;其三，重理论轻实践，学生动手的能力比较差，与素质教育的要求不相适应;其四，以教师为中心，只强调教师的“教”而忽视学生的“学”。在这样的教学模式中，学生参与教学活动的机会少，动手更少，大部分时间处于被动接受状态，学生的学习主动性很难发挥，更不利于创新、创造型人才的培养，不利于学生的发展［3］。为此，在课程教学中针对不同要求的教学内容既采用了传统的讲授教学法，又采用了任务驱动教学法、项目教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。
4课程的特色与创新
4.1采用任务驱动式教学法，实现“理实一体化”教学模式
金属热处理生产工艺课程实践性强，为了加强实践性教学的效果，教学中注重理论与实践相结合，在教学中以典型工作任务为载体，以任务为导向，突出“练”，边讲基础知识，边应用到典型的工作任务中。实现“理实一体化”教学模式，提高学生学习的积极性和能动性，当下发了项目任务书后，学生必须积极学习基础知识，才能完成相关的项目任务。本课程以提高学生分析、发现、解决工程实际问题的能力为重点，强调学生个性发展。深化教育改革的关键，是改变以往单一的课堂讲授的教学形式，改变传统的系统式学科教学体系，提倡进行“教、学、做”一体化改革，使学生在专业理论知识方面以“够用”为主，更多突出技能的培养。采用任务驱动式教学法，就是要兼顾理论知识与技能的合理配置。任务的设计很重要，它是为实现一定的教学目标，依据课程内容主题，为学生策划学习资源和学习活动的过程。教学任务设计的最终目的是使学生掌握实际工作岗位对本课程所要求的知识和技能［4］。通过项目任务和专题设计等自主学习方式，体现学中做、做中学，活学活用，注重了学生的实践能力、创新能力及团队协作能力等综合素质培养。金属材料热处理技术校内实训基地的建设及实训项目的开发应用，解决了困扰热处理技术专业进行生产性实训所面临的困难和矛盾，实现了课堂与实习地点一体化的行动导向教学。通过系统实训，不断训练，极大地提高了学生岗位操作能力，同时也促进了学生的学习方式由个人竞争学习模式向团队协作学习模式的重要转变，提高了学生对企业生产组织方式的适应能力，实现与企业的“零距离”接触。以“淬火与回火”学习情景为例，任务驱动教学模式如表2、3所示。
4.2遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则
遵循了职业成长的规律。以学习情景4的淬火与回火为例，设计了2个项目任务，项目8与项目10虽然都是淬火与回火工艺，但前者是试样的淬火与回火，后者是零件的淬火与回火，项目任务书如表4所示。2个项目任务中，1个是实验室试样，1个是轴，在编制淬火工艺时，淬火方法、加热温度、冷却介质、加热设备的选择都有差异。20钢、45钢、T10钢制试样按AC3或AC1±(30～50)℃的原则选择加热温度，按t=αkD选择保温时间，在箱式炉中进行加热后，以水作为介质进行冷却即可获得马氏体组织，硬度达到55～63HRC。对于轴，从技术要求上看，心部和表面硬度不同，在选择淬火方法和加热设备时需要充分考虑。结合材料65Mn淬透性曲线，可采用水－油双液淬火的方法进行处理。操作时掌握好在第一种淬火剂中的停留时间，同时注意上下移动工件。2个项目遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则，通过反复训练，使学生工艺编制和操作技能由生疏到熟练，遵循了职业成长的规律。
4.3构建了TEST评价系统
评价的实质在于肯定学生的学习过程，重视学生学习中的知识积累和实践能力的发展，培养科学的思维方法，这是评价学生的理论依据，也是学生学习过程的目标导向［5］。传统课程的考试都是在课程结束后进行一次闭卷考试，这对该课程的学习来说是有局限性的，它难以测试学生综合性分析问题的能力，故此在精品课程建设中构建了TEST评价系统。新评价系统构建思路重视考核评价学生学习的过程及过程的动态化、评价内容的多元化。TEST评价系统是指课程总成绩由教师评价(T)、企业工程师评价(E)、学生评价(S)、总评价(T)组成。教师评价主要对学生的学习行为过程(包括学习态度、学习意识、精神、态度、价值观、行为习惯等)进行相应的评价。企业工程师评价主要根据项目任务从加热温度、加热设备、保温时间、冷却介质的选择进行考核评价，学生评价是对各组查阅资料、PPT的效果、汇报表现、实训准备和完成情况进行互评，使评价触及到学生的内心深处，使评价产生教育意义。总评价(T)由项目考核(40%)、期末考核(30%)、过程考核(30%)组成。其中项目考核由教师评价(T)(15%)、工程师评价(E)(15%)、学生评价(S)(10%)3部分组成。为方便不同角色对课程进行评价，开发了昆明冶金高等专科学校金属材料与热处理技术专业教学资源库，在这个网络平台上，教师、企业工程师、学生以不同角色进行登录，即可完成T、E、S的评价，理论考试课由网络系统根据考试大纲生成不同的试题，可进行在线测试，最终由系统按不同角色的权重自动生成总成绩(T)。在金属材料与热处理教学资源库社会评价系统中，用人企业登录后可对毕业生进行评价，教师根据企业的评价对教学进行改进，校企合作不断提高教学质量，共同培养出大批社会需求的高级技术技能型人才。
5教学效果
昆明冶金高等专科学校金属热处理工生产工艺课程于2012年获批云南省精品课程建设立项，如图1所示。金属热处理生产工艺的教学改革从2010级金属材料与热处理专业开始实施，为了对比教改前后的教学效果，分别对采用传统教学法、多媒体教学法、项目教学+任务驱动教学法的学生成绩进行统计分析，结果见表4。由表4可知，在试卷难度基本不变的情况下，采用项目教学+任务驱动教学法后，学生成绩优良率和平均分均明显高于传统教学，不及格率明显下降。通过4年的教学实践，学生反映项目教学+任务驱动教学法能调动学习的积极性:每次课都有不同任务，带着任务查阅资料，互相讨论，完成项目任务，把任务完成的结果上传到教学网络系统进行评价，得到项目考核的成绩。最终成绩中，项目考核占40%，期末考试占30%，过程(作业和考勤)考核占30%。在项目+任务教学过程中，教师的主导地位没有动摇，以项目和任务作为载体，运用网络平台提供的学习资源，引导学生自主学生，不断培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生专业综合素质和创新能力，构建学生知识、能力、素质协调发展的合理结构，并得到用人企业的好评。
