金屬材料成分分析精選(九篇)

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第1篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞：材料成型；控制工程；金屬材料加工

1材料成型與控制工藝的概述

材料成型與控制工藝中包含多種加工工藝，它會根據金屬原料的性質進行選擇，有的金屬材料需要通過多種技術才能成型。當然也需要相關的研究人員不斷的深入研究分析，進行相關的實驗，選擇恰當的成型工藝，提高材料的耐磨性和抗壓性，并保證金屬材料的可塑造性。材料成型及控制技術主要分為鑄造技術、焊接技術和鍛壓技術，它不僅可以適用于制造業當中，還能促進能源領域和建筑領域的發展。

2金屬材料挑選的原則

2.1使用性原則

金屬材料挑選時需要遵循的使用性原則，能夠保證產品完成規定的功能，確保金屬材料的可塑造性和可使用性。第一需要充分考慮產品功能要求，根據需要加工的零件產品，以及其主要的使用要求，相關的性能和使用壽命等等來選擇相適應的金屬材料。第二是在產品結構方面，金屬材料的結構不同，在成型加工過程中選擇的工藝也各不相同，最終所呈現出來的性質也存在較大的差異性。因此應當合理的選擇金屬材料的結構。第三是需要充分考慮使用的安全性能，預測材料在加工中和成型使用后有可能出現的危險，做好防范措施。第四要注意其工作環境，工作環境中的各種外部因素對金屬材料也會造成一定的影響，例如溫度濕度，腐蝕性，沖擊，振動等等，需要提供一個良好的工作環境，才能確保金屬材料性能得到充分的發揮，并保證金屬材料加工的質量問題。

2.2環境性原則

選擇金屬材料遵循環境性原則，主要包括以下兩點，第一是盡量選擇不加任何涂層鍍層的原材料。現如今大部分的金屬材料為了達到美觀防腐等多種要求，因此在設計中會加入涂層鍍層。但是涂層工藝本身含有有毒物質，對環境造成了嚴重的影響，在材料廢棄后難以投入到回收利用當中，并對環境造成了極大的污染。例如電鍍層中含有鉻或其他重金屬，嚴重污染環境。第二是減少使用材料的種類。要求設計師在選擇材料時，盡可能的減少多類材料共同使用，使用較少的材料種類來設計零件，不僅便于零件的生產、分類管理，簡化了零件的結構，而且在后續回收某種材料時也能更加便利。

3金屬材料在成型過程中的加工工藝

3.1提高焊接質量

在金屬材料加工過程中，焊接質量也會影響到材料是否合格。因此要提高焊接技術，對各個環節進行嚴格的把關，做好質量控制工作，才能避免金屬材料在焊接過程中出現質量不合格的問題。提高對生產環節的重視程度，盡可能的減少一些操作失誤，避免出現因失誤導致的安全事故，根據焊接流程建立完善的管理制度，控制好焊接質量并做好應急預案，一旦出現生產問題，便啟動應急預案進行解決，及時處理出現的質量問題，控制好生產流程，避免出現更多的生產事故。要做好對焊接工藝的分析工作，及時發現公寓中存在的一些問題，并進行調整，逐步提高技術水平，優化整個工藝過程。

3.2機械加工成型法

機械加工成型法主要是應用以金剛刀為代表的金屬切割刀，將金剛刀和一些復合材料拼接在一起，可以實現精加工，一般以鋁基復合材料為主。金剛石刀具對金屬復合材料的加工形式主要包括車削、鉆削和銑削三種形式。車削主要是利用硬合金刀具對材料進行切割，在加工過程中需要加入乳化液冷卻這一過程中產生的熱量。鉆削主要是采用了傳統的麻花鉆頭進行加工，加入了切削液進行強化處理。銑削主要是在一定粘合劑基礎上進行加工。

3.3粉末冶金成型方法

粉末冶金成型技術形成的時期最早，因此具有豐富的實踐經驗，在我國工業發展過程中的應用十分廣泛。該項技術最早是用來制作復合材料零件的，主要適用于體積較小，形狀簡單的比較精細的零件加工，工藝流程比較簡單，在實際的加工中取得了顯著的效果。該項技術具有可調節、界面反應小等特點，隨著科學技術的不斷發展，粉末冶金技術也在不斷的升級和改善，在制造業中有著十分廣泛的應用。利用粉末冶金技術生產出來的金屬制品，具有較強的耐磨性而且強度較大。成型的方式一般分為壓制成型，注射成型和3d打印成型。

3.4采用鑄造成型工藝

鑄造成型工藝也是金屬材料加工中一種常用的方式。在金屬加工的過程中，會添加一些增強顆粒，金屬熔體的流動性和粘合度由于受到增強顆粒的影響，從而出現各種不同的情況，改變了物質本身的特征。其他物質也會受到各種因素的影響發生化學反應。針對這一情況，在金屬材料加工過程中需要加強對成型過程的監督觀察管理，時刻關注溫度的變化，做好溫度的控制工作，在適宜的溫度情況下添加增強顆粒，確保增強顆粒發揮自身的效能，同時又不會和材料發生界面反應，影響材料的質量。只有做好溫度的把控工作，才能確保在金屬熔體粘合度適宜的情況下進行模具的澆筑，保障金屬材料加工的質量和加工效率。在觀察過程中，工作人員需要記錄好溫度的變化，出現的情況以及恒溫時間，做好應急預案，針對溫度的變化，選擇恰當的方式進行處理。這種加工方式并不適用于每一種金屬材料，因此需要根據材料的情況進行選擇。

3.5擠壓和鍛模塑性成型

在金屬材料加工過程中，另一種常用的方法是擠壓和鍛模塑性成型。在金屬材料加工的過程中，如果金屬材料和模具直接接觸，那么在實際的加工過程中，便會對金屬材料表面的光滑性造成影響，不僅影響了技術材料的外觀美觀，而且還影響了材料的質量問題，因此在加工過程中采用擠壓和鍛模塑性成型這一加工方式，主要是在加工過程中，利用模具等對零件涂抹劑及涂層，減少加工過程中機械加工產生的阻力，在日常的機械加工工作中，這種加工方式可以降低一部分摩擦力提高工作效率，同時也保障了加工的質量問題。

3.6砂帶磨削技術

砂帶磨削技術是一種新型的高效磨拋工藝，它主要是根據工件的形狀，通過接觸方式對工件表面進行磨削研磨和拋光。它是一種特殊的多刀多刃切削工具，該技術通過和工件表面相互作用，從而實現加工主要分為滑擦、耕犁和切削三個階段。滑擦指的是磨粒與工件表面相互接觸，表面會發生彈塑性變形。耕犁指的是隨著磨削用量的增加，磨粒和工件表面的接觸變大，材料的表面發生了塑性流動，這一階段會切除少量的材料。切削是最后一階段，會在壓力作用和溫度條件下實施真正的切削，切除大量的材料。

第2篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞：電感耦合等離子體原子發射光譜法 元素組成和含量 鋁合金 鈦、銅、鎂、錳、鋅、鉻、硅和鐵

一、引言

鋁合金具有較高的強度，良好的塑性成形能力和機械加工性能，在航空工業中具有重要的應用前景[1-3]。鋁合金中其它金屬的含量，如金屬元素鈦、銅、鎂、錳、鋅、鉻、硅和鐵等，對其性質和應用具有很大的影響[3-6]。所以，準確測定鋁合金中其它金屬的含量顯得尤為重要。對金屬材料的成分進行表征分析，可以深入了解材料的組成元素及其內部構造，可以為我們更好地去研發設計復雜的金屬材料提供依據[7]。為此必需建立一個快速、準確的分析方法，以控制其化學成分，使該材料獲得良好的物理性能。

國內外常用和新發展的分析方法包括[7-13]：分光光度法、滴定分析法、原子光譜分析法、X射線熒光光譜法、電化學分析法、電感耦合等離子體質譜法、激光誘導等離子體光譜法、電感耦合等離子原子發射光譜法（ICP-AES）和石墨爐原子吸收法。一般鋁合金中元素的測定分析方法采用ICP-AES和石墨爐原子吸收法[9， 14-18]。ICP-AES[19]作為一種新型的分析方法，較其它分析方法而言，具有靈敏度高、精密度好、線性范圍寬、基體效應小、動態范圍寬、快速簡便并可同時進行多元素分析的優點，已成為鋁合金常用的分析方法之一。

