時(shí)間:2023-04-01 09:51:29
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1.1氣孔
鋁合金焊接時(shí)主要產(chǎn)生的氣孔是氫氣孔,而氫的來(lái)源有三:空氣中的水分侵入熔池;保護(hù)氬氣中含水分大;坡口及焊絲清理不干凈。因此,解決氣孔的主要措施是:
a)適當(dāng)預(yù)熱,降低熔池的冷卻速度,有利于氣體逸出;
b)制定合理的焊接工藝,采用短弧焊接;
c)提高氬氣的純度;
d)清除焊絲和母材坡口及其兩側(cè)的氧化膜、水、油等污物。
1.2裂紋
鋁合金焊接中產(chǎn)生的裂紋主要是熱裂紋,其中大部分是產(chǎn)生在焊縫中的結(jié)晶裂紋,有時(shí)在熱影響區(qū)也出現(xiàn)液化裂紋。除了接頭中拘束力的影響之外,結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生主要是受鋁合金化學(xué)成分和高溫物理性能的影響。當(dāng)焊接線能量過(guò)大時(shí),在鋁合金多層焊的焊縫中,或與熔合線毗連的熱影響區(qū),常會(huì)產(chǎn)生顯微液化裂紋。防止裂紋的主要途徑是:
a)選配合適的焊絲和盡可能優(yōu)選母材成分;
b)正確選擇焊接方法和工藝參數(shù),宜采用功率大、加熱集中的熱源;
c)應(yīng)避免不合理的工藝和裝配所引起的應(yīng)力增大,盡量將焊接應(yīng)力降低到最小;
d)避免接頭在高溫下受力,人為地造成裂紋。
1.3焊接接頭軟化
鋁合金管焊接后會(huì)產(chǎn)生明顯的軟化現(xiàn)象,其主要原因是由于焊縫和熱影響區(qū)的組織與性能變化引起的。防止焊接接頭軟化的主要方法是:
a)采用加熱迅速、熱量集中的焊接方法,以減小接頭的強(qiáng)度損失;
b)選擇合適的焊絲。
1.4焊接接頭的耐蝕性
鋁合金接頭耐蝕性降低的原因,主要與接頭的組織不均勻、焊接缺陷、焊縫鑄造組織和焊接應(yīng)力等有關(guān)。采取的措施有:
a)選用高純度的焊絲;
b)調(diào)整焊接工藝可以減小熱影響區(qū),并防止過(guò)熱,同時(shí)應(yīng)盡可能減少工藝性焊接缺陷;
c)碾壓或錘擊焊縫有利于提高焊接接頭的耐蝕性;
d)減少焊接應(yīng)力。
2焊接工藝
2.1焊接方法
通過(guò)以上分析和結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,確定焊接方法采用交流鎢極氬弧焊。其優(yōu)點(diǎn)是:具有陰極破碎作用;設(shè)備結(jié)構(gòu)和線路簡(jiǎn)單,不易出現(xiàn)故障;TIG保護(hù)性好,電弧穩(wěn)定、熱量集中、焊縫成形美觀、強(qiáng)度和塑性高、管材變形小;現(xiàn)場(chǎng)地面施焊,管材可以轉(zhuǎn)動(dòng),以平焊位為主,操作容易;可形成較大的熔池,有益于氣體逸出,故焊縫中氣孔極少。
2.2焊前準(zhǔn)備
2.2.1焊接設(shè)備與焊材的選用:采用交直鎢極氬弧焊機(jī)WSE-315,焊材選用HS5356,直徑5mm。
2.2.2清理鋁合金管母和襯管都有包裝,保護(hù)比較好,為了避免碰損和油污,在組裝焊接時(shí)才拆除包裝。現(xiàn)場(chǎng)使用坡口機(jī)開(kāi)坡口,用丙酮擦拭坡口及其附近處,然后用銅絲刷清理管母坡口及其內(nèi)外壁30mm范圍、襯管和加強(qiáng)孔附近,之后再用丙酮擦拭,如圖1所示。焊絲用化學(xué)方法進(jìn)行清理。管母、襯管、焊絲的清理應(yīng)根據(jù)焊接進(jìn)度完成,不要一次清理過(guò)多,以免造成再次氧化和污染。
2.2.3組裝對(duì)口制作焊接支架如圖2所示,要求管母的軸心線重合,安裝可轉(zhuǎn)動(dòng)膠輪可使管母免受損傷,且焊接位置一直處于水平位置便于焊工施焊,減小了操作難度,保證了焊接質(zhì)量。襯管的加工要求見(jiàn)圖3。制作對(duì)口卡具如圖4所示,便于定位焊和焊接過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)管子時(shí),使高溫的焊縫不受外力而產(chǎn)生缺陷。
2.3焊接工藝參數(shù)
鋁合金管母焊接電流與加熱溫度的選擇尤為重要,如果焊接電流過(guò)大,熔池形成速度較快,容易造成燒穿、塌陷等缺陷;如果焊接電流過(guò)小,母材較難熔化,熔深淺,易產(chǎn)生氣孔、未焊透和熔合不良等缺陷。可通過(guò)適當(dāng)提高預(yù)熱溫度來(lái)補(bǔ)償焊接區(qū)熱源不足,使焊接順利進(jìn)行。具體焊接工藝參數(shù)見(jiàn)附表。焊接Φ110mm×4mm鋁合金管母線時(shí),焊接電流可適當(dāng)減小,為160~170A,焊加強(qiáng)孔選擇電流200~210A。
2鋁合金汽車(chē)輪轂的優(yōu)點(diǎn)
首先,鋁合金汽車(chē)輪轂的重量比鋼輪轂的重量輕,這樣車(chē)整體的重量減少了,汽車(chē)的油耗也就相對(duì)的減少了。經(jīng)計(jì)算鋁輪轂的重要減輕在40%左右,90km/h到120km/h車(chē)速時(shí),油耗可減少0.05L/100km,城市內(nèi)行駛,可減少的油耗量略少些,如果按每十萬(wàn)公里節(jié)油計(jì)算,大約節(jié)約在40~50L。其次,鋁合金汽車(chē)輪轂?zāi)軌蚋纳破?chē)的行駛性能,使行駛過(guò)程中的振動(dòng)減小,讓駕駛員駕車(chē)更加舒適。鋁合金汽車(chē)輪轂采用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工,平衡性能比鋼優(yōu)越。車(chē)輪如果是鋼車(chē)輪,平衡性比較差,高速性能不穩(wěn)定,和鋁輪轂相比較,還是鋁輪轂的性能好。再次,鋁合金汽車(chē)輪轂的散熱性好,車(chē)輪的熱源主要由剎車(chē)產(chǎn)生和車(chē)胎與路面的摩擦產(chǎn)生。在汽車(chē)高速行駛中,車(chē)輪如果溫度持續(xù)過(guò)高,就會(huì)有出現(xiàn)爆胎的可能性。因?yàn)殇X的導(dǎo)熱性能比鋼的導(dǎo)熱性能好,而且鋁合金汽車(chē)輪轂表面的設(shè)計(jì)也有利于散熱,所以使用鋁合金汽車(chē)輪轂可以減少爆胎的可能,更易于散熱。然后,鋁合金汽車(chē)輪轂的美觀度也很不錯(cuò),對(duì)于汽車(chē)整體形象,輪轂的美觀度也是對(duì)其有很大影響的。現(xiàn)在汽車(chē)的輪轂設(shè)計(jì)中,一個(gè)不可缺少的設(shè)計(jì)就是汽車(chē)的輪轂的設(shè)計(jì)。汽車(chē)輪轂的造型直接關(guān)系到汽車(chē)的車(chē)身設(shè)計(jì)的檔次,也可以突顯出汽車(chē)的品味。制造廠商和設(shè)計(jì)者在車(chē)轂的風(fēng)格設(shè)計(jì)上下了不少功夫,不單在顏色上進(jìn)行設(shè)計(jì)加工,還給車(chē)轂加了花紋結(jié)構(gòu),不同的花紋有著不同的顏色,再經(jīng)過(guò)電鍍,添加了很多個(gè)性化的設(shè)計(jì),也很大限度地滿足各類(lèi)人群的審美要求。
3鋁合金汽車(chē)輪轂的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)
隨著現(xiàn)在人民的生活水平的提高,同時(shí)汽車(chē)品種的增多,和汽車(chē)價(jià)格的下調(diào)。汽車(chē)已經(jīng)成為大眾消費(fèi)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。從大眾對(duì)汽車(chē)的認(rèn)知和實(shí)用性,到對(duì)汽車(chē)的審美和汽車(chē)的功能過(guò)度。大眾不僅要求汽車(chē)的優(yōu)良的性能,方便的駕駛,還會(huì)要求汽車(chē)符合自己身份地位,以及符合自己的審美品位。車(chē)轂對(duì)于汽車(chē)整體的形象有著重要的影響,如果想在市場(chǎng)上長(zhǎng)期立足,就需要輪轂的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),汽車(chē)部件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)也是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