篇8
前言
机械加工和热处理是机械制造业中的关键工艺环节,同时也是改善零件加工质量、提高生产效率的重要手段。随着各类机械装备性能的提高,制造出符合设计要求、用户满意、具有较高几何精度、性能可靠的产品是机械制造企业的目标。在制造高精度、高性能产品的背后必须有高的工艺制造水平和能力来保证。
一、重视预先热处理
为保证零件的切削性能,加工精度和减少变形,提高零件的内在质量和表面尺寸稳定,预先热处理是极重要的一环。各种材料的最佳切削性能都对应有一定的硬度范围和金相组织。亚共析钢经正火得到片状珠光体组织;过共析钢退火得到粒状珠光体组织。此时,它们的晶粒细小,均匀的组织,不仅改善了切削性能,提高了机械加工精度,而且为最终实现热处理(淬火+回火),保证获得良好的组织和性能做好准备。对于高合金钢中的过共析钢及莱氏体钢,预先热处理退火十分重要,我们在分析模具、齿轮、轧辊等零件淬火后开裂,其原因,除了最终热处理的问题外,预热处理及锻造欠妥也是主要因素。机械加工技术人员对零件的整个过程中内在质量的情况,要做到心中有数。
二、热处理工艺在机加工工艺中的合理安排
对于有效厚度超过30mm的调质件,调质工序安排在中间最理想,由于坯件先进行粗加工毛坯的氧化脱碳层被切除,工件表面光洁,保证淬火后有足够高而且均匀的硬度,不易产生软点,软块,综合机械性能比毛坯调质的高,尤其对于淬透性较差的钢,这样安排可保留较厚的脱碳层。另外,对于零件最终必须要有尖角及过渡骤变处,可采用先粗加工成圆角,留余量后进行中间调质,最后再精加工成型。中间调质的零件,单面所留得加工余量视零件的大小和形状而定,一般留1.5-2mm即可。一般零件热处理后不需校准。细长件和扁平件变形较大,可用压力机校准或回火时采用定型夹具校准。对于必须最终热处理或仅留磨削余量的高硬度零件可通过摸索、掌握热处理的变形规律,采用改变热处理前的公差方法(收紧或移位),来保证热处理后零件精度达到图纸要求。由于零件内部的应力分布比较复杂,零件的几何形状也各不相同,热处理后应力重新分布,特别是在淬火时产生较大的组织应力和热应力,因此变形规律是很复杂的,但对于成批生产的零件,冷热加工工艺都确定后,变形规律还是可以掌握的。另外,在机加工工序中穿插1-2道消除应力的回火,对减少最终热处理的变形,效果也很显著。工程技术人员在制定机械加工工艺和热处理工艺时,应通过对零件材料的选择、工艺参数的设计、实际加工效果及经济性建立工艺档案,并在此基础上,不断完善、提高,使机加工和热处理的工艺路线安排的更为合理。目前,微机已广泛应用于机械设计、加工和热处理生产过程,我们已有条件对各类零件的材料选择、机加工和热处理工艺参数及相关系编制软件,并建立数据库,这样可免去技术人员去查阅大量手册的繁重劳动,缩短了工艺编制时间使选择的材料及工艺参数具有较好的适用性和经济性,这也是机加工技术人员的努力方向。
三、机械加工与热处理的关系
1、切削加工与热处理。切削加工时工件的硬度应符合效率原则,硬度过高,则加工困难、刀具磨损严重、粗糙度高;硬度过低,则发生粘刀现象,易产生切削瘤同样增加刀具的磨损并划伤工件表面。因此,应把硬度控制在170～210HB左右,以利于加工。影响加工性能除了硬度外,还有金属件内部组织。对高碳钢(w(C)≥0.6%)而言,得到碳化物呈球化且均匀分布的组织比片状珠光体切削加工性能好;对低碳钢(w(C)≤0.25%)而言,退火钢中含有大量铁素体、切屑易粘刀、表面粗糙度差、使用寿命低,可采用正火工艺使钢切削性能得到改善;对中碳钢(w(C)=0.25%～0.6%)而言,含碳量偏下限的宜采采用正火工艺,含碳量偏上限的应采用调质工艺,这样可获得低的表面粗糙度和好的切削加工性。
2、机加工与热处理。机加工工艺对热处理的影响很大,改变某些机加工工艺将给热处理带来很大的方便,如硬度300～400HB的车轮采用调质工艺就比中频淬火方便且成本较低。齿轮经渗碳淬火后,公法线长度会涨大,冷加工时把公法线控制在中、下差,以便热处理后公法线在公差范围内。因此,热处理前公法线长度公差应在冷加工和热处理之间应合理分配(一般可取4∶6)。编制机加工工序与热处理的加工路线时,考虑到感应加热淬火产品在热处理前多数已基本成形,对容易开裂产品应调整工序,以避免开裂, 如支撑辊的中频淬火、齿圈渗碳淬火等。
四、机械加工中热处理配合问题的处理
1、大型齿轮渗碳淬火变形的处理。1）型齿轮经渗碳淬火后,变形较大的是外径(齿顶圆直径)、公法线长度、斜齿轮的螺旋角。齿轮外径呈明显膨胀趋势,且与装卡方式有关。若是单件齿轮淬火,则呈现两端面外径膨胀大、中间外径膨胀小的特征;若是重叠挂装,则呈现最上层、最下层端面外径膨胀大、中间外径膨胀小的特征。2）严格按热处理工艺操作,大型齿轮渗碳后不采用直接淬火工艺,以免增大变形,造成内部金相组织的不合格,多数采用快速炉冷或在缓冷坑中冷却留足加工余量(包括变形余量和磨削量),对公法线长度余量应经反复测试后来确定。齿轴在渗碳前轴径方向应留有大于1.5倍渗碳层深度的加工余量,渗碳后用齿节圆作基准面,加工去掉轴径等不要求淬硬的渗碳层,然后再进行淬火。
2、大型齿轮渗碳淬火开裂的处理。1）工件应避免尖角和严重厚薄不均。尖角处易过热,加热和淬火时应力大、极易开裂,因此应改为圆角或倒角。2）对结构形状复杂、易变形和淬裂的零件可选用合适的合金钢;对形状复杂、但硬度要求不高的结构零件可选用含碳量较低的材料。含碳量高,变形和开裂的倾向大,如齿部采用感应加热的齿轮材料尽量不用感应淬火开裂倾向大的42CrMo材料,宜改用35CrMo。3）技术条件应根据零件的工作条件及损坏形式来制订,例如拉矫机工作辊(材料为9CrMo,尺寸为580mm×1526mm)按原工艺(调质+中频淬火)制造的辊子装机使用后,仅使用了七天就磨损报废了。经过现场分析,发现辊子主要受到磨擦磨损和磨粒磨损,同时工作时辊面温度达到300℃左右,从而使辊面硬度下降,导致辊面磨损增加。辊面采用超音速热喷涂后,装机使用了2个月才磨损,寿命提高了3倍。又如渗碳齿轮的预先热处理采用调质工艺的调质硬度控制在170～230HB为宜;对需要表面强化(高频淬火、氮化)工件,不能为了满足切削加工性能而采用降低调质硬度的方法。
四、结束语
合理解决制造工艺中机械加工与热处理之间配合的矛盾,并使其有机结合是机械制造企业提升制造能力的有效途径之一。
参考文献：