基于以上的背景調研，我們擬采用ICP-AES法對未知元素組成和含量的鋁合金樣品中其它金屬元素的組成和含量進行研究，為鋁合金材料的潛在應用和材料制備提供理論基礎。通過查閱相關文獻[3-5]，可以知道鋁合金材料中可能含有的金屬元素；因此，本文主要研究并測定了鋁合金中可能存在的金屬元素，如鈦、銅、鎂、錳、鋅、鉻、硅和鐵的含量。

二、實驗部分

1.主要儀器及實驗條件

鋁合金樣品（元素組成和含量未知），水（二次去離子），鹽酸（優級純），硝酸（優級純）。

ICP 6300型電感耦合等離子體發射光譜儀。工作參數：射頻功率1.15 kW，氬氣濃度99.9%，蠕動泵轉速50r.min，輔助氣流量0.5 L·min-1，霧化器壓力0.2Mpa，積分時間長波5S、短波15S，沖洗時間30S，觀察高度15mm。

2.樣品制備

2.1 干擾試驗

配制鋁（Al）元素含量 91.0%，釔（Y）元素含量1.0%，其它元素（Ti 、Cu、Mg 、Mn 、Zn 、Cr 、Si和Fe）的含量各1. 0%的溶液。標記為Sample 1。

2.2 校準曲線

分別配制各金屬元素Ti 、Cu、Mg 、Mn 、Zn 、Cr 、Si和Fe的標準空白溶液和標準溶液。其中，標準溶液中金屬元素的含量分別為0. 05%、0. 10%、0. 15%、0. 20%、0. 30%。

2.3 酸度試驗

稱取0.10g鋁合金試樣于100 mL玻璃燒杯中，分別用5、10、15、20和30 mL鹽酸溶解鋁合金試樣，待劇烈反應后加入5mL硝酸至試樣完全溶解。所得溶液樣品煮沸，以除去氮的氧化物，之后冷卻室溫，將溶液移入100 mL容量瓶中，加入2.00 mL 釔（Y）內標溶液（0.2mg·min-1），用水稀釋至刻度，混勻，待測。

2.4 待測樣品制備

稱取0.10g鋁合金試樣于100 mL玻璃燒杯中，用20 mL鹽酸溶解鋁合金試樣，待劇烈反應后加入5mL硝酸至試樣完全溶解。所得溶液樣品煮沸，以除去氮的氧化物，之后冷卻室溫，將溶液移入100 mL容量瓶中，加入2.00 mL 釔（Y）內標溶液（0.2mg·min-1），用水稀釋至刻度，混勻，待測。

三、結果與討論

1.干擾試驗

ICP具有放電較強的激發和電離能力，具有較豐富的原子線和離子譜線，多線光譜的譜線重疊是ICP光譜法中最主要的光譜干擾之一。所以，我們首先研究溶液中基體、合金元素、各共存元素及內標元素間是否有光譜相互干擾。在光譜儀的譜線庫中選出各待測元素的較靈敏的譜線，對Sample 1中樣品溶液進行干擾試驗測試，在所選擇的譜線附近掃描，得到待測元素的譜線掃描圖。測試結果表明，基體、合金元素、各共存元素及內標元素間沒有光譜相互干擾。

2.校準曲線

對實驗2.2.2中的樣品進行校準曲線測試，依次測定各元素的發射強度。以各元素的濃度c為橫坐標，發射強度I為縱坐標進行線性擬合，繪制各元素的標準曲線，計算回歸方程和相關系數，結果見表2。

由表2看出，各元素在測試含量范圍內呈良好的線性關系。

3.酸度試驗

一般而言，鹽酸、硝酸等無機酸的引入影響分析物的測試結果，同時也會使譜線強度減小。為了驗證溶解樣品所用酸對測試結果的影響，我們在不同酸度條件下（鹽酸的加入量的不同，而固定硝酸的加入量相同），對未知鋁合金樣品進行測試。對實驗2.2.3中的樣品進行測試，所得結果如表3所示。

由表3結果可知，鹽酸的用量變化，所有元素的強度比沒有明顯變化，酸度的變化對測試結果影響不大。我們推測其可能原因是：鹽酸的用量不同對待測的元素（Ti 、Cu、Mg 、Mn 、Zn 、Cr 、Si和Fe）和內標元素釔（Y）均具有影響，待測元素和內標元素進入ICP激發區域同步增加或減少。即在測試過程中加入內標元素，可以減小或消除酸加入不同的影響，使得酸度的變化對測試結果影響不大。

4.準確度和精密度

按所選定的儀器工作參數與分析方法，經過十次平行測定，得到各元素的RSD值（表4）。

由表4結果可知，各元素的RSD值均在0.83-3.35%之間，即本方法有較好的精密度和準確度。

四、總結

本文采用ICP-AES對未知元素組成和含量的鋁合金樣品中其它金屬元素（鈦、銅、鎂、錳、鋅、鉻、硅和鐵）的組成和含量進行了系統地研究。通過干擾試驗、校準曲線以及酸度試驗等研究結果表明，采用ICP-AES法測定未知其它元素組成和含量的鋁合金樣品，其測試結果準確可靠，有較好的精密度和準確度。

參考文獻

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第3篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞 金屬材料工程 實驗教學 創新改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.049

Discussion on Metal Material Engineering Experiment Teaching

ZUO Min， WANG Yan， TENG Xinying， GENG Haoran

（School of Material Science and Engineering， University of Jinan， Ji'nan， Shandong 250022）

Abstract As an application-based professional and professional characteristics of metal materials engineering Polytechnic that combine strong theoretical and practical weight. Professional characteristics and training objectives for the direction of this article from a professional development， curriculum group construction， integrated experimental and design experiments to build and so on， pay attention to the combination of theoretical knowledge and practical ability training， put forward the idea of Experimental Teaching System that in the professional curriculum and professional curriculum based on experimental basis， an additional comprehensive experiment and designing experiment metal materials engineering， combined with research innovation research experiments， and to improve students' independent thinking， innovation， analysis and resolution solving skills.

Key words metal material engineering； experimental teaching； innovation reform

國家“十二五”科技規劃中提出了“科技與經濟緊密結合，將促進科技成果轉化為現實生產力作為主攻方向”的戰略方針。①濟南大學設立了材料物理專業合金方向，旨在培養掌握材料制備（或合成）、材料加工、材料的結構與性能測定及應用等方面的基本原理和實驗技能的高素質人才。

作為應用型專業，金屬材料工程專業強調理論與實踐、開發與應用相結合。在專業教學過程中，實驗教學是高等學校教學體系的重要組成部分，其對于提高學生的專業綜合素養、培養學生創新精神與思維、鍛煉學生的動手能力及分析與解決實際問題的實踐能力均具有不可或缺的作用。②③為進一步順應社會的發展與人才的需求，經過多年的積累與努力，我校（濟南大學）對本科專業人才培養方案進行了相應修訂，對專業課程教學體系進行了調整與完善，提出了培養學生的綜合素質與創新能力的目標，從專業課程設置、課程實驗設置、綜合性實驗和設計性試驗設置、研究性創新實驗設置等四個方面，拓寬了實驗教學方法，豐富了專業實驗教學內容。金屬材料工程專業實驗教學的開設與建立，將有利于培養學生將理論與實際相結合的能力，針對實際情況利用理論分析、解決實際問題的能力，其對學生的實驗技能的提高、理論知識的理解、創新思維的培養均具有良好的促成作用。

1 結合專業發展，專業課程設置支撐實驗教學

材料物理專業合金方向的專業必修課程包括“金屬工藝學”、“金屬學與熱處理”、“金屬材料成型技術”、“金屬材料性能與測試”、“合金材料基礎”等等。基于金屬材料工程專業的發展，我校本科專業人才培養方案做了相應調整，增設了“金屬功能材料”、“金屬基復合材料”等專業方向選修課程，并設置了“先進材料科技進展”、“材料腐蝕與防護”等專業任選課。