4鋁合金汽車(chē)輪轂的生產(chǎn)工藝流程
4.1生產(chǎn)廠家對(duì)汽車(chē)輪轂的生產(chǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。中層共同參與,通過(guò)了解大眾在汽車(chē)輪轂使用中遇到的問(wèn)題及未能得到滿足的需求,挖掘大眾在汽車(chē)輪轂方面潛在的需求,提出問(wèn)題解決問(wèn)題。
4.2市場(chǎng)調(diào)研。考察同類(lèi)汽車(chē)的輪轂在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)情況,根據(jù)目標(biāo)汽車(chē)輪轂的市場(chǎng)分析潛在的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,同時(shí)也要了解當(dāng)前政府政策,和其他環(huán)境因素。
4.3管理定位。由管理層對(duì)汽車(chē)輪轂的價(jià)格、設(shè)計(jì)、風(fēng)格、功能、性能、主導(dǎo)方向進(jìn)行定位。各項(xiàng)指標(biāo)均以數(shù)字化形式體現(xiàn)。
2.TB6鈦合金材料特性分析
鈦合金是一種強(qiáng)度高而密度小、機(jī)械性能好且韌性和抗蝕性能也很好的不銹鋼材料。TB6不銹鋼材料加工工藝性差,切削加工困難,特別是在熱加工中,非常容易吸收氫、氧、氮和碳等雜質(zhì)。其加工工藝性主要表現(xiàn)在:(1)摩擦系數(shù)大。該材料導(dǎo)熱系數(shù)低,刀尖切削溫度高,切削時(shí)產(chǎn)生的切削熱都集中在刀尖上,使刀尖溫度很高,易使刀尖很快熔化或粘結(jié)磨損而變鈍。(2)彈性模量小。切削時(shí)易產(chǎn)生彈性變形和振動(dòng),不僅影響零件的尺寸精度和表面質(zhì)量,而且還影響刀具的使用壽命。(3)鈦合金化學(xué)親和力較強(qiáng),極易與其他金屬親和結(jié)合,在加工中切屑與刀具的粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重,使刀具的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損加大。
3.精加工工藝試驗(yàn)
(1)工藝方法。考慮到該鈦合金零件的加工余量比較大,有的部位很薄,只有2~3mm,主要配合表面的尺寸精度、形位公差要求高,在零件的加工工藝方法及工藝流程安排時(shí),按粗加工半精加工精加工的順序分階段安排加工,同時(shí)在每個(gè)工序階段安排熱處理工藝,消除加工應(yīng)力,穩(wěn)定加工尺寸。這種工藝方法特點(diǎn)主要是通過(guò)分階段的反復(fù)加工,減少表面殘余應(yīng)力,防止變形,最后達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣的要求。其主要的加工方法有銑削、車(chē)削、磨削、鉆削、鉸削以及攻螺紋等。(2)銑削加工及刀具試驗(yàn)方案。鈦合金軸向鉸軸頸零件加工中,有大量的銑削余量,為了做好銑削加工,我們做了一些試驗(yàn),特別是在刀具和切削液的選擇方面:①刀具材質(zhì)選擇了高硬度、高抗彎強(qiáng)度、韌性和耐磨性好且散熱性好的高速W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4VCo5(M42)和硬質(zhì)合金YG8、K30、Y330。②銑削時(shí)采用水溶性油質(zhì)切削液來(lái)降低刀具和工件的溫度,以延長(zhǎng)刀具的使用壽命。為了提高銑削加工效率,在加工中心機(jī)床上進(jìn)行了高效銑削試驗(yàn),結(jié)果效率提升了2~3倍,零件表面質(zhì)量也得到較大的提高。表1、表2所示分別為通過(guò)試驗(yàn)總結(jié)的切削用量和刀具參數(shù)。(3)孔的精車(chē)加工及刀具試驗(yàn)方案。鈦合金軸向鉸軸頸零件加工中,由于熱處理后的表面氧化皮給工藝加工增加了較大困難,為此在加工前用酸洗方法去掉表面薄層氧化皮,然后通過(guò)加大走刀量,降低切削速度來(lái)車(chē)削剩余的氧化皮。在刀具材質(zhì)的選擇、切削用量和切削液的選擇方面:①刀具材質(zhì)選用YG類(lèi)硬質(zhì)合金材料。②刀具的幾何參數(shù)選擇前角γ0=4°~8°,后角α0=12°~18°,主偏角j=45°~75°,刃傾角λ=0°,刀尖圓弧半徑=0.5~1.5mm。③切削用量按主軸轉(zhuǎn)速n≥230r/min,進(jìn)給量f≥0.10~0.15mm/r。在同樣刀具和切削參數(shù)的情況下,選擇不同切削液進(jìn)行切削試驗(yàn),檢查表面粗糙度情況;選定切削液后,使用乳化液冷卻,提高了刀具壽度。固定切削參數(shù),選擇不同刀具材料進(jìn)行切削試驗(yàn),檢查表面粗糙度和尺寸控制情況,確定刀具牌號(hào)為YG6X、YG10HT;切削液和刀具固定后,選擇不同切削參數(shù),對(duì)尺寸控制能力進(jìn)行研究和對(duì)目標(biāo)表面粗糙度實(shí)現(xiàn)能力進(jìn)行驗(yàn)證。(4)內(nèi)螺紋加工試驗(yàn)方案。由于內(nèi)螺紋不便在放大鏡下觀察,也不便進(jìn)行尺寸精確測(cè)量,選擇外螺紋進(jìn)行替代試車(chē)觀察表面粗糙度,選好參數(shù)后進(jìn)行內(nèi)螺紋試車(chē)驗(yàn)證,并用粗糙度儀檢測(cè)驗(yàn)證;選擇內(nèi)螺紋車(chē)削加工工藝參數(shù)試驗(yàn),驗(yàn)證上述試驗(yàn)確定的切削液工藝要素和刀具材料要素的適應(yīng)性,螺紋車(chē)削的切削接觸刃長(zhǎng),功率需求大,切削參數(shù)要進(jìn)行單獨(dú)的試驗(yàn)驗(yàn)證。(5)孔的磨削加工試驗(yàn)方案。磨削加工階段,由于TB6鈦合金的特質(zhì),導(dǎo)致了鈦合金磨削非常困難,磨削時(shí)砂輪磨損嚴(yán)重,輕易會(huì)變鈍,同時(shí)易在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力及燒傷現(xiàn)象。為此在磨削過(guò)程中,通過(guò)使用切削液和油,使零件充分冷卻,保證了精磨質(zhì)量。磨削砂輪的材料選用綠碳化硅(TL)、黑碳化硅(TH)兩種磨料,選擇軟砂輪R3、ZR1和ZR2,粒度為46、60。磨削用量的選擇如表3所示。(6)鉸削加工試驗(yàn)方案。鈦合金的鉆削加工也比較困難,常在加工過(guò)程中出現(xiàn)燒刀和斷鉆現(xiàn)象,其主要原因是鉆頭刃磨不良、排屑不及時(shí)、冷卻不佳以及工藝系統(tǒng)剛性差等。鉸孔是最后一道精加工工序,采用鉆孔擴(kuò)孔(粗鉸)精鉸的加工工藝方法。在刀具和切削液的選擇方面:①刀具材料選用M42高速鋼或硬質(zhì)合金K30;刀具的幾何參數(shù)選擇前角γ0=3°~7°,后角α0=12°~18°,主偏角j=5°~18°。校準(zhǔn)部分刃帶寬度b=0.05~0.15mm,過(guò)寬會(huì)輕易同鈦合金加工表面粘結(jié),過(guò)窄會(huì)輕易在鉸削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。鉸刀齒數(shù)為z=4(鉸刀直徑為12mm)。②鉸削時(shí)應(yīng)不斷地注入冷卻液以獲得較好的表面質(zhì)量,同時(shí)應(yīng)勤排屑,及時(shí)清除鉸刀刃上的切屑末,鉸削時(shí)要?jiǎng)蛩俚剡M(jìn)退刀。通過(guò)上述幾個(gè)步驟的試驗(yàn)分析,得出TB6鈦合金的各種加工工藝特點(diǎn),以此為基礎(chǔ),形成TB6鈦合金切削工藝方法,并將關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)總結(jié)出來(lái),擬定了TB6軸向鉸軸頸加工的工藝方案。
從古至今,公車(chē)雖只不過(guò)是官員的代步工具,但更是一種地位的象征,只要頭戴烏紗以后,就沒(méi)法排除對(duì)于座駕的情結(jié)。盡管歷代王朝規(guī)定為官員配備公車(chē),但為了防止官員超標(biāo)準(zhǔn)、公車(chē)私用等公車(chē)腐敗,各朝都會(huì)對(duì)什么級(jí)別的官員享受什么等級(jí)的座駕制定出詳細(xì)的制度。明太祖朱元璋曾對(duì)公車(chē)腐敗公開(kāi)宣戰(zhàn),對(duì)各級(jí)官員的公車(chē)配備、使用制定了嚴(yán)格的制度,嚴(yán)令官員多乘馬、車(chē),且切實(shí)執(zhí)行。但是,明代中期以后,各級(jí)官員日益逾越禮制,普遍使用轎,且儀仗、裝飾競(jìng)相奢華,公車(chē)腐敗現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重,積重難返。