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[2]史冬梅.LY12合金尺寸稳定化处理的研究.[硕士论文].哈尔滨
篇9
1. 9NiCrMo钢的性能特点
1.1高的强韧性
强度是结构钢的基本力学性能指标，其中屈服强度是构件设计的依据。9NiCrMo钢要求屈服强度不低于lOOOMPa，规格上板厚为lOmm-120mm。随着钢材强度的提高，产生脆性断裂的风险也相应增加，为了防止高强度钢发生低应力破坏，必须是塑性破坏时吸收能足够大，并且要求足够的塑性储备，因此对钢的韧性，特别是低温韧性提出来更高的要求，纤维断口100%上平台能Eshelf必须在50尺磅以上（6.9kg-M）。
1.2良好的焊接性
焊接性是海洋焊接工程用钢应用性能的重要指标。大型的海洋工程平台都是焊接而成的，例如我国刚刚服役的航母辽宁舰就是一个满载排水量6-7万吨的海上“移动飞机场”。不允许任何一处发生破坏[1]。因此，对焊缝、热影响区与母材等强度和韧性的要求是非常严格。特别是随着钢的强度提高（碳当量也随着提高），焊接越来越困难。且焊接过程大多在室外进行，容易引起焊接热影响区的冷裂纹和层状撕裂，因此获得性能优异的焊接接头十分重要。
1.3低的屈强比
钢的屈强比是指屈服强度和抗拉强度的比值。低的屈强比有利于加工成型，提高冲成率，有较高的结构可靠性，具有较大的抗塑形失稳破坏的能力。目前工程应用中，已经把钢的屈强比作为重要的设计依据，在工程安全性设计中，要求在裂纹产生之前具有一定的塑形变形的能力，这是防止发生突然断裂事故的先决条件。因此为了保证钢材具有足够的塑形变形储备，尽量降低钢的屈强比。
2.研究方法
2.1临界点测试与CCT曲线的测定
钢的临界点是制定热处理工艺的重要依据。将实验钢加工成尺寸为3X10mm的热膨胀实验，本实验采用Formastor-Fn全自动相变仪，测定钢的临界点、连续冷却转变曲线（CCT）。本文研究两相区二次淬火+回火（QQ'T）及循环淬火（QQT）的影响规律（如图1），并同调质（QT）工艺进行了对比。根据经验和实验相结合，选出最佳的热处理工艺，为工业试制提供可靠的理论和实验依据。
图1 9NiCrMo钢热处理工艺图
3.实验结果与讨论
测定9NiCrMo钢的临界点和连续冷却转变曲线对合理制定实验钢热处理工艺，研究其冷却转变过程中组织的变化规律，及工业试制中具有重要的理论实验依据[2]。根据本实验钢的临界相变点测试结果绘制的CCT曲线如图2所示。
图2 9NiCrMo试验钢的过冷奥氏体连续冷却转变（CCT）曲线
不同淬火温度对实验钢的力学性能及组织的影响。对于9NiCrMo钢采用QT和QQT进行热处理。通常这类钢的常规热处理是采用调质热处理方式（QT-淬火+回火），淬火能显著提高钢的强度和硬度，而回火消除淬火形成的残余应力，降低了位错密度，从而使得试验钢具有良好强韧性匹配。但是，这种热处理方式往往造成钢的回火稳定性较差，屈强比较高，实际工业生产难度大等不足。本论文了研究二次淬火（QQ'T）工艺，即在两相区增加一次淬火+回火，对9NiCrMo钢的热处理效果。在保证高的屈服强度和良好的低温韧性的基础上，进一步降低其屈强比，提高其回火稳定性。
对于试验钢分别用了淬火+回火的调质工艺（QT）、循环淬火+回火工艺（QQT）和两相区淬火+回火（QQ’T）工艺进行热处理 [3]。两相区淬火是在AC1-AC3之间增加一次淬火（Q'），在本实验过程中，根据相关文献调研确
定其二次淬火温度在710-780℃范围内，回火温度为500-590℃之间，淬火保温时间为一小时。
4.结束语
本文测定了 9NiCrMo钢的临界点和CCT曲线，并在此基础上系统开展了循环淬火加回火工艺、两次淬火加回火工艺与常规调质工艺对实验钢组织与性能的影响的研究，分析了其显微组织变化规律，探讨了其强韧化机理。
参考文献：
篇10
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0158-03
一、感应热处理工艺的含义
感应热处理工艺是指由交变的电流在导体中产生感应电流而导致的导体发热的现象。这种技术来源于法拉第发现的电磁感应现象。
1957年，美国研制出了晶闸管，它在电力电子器件发展的过程中起着里程碑的作用，同时也引发了感应加热技术的伟大革命。到了1966年，如实和西德首先利用晶闸管研制成功了感应加热装置，从此，感应加热技术就进入了飞速发展的时期。随着20世纪80年代电力电子器件的再次飞速发展，感应加热装置也开始采用新研制的晶闸管，技术变得越来越高。
我国感应热处理技术的真正运用是在1956年，主要是运用在汽车工业行业，技术主要引资苏联。随着感应热处理技术的广泛应用，感应淬火工艺技术也得到了很大的发展。目前，感应淬火技术的应用已经变得日益扩大。目前，感应热处理工艺主要应用与汽车制造业和冶金工业两大行业。有快速、高效、节能、清洁以及易于实现自动和在线生产的特点，属于接触加热方式。这种加热方式不仅能够在各种载气中工作，不产生任何污染，而且增加了在加热表面及深度上高度灵活的选择性。正是感应热处理工艺的这些技术特点才使得此技术得到越来越广泛的认可和支持。
二、感应热处理工艺的优点
感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。机械工业中感应热处理工件的品种和数量也逐年上升。这些成就与进步的取得，都与感应热处理工艺的优点是密不可分的。笔者从感应热处理工艺的特点中分析出如下优点：
(一)感应热处理工艺有利于贯彻国家环保节能和实现可持续发展的方针和政策
有电老虎之称的电能是机械工业行业的主要动力。据统计，热处理的用电量占到了机械工业总耗电量的25％，感应热处理用电量约占热处理设备总用电量的20％－25％。感应加热能够自动控制工艺施行的整个过程，避免了不必要的电力资源的浪费和消耗。在电力资源消耗减少的同时，感应热处理工艺的效率也得到了提高。
(二)感应热处理工艺有利于加快加热速度，提高生产效率
由于热处理的整个过程都是靠感应来完成的，所以整个热处理过程能够缩短4倍以上。减少了电力资源的浪费，使得热感应热处理工艺的加热速度也得到了加快，促进了整体生产效率，最终使得企业获得高额利润。
(三)感应热处理工艺有利于实现生产自动化