在新增設的課程中，選用了“十二五”國家重點圖書出版規劃項目之材料科學研究與工程技術系列圖書，針對磁性材料、導電功能材料、形狀記憶合金、儲氫材料、光學功能材料、非晶態合金、超導材料及生物醫學功能材料進行了闡述。功能材料對電子信息、生物技術、航空、航天等一大批高科技產業起著支撐和先導作用。除此之外，有目的地增設了“材料腐蝕與防護”課程。該門課程以物理化學為基礎，涉及材料電化學、金屬學、表面科學、工程力學等多門學科。通過該門課程的講解，可引導學生關注節能環保技術的發展，開闊學術視野，為學生將來從事有關金屬腐蝕與防護方面的工作或研究奠定基礎。

專業課程的設置，是整個教學體系的重要組成部分。而實驗教學可增強學生對于所學知識的理解，培養學生發現問題、解決問題的能力，真正實現活學活用，對啟迪與培養學生的創新意識與思維具有重要的作用。

2 促進專業學習，課程實驗輔助實驗教學

在專業課程合理配置基礎上，針對部分課程的特點，設立相應的課程實驗，其可對實驗教學起到一定的輔助作用。比如，在“金屬學與熱處理”授課過程中，設立了觀察金屬金相組織的課程實驗；針對“現代材料測試技術”課程內容，設立了試樣掃描電鏡觀察、X射線衍射分析以及晶體光學性能觀察等相應課程實驗內容；針對“材料物理”課程內容，設立了測定試樣霧度、測量溫度對材料超導性影響的課程實驗；針對“金屬材料性能與測試”課程內容，設立了測定不同組織鑄鐵強度與硬度的課程實驗。

在課程實驗進行過程中，不僅深化了學生對于課程內容的理解，更是鍛煉了學生基本的實驗技能。同時，課程實驗的開設，也可系統整合金屬材料工程專業的實驗教學資源，為合理配置實驗設備、優化實驗內容提供了途徑。

3 加深專業素養，開設綜合性實驗與設計性試驗

在金屬材料工程實驗教學過程中，除增設相應課程實驗以外，需進一步整合實驗資源、改進教學的內容和教學手段，開設綜合性實驗與設計性實驗，充分調動學生在實驗過程中的積極性，培養其創新能力。金屬材料工程專業的實驗教學側重于學生對于材料內基本結構、工藝、性能及其相互間關系的研究，要求學生通過實驗獲得基本實驗數據的同時，能夠結合實驗數據對實驗結果進行分析。綜合性實驗與設計性實驗的開設，對學生專業知識的掌握與理解、創新能力的培養具有重要的作用。

綜合性實驗指實驗內容涉及相應課程的綜合知識或運用綜合的實驗方法、實驗手段培養學生的知識、能力、素質的實驗。在前期專業課程基礎知識鋪墊的基礎上，綜合性實驗要求學生具備一定的基本操作技能，并可在實驗過程中運用課程的綜合知識，是對學生進行綜合技能培養的實驗教學方法。④⑤我校材料物理專業合金方向已設立題為“合金配制、微觀組織與性能表征”的綜合性試驗，針對諸如亞共晶、共晶、過共晶Al-Si合金等合金體系進行不同熔體處理，要求學生從合金配制、微觀組織觀察、力學性能方面綜合表征熔體處理對合金的影響。學生通過閱讀實驗講義的指導內容，制定出合理實驗方案，確立一系列實驗過程并完成合金材料的配制與性能測試。在此過程中，學生需認真處理實驗數據，將其進行畫圖和列表，在此基礎上對實驗結果進行分析討論，獨立完成實驗報告。

設計性實驗是指學生在老師的指導下，根據給定的實驗目的、原理和實驗條件，自行設計實驗方案，確定實驗方法，選定試驗所用設備，并獨立完成實驗過程并學會對相應實驗結果進行總結分析的實驗。⑥設計性實驗是材料類專業的一個重要的實踐教學環節，特別是對于金屬材料工程專業。針對材料物理專業合金方向，我校設立了“Fe-C合金化學成分、處理工藝對其組織和性能的影響”設計性實驗，其旨在培養考察材料專業本科學生對專業知識、專業技能的掌握和運用。通過合金鋼的鑄造、熱處理工藝，以及熱處理之后對材料性能、組織成分的檢測等材料制備整個流程的設計實驗，要求學生設計實驗方案、進行實驗過程操作、對實驗制備得到的試樣進行性能檢測和成分分析，掌握材料的化學成分、顯微組織分析、建立熱處理工藝與性能之間的聯系，加深學生對專業基礎及專業課的理解，為學生的畢業設計打下堅實的基礎。

4 構建開放式實驗室，設立研究性創新實驗，教學相長

為進一步豐富實驗教學內容，做到因材施教，充分發揮學生的主動性和創造性，較優秀的學生可以參與到專業教師的相關科研活動中。通過研究性創新實驗的開設，可將實驗教學與科學研究活動相結合，增加了實驗的研究性與應用性。同時，由于研究內容的前沿性，給了學生耳目一新的感覺，學生可針對課題進行文獻檢索，調動學生的研究與學習興趣，促使學生擴大了視野、開拓了思維，還可以促進產、學、研的高效結合。⑦

此外，研究性創新實驗的確立，也可促進開放性實驗室的構建。在此過程中，可改變原來封閉的實驗室環境，確立自主、開放型的實驗教學模式。首先，在實驗室開放時間上，不僅僅限定在特定授課時間開放，可在實驗室人員有效監管條件下，學生提前預約，實現學生自主選擇實驗時間。這在一定程度上，可有效促進實驗室開放力度，提升實驗室儀器、設備利用率，盡量實現每位學生都有實際操作與動手的機會。其次，在實驗教學過程中，學生會遇到各種理論與實際問題，有些問題甚至專業指導教師一時無法作答。在此情況下，學生可根據需要查閱相關數據庫，結合檢索情況與指導教師相互討論，從而將教學、實踐緊密結合在一起，實現教學相長。此外，在實驗教學開展過程中，要時刻注意對學生安全意識的培養，確保實驗過程中每位學生的人身安全，避免出現安全事故。⑧

金屬材料工程的實驗教學效果，需要通過實驗過程中學生的表現以及實驗結果等信息不斷反饋，并結合反饋信息來逐步完善與改進實驗教學內容與方法。由于金屬材料工程是理工結合、強理論性、重實踐性的綜合性學科，本科實驗教學對于培養學生的綜合素質、創新意識具有重要的作用。如何在實驗教學過程中，提高學生自主學習的積極性，激發學生探求知識的欲望，培養學生的創新思維與能力，還需不斷加大實驗教學改革力度，不斷探索實驗教學的創新模式。

基金項目：“多維互動技術在金屬專業課堂教學中的探索與應用”，濟南大學校級教學研究項目，項目編號：J1403

注釋

① 趙杰，鄒龍江，程從前，戚琳.金屬材料工程專業實驗教學的設想及實踐[J].中國現代教育裝備，2014.21：1-2，5.

② 王勇，畢鳳琴，張旭昀，王力霞，方華，孫麗麗，趙曉京.金屬材料工程專業綜合開放型創新實驗教學體系探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2009.1-2：137-138.

③ 吳海江，劉龍飛，唐果寧，顏建輝，郭世柏，李會強，吳玉蓉.金屬材料工程專業綜合創新實驗教學改革研究[J].當代教育理論與實踐，2013.5（7）：109-111.

④ 鄒祖莉.設計實驗與科學素質的培養[J].貴州師范大學學報，1997.15（2）：299-301.

⑤ 汪冬梅，尤顯卿，劉寧，鳳儀，鄭玉春，劉玉.關于金屬材料工程專業開設綜合性和設計性實驗的探討[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2007.21（4）：68-71.

⑥ 張可方.水處理技術綜合性實驗的組合和開設[J].實驗室研究與探索，2006.25（8）：966-968.