明太祖朱元璋制定公車(chē)配備、使用制度,維護(hù)王朝統(tǒng)治
明太祖朱元璋建國(guó)后,為了“辨貴賤,明等威”,滿足官員的公務(wù)需要,維護(hù)明王朝的統(tǒng)治,繼續(xù)維持各級(jí)官員的公車(chē)。同時(shí),鑒于歷代的公車(chē)腐敗經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),他也擔(dān)心官員逾越禮制,養(yǎng)尊處優(yōu),導(dǎo)致吏治敗壞,沖擊明王朝統(tǒng)治秩序,因此他法體漢唐,參之宋典,陸續(xù)頒布法令,制定出一套公車(chē)配備、使用制度。
明代的公車(chē),主要包括馬、車(chē)、轎等類(lèi)。洪武元年(1368),明太祖詔定各級(jí)官員乘坐車(chē)、轎的級(jí)別及其檔次,規(guī)定凡官員所乘車(chē)不得雕飾龍鳳紋,飾物、材質(zhì)皆因品第不同而區(qū)隔,文官一品至三品用間金飾銀螭繡帶,四品、五品用素獅頭繡帶,六品至九品用素云頭青帶,俱用青縵,“轎同車(chē)制”。洪武六年(1373),明太祖又下令,凡舟車(chē)坐轎禁用紅漆,五品以上車(chē)可以使用青幔。明太祖生怕官員養(yǎng)尊處優(yōu),嚴(yán)格限制轎子的使用,規(guī)定“婦女許坐轎,官民老疾者亦得乘之”。對(duì)于武官,明太祖規(guī)定,“雖極品,必乘馬”。
明太祖還訂立鞍轡之制,對(duì)于馬鞍、鞍下所墊之?及纓轡等件亦作了細(xì)致的規(guī)定。洪武二十六年(1393),規(guī)定公、侯、一品、二品馬鞍用銀、鐵,?用描銀;三品至五品,鞍亦用銀、鐵,?用油畫(huà);六品至九品,鞍用擺錫、鐵,?用油畫(huà)。建文四年(1402),明朝又規(guī)定,官民人等馬頷下纓并秋轡俱用黑色,不許紅纓及描金、嵌金、天青、朱紅裝飾。
明朝中期以后,對(duì)官員使用車(chē)、轎等禁令多次重申和補(bǔ)充
明朝中期以后,歷朝又不斷頒布法令,對(duì)官員使用車(chē)、轎等禁令作出重申和補(bǔ)充。
景泰四年(1453),詔令在京三品以上文官許乘轎,其余不許違例,在外各衙門(mén)俱不許乘轎。弘治七年(1494),孝宗下令,“除奉有旨及文武例應(yīng)乘轎者,止許四人扛抬。其兩京五府管事,并內(nèi)外鎮(zhèn)守、守備等項(xiàng),公、侯、伯、都督等官,不分老少,皆不許乘轎。違例乘轎及擅用八人者,指實(shí)奏聞”。這些詔令,允許三品以上文臣有乘轎資格,且規(guī)格止于四人所抬,“庶官亦乘馬”,武臣仍在禁止乘轎之列。
正德元年(1506),武宗下詔,重申兩京文職四品以下及武臣皆不許乘轎。正德四年(1509),禮部侍郎劉機(jī)言,“《大明集禮》公卿大臣得乘安車(chē),因請(qǐng)定轎扇、傘蓋品級(jí)等差”,明武宗“以京城內(nèi)安車(chē)傘蓋久不行,卻其請(qǐng),而命轎扇俱如例行”。嘉靖五年(1526),世宗敕令,“兩京五府及在外鎮(zhèn)守公侯伯都督等官、皇親駙馬、在京四品以下文職,在外自三司以下官有乘轎,軍職有上馬用杌、輿乘小轎出入者,參問(wèn)降調(diào)如例”。嘉靖十五年(1536),再次重申,四品以下不得用帷轎。隆慶二年(1568),穆宗諭令“兩京武職非奉特恩,不許乘轎。文官四品以下用帷轎者,禁如例”。萬(wàn)歷三年(1575),神宗亦下令,“武臣勛戚等官,俱不得僭用四人帷轎”。天啟五年(1625),明廷又詔令,官員三品以下禁止乘輿。
以上這些詔令的頒布,是對(duì)明初公車(chē)法令制度的不斷重申和補(bǔ)充,實(shí)際上也是當(dāng)時(shí)各級(jí)官員競(jìng)相逾越禮制、肆行公車(chē)腐敗的反證。事實(shí)上,明朝中期以后,各級(jí)官員逐漸逾越禮制,違規(guī)使用公車(chē),乘轎者日漸增多,且競(jìng)相奢華。明朝政府遂不斷重申禁令,力圖堵住公腐敗的口子。
明朝中期以后,為官者以轎代步風(fēng)氣形成,公車(chē)腐敗日盛
明初,太祖嚴(yán)格限制轎子的使用。其時(shí),法制嚴(yán)苛,對(duì)違反公車(chē)制度者嚴(yán)加懲罰。但是,隨著時(shí)代變遷,轎代馬、車(chē),舊有車(chē)制久廢而無(wú)所適用,明朝中期以后,歷朝雖屢有申令,輿制漸備,卻并未阻擋為官者以轎代步風(fēng)氣的形成,且競(jìng)相日益奢華,公車(chē)腐敗之風(fēng)越發(fā)盛行。
乘轎者的范圍由三品以上文職大臣擴(kuò)展到整個(gè)文武官僚群體。依制,普通文官與武官俱在禁轎之列。明朝中期以后,庶官乘轎出行者日漸增多。這一現(xiàn)象,起先在南方尤為普遍。轎子雖然舒適,但是官員所乘多為官轎,所需轎夫少則兩人,多則四人,且多為力役,勞民甚苦,大大增加了民眾的負(fù)擔(dān)。明初嚴(yán)格限定乘轎群體,轎夫數(shù)量亦有嚴(yán)格規(guī)定。明朝中期,開(kāi)始時(shí)執(zhí)行尚嚴(yán)。如天順六年(1462),監(jiān)察御史李杰因乘“八抬大轎”巡按直隸而遭彈劾,被下詔獄。英宗以其乖張跋扈,而降為典史,由正七品降為小吏。其后,違例乘轎者現(xiàn)象越發(fā)普遍,處罰卻相應(yīng)減輕。如正德十三年(1518),陜西布政使李承勛及按察使楊惟康違規(guī)乘肩輿,僅遭罰俸四個(gè)月處分。萬(wàn)歷三年(1575),右僉都御史陳省因乘轎被揭發(fā),僅罰俸三月。
武官僭越乘轎的情況遠(yuǎn)逾于文官。如成化年間,南京給事中王讓奏稱(chēng),南京守備武官“多不乘馬,私役京操軍士,肩輿出入,呵從實(shí)繁,將驕卒惰”。弘治九年(1496),兵科都給事中楊奏言:“舊例,將臣在病,得請(qǐng)方許乘轎,止可于暫時(shí)行之。今京營(yíng)將官,多有久離鞍馬,以坐轎為常者,非惟不能制御急變,恐無(wú)以表率六軍。”正德年間,總兵劉暉因違制乘轎而遭彈劾。嘉靖十一年(1532),南京都督同知楊宏擅乘肩輿而遭劾。……明政府對(duì)于武臣乘轎的容忍程度顯然低于對(duì)于文臣的要求。
官員公車(chē)不僅僭越使用,而且越發(fā)追求奢華排場(chǎng)。正統(tǒng)年間,南京守備及五府六部等衙門(mén)“官守者不能彌盜,及以虐民又`理肆情,擅作威福,挾制諸司,或出入多用騎從,清肅道路,甚至乘轎”。官員在享受違規(guī)的舒適車(chē)轎的同時(shí),常常伴有大量的隨從人員,靡費(fèi)豈止于一轎。如嘉靖時(shí),左都御史潘恩指控南京“巡城御史乘轎,多役官夫,設(shè)酒科及樂(lè)戶,耳聞目見(jiàn),殊失官常”。左都御使鄢懋卿,依附于權(quán)相嚴(yán)嵩,得以總理四鹽運(yùn)司鹽政,盡握天下利柄。他“性奢侈,至以文錦被廁床,白金飾溺器。歲時(shí)饋遺嚴(yán)氏及諸權(quán)貴,不可勝紀(jì)。其按部,常與妻偕行,制五彩輿,令十二女子舁之,道路傾駭”。鄢懋卿的官轎不但遠(yuǎn)逾四人抬轎的規(guī)制,而且以十二女子抬之,招搖過(guò)市。
官員前往外地巡視或赴任他地、卸任等皆會(huì)使用官方的驛站系統(tǒng),按規(guī)定,驛站多提供馬匹,南方則提供舟船。明朝中期以后,常有官員越制索要。如宣德四年(1429)五月,明宣宗即指斥,陜西、河南“諸處驛路,朝廷差遣之人,所過(guò)往往多索供給,甚者十倍常數(shù),迫取丁夫馬驢車(chē)牛之類(lèi),百姓猝不能給,輒加考掠,得財(cái)乃免”;福建等處“差遣者不乘,應(yīng)給舡馬,皆欲乘轎,亦多違例強(qiáng)索,百姓苦之”。除驛站外,官員每至一處,下級(jí)地方官都要裹糧迎候,供其住、行、食、用所需,官轎夫役則是重要一項(xiàng)。明代中后期,官員濫用官轎、役夫的情況不絕如縷,使相關(guān)“有司、驛遞、衙門(mén),疲困已甚”。公車(chē)腐敗日盛一日,積重難返。
明代實(shí)行人治,加之制度、監(jiān)督、官員思想等問(wèn)題,導(dǎo)致公車(chē)腐敗盛行
明代的官員乘用公車(chē)制度,在明初由太祖確立,此后又為歷代所不斷完善和重申,日漸完備。但是,為何到了明朝中期以后,官員們卻能夠不斷逾禮越制,肆行公車(chē)腐敗?