在感应加热设备和淬火机床设备，微处理机等设备机器的密切配合下，可以实现生产工件在下料和淬火机床的运转的全部自动化在整个生产流水线上，利用微机处理技术对淬火加热及冷却时间，加热速度，淬火机床运转速度，淬火介质的温度，变频机的电参数等进行监控，完成冷热加工连续生产的自动化。
(四)感应热处理工艺为工作人员提供了一个健康良好的劳动环境
感应加热处理不像电炉、油炉那样在工作状态下释放大量的热辐射，造成工作环境的污染。而感应热处理工艺的执行只需要在常温状态下进行，而且开炉停炉等工作也很方便。所以，感应热处理工艺为一线工作人员的身体健康提供了良好的工作条件。
(五)感应热处理工艺有利于提高表面强化效果
感应加热处理的速度比较快，能够提高金属材料的相变温度，加速奥氏体转变的过程。采用感应电阻进行加热和大功率的脉冲感应进行加热时，就能够得到更细的马氏体组织，提高表面强度，并在一定程度上减缓变形的后果。
三、感应热处理工艺的实践运用
(一)感应热处理工艺在实践中的应用情况
在汽车制造行业的应用。在汽车生产中，感应淬火技术得到了广泛的应用。此外，还在中、重型汽车、轻型车和几种轿车上就已经有200多种零件需要感应淬火。目前，采用感应淬火的汽车零件主要有传递动力扭矩的汽车轴类零件以及各种销轴类零件。此外，感应淬火技术曾经也用在了东风汽车公司对汽车钢板弹簧的制造上。目前，科技人员对低淬透性钢和限制淬透性钢的研究与开发也应用于汽车转向蜗杆、十字轴、万向节等零件上。
在拖拉机行业中的应用。随着经济水平的提高，我国引进及消化吸收的国内外拖拉机产品和技术越来越多，人们对拖拉机企业的工艺技术和制造技术也提出了越来越高的要求，所以感应热处理工艺在这个行业也得到了飞速的发展，大量的感应热处理工艺和固态感应加热电源、数控淬火机床等先进设备在农机企业的发展中也得到了很大程度的运用，这个感应加热处理工艺提高了我国农机行业的整体技术水平。
在建筑及石油行业中的应用。在建筑行业，凭借着其淬火变形小、生产效率高、工作环境好等各大优点，让高强度预应力钢筋感应热处理生产线、低松弛预应力钢丝稳定化生产线以及石油套管感应热处理生产线等各项感应热处理工艺都得到了很好的利用。这项技术的运用使得建筑行业中的进度得以加快，而且工程质量也得到了保障。而石油行业的工作效率得到了很大的提高，促进了所使用行业的快速发展。
(二)感应热处理技术在实践过程中的不足
世界上没有完美的事物，一切都是在不断的自我否定和肯定中进行创新和发展的。感应热处理工艺在实践的检验下，在与渗碳淬火等技术的对比下，总结出下面对感应热处理工艺缺陷的观点和看法。
随着20世纪80年代初期计算机在渗碳控制领域的广泛使用，以及渗碳技术在理论上的不断补充和创新，渗碳质量得到了强有力的保证，渗碳工艺和操作水平也得到了很大的提高和改进。渗碳技术的渗碳介质非常昂贵，能耗量大，工件畸变大，对环境的污染比较严重等问题和不足都没有动摇其在热处理强化技术中的霸主地位。感应热处理工艺与之相比，还是有一定的差距。
首先，感应热处理设备自动控制的功能较弱，不能满足专业需求；其次专业的针对感应热处理工艺的指导性标准文件太少，缺乏及时的增加与修订；最后，就是缺乏对感应加热处理工艺的理论性知识的研究不够深入，缺乏丰富的相关专业知识的理论专著和论文，即使有相关文献也大多停留在文献的表面研究上，缺乏工艺操作性。没有科学理论的指导，实践的进行也很少出现跨越式的发展和进步。
上述讲述的都是从感应热处理的专业角度进行的。除了专业方面的欠缺外，我国感应热处理工艺相关的工作人员的学习意识和创新意识也较欠缺。就是因为不善于学习，不善于创新，才会使得感应热处理行业的进展非常缓慢。其次，大部分的中小型企业都缺乏专业的新设备、新工艺以及新技术，这些都属于硬件设施。硬件设施是基础，没有这些硬件设施，就 相当于俗语“巧妇难为无米之炊”所说，没法进行技术的改进和创新。
四、应对感应热处理工艺的发展途径和措施
(一)要加强感应处理工艺从业人员的学习意识和创新意识
让他们加强对感应加热处理理论知识的学习，只有熟练掌握了感应热处理工艺的理论知识和原理，才能进行高水平的创新，感应热处理工艺的水平才会有所提高。让每位员工在不断的学习中提高自身的综合素质，让每位员工都能够实现感应热处理技术的创新。
(二)政府要发挥其调节和鼓励作用
制定相应的技术创新奖励制度，为员工创造良好的创新环境。提供部分资金购买先进的试验设备和更新完善后的理论知识书籍，为员工的学习和创新提供硬件基础。然后邀请各地专业人士对员工进行知识和技能各方面的培训，提高员工的综合素质。此外，政府还要适当的发挥其监督作用，监督感应热处理技术在运用过程中出现的问题，以及员工在操作过程中偷工减料等不法行为。
(三)扩大感应热处理工艺的运用范围
开始感应热处理工艺主要用于汽车制造行业和冶金工业行业里面。现在要将这种技术应用到拖拉机行业、在轴承上、在建筑行业以及石油行业中的应用。其中，在拖拉机行业中运用感应热处理技术时一定要多运用小内孔感应淬火技术、轴类零件变功率、变零件移动速度感应淬火技术等。在不同行业的运用中找到不同的感应加热技术。将感应热处理工艺的使用扩展到塑料、橡胶行业，到电子工业行业。此外，还注意运用感应加热技术的黏合作用，以及盖密封与包装的作用。扩大感应加热技术的应用范围，发挥其强有力的作用和优势。
(四)拓宽感应电源的来源，不断引进世界上先进的感应电源
为感应加热技术铺路。目前，市场上出现的感应电源有来自美、英、日、德、西班牙等几个工业发达国家生产的SIT、IGBT、MOSFET全国固态晶体管电源。不断引进规格齐全、体积小，电能转换效率高的感应电源。要引进正在朝着柔性化、自动化、智能化控制方向发展的感应淬火机床，来诊断、报警、显示工艺参数和感应淬火装置在应用的过程中出现的问题。
(五)加强热处理协作中心的作用，大力发展感应热处理工艺
尽管感应热处理工艺有很多优点，但是其投资成本高，在保温和测温方面都有困难，尤其是目前一些非专业的热处理厂都没有实力去购买新设备，引进新工艺。所以，热处理协作中心一定要发挥其应有的作用帮助中小热处理企业解决各种难题，带头扩大感应热处理的使用。
五、感应热处理工艺的发展前景
目前，感应热处理工艺的应用还是非常有局限性的，在实践中多运用与汽车制造行业、冶金行业、建筑和石油行业等。此外，感应热处理工艺在齿轮淬火方面的应用还主要局限在传输动力不大的中小模型齿轮上。对于大型齿轮却出现过很多质量难题。