第4篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞：材料分析技術；緒論課；教學實踐

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；孫小華（1976-），男，湖北漢川人，三峽大學機械與材料學院，副教授。（湖北 宜昌 443002）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0118-02

“材料分析技術”課程是三峽大學（以下簡稱“我校”）金屬材料工程專業大三學期開設的一門主干學位課程，在教學中占有極其重要的地位。本課程的教學目的是讓學生學習和了解現代材料科學研究領域中常用的材料成分分析和微觀結構分析方法，以及儀器的原理和使用，構建起完整的知識結構體系，為學生以后開展生產實踐、畢業設計、科學研究和就業等方面打下良好的基礎。

緒論課在整個課程教學中有著舉足輕重的地位，緒論課講授的成敗直接關系到學生對本門課是否產生學習興趣和強烈的求知欲。作為材料學科的核心專業課程，如果僅從測試角度考慮，“材料分析技術”課程具有技術性，但要從材料分析以及測試原理考慮，其又具有很深的學術性，因此，該課程同時具有技術性和學術性的特點。[1]同時該課程術語概念多，相關知識面廣，且前后章節相互獨立，缺少嚴謹的系統性。學生在學習的過程中，不容易抓住重點，學習難度較大。良好的開端是成功的一半，針對如何上好緒論課，激發學生學好該課程的興趣與信心，筆者結合多年來的教學實踐談幾點體會。

一、根據專業培養特色及市場需求，精心組織課程知識點

我校金屬材料工程專業的特色是金屬材料的設計、材料檢測與分析。該專業在培養方向要求學生主要學習材料科學與工程的基礎理論，掌握金屬材料及其復合材料的成分、組織結構、生產工藝、環境與性能之間關系的基本規律、材料檢測與分析基本方法。

材料現代分析測試方法涉及的分析測試技術和方法種類繁多，內容極其廣泛，相近內容的教材或專著的名稱多種多樣，比如，《材料分析測試方法》、《材料現代分析方法》、《材料近代分析測試方法》、《材料分析測試技術》、《材料分析方法》、《現代儀器分析原理與技術》等等，每種教材的側重點有所不同。由于近年來新材料不斷涌現，材料科學的迅速發展對“材料分析技術”的教學提出了更高的要求。材料科學系“材料分析技術”課程組通過調研論證，決定選用由周玉主編并由機械工業出版社出版的《材料分析方法》作為學生指定教材，該教材重點講述材料X射線衍射分析和材料電子顯微分析，屬“十五”國家級規劃教材。但是根據往屆畢業生反饋回來的信息，在工作崗位或在研究生階段，部分學生需用到原子光譜及分子光譜（如紅外光譜）和熱分析的知識，另外該專業有相當一部分學生在科技創新及畢業設計階段也需用到這部分知識。據此，在教學中有必要增加這部分知識點，在緒論課中向學生介紹，以引起學生的高度重視。精心組織課程知識點，是上好緒論課的基礎。

二、循循善誘，結合案例導入課程教學內容

在“材料分析技術”緒論課教學中，教師結合一些本課程在實際中應用的案例，通過循循設問、誘發學生積極思考，順利導入課程的教學內容。比如：

決定材料性能的主要因素是什么？媒體報道某河流河水隔含量招標80倍，引起河魚死亡，技術人員是如何測定河水中的重金屬離子成分及其含量的？某企業訂購一批不銹鋼材料，使用不久發生斷裂，為查明事故原因，客戶要求分析其斷口的微觀組織形貌，同時無損分析其成分，采用何種分析方法？鈦鋁合金經成分分析知其由Ti元素與Al元素組成，但合金中元素的結合態是怎樣的？如何知道它是以TiAl、Ti3Al、TiAl3中的哪種形式存在的呢？某課題組用金屬鹽A與羧酸有機物B，用水熱法合成了一種晶態材料C，欲驗證該晶體C不是B的重結晶，并分析C的熱穩定性。需采用哪些實驗方法？

以上問題由易至難，循循設問，扣人心弦，引導學生積極思考，自然導入到本課程教學的四大內容：X射線衍射分析、電子顯微分析、原子光譜及分子光譜分析、熱學性能分析。

結合案例設問，會引起學生濃厚的興趣，同時通過這種導引，使學生對教材內容先有一個整體的了解，便于抓住重點，解決“本課程學什么內容的問題”。

三、突出課程的重要性，激發學生學習熱情

“材料分析技術”是金屬材料工程專業重要的學位課。無論從本科學習的現階段還是畢業與就業的需要來看，都是有必要用心學好的。

第一，畢業及就業之需。學校規定作為學位課要有最低的成績績點要求，如果學生成績不理想，直接影響到能否拿到學位及能否順利畢業，進而影響到就業。

第二，畢業設計之需。材料科學系很多教師的畢業設計課題屬于實驗類型，需要用到材料分析的許多知識，只有掌握好該課程的基礎知識，才能順利完成畢業設計工作。

第三，考研深造之需。國內很多材料類專業招收碩士及博士研究生明確將該課程列為必考或選考課程或面試課程。

第四，將來工作之需。將來有部分學生將從事新材料的研發或現代大型分析儀器的操作使用或銷售等工作，不學好該課程就無法勝任工作。

通過從以上四個層面的分析，促使學生認識到學好該課程的重要性，激發了學生學好該課程的熱情。

四、明確課程學習目標，引導學生建立學習規劃

了解了課程的重要性，學生就有了學好課程的動力。怎樣才算較好掌握了課程的知識體系？教師需在緒論課中向學生明確課程的學習目標：學生通過學習該課程后，應掌握X射線衍射分析、原子光譜及分子光譜分析、熱分析、透射電鏡、掃描電鏡、電子探針及其現代儀器（如原子力顯微鏡）等材料現代分析方法的基本概念、基本原理、儀器構造、樣品的制備方法和應用等，學會分析較典型、較簡單的測試結果（圖譜或圖像）等。明確了課程的學習目標，順勢引導學生建立合理的課程學習規劃。

五、傳授課程學習方法，提高學生學習能力

不同的課程有不同的特點，根據課程特點采用適當的學習方法往往能取得事半功倍的效果，為此提醒學生學好該課程可從以下幾方面著手：

1.抓住理論學習的四個環節：預習、聽講、復習、總結

“材料分析技術”課程的特點之一是理論性較強，這就要求學生對所上的新課做好課前預習，對不懂的問題在上課時給予特別的關注。在課堂中，教師除傳授書本知識外，還將介紹一些課程的最新前沿知識，提醒學生在課堂中領會掌握。另外，課后要及時有效地對相關知識進行回顧和復習，并進行總結，做到融會貫通。

2.認真對待實驗環節

“材料分析技術”課程的第二個特點是實踐性較強。實驗課是重要的實踐環節，本課程有八個學時的實驗課，根據教學大綱及實驗室現有條件，開設的實驗包括演示實驗、驗證實驗、綜合性和設計型實驗，涵蓋本課程教學的四大內容。如掃描電鏡的構造及工作原理、TiO2晶粒度的測定、不同形態有機材料FTIR譜圖的采集及綜合分析、熱重分析及其在功能材料中的應用等實驗。

學生認真上好實驗課，按要求撰寫實驗報告，既可鞏固課程理論知識，又可提高學生分析問題、解決問題的能力及動手能力。

3.積極參與教師的科研活動，提升對課程知識點的升華掌握

“材料分析技術”課程的第三個特點是實用性較強。近年來，材料科學系引進了多位高水平教授、博士，組建了陣容強大的學術團隊，比如太陽能電池課題組、如鋰電池課題組、納米材料及晶態材料課題組、金屬陶瓷材料課題組等。各課題組除相關教師及研究生參與科研活動外，每個課題組每年都吸引多位本科生前來參與其中的科技創新活動，涉及材料的合成制備、樣品的掃描電鏡、透射電鏡、能譜、傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射及熱分析等表征和相關的性能測試，以及實驗數據分析等等。在緒論課上簡要介紹各課題組的研究方向及特色，鼓勵學生根據自己的興趣，積極參加科研活動。適當的科研活動，不僅能開闊學生的視野，而且能培養學生的科學素質及創新能力。

總之，向學生傳授學習方法，做到理論與實際相結合，從而提高學生學習能力，提高人才培養質量。

六、靈活運用多種教學手段，活躍課堂氣氛

采用多媒體教學和傳統板書教學相結合的教學手段可相得益彰，提高課堂教學效果。多媒體教學可豐富和發展教師的表現方法和表現內容，提高課時利用率，同時精彩的畫面可吸引學生的注意力，有利于為學生創造一個豐富、輕松的學習環境，加深學生對問題的理解。另外，傳統板書亦不可忽視。比如在用多媒體導入課程教學內容第一個問題“決定材料性能的主要因素是什么？”時，隨機向學生提問，然后在黑板上板書學生回答的答案：材料成分及其微觀組織結構；接著提問：“材料的微觀組織結構用什么儀器觀察？實驗課中曾接觸到什么類型的顯微鏡，其分辨率極限是多少？要觀察更微觀的組織結構，如粒度為10nm的納米材料，怎么選擇分析儀器”等。這種逐漸深入式的提問及講解采用黑板板書，顯得層次分明，效果突出。