首先,皇帝帶頭破壞公車(chē)制度。作為王朝的最高統(tǒng)治者,皇帝之言即為法旨。歷朝皇帝不斷重申官員車(chē)轎禁制,但是常常賦予寵臣“破格殊典”,成為制度的破壞者。宣德年間,少保黃淮陪游西苑,得到宣宗恩準(zhǔn),“乘肩輿入禁中”。弘治八年(1495),南京監(jiān)察御史王存忠彈劾南京勛貴成國(guó)公朱儀、魏國(guó)公徐Y、武靖伯趙承慶、南京錦衣衛(wèi)帶指揮使王銳等乘轎出入,儀、Y、承慶乘八人轎,奢侈尤甚,卻得到孝宗寬宥。嘉靖間,“嚴(yán)嵩奉詔苑直,年及八旬,出入得乘肩輿。武臣郭勛、朱希忠特命乘肩輿扈南巡蹕,后遂賜常乘焉。皆非制也”。泰昌、天啟間,皇帝登基及皇子誕辰,下旨凡五軍都督府及宗人府之武職有功者,俱加官一級(jí)并賜肩輿。武人不得乘轎的祖制,就這樣被朱元璋自己的子孫打破了。
其次,對(duì)于公車(chē)腐敗缺乏有效的監(jiān)督。秉政者對(duì)于官轎的整頓缺乏長(zhǎng)效機(jī)制,多因人廢制。在明代政治制度架構(gòu)中,御史、給事中等科道官是行政機(jī)構(gòu)官員的重要制衡力量,皇帝透過(guò)言官這一群體對(duì)管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督。但是諷刺的是,都御史、監(jiān)察御史常常成為公車(chē)腐敗的高發(fā)人群,他們挾朝官之威巡視各地,地方官對(duì)于他們強(qiáng)索官轎夫役等行為莫敢不從。另一方面,明中期以后,皇帝多庸懦,法網(wǎng)疏闊,對(duì)于公車(chē)的集中整治常常無(wú)疾而終。萬(wàn)歷初年,張居正整頓吏治,推行改革,一時(shí)國(guó)政大有改觀,在公車(chē)領(lǐng)域改變也非常明顯。但是,張居正對(duì)于車(chē)政的整肅,只是恢復(fù)舊有制度而已,并未建立起有效的機(jī)制來(lái)使公車(chē)的合法使用常態(tài)化。而且,張居正作為首輔,在嚴(yán)格限制官員使用公車(chē)的同時(shí),并未將自身列入其內(nèi)。其回鄉(xiāng)奔喪之時(shí),所乘大轎須三十二人抬,內(nèi)設(shè)臥室及客室,且有兩名小僮侍奉在側(cè),規(guī)模之大,前所未聞。外則有眾多隨從、護(hù)衛(wèi)、儀仗,隊(duì)伍浩蕩,所過(guò)之地,有司飭令驛傳,整修道路,加固橋梁,經(jīng)一千余里,“五步一井,以清行塵,十步一廬,以備茶灶”,沿途“守臣率長(zhǎng)跪,撫按大吏越界迎送,身為前驅(qū)”。上行下效,頹風(fēng)難轉(zhuǎn)。迨張居正死后,“輦下肩輿紛紜載道”,公車(chē)腐敗進(jìn)一步加劇,在一定程度上拖垮了明王朝。
第三,明朝中期社會(huì)風(fēng)氣由簡(jiǎn)樸轉(zhuǎn)向奢華也一定程度上加劇了公車(chē)腐敗。隨著生產(chǎn)的恢復(fù),經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,明代中期以后,商品經(jīng)濟(jì)日益走向繁榮。社會(huì)風(fēng)氣,尤其是人們的消費(fèi)觀念,也逐漸從明初的簡(jiǎn)樸節(jié)儉,轉(zhuǎn)變?yōu)槊髦衅诤蟮母?jìng)相奢華侈靡。民眾物質(zhì)生活日益豐富,不但勢(shì)豪之家都備有轎子,商業(yè)性質(zhì)的雇轎亦大量出現(xiàn)。據(jù)《五雜俎》所載,萬(wàn)歷年間,“京師衣食于此者殆萬(wàn)余人”,因而即使是引車(chē)賣(mài)漿之徒,只要有錢(qián),也能雇轎出行。晚明時(shí)期,乘轎出行成為時(shí)尚,競(jìng)奢之風(fēng)席卷整個(gè)社會(huì)。在如此社會(huì)氛圍中,再出臺(tái)禁令來(lái)約束官員,讓他們徒步或者乘馬、驢出行,使用簡(jiǎn)樸寒酸的公車(chē),無(wú)異于一紙空文。
(作者為南開(kāi)大學(xué)歷史學(xué)院研究員、博導(dǎo);南開(kāi)大學(xué)歷史學(xué)院博士生陳文博對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))
【參考文獻(xiàn)】
別為:真空熱處理真空度優(yōu)于10-2Pa,隨爐升溫,到溫后保溫2h,氬氣淬火,冷卻速度300℃/h。氫氣保護(hù)熱處理加熱爐到溫后將加熱容器馬弗罐入爐,零件到溫后保溫2h,罐體出爐空冷至200℃,全程高純氫保護(hù),氫氣露點(diǎn)低于-40℃。氫氣保護(hù)磁場(chǎng)熱處理加熱爐到溫后將加熱容器馬弗罐入爐,零件到溫后保溫1.5h后施加環(huán)形磁場(chǎng),保持0.5h后磁場(chǎng)停止,罐體出爐空冷至200℃,全程高純氫保護(hù),氫氣露點(diǎn)低于-40℃。從表1可以看出,和真空氣淬工藝相比,氫氣保護(hù)處理可以明顯提升材料的磁性能,施加磁場(chǎng)后效果更加顯著。但隨熱處理溫度的升高,磁場(chǎng)作用下降,840℃時(shí)磁場(chǎng)基本不起作用。圖1比較了740℃溫度下,F(xiàn)e-Co合金經(jīng)氫氣保護(hù)熱處理及氫氣保護(hù)磁場(chǎng)熱處理后的磁化曲線和磁化率曲線。可見(jiàn),材料在磁化過(guò)程中,外磁場(chǎng)達(dá)到200A/m時(shí),氫氣保護(hù)磁場(chǎng)處理及氫氣保護(hù)處理合金的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為1.6T和1.4T;外磁場(chǎng)達(dá)到400A/m時(shí),二者的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為1.9T和1.7T,這表明磁場(chǎng)熱處理使得合金在低磁場(chǎng)下就具有較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。氫氣保護(hù)處理主要是通過(guò)氫氣在高溫下和材料的C、S等雜質(zhì)元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成氣相化合物并排出爐外,從而達(dá)到凈化合金的目的,隨著溫度的提高,原子擴(kuò)散速度加快,凈化作用得到提升;磁場(chǎng)處理主要通過(guò)干涉熱處理過(guò)程中材料組織的變化,如形核、晶化、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程,使之在磁場(chǎng)方向上形成一定的織構(gòu)。這種織構(gòu)的形成機(jī)理,目前認(rèn)為是在組織變化過(guò)程中原子擴(kuò)散受磁場(chǎng)影響,在磁化方向上形成了能量最低狀態(tài),并在隨后的冷卻過(guò)程中保持下來(lái),隨著溫度升高,原子擴(kuò)散容易,磁性織構(gòu)容易形成,對(duì)于磁性能的提升有益,但溫度繼續(xù)升高并接近居里溫度,原子磁矩排列趨于紊亂,磁場(chǎng)作用反而下降。從以上結(jié)果可以看出,高強(qiáng)Fe-Co軟磁合金熱處理的試驗(yàn)結(jié)果符合這些原理,從應(yīng)用需求角度出發(fā),熱處理溫度的提高會(huì)降低材料強(qiáng)度[8],為了確保材料強(qiáng)度達(dá)到1000MPa,一般熱處理溫度不宜超過(guò)760℃,所以磁場(chǎng)處理成為優(yōu)化材料磁性能的首選工藝。
2磁場(chǎng)熱處理
由于磁場(chǎng)熱處理對(duì)高強(qiáng)Fe-Co合金性能影響顯著,因此,對(duì)不同保溫溫度、充磁時(shí)間和磁場(chǎng)強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行了研究,結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2可以看出,熱處理溫度對(duì)磁性能的影響明顯,隨溫度升高磁性能上升,這和常規(guī)熱處理結(jié)果是相同的;保溫時(shí)間對(duì)磁性能的影響相對(duì)較弱,隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)磁性能上升,到2.0h后則基本不變,這和常規(guī)熱處理結(jié)果基本一致;充磁磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁性能的影響不強(qiáng)烈,隨磁場(chǎng)增加,磁性能增加,150A之后變化不大,150A時(shí)產(chǎn)生的有效磁場(chǎng)為1330A/m。
3降溫速率
由于Fe-Co軟磁合金在730℃附近存在無(wú)序-有序化轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致性能惡化,所以1J21、1J22等Fe-Co合金熱處理工藝中,必須控制降溫速率,通常是在730℃以上緩冷,730℃后快冷。如前所述,高強(qiáng)Fe-Co軟磁合金的熱處理溫度區(qū)間一般低于760℃,處于敏感區(qū)間,降溫制度對(duì)材料性能的影響至為關(guān)鍵。為此,利用真空氣淬設(shè)備對(duì)降溫速率可控技術(shù),研究了不同降溫速率對(duì)高強(qiáng)Fe-Co合金性能的影響,結(jié)果如表2所示。從表2可見(jiàn),降溫速率對(duì)材料的性能具有一定的影響,但總體變化不大。從數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看,降溫速率為150℃/h和600℃/h時(shí),力學(xué)性能略低,但磁性能和其他樣品差別不明顯。前者可以認(rèn)為是無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變的結(jié)果,后者則應(yīng)該和過(guò)快冷卻造成的內(nèi)應(yīng)力有關(guān)。為了評(píng)估Fe-Co合金添加元素對(duì)合金升、降溫過(guò)程的影響,采用DSC測(cè)量了750~1050℃的差熱曲線,如圖3所示。3種Fe-Co軟磁合金中,1J21含V元素1.2wt%左右,1J22含V元素2.0wt%左右,而高強(qiáng)Fe-Co合金除含V元素2.0wt%外,還添加了Nb、Cr等其他元素。從圖3可以看出,隨著添加元素含量的增加,居里點(diǎn)(以極值點(diǎn)數(shù)值定義)呈下降趨勢(shì),但升溫和降溫過(guò)程表現(xiàn)不同,升溫過(guò)程居里點(diǎn)相差不多,為964~972℃,降溫過(guò)程居里點(diǎn)相差較大,為867~926℃,而且放熱/吸熱峰寬也隨著增大。這說(shuō)明添加元素的增加,合金的居里轉(zhuǎn)變滯后程度增加;降溫過(guò)程的影響更加顯著,表明添加元素起到的作用主要是對(duì)磁疇的釘扎。無(wú)序-有序化過(guò)程同樣受添加元素的影響,從居里點(diǎn)的變化來(lái)推斷,高強(qiáng)Fe-Co合金的無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變會(huì)受到更大抑制,這也是降溫速率對(duì)性能影響不大的主要原因。從以上試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,300~600℃/h的降溫速率都適用于高強(qiáng)Fe-Co合金熱處理的冷卻。