虽然目前研制出的渗碳淬火技术已经可以实际运用，但是伴随着水泥、风电和冶金工行业的飞速发展，感应热处理工艺需要的齿轮箱功率也越来越大。在渗碳淬火后，齿轮变形很大，磨齿成品后的齿面实际渗碳硬化层深度不均匀。所以，在有效控制感应淬火的温度和硬化层深度均匀和可控问题上都要不断的进行研究和创新，进一步改善和提高工艺的技术水平，改变现状。只有在技术上不断的创新，克服种种难题，才能将感应热处理工艺的应用延伸到更广的领域。
如果感应热处理的工艺能在实践的检验下，在热处理工作人员的不断学习和创新下，不断的得到修改和完善，这将是很有发展潜力的一门技术。正如哲学上一句话“前途是光明的，道路是曲折的。”感应热处理工艺的发展之路还有很长的路要走，但是只要踏踏实实，脚踏实地的走好每一步，感应热处理工艺最终会走向更广的行业中去，帮助中国走上生产高效、低耗、无污染的可持续发展之路。
六、结语
感应热处理工艺在近几十年来的发展中，已经在冶金、机械、汽车制造等工业中得到了普遍的运用和创新发展。但是实践证明，在它的普及和发展过程中也存在着很多的难题。要想发挥其所具有的优点和优势，就应该加强对工艺技术的宣传力度，推广感应热处理的新设备、新工艺、新技术。修改和完善感应热处理的标准，将成文的规定和标准纳入到机械设计手册。感应热处理工艺在生产中的比重在不断增加后，生产效率得到提高，能源消耗降到最低，可持续发展之路就会更进一步。
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篇11
1. 前言
Φ180 FQM三辊连轧机组成套设备是我国首条自主知识产权的隧道式连轧管机组，限动齿条作为产品功能和工艺要求上不可替代的关键部件，是连轧管机的重中之重。
该部件外形庞大，精度要求高，此类部件国内尚无厂家制造成功，一直依赖进口，在我国属首次设计制造，产品的加工难度较大。
设备制造中需解决锻件材料成分精确控制、超大齿条井式炉调质的热变形控制和矫正、合金材料齿条的组焊探伤及焊后变形量控制、齿条组焊前后工序控制和最终齿形控制和等一系列关键工序加工难点。论文大全，新工艺。
2. 限动齿条结构特点
限动齿条部件总长27.8米，宽370mm，由八段各约7米长的M22大模数齿条组焊联接，每上、下两件等长齿条为一组，中间以钢板焊接成一体，形成一组上、下双排的齿列，要求上、下齿距同步对正，各组齿条端部加工凹状连接槽，装配时以哑铃状连接杆联接锁紧，通过电热棒加热使连接杆长度膨胀后装入两端齿条连接槽恢复常温后缩紧实现预紧功能。（如图1）
（图1）
3. 限动齿条加工难点
3.1 工件长度长，齿形的模数大（22×2.25）且深度达50mm，如何控制热处理变形以及如何保证最终齿面硬度HB280－302；
3.2 合金材料焊接需预热至250°～300°，如何控制预热引起的变形；
3.3 由于齿条的上下齿与齿轮箱的上下两个齿轮同步啮合，如何保证已开出的齿焊后能上下对正，误差≯5mm，且有足够的加工余量；
3.4 焊后加工时，必须考虑刀具磨损和机床误差对齿形的影响，也必须考虑装卡方式引起的工件变形，齿距累积误差≯0.2mm；
3.5 每段齿条装置的两端齿形均为半齿，拼接处半齿的尺寸公差必须严格控制，保证两件齿条装置连接后为一完整齿形；
4. 工艺方案及措施
4.1 调质处理前粗开齿，可以保证最终齿面硬度；在调质处理时，利用专用卡具将每2件齿条背靠背卡在一起，并用卡块撑起内部空隙以提高刚性，进井式炉进行热处理，控制了工件的变形方向和变形量。
4.2 由于齿条的材质特殊（40CrNiMo），焊接性（或可焊性）差，上下齿条与中间框架焊接时，采取措施如下：
4.2.1 利用专用工具充分固定住齿条；
4.2.2 焊前充分预热至250°～300°；
4.2.3 选择合适的焊材，焊时两人同时从中间向两侧施焊；
4.2.4 焊后进行热处理消除应力、磁粉探伤；
4.2.5 针对齿条变形情况进行校直。
4.3 齿条装置穿过齿轮箱时，齿条上的车轮上下定位，上下齿条与齿轮箱的上下两个齿轮同步啮合，焊接时上下齿条的齿必须对正，车轮必须与齿面平行，采取措施如下：
4.3.1 在焊前加工时，在工件全长方向分4段各铣出5个齿，各段位置每2件工件对应，作为上下对正基准；
4.3.2 在工件铣出的4段齿沿齿顶两交点引线至齿条两侧面，以便装焊时齿部对正；
4.3.3 修起吊孔，保证每2件工件的起吊孔到齿顶距离相等，防止装焊后消除应力时产生偏差；
4.3.4 在焊接时，随时检测工件上下齿的对正情况。论文大全，新工艺。论文大全，新工艺。
4.4 由于工件长度长，在焊后加工齿形时必须考虑到机床的积累误差和由刀具磨损引起的影响，同时也要考虑到工件的装卡方式可能引起的变形。针对这种情况，我们采取了以下措施：
4.4.1 焊后的加工过程分为粗加工、半精加工和精加工，并在加工过程中多次检测工件变形情况，焊后半精加工中间振动时效，振动后精加工，以便充分释放应力，减小工件变形对齿形的影响；
4.4.2 加工时用齿形样板控制齿形、用量棒对正上下齿形并用量棒和齿距样板检查齿距，每加工10个齿后数显归零，然后再继续加工，以消除机床积累误差对齿形的影响；
4.4.3 在加工过程中准备了多柄专用齿形刀具，并在加工一段齿形后，用齿形样板对齿形进行测量，并根据刀具磨损量对机床进行刀具补偿；
4.4.4 由于工件长度长，必须两次装卡才能加工完整个工件，在工件二次装卡后，用量棒严格找正工件两端齿，误差≯0.05mm，防止因为二次装卡工件引起的误差；
4.4.5 准备了专用加工齿底的片铣刀和成型指形铣刀。
4.5 限动齿条部件为4段齿条装置拼接而成，每段齿条装置的两端齿形均为半齿，拼接处半齿的尺寸公差必须严格控制，保证两件齿条装置连接后为一完整齿形。论文大全，新工艺。采取措施如下：数控镗按坐标分齿距，齿端样板检测，严格保证端面到第一个齿中心线尺寸公差。论文大全，新工艺。加工时用量棒对正上下齿形；加工完第1个齿后，记录齿中心到端面的距离尺寸，用来和另一段相连接的齿条装置相配。端面局部图如图2。论文大全，新工艺。
（图2）
5. 结论
通过上述一系列工艺手段的严格执行，保证了限动齿条的加工质量，使得该产品在厂内一次试车成功，极大的扩展了公司的综合研发能力，使我公司在轧机设备制造系列中增加一个新结构、新规格的产品，为我公司扩大轧管设备市场提供新的有利条件，提高了国产化的水平。
参考文献：
[1]王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2007.