另外，緒論課教學是教師對學生的第一次授課，其得體的儀表、飽滿的精神、平和的語氣及幽默感能拉近師生間距離，增加教師親和力，讓學生在輕松愉快的氣氛中接受新知識。

七、結語

緒論課是師生教與學的第一次接觸，教師上課如同演員表演，教師的情緒、駕馭課程知識的能力與手段及親和力給學生留下的第一印象非常深刻。精心設計的緒論課，是開啟學生思維大門的鑰匙，是把學生引向知識海洋的風帆。[2]通過從以上幾個方面展開“材料分析技術”緒論課教學，激發了學生的學習興趣，為以后順利學習、學好這門課打下了堅實的基礎。

參考文獻：

第5篇：金屬材料成分分析范文

低壓電器用銅基觸點材料的研究進展

焊接型銀觸點的現狀與發展

擠壓型銀石墨觸點脫碳層分析及釬焊后剪切力研究

錳含量對無取向電工鋼組織性能的影響

鈦酸鉍鈣和稀土復合摻雜對BaTiO_3陶瓷微結構和介電性能的影響

熱處理對La0.7Ni2.65Mg0.3Co0.75Mn0.1合金貯氫性能的影響

鉚釘觸頭表面“白印”產生的原因及影響

粉末燒結鋁鎳鈷永磁合金的質量控制

輕型直流輸電及其應用研究

電觸頭材料

行業動態

新會員簡介

專利、文摘

射頻識別標簽用導電銀膠研究進展

“物聯網”

金屬霧化制粉技術現狀

氧壓對粉末預氧化法AgSnO_2電觸頭材料性能的影響

AgSn合金粉末氧化過程分析

銀石墨觸點焊接方法研究

機械合金化法制備CuW(85)電接觸材料工藝研究

退火溫度對Bi4Ti3O12Bi3TiNbO9復合薄膜鐵電性能的影響

AB_5型儲氫合金低溫氫擴散行為研究

GB/T24268-2009《銀氧化錫電觸頭材料化學分析方法》釋義

泄漏電流測試儀測量結果不確定度評定

核主成分分析和粒子群優化支持向量機在電力機車籠型異步牽引電機故障診斷中的應用研究

石油庫低壓配電及控制系統防雷技術

行業動態

專利文摘

“第七屆電工合金技術交流會”征文啟事

含微量Ni、Zr、RE的新型銅基電接觸材料組織與性能研究

模擬汽車繼電器條件下AgW、AgSnO_2觸頭材料的電弧侵蝕性能研究

化學包覆法AgNi(10)觸頭材料的電弧侵蝕特性

噴射沉積法Cu-9Ni-6Sn合金的組織與性能研究

鉍層狀結構陶瓷Bi2SrNdNb2FeO12鐵電性能及磁性能研究

上引連鑄工藝在銀基電觸頭材料生產中的應用

反向擠壓在銀合金材料加工中的應用

電熱合金術語

雙金屬在低壓電器的設計應用及常見問題分析

用于氣體擴散層的碳纖維材料的性能測試與分析

電工合金標準現狀及發展趨勢

多電機傳動在連軋管機組精整線上的應用

行業動態

新會員簡介

專利文摘

含CuO的AgZnO觸頭材料的制備與電性能分析

等離子電弧法制備納米SnO_2的試驗研究

銅包鋁線導電性能的計算研究

2%Si無取向電工鋼織構的演變

碳纖維復合材料與金屬的電偶腐蝕及防護

粘結劑含量對(Pr0.8Tb0.2)(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05合金粘結樣品磁致伸縮的影響

AgSnO_2電觸頭材料制備技術綜述

熱雙金屬術語

微電機用環保復合金屬材料現狀及發展趨勢

低溫等離子體技術在材料表面改性中的應用

Bi4Ti3O12鐵電薄膜的制備及研究進展

基于虛擬儀器的繼電器觸點彈跳測試系統

《電工材料》投稿需知

第6篇：金屬材料成分分析范文

Abstract： For some pressure vessels， the material strength can be determined through hardness measurement combined with chemical composition analysis. Then strength check can avoid the waste of part of the equipment resources while ensuring the safe operation of the equipment.

關鍵詞： 硬度；許用應力；定期檢驗

Key words： hardness；the allowable stress；regular inspection

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）11-0310-02

0 引言

在壓力容器檢驗中硬度測定作為內外部檢驗的一個理化檢測項目，由于其自身特點，被廣泛采用。本文僅以硬度測定的部分特點來論述它在各類壓力容器檢驗中的應用。作為定義：“硬度表示固體材料表面在一個小的體積范圍內抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力，是表征材料性能的一個綜合的物理量。”

硬度測定具有以下特點：①硬度機（儀）使用簡單，易于維護；②測定時一般不破壞被測元件；③被測部件可大可小；④塑性材料和脆性材料均可測定；⑤硬度與其他機械性能如抗拉強度有一定的關系；⑥試驗迅速，可實現自動檢測；因此硬度測定在工程上被廣泛的用以檢驗原材料和熱處理件的質量以及鑒定熱處理工藝的合理性等。

1 對進行過熱處理的壓力容器的檢測

在《壓力容器安全技術監察規程》、GB150-1998《鋼制壓力容器》、《超高壓容器安全技術監察規程》及相應制造標準中都對部分需要進行熱處理的壓力容器作了規定，熱處理工藝大致可分為兩類，一類為消除殘余應力的焊后熱處理，一類為冷成型后優化材料機械性能的熱處理。

焊接時產生的殘余應力是使用過程中發生應力腐蝕的主要原因之一，同時殘余應力的存在使壓力容器的受力狀況更加惡化，因此焊后熱處理的質量控制非常重要。《壓力容器定期檢驗規則》的講析中規定：“為了評價材料的強度及性能的均勻性，硬度測定是一種簡便易行的有利手段。有些情況下，為了保證鋼材的抗應力腐蝕性能，規定了最高的允許硬度值，這時也有必要進行硬度測定。”所以，對于有應力腐蝕傾向的壓力容器進行定期檢驗時，如盛裝混合液化石油氣或液氨的儲罐，應重點對內表面焊縫、熱影響區及附近母材進行硬度測定，以查明焊縫熱處理后消除殘余應力的效果，從而判定應力腐蝕破裂傾向的大小。

對于盛裝毒性程度為極度或高度危害介質的容器，以及GB150中10.4.2條規定需進行熱處理的冷成型或中溫成型的受壓元件，在進行首次檢驗時，對母材應進行硬度測定。由于制造過程中，受壓元件冷加工時會發生冷作硬化現象，導致材料塑性降低硬度提高，這將對壓力容器的安全使用產生不利影響，因此，需要通過硬度測定對熱處理效果進行評價。

2 對使用過程中有可能產生材質劣化的檢測

《壓力容器定期檢驗規則》第三章全面檢驗中第二十五條（七）材質檢查中“檢查主要受壓元件材質是否劣化，可根據具體情況，采用硬度測定、化學分析、金相檢驗或者光譜分析等，予以確定。”由于各類在役壓力容器使用介質、操作壓力和操作溫度差異較大，所以在檢驗中應根據具體情況分析是否可能產生材質劣化，并確定是否需要采用硬度測定進行檢驗。對于臨氫壓力容器或有可能產生氫腐蝕以及高溫條件下運行的壓力容器，應對容器內壁進行硬度測定，如發現硬度值異常可進行金相檢驗，判定容器是否出現材質劣化。