一、樹(shù)木的養(yǎng)護(hù)
1.樹(shù)木的修剪
樹(shù)木是依賴在葉片上進(jìn)行光合作用而獲取能量的.因此對(duì)樹(shù)木過(guò)量的修剪,會(huì)削弱整個(gè)樹(shù)勢(shì)。修剪次數(shù)愈多.修剪愈重,對(duì)造成樹(shù)木的傷害也愈重,從而也為大量真菌和細(xì)菌提供了侵染通道。因此,應(yīng)盡可能減少對(duì)樹(shù)木的修剪。常規(guī)修剪樹(shù)冠,無(wú)論全部剪去分枝或分枝重截,都會(huì)發(fā)出較修剪前更為旺盛和密集的枝叢。出于減少遮蔭的需要或由于樹(shù)木根系受損或其他類(lèi)似原因必須去掉大部分枝時(shí)應(yīng)進(jìn)行疏剪。這樣較通常將樹(shù)修剪得殘缺不全的方法效果要好.并且省工。修剪方法以在嫩枝或分枝基部剪截為宜,因?yàn)檫@個(gè)部位營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)充分,傷口易于愈合,而且不會(huì)留下輪痕。
2.修剪整形
修剪整形是通過(guò)人工手段對(duì)枝條的保留、疏剪或短截,培養(yǎng)出優(yōu)美、理想的樹(shù)形,具有更好的藝術(shù)性和觀賞性,同時(shí)還可改善通風(fēng)透光條件,使樹(shù)木具有更強(qiáng)的生命力。
3.修剪按苗木的生長(zhǎng)與休眠時(shí)期,修剪分為生長(zhǎng)期修剪和休眠期修剪,前者也叫夏季修剪,后者則稱(chēng)冬季修剪。夏剪在4~l0月,冬剪則在l0月~翌年4月進(jìn)行。一般落葉樹(shù)種適宜冬剪,傷流嚴(yán)重的應(yīng)早剪或傷流過(guò)后再剪;常綠樹(shù)種既適宜冬剪也適宜夏剪。修剪的技法有截、疏、傷、變、除蘗等多種,一般休眠期以截、疏為主,而生長(zhǎng)期修剪各種技法均可采用。
4.整形整形結(jié)合修剪進(jìn)行,其形式有自然式整形、人工式整形、自然式與人工混合式整形等。
5.灌水休眠期灌水在秋冬和早春進(jìn)行,秋末或冬初灌水可提高樹(shù)木越冬能力,并可防止早春干旱;早春灌水有利于新梢和葉片的生長(zhǎng)。并有利于開(kāi)花坐果。生長(zhǎng)期灌水有花前灌水、花后灌水和花芽分化期灌水。就不同季節(jié)而言,夏季是樹(shù)木生長(zhǎng)旺盛期,尤其是新植樹(shù)木、小苗、灌木的樹(shù)根較淺,抗旱能力較差,樹(shù)葉蒸發(fā)量大,需水多。應(yīng)勤灌溉。灌水量與樹(shù)種、品種、砧木以及不同的土質(zhì)、氣候條件、植株大小、生長(zhǎng)狀況等有關(guān),耐旱樹(shù)種灌水量要少些,不耐旱樹(shù)種灌水量要多些。灌水溝應(yīng)開(kāi)在樹(shù)冠投影的垂直線下。不要開(kāi)得太深以免傷根。溝壁培土要緊實(shí)以免傷根及被水沖壞,溝底要平坦。保證灌水均勻。水量足、灌得勻是最基本的要求,若發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)用土填嚴(yán)。再進(jìn)行補(bǔ)灌。水滲透后及時(shí)封溝中耕,通過(guò)中耕、封溝可切斷土壤毛細(xì)管,防止水分蒸發(fā)。夏季可早晚進(jìn)行灌溉。冬季可于中午前后進(jìn)行。
二、施肥管理
施肥是通過(guò)人工補(bǔ)充養(yǎng)分來(lái)提高土壤肥力,可供給樹(shù)木生長(zhǎng)充分的營(yíng)養(yǎng),并改良土壤性質(zhì),提高土壤溫度,改善土壤結(jié)構(gòu),提高透水、通氣和保水性能,有利于樹(shù)木根系生長(zhǎng)。
同時(shí)還為土壤微生物的繁殖與活動(dòng)創(chuàng)造有利條件,促進(jìn)肥料分解,使土壤鹽類(lèi)成為可吸收狀態(tài),有利于樹(shù)木生長(zhǎng)。
1.根據(jù)不同的物候期施入不同種類(lèi)的肥料
早春和秋末是根系的生長(zhǎng)盛期,需要吸收更多的磷素,根系才能強(qiáng)大、伸入土壤深層。抽枝發(fā)葉期,細(xì)胞分裂迅速,葉量增加,樹(shù)體擴(kuò)大,此時(shí)需要從土壤中吸收大量氮肥,建造細(xì)胞和組織。
2.根據(jù)不同樹(shù)種,在不同時(shí)期施入不同種類(lèi)的肥料
早春開(kāi)花的樹(shù)木在休眠期施肥,對(duì)花芽萌發(fā)、花朵開(kāi)放有重要作用。花后是枝葉生長(zhǎng)盛期,應(yīng)及時(shí)施入以氮為主的肥料,促進(jìn)枝葉形成;在枝葉生長(zhǎng)緩慢、花芽形成期,應(yīng)施以磷為主的肥料。
三、防止建筑工程傷害樹(shù)木
每當(dāng)建筑工程完工之后,常常發(fā)現(xiàn)附近的樹(shù)木死亡,這是由于樹(shù)木生長(zhǎng)的環(huán)境受到干擾破壞的結(jié)果。采取某些措施可以消除這些傷害,特別是對(duì)樹(shù)木根區(qū)的傷害。
1.水泥和其他鋪裝地表處樹(shù)木的養(yǎng)護(hù)
水泥、瀝青和其他鋪裝地表,都可能對(duì)樹(shù)木產(chǎn)生與埋土過(guò)深相同的影響。處理辦法是取走不透氣層,并在樹(shù)冠范圍內(nèi)鋪設(shè)厚層沙子,使土壤保持通氣、透水。在街道和廣場(chǎng),采取的辦法是用鋪石或有孔洞和縫隙的石料鋪裝地面,下面墊一層沙子。
2.對(duì)樹(shù)木根區(qū)采取的措施
人行道上往往要在行道樹(shù)根區(qū)附近鋪設(shè)通信、燃?xì)狻㈦娎|和下水道,這些都屬于對(duì)樹(shù)木危害很大的工程。原則上應(yīng)在樹(shù)木分枝分布范圍以外鋪設(shè)管線,但由于施工過(guò)程中樹(shù)木總會(huì)喪失一些根,而且樹(shù)木根系范圍的變化幅度也很大。
四、防治病蟲(chóng)害
在園林植物病蟲(chóng)害治理時(shí),應(yīng)全面考慮生態(tài)平衡、社會(huì)安全、防治效果和經(jīng)濟(jì)效益,放寬防治指標(biāo),將有害生物控制在可容許為害范圍之內(nèi)。必須以搞好植物檢疫為前提,養(yǎng)護(hù)管理為基礎(chǔ),積極開(kāi)展生物、物理防治,合理使用化學(xué)農(nóng)藥,協(xié)調(diào)各種防治方法。
1.把好植物檢疫關(guān)
在調(diào)入苗木時(shí),實(shí)行嚴(yán)格的植物檢疫,發(fā)現(xiàn)有害生物則要進(jìn)行除害處理,嚴(yán)重者予以銷(xiāo)毀,防止新的病蟲(chóng)害傳入,以免給園林樹(shù)木帶來(lái)更大的損失。
2.搞好城市園林植物的種植規(guī)劃
在考慮城市綠化美化的基礎(chǔ)上合理配置植物品種,要注重長(zhǎng)遠(yuǎn)解決病蟲(chóng)害問(wèn)題。針對(duì)本地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重的害蟲(chóng)種類(lèi),減少其喜食植物的種植,多規(guī)劃和栽植抗病蟲(chóng)的或耐性強(qiáng)的植物,減少有害生物的適生寄主。
3.加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理以提高植物的抗逆能力
病蟲(chóng)的發(fā)生和危害在相當(dāng)程度上與植物的生長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)。對(duì)生長(zhǎng)勢(shì)弱的應(yīng)及時(shí)施肥、澆水、松土鋤草,提高植物自身的抗病蟲(chóng)能力,并結(jié)合秋冬季修剪,除去染病蟲(chóng)枝條。這樣不但可以調(diào)節(jié)植物養(yǎng)分,還可以減少病蟲(chóng)來(lái)源,通風(fēng)透光增強(qiáng)樹(shù)勢(shì),營(yíng)造不利于病蟲(chóng)害越冬、繁衍、為害的環(huán)境條件。
五、結(jié)語(yǔ)
總之,如何進(jìn)一步做好園林綠化養(yǎng)護(hù)工作,是目前擺在園林工作者面前的一個(gè)重要課題,值得大家去研究和探討。
參考文獻(xiàn):
材料學(xué)是研究材料組成、結(jié)構(gòu)、工藝、性質(zhì)和使用性能之間相互關(guān)系的科學(xué)。材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是決定刀具切削性能的三要素,其中刀具材料的性能起著關(guān)鍵性作用。刀具材料的發(fā)展反映了切削加工技術(shù)的發(fā)展史。而工件材料的性能直接影響刀具的壽命.
