關(guān)于鐵碳合金狀態(tài)圖講解的幾點建議

彭顯川

摘要：中職《金屬工藝學(xué)》鐵碳合金狀態(tài)圖的講解在整個金屬材料熱處理工藝上非常重要，只要較好掌握了鐵碳合金狀態(tài)圖，能詳細分析各組織成分才能更好的指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，教師在講解這一章節(jié)知識的時候一定要結(jié)合實踐，引導(dǎo)學(xué)生思考鐵碳成分多少對鋼鐵材料性能的影響，本文將結(jié)合多年教學(xué)實際談一談個人在教授過程的一些建議。

關(guān)鍵詞：金屬工藝學(xué)鐵碳合金狀態(tài)圖講解建議。

在生產(chǎn)實踐中，我們會經(jīng)常遇到選材和材料熱處理等方面的問題，如果選材不當或熱處理工藝等不合理，不僅會影響使用，嚴重的甚至還會造成經(jīng)濟損失或生產(chǎn)事故。而鐵碳合金狀態(tài)圖的分析及應(yīng)用是合理選材及熱處理工藝安排的基礎(chǔ)。

鐵碳合金狀態(tài)圖是在理想狀態(tài)下，成分不同的鐵碳合金組織狀態(tài)隨著溫度的變化而變化的圖解。此狀態(tài)圖雖然是在理想狀態(tài)下繪制的，但很精確地指明了在不同的溫度區(qū)間各組織狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化及性能的轉(zhuǎn)變，對生產(chǎn)實踐加工具有較強的指導(dǎo)意義。然而狀態(tài)圖中組織多而且還很雜，理論性強且不容易熟記，故學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中比較難于掌握。那么，怎么在教學(xué)過程中讓復(fù)雜的知識變得淺顯易懂，讓學(xué)生可以在理解的基礎(chǔ)上熟記鐵碳合金狀態(tài)圖呢？本人就鐵碳合金狀態(tài)圖的教學(xué)講授實踐經(jīng)驗，提些措施建議。

一、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，打好學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

常言道“興趣是我們最好的老師”。金屬工藝學(xué)課程因概念多、理論講解多等客觀原因，極容易使得學(xué)生厭學(xué)，鐵碳合金狀態(tài)圖這章內(nèi)容更是枯燥而抽象，沒有辦法讓學(xué)生通過實踐來獲得，不容易讓學(xué)生接受，那么提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就顯得尤為重要，我們在講解的時候可以很好的利用緒論內(nèi)容：我國是世界上使用銅、鐵最早的國家，通過數(shù)據(jù)、圖片等資料介紹鋼鐵材料在機械、建筑等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，強調(diào)學(xué)好鐵碳合金狀態(tài)圖的重要性。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自豪感。還可以結(jié)合日常生活中和金屬材料相關(guān)的一些知識，采用圖片、視頻等的多媒體形式展示給學(xué)生，讓學(xué)生對金屬材料的形成有一個初步認識，帶著問題去學(xué)習(xí)，這樣就可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、要善于引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和聯(lián)想能力。

學(xué)生要正確識別并能讀懂鐵碳合金狀態(tài)圖，首先要明白狀態(tài)圖中各字母表示的含義以及它們各自之間的含義。如：F代表鐵素體，是碳在α鐵（α-Fe）中的間隙固溶體，在727℃時，碳溶量為0.0218%;A代表的是奧氏體，是碳在γ鐵（γ-Fe）中的間隙固溶體，在727℃時，碳溶量為0.77%。通過以上信息，我們可以得知鐵素體F和奧氏體A的晶格類型以及在某一溫度區(qū)間的含碳量。這些內(nèi)容顯而易見，但只要我們思考一下，不難發(fā)現(xiàn)這樣一個問題：在同一溫度下同樣是碳溶解在純鐵中，鐵素體和奧氏體的碳含量卻不同，這是否跟它們的結(jié)構(gòu)有關(guān)系，它們之間有什么聯(lián)系嗎？這樣就很自然地把學(xué)生的思維引到之前介紹過的純鐵同素異晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變上來。當碳溶入α-Fe間隙固溶體時，純鐵就變成了鐵素體F，碳溶入γ-Fe間隙固溶體時，純鐵就轉(zhuǎn)變成了奧氏體A，鐵素體F和奧氏體A之間會不會也發(fā)生了同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變呢？進一步引導(dǎo)學(xué)生進行知識系統(tǒng)關(guān)系之間的聯(lián)想。結(jié)合鐵碳合金狀態(tài)圖要利用特征點和特性線進行講解，這樣循序漸進就能讓學(xué)生有一個比較系統(tǒng)的掌握。