超高壓水晶釜進行定期檢驗時應進行硬度測定，由于目前我國超高壓水晶釜材質多數采用PCrNi3MoVa，強度高、硬度大，同時在使用過程中壓力、溫度都很高（151MPa、400℃），且周期性使用（一個周期一般為40天），有可能引起金屬材料金相組織變化，所以應進行表面硬度測定，如發現硬度值異常可通過金相檢驗確定其組織結構。《超高壓容器安全技術監察規程》第33條對硬度測定的方式和結果作出了規定：“應在筒體外壁上均布劃出5個與筒體軸線相垂直的環線，在每個環線上均布取4點，做硬度檢查，硬度最高值與最低值差（HB），環線間各點應不大于40，同一環線上各點不大于20。”

3 在主體材質不明的壓力容器強度校核中的應用

由于目前我國中小企業壓力容器安全管理水平普遍較差，在定期檢驗中經常發生原始資料遺失，無法確定主要受壓元件材質，按照《壓力容器定期檢驗規則》第三章全面檢驗中第二十五條（七）材質檢查中規定“主要受壓元件材質的種類和牌號一般應當查明。材質不明者，對無特殊要求的容器，按Q235鋼進行強度校核。對于第三類壓力容器、移動式壓力容器以及有特殊要求的壓力容器，必須查明材質”，壓力容器材料牌號不明，允許按Q235材料強度的下限值進行強度校核，也可按該壓力容器同類材料的最低標準值選取。在具體檢驗中，如對全部無主體材質的壓力容器都按Q235鋼的強度下限值進行校核，有些情況下這樣會造成部分設備資源的浪費；如果通過布氏硬度測定結合化學成分分析來確定材料強度，進行強度校核，可使部分安全狀況良好的壓力容器繼續使用。下面介紹一個檢驗實例：

某食品企業冷庫一臺液氨儲罐在壓力容器普查中進行首次定期檢驗，原始資料全部遺失，只有金屬銘牌，可確定如下基本參數，制造單位：國營武漢冷凍機廠、制造編號：N235、制造日期：1972年1月、設計壓力：2.0MPa、設計溫度：常溫、容積：5m、容器無人孔，經檢驗結果為：外徑1140mm、長4810mm3、實測筒體最小壁厚12.10mm、筒體外表面布氏硬度125HB、容器表面腐蝕輕微、焊縫經表面探傷、超聲波探傷無超標缺陷；按照Q235A進行強度

校核：

材料許用應力113MPa，腐蝕裕量2mm，焊縫系數取0.8（無法確定探傷比例），內徑1116mm，計算厚度：

δ=■=12.48mm+2mm>12.10mm強度校核不

合格；

如果依據GB1172―74《黑色金屬硬度及強度換算值》中的經驗公式通過布氏硬度換算抗拉強度可得如下結果：

σb=0.361HB=45.125Kgf/cm2=442MPa，

換算許用應力[σ]=147.3MPa

代入強度公式得計算厚度δ=9.55mm+2mm

在這個實例中，經實測布氏硬度換算所得抗拉強度、許用應力與GB150-98表4-1中16MnR相近，對材料進行化學成分分析可進一步證實原材質為低合金鋼相當于16MnR，這與我國制造的制冷設備壓力容器大多使用16MnR的現狀相符。由此可見，一些壓力容器通過硬度測定結合化學成分分析來確定材料強度，進行強度校核，可避免造成部分設備資源的浪費，同時確保設備的安全

運行。

4 結束語

硬度測定在實際工作中還有許多其他重要功能，本文僅從上述三個方面作了簡單論述。在壓力容器的定期檢驗中，硬度測定以其操作方便、成本低、檢測結果出具及時等特點，應該得到更廣泛的應用。

參考文獻：

[1]強天鵬主編.壓力容器檢驗[M].中國鍋爐壓力容器檢驗

協會.

[2]壓力容器安全技術監察規程[S].

[3]GB150-1998，鋼制壓力容器[S].

[4]超高壓容器安全技術監察規程[S].

第7篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞：鍋爐爐管腐蝕 蠕變

Abstract: this is on a tube burst of the running exhaust-heat boiler SA-178A in a factory. After investing the local work condition, and analyzing several factors of the failure tube, such as, the macroscopic and microscopic examination, the chemical composition, the assessment of impurity and the corrosion product, the writer provides the corresponding academic analysis, found out the reasons of the tube burst, and at last proposed the solution.

Keywords: boiler tube corrosioncreep

中圖分類號：TK223文獻標識碼：A 文章編號

一．引言

受某化工廠委托，對該廠的SA－178A余熱鍋爐換熱器管發生的外部嚴重減薄以致引起管道爆裂的腐蝕問題進行有關腐蝕失效分析。經過現場工況調查和失效管道的宏觀和微觀檢測分析、化學成分分析、金相夾雜及腐蝕產物分析，并結合管道的實際服役環境特點，給予了相應理論分析，并給出了腐蝕原因和初步解決方案，以便廠方對該設備進行改進和維修，提高生產效益和安全程度。

二．概述

該廠的余熱鍋爐結構如圖1所示，是一種直管管殼式熱交換器。其工作期間進氣溫度最高可達650℃，一般為300－650℃之間，出氣口溫度約為230度。間歇期溫度為230℃以下，平均200℃左右。工作－間歇周期平均為2－3小時，間歇期間用高壓水蒸氣對爐管進行吹灰處理。殼程內爐氣成分復雜，其主要成分和條件見表1。管程內冷卻介質為高壓鍋爐水，水壓為1.8MPa，出水口水溫最高可達260℃。

圖1 直管管殼式熱交換器示意圖

表1 余熱鍋爐內煙氣成分和工作條件

換熱器爐管使用的是進口的SA－178A低碳鋼管，裸管平均管長2.6m，外徑51mm，壁厚平均2.7mm，在投入使用2－3年內，高位裸管區（見圖1）管道發生嚴重的管壁減薄并出現部分管道爆裂，給廠方的生產安全和經濟效益帶來重大負面影響。

三．失效管道現場檢驗記錄

失效管道為不帶鞘翅片的裸管，減薄最嚴重的部位是進氣口的上部，見圖1。觀察發現管道非減薄區外部腐蝕產物為黃褐色銹層，銹層表面粗糙；減薄發生在管道面向進氣口的一側，腐蝕產物為青黑色致密薄層，表面比較光滑，詳見圖2所示。減薄區局部還有蠕變突起，詳見圖3所示。管道爆裂發生在嚴重減薄區，圖4是爆裂處的內外形貌，從圖中可見爆裂邊緣的管壁非常薄，測量出得最薄處厚度為0.15mm。

對管道的內外直徑做了測量，結果如表2所示，由這些數據可以清楚的看到，腐蝕減薄區的管道外徑平均值明顯小于未明顯減薄區的管道外徑，而兩種情況下的內徑測量平均值差別不明顯，由此可以判斷，管道發生的是外壁減薄。

表2 管徑變化測量結果

圖2 爐管外表明的宏觀腐蝕形貌（a）非腐蝕管道，（b）腐蝕管道

圖3 蠕變突起的內外形貌

圖4 管道爆裂點得內外形貌（a）內部形貌，（b）外部形貌

四.失效分析

4.1 化學成分分析與金相分析

表3是SA－178A的化學成分，由該表可見失效管道的化學成分與ASME標準中的成分差別不大，基本符合該標準的要求。

表3SA－178A的成分化學分析結果（W％）

注：其余成分是Fe。

截取非腐蝕區的管壁試樣，用水砂紙打磨至2000＃，機械拋光后，用4％硝酸酒精浸蝕后觀察管道材料的金相組織，結果如圖5（a）所示。由該圖可見，SA－178A管道的晶粒均勻，基本為鐵素體晶粒，珠光體比例較低，分布在晶界上，基本呈點鏈狀分布，部分離散分布在晶界上，由此可以判斷該管道為正常的低碳鋼組織，加工狀態為拉拔退火組織。

圖5 SA－178A合金的金相組織和夾雜形貌（a）金相，（b）夾雜形貌

截取斷口附近的管壁試樣，進行機械拋光后，直接在光學顯微鏡下觀察管道金屬基體的夾雜情況和蠕變情況，結果如圖5（b）所示。由該圖可見，失效的AS－178A管道用鋼比較純凈，夾雜物物較少，基本未見夾雜物；但蠕變特征比較明顯，晶界處明顯可見V形裂紋和孔洞，說明斷口附近管壁發生了明顯的蠕變。