1.刀具材料的性能對(duì)切削方式的影響
刀具材料是指刀具切削部分的材料。合理選擇刀具材料影響到:
(1)切削加工生產(chǎn)率
(2)刀具耐用度
(3)刀具消耗和加工成本
(4)加工精度和表面質(zhì)量
故合理選擇刀具材料對(duì)金屬切削加工至關(guān)重要。常用刀具材料主要有工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬材料四大料,其中應(yīng)用最多的是高速鋼和硬質(zhì)合金。
1.1高速鋼性能及應(yīng)用
高速鋼是含有較多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼。其抗彎強(qiáng)度較高,韌性較好,常溫硬度在62~66HRC,其耐熱性約為600~660℃。刃磨時(shí)切削刃易鋒利,故在生產(chǎn)中常稱(chēng)為“鋒鋼”,磨光的高速鋼亦稱(chēng)白鋼。
高速鋼綜合性能較好,故廣泛用于制作刀具。其具有高的強(qiáng)度(抗彎強(qiáng)度為3~3.4GPa)和高的韌性(180~320kJ/㎡),具有一定的硬度、良好的耐磨性和熱處理變形小的特點(diǎn),適用于制造各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形刀具、孔加工刀具等。
高速鋼按化學(xué)成分可分為鎢系高速鋼和鉬系高速鋼(含Mo2%以上);高速鋼按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼;按制造工藝方法不同,又可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。
高速鋼刀具制造工藝較簡(jiǎn)單,刀刃鋒利,適用于制造各種形狀復(fù)雜刀具(如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等) 。常用的通用型高速鋼牌號(hào)——W6Mo5Cr4V2 、W18Cr4V ,高性能高速鋼——如9W6MoSCr4V2 、W6MoSCr4V3,比通用型高速鋼具有更好的切削性能,適合于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、釷合金和高強(qiáng)度鍘等難加工材料,粉末冶金高速鋼,其性能優(yōu)于上述的高速鋼 ,540℃時(shí)HRA82~87,760℃時(shí)RA77~85,800--1000℃時(shí),尚能進(jìn)行切削,刀具耐用度提高幾~幾十倍,同時(shí)切削速度提高4~10倍。但比高速鋼強(qiáng)度低,沖擊韌性差,不能承受切削振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。
1.2硬質(zhì)合金性能及應(yīng)用
硬質(zhì)合金是由硬度很高的難熔金屬碳化物和金屬粘接劑用粉冶金工藝燒結(jié)而成。硬質(zhì)合金的常溫硬度達(dá)71~76HRC,耐磨性很好,能耐800~1000度的高溫。科技論文。硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度切削速度可達(dá)100~300m/min,比高速鋼高5~10倍,但抗彎強(qiáng)度低,怕沖擊振動(dòng),制造工藝性差。硬質(zhì)合金中:碳化物含量高,則硬度高,抗彎強(qiáng)度低。粘結(jié)劑含量高,則硬度低,抗彎強(qiáng)度高。
硬度合金按其化學(xué)成分與使用性能為分K、P、M三個(gè)主要類(lèi)別。科技論文。
(1)K類(lèi)硬質(zhì)合金(舊牌號(hào)YG類(lèi)),適宜加工短切屑的脆性金屬和有色金屬材料,如灰鑄鐵、耐熱合金、銅鋁合金等,其牌號(hào)有K01、K10、K20、K30、K40等,精加工可用K01 ,半精加工選用K10 ,粗加工宜用K30
(2)P類(lèi)硬質(zhì)臺(tái)金(舊牌號(hào)YT類(lèi)),適宜加工長(zhǎng)切屑的塑性金屬材料,如普通碳鋼、合金鋼等,其牌號(hào)有P01、P10、P20、P30、P50等,精加工可用P01 ,半精加工選用Pl0、P20 ,粗加工宜用P30
(3)M類(lèi)硬質(zhì)合金(舊牌號(hào)YW類(lèi)),具有較好的綜合切削性能,適宜加工K切屑或短切屑的金屬材料,如普通碳鋼、鑄鋼、冷硬鑄鐵、耐熱鋼、高錳鋼、有色金屬等,其牌號(hào)有M10、M20、M30、M40,精加工可用M10,半精加工選用M20 ,粗加工宜用M30
1.3涂層刀具材料
在硬質(zhì)合金或高速鋼基體上,涂敷一層幾微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物(如碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁等)而制成的。涂層硬質(zhì)合金的刀具壽命至少可提高l~3倍,涂層高速鋼的刀具壽命可提高2~10倍
2.工件材料的性能對(duì)切削加工的影響
在金屬切削加工中,了解加工工件材料的性能也極其重要。工件材料的強(qiáng)度、硬度提高,平均正壓力增大,因此,摩擦系數(shù)μ下降,剪切角φ增大,切削變形減小。塑性較高的材料,則變形較大。工件材料的塑性或韌性越高,切屑越不易折斷,使切屑與前刀面間摩擦增加,故切削力增大。材料硬化能力越高,則力越大。奧氏體不銹鋼,強(qiáng)度低、硬度低,但強(qiáng)化系數(shù)大,較小的變形就會(huì)引起材料硬度提高,所以切削力大。銅、鉛等塑性大,但變形時(shí),加工硬化小,則切削力小。工件材料是通過(guò)強(qiáng)度、硬度和導(dǎo)熱系數(shù)等性能的不同對(duì)切削溫度產(chǎn)生影響的。以45鋼工件為參照,低碳鋼強(qiáng)度硬度低,導(dǎo)熱系數(shù)小,切削溫度低。高碳鋼,強(qiáng)度硬度高,導(dǎo)熱系數(shù)小,切削溫度高。40Cr硬度相等,強(qiáng)度略高,導(dǎo)熱系數(shù)小,切削溫度高。合金鋼強(qiáng)度硬度高,導(dǎo)熱性能差,切削溫度高。不銹鋼強(qiáng)度硬度低,導(dǎo)熱系數(shù)較45鋼低3倍,切削溫度高.脆性材料摩擦小、產(chǎn)生熱量少、溫度比45鋼低。
3.刀具與工件材料須合理匹配
刀具、工件兩方面材料的力學(xué)、物理和化學(xué)性能必須得到合理的匹配,切削過(guò)程方能正常進(jìn)行,并獲得正常的刀具壽命;否則,刀具就可能會(huì)急劇磨損,刀具壽命很短。例如,硬度高的工件材料,就必須用更硬的刀具來(lái)加工;高速鋼刀具硬度不夠,不能用來(lái)切削淬硬鋼和冷硬鑄鐵,硬質(zhì)合金則能勝任。加工硬脆材料,不僅要求刀具有很高的硬度,還要求有高的彈性模量,否則刃部難以支撐。科技論文。用硬質(zhì)合金刀具加工淬硬鋼及其它硬脆材料,必須采用彈性模量較高(WC成分較多)的K類(lèi)或M類(lèi)牌號(hào)。以上是力學(xué)性能的匹配。不僅考慮刀具材料的常溫力學(xué)性能,還應(yīng)考慮其高溫性能。在加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí),應(yīng)采用導(dǎo)熱性較好的工具,以使切削熱得以傳出。從而降低切削溫度。
綜上所述,只有對(duì)材料學(xué)深入研究,在了解工件與刀具材料特性的基礎(chǔ)上,使被選用的刀具材料與工件材料相互“匹配”。既做到充分發(fā)揮刀具特性,又能較經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求。值得說(shuō)明的是,加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼與硬質(zhì)合金。只有加工難加工材料才有必要選用新牌號(hào)合金或高性能高速鋼,加工高硬度材料或精密加工時(shí)才需選用超硬材料。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]宮成立等. 金屬工藝學(xué). 機(jī)械工業(yè)出版社,2007
中圖分類(lèi)號(hào):TS912+.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1前言
釬焊過(guò)程中只有在液態(tài)釬料充分流入并致密地填滿全部焊縫間隙,又與母材有良好相互作用的前提下才能獲得優(yōu)質(zhì)的接頭。熔化的釬料是否能順利填入焊件間的間隙,主要取決于液態(tài)釬料能否很好的潤(rùn)濕母材表面,即取決于釬料的潤(rùn)濕性。潤(rùn)濕性與保溫時(shí)間、加熱溫度、反應(yīng)材料等工藝參數(shù)因素有關(guān)。
釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性是釬料的重要工藝性能指標(biāo)。目前尚無(wú)法從理論上完全確定潤(rùn)濕性的好壞,只能借助試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)定。評(píng)定釬料潤(rùn)濕性的好壞可以采用釬料的鋪展性試驗(yàn)來(lái)評(píng)定。
本文采用含Si量12.6%的Al-Si晶態(tài)合金作為反應(yīng)材料置于6063鋁合金上,在其他工藝參數(shù)條件一定的前提下,選取不同的加熱溫度進(jìn)行鋪展試驗(yàn),著重分析加熱溫度對(duì)潤(rùn)濕鋪展的影響,并通過(guò)對(duì)相關(guān)公式的引用解釋?zhuān)瑸?063鋁合金接觸反應(yīng)釬焊的參數(shù)設(shè)置提供一定的依據(jù)。
2釬料潤(rùn)濕鋪展試驗(yàn)及結(jié)果分析
圖1為采用不同加熱溫度得到的加熱溫度與鋪展面積和潤(rùn)濕角的關(guān)系,其中圖1基體為6063鋁合金,保溫時(shí)間保持10min不變,反應(yīng)材料都為Al-12.6%Si晶態(tài)合金。由圖可以看出,剛開(kāi)始升高溫度時(shí),鋪展面積增加比較緩慢,隨著加熱溫度的升高,鋪展面積增加速度明顯加快,當(dāng)加熱溫度升高到605℃后,鋪展面積增加速度逐漸減少。