篇12
“卓越工程师教育培养计划”是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》提出的高等教育重大改革计划，旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1，2]。培养卓越工程师后备人才，要面向工业界、面向世界、面向未来。立足于“卓越工程师项目”的主旨与重点，上海大学金属材料工程专业以提升学生的社会责任感、创新能力和工程实践为核心，强化工程能力和创新能力，在建立符合工程教育规律的教学体系的基础上，加强学生的企业工程实践环节，注重国际化的培养，鼓励学生积极参加材料热处理工程师的培训和全国大赛。通过一系列探索实践和教学改革，上海大学金属材料专业在培养适应国家建设需要的高水平卓越工程师方面取得了一些具有积极意义的成果。
一、建立符合工程教育规律的教学体系
上海大学金属材料工程专业是第一批“卓越工程师教育培养计划”批准的本科专业。围绕工程教育的核心问题，在听取企业专家意见的基础上，上海大学金属材料工程专业通过转变教育理念，构建了符合工程教育规律的、多层次、立体化的专业课程体系。通过对原有的教学计划进行修订，优化了课程设置，并对教学内容、教学方法、教学手段、教学考核与评价标准进行了相应的改革。新修订的教学计划具有以下特点：（1）夯实学科基础，强化工程文化。（2）增加实践性和研讨性课程比例，扩大开放性实验、实训，强化实践教学，突出以工程项目为载体的任务拉动式的研讨性和实践性环节设置。（3）引入“校企、科研院所联合培养”的机制，与企业共建课程，邀请企业专家对本科生进行职业生涯培训，聘请企业专家走进课堂主讲专业前沿讲座，充实授课内容。（4）增加企业学习环节，以工程项目为载体，聘请企业专家指导学生的工程训练，指导毕业设计，参与学生的培养。鼓励学生参与企业的课题研究，使学生在工程环境中接受熏陶，激发学习兴趣，实现知识到能力的转化，增强工程意识，提升工程和能力。除了对教学计划的修订之外，还相应地改变了传统的教学方式，更新了授课内容，改革了教学手段、教学考核与评价标准，以适合金属材料专业卓越工程师培养的要求。如：以项目为载体的任务拉动式教学模式贯穿于课程教学的全过程，以工程实例为核心，把知识点与工程应用有机地联系起来；理论与实践教学相结合，重视案例教学、基于项目的教学和工程实践教学，培养工程能力和素质；充分发挥学生的学习主动性，实现“课上、课下互动”、“课内、课外互补”；倡导在教师指导下的学生自主学习模式，通过启发式、探究式、讨论式、参与式教学，实现学生与教师课堂的上下互动交流；改革考试方法和考核机制，注重学习过程考查和学生能力评价，加强学生课外自主学习和参与课外活动的主动性，培养学生的创新性和工程实践能力。
二、加强企业工程实践
新教学计划的课程设置在加强实践环节，培养学生实践能力、解决实际问题能力方面进行了大胆尝试。为大力推进“卓越工程师”实践培育的环节，金属材料工程专业发动广大教师，选取“上海汇众汽车制造有限公司”、“山特维克材料科技公司”、“肯纳金属有限公司”、“艾伯纳工业炉有限公司”、“上海工艺研究所”等一批在行业领域颇具影响的国企和外企作为学生的企业实践基地。“金属材料工程专业”卓越工程师的培养在企业的工程实践采取了分散形式，以分阶段、逐步推进的模式实施。包括：“暑期实践（7～8月）深度实习（冬季学期）毕业设计（春季学期）”。每年的7～8月组织本科生先进入企业进行为期2个月的暑期企业工程实践活动。通过这一阶段在企业的工程实践，使广大学生学到了课本上未接触到的实践知识，加深了对所学专业的理解和认识，提高了自学能力和工程实践能力。更为重要的是在社会大课堂中锻炼了吃苦耐劳的精神，获得了与人交往的经验，增强了团队合作意识。在实践过程中，同学们虽然也暴露出书本知识与实际结合不够紧密，处理问题不够成熟等问题，但这些经历督促学生回到学校后更加努力掌握更多的知识，并不断深入到实践中，锻炼自己的能力，为今后更好地服务于社会打下坚实的基础。在经历了暑期实习环节后，冬季学期一部分学生重新回到原实习单位进行深度实习，并与企业导师一起探讨，提出合适的毕业设计题目。春季学期在企业完成毕业论文。学生在经历近一年的企业工程实践活动后，取得了卓有成效的成果。如：2008级4名本科生经过一年深度实践洗礼，圆满完成了毕业论文，取得优良成绩。其中赵小满同学的论文《耐热耐冲击球墨铸铁铸造工艺方案研究》被评为校优秀毕业论文，他本人也顺利进入原实习单位就业，并与另一位同学一起将毕业论文研究结果整理成文章，发表在《现代铸铁》杂志上。在企业期间他们积极参与“168中低压气缸排汽段下半”铸件的制造过程，该铸件在第十一届中国国际铸造博览会上荣获“2012年中国国际铸造博览会优质铸件金奖特别奖”。虽然我们的学生只是参与其中的局部工作，但实践给他们带来的收获以及集体荣誉感成为激励他们不断奋进的动力。4名学生实习之后全部与企业签约，这从一个侧面说明了校企共同培养的优异效果。这些学生在企业表现出色，已逐渐成为企业的中坚力量。为了更好地提升“卓越工程师”培养工作，我们对参加企业工程实践的同学进行了问卷调查。结果表明：企业为学生提供了各类有效的培训和实习岗位，绝大多数同学对此感到满意和认可；绝大多数提供的是技术相关岗位，有助于学生专业知识与实践能力结合，而一些市场、销售、客服等岗位，则有助于学生成为一个能迎合社会需求的复合型的材料工程技术人员。企业的实践活动为学生提供了深入生产和工作一线的机会，通过在知名企业实习，绝大多数同学认为成为一个优秀的工程师是有前途的，专业认同感得到了提升。这不仅有助于学生提前适应企业对各类技术的要求，并做好自己的职业生涯规划，明确自己的发展方向，同时在更好的理解所学专业后，不少同学愿意继续求学，“卓越工程师”在企业的实践活动对学生今后攻读研究生也起到良好促进作用。
三、注重本科生“国际化”的培养