4.3 腐蝕產物成分分析

為了進一步確定管道外表面腐蝕產物的具體成分，截取失效管道的不同部位管壁，對其表面腐蝕產物進行了X射線衍射分析，結果如圖10和圖11所示。其中，圖10是發生腐蝕減薄區的外表面腐蝕產物分析結果。由該圖的標定結果可見，腐蝕區的主要腐蝕產物為SiO2、Fe2O3、FeSO4、FeOOH和NiSO4。由硫酸鹽產物可以初步判斷，該部分發生了硫酸露點腐蝕，但硫酸鐵、硫酸鎳等形成的混合腐蝕產物，加上積聚的灰分（SiO2）的作用，能夠大大加速金屬基體的氧化，發生所謂的積灰腐蝕或高溫鹽腐蝕（有的文獻中也稱為熱腐蝕）。

圖10 管壁外表面腐蝕減薄區的腐蝕產物X射線衍射分析結果

圖11管壁外表面非腐蝕減薄區的腐蝕產物X射線衍射分析結果

圖11是管壁外表面非腐蝕減薄區的腐蝕產物X射線衍射分析結果，與圖10的結果相比，非腐蝕減薄區的外管壁腐蝕產物比較簡單，基本為鐵的氧化物，由圖可見這些氧化物主要為Fe2O3，還有少量的Fe3O4。由此可見，非腐蝕區基本沒有鐵的硫酸鹽，硫酸的露點腐蝕不明顯。

4.5 綜合分析和討論

余熱鍋爐的換熱器管道一般可能會發生四種失效形式：硫酸露點腐蝕、硫酸鹽引起的積灰腐蝕（硫酸鹽熱腐蝕）、冷卻水引起的沖刷腐蝕和應力腐蝕開裂。前兩種腐蝕都是由煙氣條件和工況條件的綜合作用造成的，發生在殼程內；后兩種失效形式都是由冷卻水條件引起的，發生在管程內。前面的實驗檢測結果來看（見表2），SA－178A管道發生的主要為管道外壁減薄，雖然在蠕變階段，管內氧化膜破損，電化學腐蝕加劇，對管道的最后開裂由一定加速作用（見圖3、圖4、圖8、圖9及其相關闡述），但對管道失效起主導作用的是管道的外部腐蝕。所以此次腐蝕失效的只能是硫酸露點腐蝕或硫酸鹽熱腐蝕。

硫酸的露點腐蝕主要發生在余熱鍋爐的低溫部件上，其必要條件是溫度足夠低到露點溫度以下，在這些部件上形成硫酸的露滴或液膜，溶解保護性的氧化膜進而腐蝕金屬基體。從多年的實踐來看, 一切影響煙氣中硫酸形成的因素、影響煙氣中的硫酸蒸汽冷凝在受熱面上的因素、影響金屬和硫酸溶液進行互相作用的因素等等均是影響低溫露點腐蝕速度的主要因素。具體地講, 就是指燃料的含硫量、運行時的過剩空氣系數、受熱面的金屬溫度、煙氣的溫度、吹灰方法及鍋爐的結構參數和運行參數等等，該廠的余熱鍋爐的露點溫度一般不會超過230℃，即鍋爐工作的通常溫度下限（見表1）。只有在停機或其它偶然情況下才可能使余熱交換器中的溫度降至200℃以下，產生非連續性露點腐蝕，因此這些情況下引起的露點腐蝕是很有限的。所以發生硫酸露點腐蝕并不是其腐蝕減薄的主要原因。而且從概述和現場記錄來看，失效的管道發生在高溫部分向進氣口的一側，該部位溫度最高，是最不容易發生露點腐蝕的區域。由圖11所示的非腐蝕減薄去外表面腐蝕產物的成分來看，幾乎沒有監測到硫酸鹽，由此可以斷定發生的硫酸露點腐蝕程度非常微弱。

鍋爐爐膛在高溫煙氣的作用下，由于表面硫酸鹽的沉積物而引起不同程度的熱腐蝕。此種腐蝕以氧化為基礎，既包括界面化學反應，又包括液態物質（沉鹽）對故態保護性氧化膜的溶解。對于不同的氧化膜類型，熱腐蝕發生的機理有所不同。其結果是連續氧化膜的完整性被破壞，代之以疏松的非保護性氧化物層，從而使腐蝕過程和氧化過程加劇，導致工件超前失效。鍋爐管道金屬在約610℃時，其向火側或向煙氣入口側在高溫煙氣作用下會產生釩酸鹽和硫酸鹽沉積。早在上世紀70年代初就已經發現，在600～850℃溫度范圍內硫酸鹽就能夠加速金屬基體的氧化。這類熱腐蝕稱為低溫熱腐蝕。它一般由硫酸鎳、硫酸鐵等的共晶熔融物作為熔鹽介質來加速金屬基體和氧化膜氧化腐蝕。而在實際環境中，過濕的灰分和SO3的存在確實能夠帶來這種硫酸鹽共晶熔體。也就是說SO3的存在是發生低溫熱腐蝕的必要條件，降低VSO3能夠有效抑制這種腐蝕。

由表1所示的工況條件來看，煙氣中SO3的體積含量大約為1％（以10％轉化率計），而在灰分的作用和SiO2的催化作用下，在600～850℃溫度范圍內轉化率會大大提高，甚至可以達50％。所以實際的SO3含量可能很高。含附了硫酸液滴和硫酸鹽共熔物的灰分很容易在管道表面上粘結，形成強腐蝕性灰分層。由圖10的腐蝕成分分析來看，腐蝕減薄區表面確實存在硫酸亞鐵和硫酸鎳，而且有較多的SiO2。而且由圖6（a）和圖8（a）可見，腐蝕表面的氧化膜不連續，其中能譜分析發現較暗的區域就是含Si、Al和硫化物的灰分區。由這些足可以判斷，在管道受熱面最高溫度（650℃）附近，確實能夠發生硫酸鹽和灰分作用下的低溫熱腐蝕。

五．結論

由上述現場調查和實驗室實驗檢測結果以及相關的分析討論可以得出以下結論：

SA－178A低合金熱交換器爐管發生的減薄致開裂主要為外部減薄造成的。

減薄的主要原因是硫酸鹽的低溫熱腐蝕，硫酸的露點腐蝕作用不明顯。

進氣口溫度高，管道受熱面金屬存在明顯的蠕變現象，破裂階段是熱腐蝕減薄、蠕變應變引起的內部電化學腐蝕以及應力共同作用的結果。

六．防止措施和建議

結合前面的分析討論以及化纖廠余熱鍋爐的實際情況，提出了如下三種防止低溫熱腐蝕的措施：

定期檢查和維修，及早發現和更換失效管道。具體可以對使用滿一年以上的管道，定期做超聲波無損檢測管壁厚度，按4.5節中的計算結果決定是否應該更換管道。

改善煙氣成分，尤其是控制煙氣中的含氧量和含SO2量，從而降低SO3的體積含量，抑制硫酸鹽的生成。

降低煙氣的進入余熱鍋爐的初始溫度，使煙氣的最高溫度控制在600℃以下，使硫酸鹽難以形成共熔體，從而抑制硫酸鹽的熱腐蝕。

第8篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞：熱軋帶肋鋼筋 屈服點不明顯

0 前言

HRB400熱軋帶肋鋼筋是一種高強度用鋼筋， 是建設部要求推廣使用的一種建筑用鋼材，被廣泛應用于工業建筑、橋梁、水利樞紐工程等。新疆某鋼廠生產的HRB400鋼筋已有多年歷史， 以性質優良、質量穩定而贏得用戶的普遍稱贊，雖然產品實物質量穩定，但是還存在少許不足之處，出現了極少數批號的熱軋帶肋鋼筋屈服點不明顯的現象。因此，尋找HRB400熱軋帶肋鋼筋屈服點不明顯的原因，迫在眉睫。為找出原因筆者對該批鋼筋進行了理化檢驗和分析，并與另一批力學性能正常的鋼筋進行了對比。