溫度升高鋪展面積增加是因?yàn)楦邷囟确磻?yīng)鋪展時(shí)形成液相所需的Si量降低引起的,即溫度越高,Al可以被更少的Si所液化。因而,相同Si量下所能反應(yīng)的鋁合金表面更大。
從擴(kuò)散角度看,當(dāng)溫度升高時(shí),原子的振動(dòng)能變大,金屬內(nèi)部的空位濃度提高,導(dǎo)致原子的擴(kuò)散能力增強(qiáng),反應(yīng)速度加快,擴(kuò)散量增加[1]。而文獻(xiàn)[2]則指出當(dāng)溫度接近鋁的熔點(diǎn)時(shí),鋁表面可能已處于熔融狀態(tài)甚至發(fā)生流動(dòng),原子迅速沿表面擴(kuò)散,甚至在整個(gè)試樣表面發(fā)生鋪展。
但是當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí),鋪展面積增加速度逐漸減少,可以推測(cè):當(dāng)溫度升高到一定時(shí)鋪展面積甚至?xí)u漸地減少,董占貴[3]在Al/Cu接觸反應(yīng)釬焊中也得出類(lèi)似的結(jié)論,他同時(shí)指出溫度過(guò)高時(shí),Cu在加熱過(guò)程向基體中的擴(kuò)散“損失”量增加,參與反應(yīng)的總量減少,從而導(dǎo)致液相鋪展面積減小。
圖1中,在鋁合金基體上潤(rùn)濕角隨著溫度的升高逐漸變小直至6.5º,這可以由潤(rùn)濕角和各界面張力的關(guān)系以及液相表面張力與溫度的關(guān)系[4]來(lái)解釋?zhuān)?/p>
(1)
(2)
式中,θ-潤(rùn)濕角;σsg-固-氣相界面張力;σsl-固-液相界面張力;σlg-液-氣相界面張力;M-液體的摩爾質(zhì)量;ρ-液體的密度;k-經(jīng)驗(yàn)常數(shù);Tc-表面張力為零時(shí)的臨界溫度;τ-通常取6K。
溫度升高時(shí),液相體積膨脹,分子間距增大,削弱了基體分子對(duì)表面層分子的作用力,同時(shí)氣相蒸氣壓變大,密度增加,氣相分子對(duì)液體表面分子的作用減弱,由式(1)、(2)可知,σsl和σlg變小,從而使θ變小。
綜合分析,潤(rùn)濕鋪展比較適宜的工藝參數(shù)為:加熱溫度為590~600℃,保溫時(shí)間為5~15min。
3結(jié)論
在其他工藝參數(shù)條件一定的前提下,加熱溫度升高時(shí),鋪展面積逐漸變大,潤(rùn)濕角逐漸變小。潤(rùn)濕鋪展比較適宜的工藝參數(shù)為:加熱溫度為590~600℃,保溫時(shí)間為5~15min。
參考文獻(xiàn):
[1]黃繼華.金屬及合金中的擴(kuò)散[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1996.58-63.
1 引言
所謂金屬半固態(tài)加工 [1 , 2] 就是將凝固過(guò)程中的合金進(jìn)行強(qiáng)力攪拌,使其預(yù)先凝固的樹(shù)枝狀初生固相破碎而獲得一種由細(xì)小、球形、非枝晶初生相與液態(tài)金屬共同組成的液、固混合漿料,即流變漿料,將這種流變漿料直接進(jìn)行成型加工的方法稱(chēng)為半固態(tài)金屬的流變成形(rheoforming);而將這種流變漿料先凝固成鑄錠,再根據(jù)需要將此金屬鑄錠分切成一定大小使其重新加熱至固液相溫度區(qū)間而進(jìn)行的成型加工稱(chēng)為觸變成形(thixforming),流變成形和觸變成型合稱(chēng)為半固態(tài)加工(semi-solidprocessing method),簡(jiǎn)稱(chēng)SSM.
2半固態(tài)漿料制備工藝的研究
半固態(tài)加工的第一步,也是非常重要的一步就是制備合金半固態(tài)漿料,漿料質(zhì)量的好壞對(duì)后續(xù)工序以及鑄件質(zhì)量的影響很大。最早使用的漿料制備方法是機(jī)械攪拌法,經(jīng)過(guò)30年發(fā)展,陸續(xù)出現(xiàn)了諸如電磁攪拌、SIMA、SCR、噴射沉積、液相線鑄造等制備方法 [3] 。下面對(duì)一些應(yīng)用較為廣泛,目前研究較多的制備方法進(jìn)行介紹和分析。
(1) 機(jī)械攪拌法 [4]
機(jī)械攪拌法是最早用于半固態(tài)漿料制備的方法。其原理是在合金凝固過(guò)程中,使用攪拌器對(duì)合金熔體進(jìn)行強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌,樹(shù)枝晶由于剪切力的作用而斷裂成為顆粒狀結(jié)構(gòu)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。機(jī)械攪拌分間歇式和連續(xù)式兩種,如圖1. 1所示:
(a) 間歇式(b) 連續(xù)式
圖1.1 兩種機(jī)械攪拌裝置示意圖
1.攪拌器 2.合金熔體 3.加熱線圈
攪拌時(shí)產(chǎn)生的剪切速率一般為100~300S - 1 。剪切速率受攪拌器結(jié)構(gòu),材料耐腐蝕、耐高溫磨損性能的制約。漿料的質(zhì)量主要由攪拌溫度、攪拌速度以及冷卻速度這三個(gè)參數(shù)控制。然而,由于這些工藝參數(shù)不易控制,容易發(fā)生卷氣等缺陷;攪拌器和合金熔體是直接接觸的,因而容易造成污染;另外攪拌器與容器間存在攪拌死角,影響漿料的質(zhì)量。機(jī)械攪拌法在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少。
最近幾年,華中科技大學(xué)和英國(guó)Brunel大學(xué)分別采用一種新型的攪拌方法——雙螺桿機(jī)械攪拌 [5] 制備出了初生 相細(xì)小、圓整的鎂合金和Sn-Pb合金半固態(tài)漿料。采用雙螺桿結(jié)構(gòu)的攪拌器大大增大了攪拌的效率,具有強(qiáng)烈的攪拌效果,其剪切速率可以達(dá)到1000~15000S -1 。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。但是該方法不適合于鋁合金半固態(tài)漿料的制備,因?yàn)閿嚢杵鲿?huì)受到熔體的腐蝕。
(2) 電磁攪拌法 [6,7]
電磁攪拌法是應(yīng)用最為廣泛的一種方法。它利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使金屬液內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,并在洛倫茲力的作用下發(fā)生強(qiáng)迫對(duì)流,從而達(dá)到攪拌的目的。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方法有兩種,一種是在感應(yīng)線圈中通入交變電流,另一種則采用旋轉(zhuǎn)永磁體的方法。電磁攪拌所引起的對(duì)流是三維對(duì)流,剪切速率在500S -1 左右,攪拌效果較好。它最大的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)合金熔體沒(méi)有污染,卷入的氣體量少,合金不易氧化。使用該方法可以實(shí)現(xiàn)連鑄,生產(chǎn)效率高。但是,電磁攪拌設(shè)備昂貴,且工藝也比較復(fù)雜。
(3) 應(yīng)變誘發(fā)熔化激活法 [8]
應(yīng)變誘發(fā)熔化激活法(SIMA)是對(duì)鑄錠加壓進(jìn)行一定量的預(yù)變形,使其組織具有強(qiáng)烈的拉伸形變機(jī)構(gòu),然后將其加熱到半固態(tài)溫度保溫一段時(shí)間,熔化的部分液相滲入到小角度晶界中,使固相粒子分開(kāi),樹(shù)枝晶破碎,從而得到半固態(tài)組織。預(yù)變形量、保溫溫度以及保溫時(shí)間是SIMA法中的三個(gè)最重要的工藝參數(shù)。增加預(yù)變形量以及等溫溫度都可以促進(jìn)鑄錠中 相由枝晶組織向半固態(tài)顆粒狀組織轉(zhuǎn)化,但是過(guò)度提高預(yù)變形量以及等溫溫度會(huì)使晶粒明顯長(zhǎng)大。
SIMA法主要適合于各種高、低熔點(diǎn)的合金系列,尤其在制備高熔點(diǎn)合金的半固態(tài)鑄錠方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性。迄今為止,該方法已經(jīng)成功的應(yīng)用于不銹鋼、工具鋼和銅合金等。然而它也存在缺點(diǎn),比如需要一道額外的變形工序,而且制備的半固態(tài)坯料尺寸較小。
(4) 超聲波處理法 [9]
超聲波處理法由V.I. Dobatkin 等人提出,其原理為在液態(tài)金屬中加入細(xì)化劑,并使用超聲波處理,由于超聲波的空化作用,使得枝晶組織變?yōu)榘牍虘B(tài)組織。
超聲波在介質(zhì)中傳導(dǎo)的時(shí)候,產(chǎn)生周期性的應(yīng)力和聲壓變化,在局部產(chǎn)生周期性高溫高壓效應(yīng),使液體產(chǎn)生空化和攪動(dòng)。一般認(rèn)為,超聲波可以產(chǎn)生氣蝕作用,促進(jìn)形核,且可以使枝晶臂斷裂,成為新的形核核心,促進(jìn)半固態(tài)顆粒狀初生相的生長(zhǎng),而抑制樹(shù)枝晶的發(fā)展。超聲波處理法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)熔體污染較小,但是其工藝較為復(fù)雜,設(shè)備投資大。
(5) 液相線鑄造法 [10]
液相線鑄造法是將合金熔體冷卻至液相線溫度附近保溫一段時(shí)間后進(jìn)行澆注,獲得所需要的半固態(tài)組織。日本的Toshio等人利用圖1.2所示的裝置制備半固態(tài)鋁合金漿料,裝置中的水冷斜板用于降低合金熔體的過(guò)熱度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在A356型鋁合金的流變成形過(guò)程中采用低的過(guò)熱度(10℃)和低于50%固相率就可以獲得較為理想的半固態(tài)組織。
圖1.2 液相線法制備半固態(tài)合金漿料