通过与国外高校、科研院所互派学生访问交流，我们鼓励学生到海外大学或企业参加交流学习或短期实习，开拓视野，在国际联合实验室和海外实习基地进行实践活动，尝试以国际化的理念培养学生的创新能力和工程实践能力。已开展的主要项目有：IHEEC赴美暑期交流培训、台湾成功大学/台湾大学联合培养、美国罗格斯大学研修生、上海大学优秀本科生夏季学期赴海外交流项目、密歇根州MACOMB郡海外实习项目等。不同的交流项目均有相应的交流方案和培训课程，学生可以选择实习项目或者交流项目，可以选择短期或者长期项目。通过这些活动，不仅提高学生的英语交流能力，学生在享受异域文化特色的同时，更能开拓其国际化视野，思考问题的方式和视野都有一定的改变。这些海外学习、实习经历除了学生本人受益之外，还带回一些“国际化空气”，营造了学生更加努力开展专业学习、问题思考与探讨的良好氛围，不断集聚积极向上的正能量。
四、组织参加材料热处理工程师的培训与考取资格证书
“材料热处理工程师”是中国机械工程学会开展的职业技术资格认证，现已纳入我国专业工程师系列，是评定材料热处理工程师是否合格的重要依据。对在校学生主要是材料热处理工程师（见习）的认定，“材料热处理工程师（见习）资格证书”是检验金属材料专业工程应用型人才培养是否合格的具体体现。为此，在金属材料卓越工程师培养的最后阶段，我们组织一部分学生参加了材料热处理工程师（见习）的培训与考试。作为一名还未接触到实际工作的学生来说，热处理工程师（见习）的培训和考试给他们的影响非常大。学生普遍反映：这是一个很好的学习平台，一是巩固和拓展了专业知识，二是更多地接触了实践中的问题。在这里，接触到的都是资深的教授专家以及一线员工，他们对于热处理的认识是大学生从未涉及的深度和广度。在教学过程中，培训教师都会将已有的知识联系实际生产，也能更加灵活的运用专业知识且非常有意义。另外，在课余时间，很多来自各单位企业的员工学员都会提出一些实践中遇到的问题，各位教师也会根据自己的理解给予解答，这是培训的另一收获。
培训中既有重点院校教授讲授的基础理论知识，如：通过对工程材料的基础讲解，使学生对材料热处理的本质有了进一步的了解和掌握；工艺学的讲解通过大量实际案例的分析和讨论，理论和实践相结合，使学生学习到多方面的热处理实际经验，提高了专业技术水平；设备、质量控制及检测部分的讲解，使得学生在今后的生产工作中，对设备的合理选择和使用有了比较全面的认识，对热处理质量控制及材料检测有了系统的了解。此外，更有富有多年生产研发管理经验的高级工程师、厂长讲授热处理实际生产管理、质量控制等知识，尤其讲授了在大学课堂教学中涉及较少的热处理相关设备原理及应用知识，既扩充了知识面，又理论联系了实际，做到学以致用，为学生今后工作中安全生产、绿色生产打下了坚实基础。培训班上的最大亮点是院士的精彩报告，院士的博学多才、远见卓识，在教学中循循善诱、丝丝入扣，教书育人，给学生们留下了深刻的印象。中国工程院院士潘健生教授每期培训班安排20课时，为学生讲述由他主编的《热处理工艺学》书中的“导论”内容，包括热处理在制造业中的作用、热处理技术的特点、怎样搞好热处理等。中国科学院院士徐祖耀教授的“做一个优秀的热处理工程师”报告，阐述了科学与工程的关系、热处理工程师应具备什么知识、热处理工程师要有三个概念及产学研结合的重要性等四个方面内容。他们以亲身的经历生动地讲述自己在长期从事材料热处理理论研究和实践的体会，还结合教学内容引导学生分析解决生产实践中遇到的难题，以巩固和加深专业基础理论知识，受益匪浅。
金属材料工程专业自2012年开始组织学生参加材料热处理工程师（见习）的培训与考试。2015年又有14位学生顺利通过了“见习材料热处理工程师”资格考试，目前累计37名学生获得“材料热处理工程师（见习）资格证书”，并且获得资格证书的学生数逐年递增。
五、积极参加全国大赛
除材料热处理工程师（见习）的培训与考试外，我们还鼓励学生利用课余时间，积极参加各种专业技能大赛、大学生创新项目和大赛。在全国竞赛的大舞台上进一步提高学生的实际操作技能、创新和实践能力。
1.“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛。由中国机械工程学会等单位主办的“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛主要目的是通过为学生提供社会实践活动平台，鼓励在校学生学习铸造专业知识，为铸造企业培养优秀人才，促进我国铸造行业的发展。自举办以来，金属材料工程专业积极组织学生参与这项全国赛事。在教练组长杨弋涛教授的悉心指导下，参赛学生积极备战，克服缺乏实际设计经验的瓶颈，全面完整地完成了从铸件零件图、铸造工艺图、型板图、芯盒图到铸造工艺方案计算机辅助模拟优化的全部内容。在面对实际问题的过程中，同学们对书中的理论知识灵活应用、虚心求教，发挥团队合作精神，这些为他们日后走上社会积累了宝贵的经验。上海大学金属材料工程专业已连续参加了四届大赛，每次均有获奖。迄今为止共有63名学生取得22个奖项（2013年有8名金属材料工程专业本科生获奖，2014年有16名本科生获奖，2015年共有9名学生获奖）。特别是2014年和2015年，连续两年上海大学获得“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛一等奖，充分体现了金属材料工程学科在培育“卓越工程师”上取得的实战成效。
2.全国大学生金相技能大赛。金相制备是材料科学与工程领域应用广泛、行之有效的研究和检验方法，是材料学子的必备技能。全国大学生金相技能大赛是由教育部高等学校材料类专业教学指导委员会和高等学校实验室工作研究会（中国高等教育学会实验室管理工作分会）联合主办的一项全国性大学生赛事。旨在提高大学生的金相制备及观察的实验操作技能，增强金相图谱分析能力，加深对专业知识的理解与应用，增强实践操作能力。上海大学金属材料专业认真组织学生校内预赛，积极备战全国总决赛，已连续参加三届大赛，每次均有获奖。其中2013年获个人二等奖和团体优胜奖；2014年三名参赛选手分获个人一、二、三等奖，同时以名列前茅的得分为我校夺得团体优胜奖；2015年黄嘉豪、李笑玲和牟博维同学代表上海大学参赛，获得个人一等奖一名、二等奖两名，上海大学获团体优胜奖。值得一提的是在此赛事的组织过程中，年轻教师陈卓和徐京老师得到迅速成长，因出色的表现连续2年获优秀指导教师奖。此外，2014年在“华为杯”（首届）中国大学生新材料创新设计大赛中，上海大学金属材料工程专业本科生安立聪和王晓领衔的两支参赛队伍在指导教师杨弋涛和韦习成的精心指导下，在全国180余支队伍中过关斩将，均获得全国三等奖。2014年7月，第四届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛全国决赛中，王晓同学领衔的参赛团队在继“三创赛”上海赛区获得特等奖之后，喜获全国总决赛二等奖。2015“丰东杯”中国大学生材料热处理创新大赛本科生刘成杰和陈世超在指导教师韦习成和王武荣的指导下，经过激烈的比赛和答辩，论文《BR1500HS硼钢板热压淬火工艺及其性能的研究》获得全国总决赛二等奖。2015年8月，第二届上海市大学生先进材料创新创意大赛中，王晓与吴俊玮同学组成的参赛队以项目《新型耐磨金属基复合材料》获得二等奖。学生在各类赛事中的优异表现，侧面反映出上海大学金属材料卓越工程师的培养工作得到专家评委的肯定和认可。