三、提升學(xué)生的好奇心理，引導(dǎo)學(xué)生帶著疑問去學(xué)習(xí)。

通過前面的分析，我們給學(xué)生引出了一系列的問題，比如鐵素體F與奧氏體A之間是否存在聯(lián)系？鐵碳合金狀態(tài)圖中有一條GS線（鐵素體F轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體A的終了線），此線的上方為單一的奧氏體A，此線的下方卻是鐵素體F和奧氏體A的混合物，這是怎么一回事呢……充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲，讓他們帶著疑問來研究分析鐵碳合金狀態(tài)圖。通過狀態(tài)圖的層層剖析，自己設(shè)置問題，分析問題，討論問題，解決問題，并從中獲取知識。

四、利用生活小常識，將抽象的內(nèi)容直觀化。

鐵碳合金狀態(tài)圖中的GS線，此線的上方為單一的奧氏體A，此線的下方卻是鐵素體F和奧氏體A的混合物。這是因為溫度的降低（由912℃降到727℃），在GS線段上發(fā)生了組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從單一的奧氏體A中逐漸析出鐵素體F，并且隨著溫度不斷降低低，析出量越來越多。如果教師這樣空洞的講解，學(xué)生可能不容易理解，但如果教師能很好的利用生活常見的一些現(xiàn)象來進行說明，則會簡單很多。此處我們可以列舉食鹽溶解于水的物理現(xiàn)象，當水的溫度較高時，食鹽全部溶于水中;當水的溫度逐漸下降，水的底部會出現(xiàn)白色晶體，也就是食鹽，且水的溫度越低，析出的食鹽量越多。還可以列舉類似這樣的生活現(xiàn)象來啟發(fā)學(xué)生，這樣往往會讓學(xué)生印象深刻，容易理解，利用生活常識來講解，就可以讓抽象內(nèi)容直觀化，達到事半功倍的效果。

五、充分發(fā)揮好多媒體在教學(xué)中的作用。

鐵碳合金狀態(tài)圖組織復(fù)雜，特征點和特征線條較多，教師單靠口頭描述進行講解，學(xué)生不太容易理解，所以教師在講解時可以運用現(xiàn)代多媒體等輔助教學(xué)手段。多媒體教學(xué)能很直觀具體的展示知識點，可以讓死板的板書活起來，而且還可以進行動畫演示，這樣便于學(xué)生理解和掌握。比如在鐵碳合金狀態(tài)圖里面的各種組織，就可以利用多媒體添加各類組織在顯微鏡下的圖片，使得學(xué)生可以更加清晰的看到各種組織的狀態(tài)和形狀，加深印象。教師還可以根據(jù)溫度和碳含量的變化將各種組織之間發(fā)生的轉(zhuǎn)變制作成動畫向?qū)W生演示，這樣就能讓學(xué)生比較直觀和輕松的掌握整個組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程。

六、用實踐案例來檢驗理論成果，進一步鞏固知識點的掌握。

理論學(xué)得夠不夠扎實，通過實踐就可以很好的檢驗。我們激發(fā)學(xué)生用所學(xué)理論知識來解決實踐問題，可以提升學(xué)生的求知欲和自我成就感。比如：我們可以通過鐵碳合金狀態(tài)圖看到鋼的融化和澆鑄的溫度都比較高，這就直接導(dǎo)致鋼材料的晶粒粗大使得性能變差，故我們在鑄造生產(chǎn)過程中多使用鑄鐵材料。然而在力學(xué)性能要求比較高的鍛造生產(chǎn)中，一般選擇鍛件材料應(yīng)具備較好的塑性，且強度要比較低。通過以上兩個實踐我們可以看出，材料的選擇都與含碳量有很大關(guān)系，碳含量直接影響鋼鐵材料的強度、硬度、塑性、韌性等力學(xué)性能，這些都與鐵碳合金狀態(tài)圖有非常密切的關(guān)系。這樣就可以讓學(xué)生更好的鞏固理論知識點。

教師合理地運用現(xiàn)代多媒體教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生的好奇心，結(jié)合生活實例及生產(chǎn)實際，循序漸進引導(dǎo)學(xué)生去思考和探索，讓學(xué)生能夠?qū)局R變成自己的知識，并且能夠運用這些理論知識去解決生產(chǎn)實踐中的問題，這種技能才是我們培養(yǎng)職業(yè)學(xué)校學(xué)生的最終目的。