然而,液相線鑄造法要求嚴(yán)格控制工藝條件,否則得到的半固態(tài)漿料組織不均勻,一部分初生 相容易長(zhǎng)大成為粗大的枝晶,導(dǎo)致漿料組織惡化。液相線鑄造法具有工藝簡(jiǎn)單,適用合金范圍廣,生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),尤其對(duì)變形鋁合金半固態(tài)漿料的制備具有極其重要的意義,對(duì)流變鑄造的應(yīng)用及發(fā)展將起到積極地推動(dòng)作用。
3 前景與展望
雖然現(xiàn)有的半固態(tài)制漿技術(shù)在工業(yè)中有一定的應(yīng)用,而且在制造業(yè)具有一定的地位和優(yōu)勢(shì),但它們?nèi)源嬖谠S多的缺陷,如工藝復(fù)雜、成本高等,制約了它們?cè)诠I(yè)中進(jìn)一步的推廣。我們正探索一種新的半固態(tài)漿料制備工藝---機(jī)械振動(dòng)法,振動(dòng)可以使處于半固態(tài)溫度區(qū)間的合金熔體產(chǎn)生強(qiáng)迫對(duì)流,改變晶粒的生長(zhǎng)方式,從而獲得晶粒圓整的半固態(tài)漿料。與其它制備工藝相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1) 機(jī)械振動(dòng)屬于無(wú)接觸擾動(dòng)方式,因而熔體受到的污染較小;
(2) 對(duì)工藝條件要求不是特別嚴(yán)格,工序簡(jiǎn)單,易于操作。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
(3) 設(shè)備簡(jiǎn)單,易于設(shè)計(jì)維護(hù),成本相對(duì)較低。
如果我們能夠研究探索出振動(dòng)制漿的規(guī)律,制備出晶粒細(xì)小、圓整的半固態(tài)漿料,那么我們就開(kāi)辟了一條半固態(tài)漿料制備的新途徑,必將為降低工業(yè)生產(chǎn)成本作出一定的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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《金屬材料學(xué)》是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)無(wú)機(jī)材料方向?qū)W生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握金屬材料基礎(chǔ)理論方面的初步知識(shí),并具有合理選用金屬材料、正確選定熱處理工藝方法、妥善安排工藝路線的初步能力,以完善學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)。作者通過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐,積累了一定的經(jīng)驗(yàn),獲得了不少的體會(huì)。
本課程內(nèi)容主要分為三部分:金屬材料基礎(chǔ)理論方面的基本知識(shí);新型金屬材料及其新進(jìn)展(新型金屬及其合金材料、新型金屬及其合金材料的制備方法)。課程要求掌握金屬材料基礎(chǔ)理論方面的初步知識(shí),了解材料的成分、內(nèi)部組織、熱處理工藝與性能之間的內(nèi)在規(guī)律。
本課程的特點(diǎn)是理論性敘述多,計(jì)算內(nèi)容少,同時(shí)與其它課程如材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理、材料力學(xué)性能、材料分析技術(shù)等課程緊密相關(guān)。在理論教學(xué)過(guò)程中,要重點(diǎn)突出。以不同金屬材料的成分(合金化)、工藝、組織結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用為主線講解,對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合。注重教學(xué)方法及教學(xué)手段的改進(jìn),注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。具體做法如下:
1、理論教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)抓主線,始終以材料科學(xué)研究的五大要素成分、組織、工藝、性能與應(yīng)用為主線講解,使學(xué)生在看似抽象、復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容中尋找到其內(nèi)在、本質(zhì)的規(guī)律。
2、采用啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)法,針對(duì)不同的課程內(nèi)容,采取多種形式的啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué),課堂討論、提問(wèn),學(xué)生自學(xué)等方式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。
3、采用項(xiàng)目教學(xué)法,讓學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,對(duì)書(shū)中的某些章節(jié)分成一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目,進(jìn)行個(gè)人自學(xué)(做筆記)、小組討論與備課,同時(shí)各組自己制作多媒體課件,由小組長(zhǎng)或小組推薦人上臺(tái)講課,講完后其它同學(xué)和教師共同提問(wèn),由該學(xué)習(xí)小組同學(xué)做答,考察其各方面情況;最后由主講老師對(duì)本知識(shí)章節(jié)進(jìn)行課程總結(jié),對(duì)同學(xué)的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。
4、結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)到工廠參觀,使課程的相關(guān)內(nèi)容具體化,講述目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的一些生產(chǎn)線,將現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)型板材的生產(chǎn)流程演示給同學(xué),使同學(xué)能夠?qū)⑸a(chǎn)流程中的鋼鐵冶煉、精煉、連鑄、控制軋制與控制冷卻、校直、熱處理等與材料學(xué)科中的成分、工藝、組織、產(chǎn)品性能及應(yīng)用相結(jié)合。
5、利用學(xué)校提供的多媒體教學(xué)設(shè)備,制作多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行教學(xué)。運(yùn)用多媒體,給學(xué)生提供了豐富的感性認(rèn)識(shí),也使課堂教學(xué)目的完成、教學(xué)難點(diǎn)的突破更省時(shí)、更省力、更有效。但多媒體教學(xué)也不是萬(wàn)能的,它既有它的優(yōu)點(diǎn)也有它的缺點(diǎn)。根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生的實(shí)際,采用合適的多媒體與板書(shū)結(jié)合的方式,構(gòu)建問(wèn)題情境,設(shè)計(jì)符合學(xué)生自學(xué)規(guī)律的教學(xué)過(guò)程,安排必要的練習(xí),指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索,以逐步提高他們的自學(xué)能力。比如在講述合金相圖的時(shí)候,利用多媒體圖片,可以很直觀的表示合金凝固的相變過(guò)程,這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生的理解很有好處,能獲得較好的教學(xué)效果。
6、改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法,分?jǐn)?shù)是學(xué)生的命根,怎樣對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán),如果采取傳統(tǒng)的閉卷考試的方式,學(xué)生必然要對(duì)所學(xué)內(nèi)容死記硬背,考完以后就忘得一干二凈,這樣的考核不利于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程,又沒(méi)有培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的自覺(jué)性, 針對(duì)這些弊病, 考核方法采取小論文和答辯的形式,要求學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn),經(jīng)過(guò)重新組織,以小論文的方式闡述自己學(xué)習(xí)該課程后的心得體會(huì),并進(jìn)行課堂答辯,以此考察學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
總之,只要教師和學(xué)生共同努力, 在教學(xué)過(guò)程師生互動(dòng),改變傳統(tǒng)的滿堂灌的教學(xué)方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,在教學(xué)過(guò)程中注意培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,用新穎的教學(xué)方式和前沿的知識(shí)引導(dǎo)他們自覺(jué)去探求新的知識(shí), 增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的興趣,一定可以將《金屬材料學(xué)》這門(mén)課程,變成具有吸引力的課程。
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