通过一系列探索实践和教学改革，上海大学金属材料专业在培养适应国家建设需要的高水平卓越工程师方面取得了一些具有积极意义的成果。在收获成果的同时，也暴露出一些问题。如：在校大学生吃苦精神不够、动手能力不足、沟通欠缺，特别是因缺乏诚信给实习单位留下不好的印象，影响了实习单位对后续学生实习的接纳。这些现象日益突出，成为卓越工程师培养最大的障碍。今后，我们将针对这些问题做进一步的改革，以期培养出更多更优秀的卓越工程师。
致谢：本文的研究工作得到教育部“卓越工程师培养计划”（上海大学金属材料工程专业）和“上海大学校级重点课程建设项目”（材料类专业职业生涯培训）的支持。
篇13
一、《热处理原理与工艺》实践教学存在的问题
1.教学内容陈旧，学生自主实验训练不足。由于受重视程度或实验条件的限制，大多数热处理实验内容没有随着实验技术手段的进步进行改进，这些很多年不变的实验内容难以具有挑战性，学生难以发生兴趣或产生求索的欲望，从而不重视实验，达不到预期目标。而且，传统的热处理实验侧重于学生单项技能和对知识的验证为主，综合性、设计性实验比重较轻，尤其是学生自主的开放性实验训练很少。这样就不能将热处理课程中的不同热处理工艺串联起来进行实验训练，缺乏让学生进行系统地综合运用所学知识与技能的主线。
2.教学模式单一，学生创新能力培养缺乏。材料专业涉及热处理实践的环节主要有课程实验、实习实践和毕业论文阶段。在实验教学环节，教师详细讲解实验原理、实验步骤、注意事项等，学生根据流程进行实际操作；在实习实践环节，学生在企业主要看生产过程和听师傅讲解，动手机会很少；在毕业设计环节，教师拟定题目，下达任务书，学生在教师指导下进行实验。在这些实践环节，教师是教学的主体，学生根本没有独立思考，只要按照教师的要求“照单抓药”即可。这种实践教学模式难以提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，缺乏对学生创新思维、创新能力的培养。
3.教学资源匮乏，实践教学质量难以保证。随着学生规模的急剧增加，材料专业实践教学过程中不同程度的存在教学资源匮乏的问题。一方面，学生的扩招造成硬件设施的相对不足，导致实验任务安排与落实困难，造成实验安排在时间上相对集中，实验过程给学生参与动手的机会少，等等问题，使得实验教学匆匆走过场。同时，学生人数的增多也增加了实习实践的困难，企业不能接纳更多的学生进行实习，导致学生实习时间变短，实习过程走马观花。这些原因导致热处理实践教学流于形式，实践教学改革难以落到实处，实践教学质量自然难以保证。
二、《热处理原理与工艺》实践教学改革的措施
1.优化实践教学内容，增加学生自主性综设实验的比重。将大部分验证性实验项目整合成适合于使用仿真实验或多媒体教学软件教学，增加综设性实验比重，要求学生根据实验条件自主选材，自己设计热处理工艺方案并实施操作，独立观察显微组织和测试力学性能，锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；更新实验内容，创新实验项目，确保实验教学内容科学前沿，注重传统与现代的结合、学与用的结合，在此基础上建立热处理相关的开放性实验项目库，鼓励学生在课外根据个人兴趣自主选择实验项目进行探索研究，培养学生的自主实践能力和科研兴趣。
2.充分挖掘校内外资源，改善实践教学条件。充分利用依托我院建设的国家复合改性聚合物工程技术研究中心、贵州省材料结构与强度重点实验室、贵州省激光技术应用工程研究中心、材料测试与结构分析实验中心等资源，建立仪器设备共享机制，为热处理实践教学创造良好的实验条件。加强与中航工业143厂、183厂、154厂、标准件厂及西南工具集团、贵州合润铝业、贵州金飞轮毂等建有热处理生产线的大中型企业合作，联合建立了学生实践实训基地，加强热处理实践教学条件建设，让学生在生产现场直接进行热处理实践技能和创新能力的锻炼和体验。
3.改革实践教学模式，建立多元化的实践教学体系。利用我院每年举办的金相技能大赛和参加全国大学生金相技能大赛的机会，组织学生进行制样培训和比赛。在此过程中，学生通过不同热处理状态金相试样的比较直观了解到热处理工艺对材料的组织性能的影响，能够加深对热处理的感性认识。同时，向学生全面介绍本学院教师的科研方向、承担的课题等信息，鼓励学生联系相关教师申请参与科研实验，同时支持学生组成课题组申报国家级、省级和校级大学生创新创业训练计划，在教师的指导下独立进行金属热处理相关项目的研究，将热处理的基本原理和工艺运用到科研实践中，进一步提高学生利用所学知识解决实际问题的能力。此外，在实习过程中针对实习工厂生产的实际情况，设计相关的实践项目，让学生带着项目、带着问题进行有针对性的实习并撰写实践报告，增强学生解决工程实际问题的意识和能力。
4.完善网络资源，建立网上实验平台。通过网页、微博、QQ群等方式搭建网上实验平台，将实验设备资料、实验教学教案、仪器操作视频、开放实验项目等相关信息共享在平台上。学生可以在网上了解仪器设备功能、实验方案设计、基本操作过程等内容，根据自己的兴趣选择实验项目或自拟项目进行网上预约实验，并可通过网络平台提出问题、寻求帮助，教师可以在网络平台上及时进行解答指导，增强教师和学生的互动。网络平台的建立不仅可以提高学生自主实验的便利性，更可以激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力和创新能力。