1 理化檢驗

1.1 化學成分分析

對該批鋼筋進行化學成分分析，分析結果（質量分數） 如表1 所示。從表1 可以看出，各元素的含量均在標準控制范圍內，符合標準要求。

1.2 力學性能測試對比

該批鋼筋（編號為A～E）與另一批合格鋼筋（編號為a～e）的力學性能測試結果見表2 ，測試結果表明：該批鋼筋的力學性能除屈服點不明顯外，其余均符合標準要求。對該批鋼筋和另一批合格鋼筋的拉伸曲線進行測試，發現兩批鋼筋的拉伸曲線截然不同，所測曲線如圖1和圖2所示，觀察發現該批鋼筋的力學性能未出現屈服點， 另一批合格鋼筋出現明顯的屈服點，。

1.3 斷面形貌分析

對該批鋼筋的宏觀斷口進行觀察，發現大部分鋼筋的斷口如圖3和圖4所示，屬于韌性斷口，無異常現象出現。

1.4顯微組織分析

對該批鋼筋和另一批力學性能正常的鋼筋進行顯微組織分析如圖5和圖6所示，分析發現該批鋼筋不但含有珠光體+鐵素體（F+P），還有貝氏體組織。另一批力學性能正常的鋼筋顯微組織為鐵素體+珠光體（F+P）。

2實驗結果分析

熱軋狀態下，HRB400帶肋鋼筋的正常組織為塊狀鐵素體+珠光體（F+P）。屈服點的出現，認為是由于碳、氮原子在α固溶體中位錯線附近集中，對位錯運動產生釘錨引起，位錯擺脫溶質氣團釘扎需要很大的力，這就是產生下屈服強度點的力學理論；鋼中含有一定量的異常組織貝氏體是帶肋鋼筋產生屈服點不明顯的主要原因。異常組織貝氏體的產生原因： （1）鋼中[C]、[Mn]含量偏高，可使鋼材強度值升高的同時還會引起脆性增大和塑性、韌性下降， 易產生貝氏體組織。因[Mn]在鋼中溶于鐵素體和滲碳體中， 起到固熔強化的作用， 提高過冷奧氏體的穩定性。含量過高的[Mn]使過冷奧氏體等溫轉變圖中珠光體轉變部分顯著右移， 結果會使鋼中經奧氏體化后在連續冷卻即可獲得貝氏體組織。有資料介紹[.2- 3] ， 當鋼中[Mn]含量大于1. 7%時， 可使鋼筋在室溫時產生超過一定的量貝氏體， 造成鋼筋屈服強度不明顯。[C]是鋼中對力學性能中強度貢獻最大的元素之一， 當[ C ]、[Mn]含量同時偏高時， 鋼材易產生屈服點不明顯。經過上述分析，該批鋼中[C]、[Mn]元素含量都不高， 均在內控標準控制的范圍內。（2）鋼坯加熱溫度、軋制中終軋溫度過高和冷卻工藝是形成貝氏體形成的外部原因。貝氏體的產生必須具備一定的轉變溫度， 它們可以在過冷奧氏體恒溫時產生， 也可以在連續冷卻過程中產生。因此，軋后冷卻速度應控制在1.4～2.1℃/ s，即終軋溫度到640 ℃區間的冷卻時間應控制在140～210s ，以便過冷奧氏體有足夠的時間向鐵素體和珠光體轉變[ 4]。

3結論

（1）鋼中一定量的異常組織貝氏體是帶肋鋼筋產生屈服點不明顯的主要原因

（2） 在生產中應降低軋后冷卻速度，使過冷奧氏體有足夠的時間向鐵素體和珠光體轉變，以減少貝氏體的產生。

參考文獻：

[1] 劉石屹. HRB400NbN級帶肋鋼筋屈服強度異常情況的探討[J]. 河南冶金， 2007. 15（9）： 86-87

[2] 崔忠圻， 劉北興. 金屬學與熱處理原理. 哈爾濱： 哈爾濱工業大學出版社， 2004： 208.

[3] 王廷溥. 軋鋼工藝學. 北京： 冶金工業出版社， 1981： 21.

[4] 李海濱， 張賀宗， 高雷雷. 20MnSiNb 熱軋帶肋鋼筋屈服點不明顯原因分析[J]. 理化檢驗 物理分冊， 2009. 45（1）： 67-69

第9篇：金屬材料成分分析范文

關鍵詞：柱塞式注塑機 分流梳 作用 分析

在柱塞式注塑機的料筒里面有一個元件叫做分流梳，但很多人不知道料筒里面采用分流梳的原因。可能有些人從字面上理解，大概知道它可能起到一個分流的作用。究竟為什么要采用分流梳呢？可以從以下幾個方面分析。

一、柱塞式注塑機的工作原理

柱塞式注塑機的結構形式如圖1所示。柱塞式注塑機用柱塞依次把落入機筒中的塑料推向料筒前端的塑化空腔內，空腔內的原料在料筒的加熱器作用下，經過加熱，塑化成熔融狀態，然后，塑化后的熔體在一定壓力下，被柱塞通過分流梳，把熔料經由噴嘴注射到成型模具內，冷卻定型。

二、常用塑料的性能

1.熱塑性塑料

熱塑性塑料的性能表現為加熱時變軟，冷卻后變硬，再加熱又可變軟，可反復成形，基本性質不變，其制品使用溫度低于120℃。熱塑性塑料成形工藝簡便，可直接經注射、擠壓、吹塑成形，生產效率高。常見的熱塑性塑料有： ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。

2.熱固性塑料

熱固性塑料的性能表現為加熱時軟化，冷卻后堅硬。固化后再加熱，則不能再軟化或熔解，不能再成形。熱固性塑料抗蠕變性強，不易變形，耐熱性好，但該樹脂性能較脆、強度不高、成形工藝復雜、生產效率低。常見的熱固性塑料有：酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料。

三、設置分流梳的作用

了解了柱塞式注塑機的工作原理和塑料的特性以后，就可以了解為什么要在料筒內設置分流梳了。分流梳也可稱分流梭，結構如圖2所示。

當料筒內未安置分流梭時，塑料在料筒內受熱軟化后，黏度仍然很大，在柱塞的平移推動下，料流是一種平緩的滯流狀態。因為料筒內同一橫截面不同徑距的質點，與料筒內壁距離不同，有著梯度變化式的流速，結果靠近料筒軸心的塑料向前流得快，停留時間短，而靠近料筒內壁的塑料向前流動得慢，停留時間長。另外，這種料筒的溫度分布狀態也很差，靠近料筒內壁的塑料，由于流得慢，又直接受料筒外壁加熱器的加熱，所以溫度特別高；而靠近料筒軸心的塑料，因為流動較快，又與料筒外壁加熱器隔了一層導熱性較差的塑料層，所以溫度特別低。這樣，在注塑出來的熔融塑料中，同時并存著塑化程度不一的成分，俗稱“夾生飯”，成型制品的品質無法保證，甚至難以維持正常生產。

分流梭正是為了克服柱塞式注塑機的這種缺點而設計的。它是一個兩端都呈流線型的圓錐體，如圖2所示，以其凸出的棱片為支撐，固定在料筒內柱塞行程終點的前端，將熔料攤分成5～10mm厚的薄層，減少了料層之間的速度差異。同時，通過金屬棱片的傳熱，使料筒中央部分也有一定的熱量供應，這樣一來，穿過的塑料既能均勻受熱，又縮短了升溫時間。

分流梭還有一個作用，就是增大對塑料的剪切力，使其黏度下降，提高塑化程度。不過，仔細考察分流梭功能之后就可以發現，分流梭亦不能完全克服柱塞式注塑機的固有缺點。

首先，在柱塞行程內，實際上還存在著空筒的弊病，進入料筒的料粒受外熱從玻璃態變為黏流態的過程，仍然缺乏有效的攪拌和混合，反而被推送的注塞壓實，影響熱的傳遞。

其次，大部分分流梭的設計都或多或少地存在著滯流區及過熱區，通過分流梭的熔料在軸向和徑向上仍然存在著較大溫差。所以使用柱塞式注塑機時，工藝參數的調整很重要，特別是對一些熱敏感性塑料及黏度較大的塑料更是如此，如透明聚苯乙烯、聚碳酸酯等。

隨著塑料工業的發展，塑料制品的應用越來越廣泛，特別是大型塑料制品越來越多，柱塞式注塑機就逐漸不能適應這種發展趨勢了。

參考文獻：

[1]陳明深主編. 金屬材料與熱處理（第3版）[M].北京：中國勞動出版社，1985.