关于铁碳合金状态图讲解的几点建议

彭显川

摘要：中职《金属工艺学》铁碳合金状态图的讲解在整个金属材料热处理工艺上非常重要，只要较好掌握了铁碳合金状态图，能详细分析各组织成分才能更好的指导生产实践，教师在讲解这一章节知识的时候一定要结合实践，引导学生思考铁碳成分多少对钢铁材料性能的影响，本文将结合多年教学实际谈一谈个人在教授过程的一些建议。

关键词：金属工艺学铁碳合金状态图讲解建议。

在生产实践中，我们会经常遇到选材和材料热处理等方面的问题，如果选材不当或热处理工艺等不合理，不仅会影响使用，严重的甚至还会造成经济损失或生产事故。而铁碳合金状态图的分析及应用是合理选材及热处理工艺安排的基础。

铁碳合金状态图是在理想状态下，成分不同的铁碳合金组织状态随着温度的变化而变化的图解。此状态图虽然是在理想状态下绘制的，但很精确地指明了在不同的温度区间各组织状态之间的转化及性能的转变，对生产实践加工具有较强的指导意义。然而状态图中组织多而且还很杂，理论性强且不容易熟记，故学生在学习过程中比较难于掌握。那么，怎么在教学过程中让复杂的知识变得浅显易懂，让学生可以在理解的基础上熟记铁碳合金状态图呢？本人就铁碳合金状态图的教学讲授实践经验，提些措施建议。

一、激发学生的学习兴趣，打好学习基础。

常言道“兴趣是我们最好的老师”。金属工艺学课程因概念多、理论讲解多等客观原因，极容易使得学生厌学，铁碳合金状态图这章内容更是枯燥而抽象，没有办法让学生通过实践来获得，不容易让学生接受，那么提升学生的学习兴趣就显得尤为重要，我们在讲解的时候可以很好的利用绪论内容：我国是世界上使用铜、铁最早的国家，通过数据、图片等资料介绍钢铁材料在机械、建筑等领域内的应用，强调学好铁碳合金状态图的重要性。激发学生学习的自豪感。还可以结合日常生活中和金属材料相关的一些知识，采用图片、视频等的多媒体形式展示给学生，让学生对金属材料的形成有一个初步认识，带着问题去学习，这样就可以激发学生的学习兴趣。

二、要善于引导，培养学生的观察和联想能力。

学生要正确识别并能读懂铁碳合金状态图，首先要明白状态图中各字母表示的含义以及它们各自之间的含义。如：F代表铁素体，是碳在α铁（α-Fe）中的间隙固溶体，在727℃时，碳溶量为0.0218%;A代表的是奥氏体，是碳在γ铁（γ-Fe）中的间隙固溶体，在727℃时，碳溶量为0.77%。通过以上信息，我们可以得知铁素体F和奥氏体A的晶格类型以及在某一温度区间的含碳量。这些内容显而易见，但只要我们思考一下，不难发现这样一个问题：在同一温度下同样是碳溶解在纯铁中，铁素体和奥氏体的碳含量却不同，这是否跟它们的结构有关系，它们之间有什么联系吗？这样就很自然地把学生的思维引到之前介绍过的纯铁同素异晶结构转变上来。当碳溶入α-Fe间隙固溶体时，纯铁就变成了铁素体F，碳溶入γ-Fe间隙固溶体时，纯铁就转变成了奥氏体A，铁素体F和奥氏体A之间会不会也发生了同素异构转变呢？进一步引导学生进行知识系统关系之间的联想。结合铁碳合金状态图要利用特征点和特性线进行讲解，这样循序渐进就能让学生有一个比较系统的掌握。

三、提升学生的好奇心理，引导学生带着疑问去学习。

通过前面的分析，我们給学生引出了一系列的问题，比如铁素体F与奥氏体A之间是否存在联系？铁碳合金状态图中有一条GS线（铁素体F转变为奥氏体A的终了线），此线的上方为单一的奥氏体A，此线的下方却是铁素体F和奥氏体A的混合物，这是怎么一回事呢……充分利用学生的好奇心和求知欲，让他们带着疑问来研究分析铁碳合金状态图。通过状态图的层层剖析，自己设置问题，分析问题，讨论问题，解决问题，并从中获取知识。

四、利用生活小常识，将抽象的内容直观化。

铁碳合金状态图中的GS线，此线的上方为单一的奥氏体A，此线的下方却是铁素体F和奥氏体A的混合物。这是因为温度的降低（由912℃降到727℃），在GS线段上发生了组织结构转变，从单一的奥氏体A中逐渐析出铁素体F，并且随着温度不断降低低，析出量越来越多。如果教师这样空洞的讲解，学生可能不容易理解，但如果教师能很好的利用生活常见的一些现象来进行说明，则会简单很多。此处我们可以列举食盐溶解于水的物理现象，当水的温度较高时，食盐全部溶于水中;当水的温度逐渐下降，水的底部会出现白色晶体，也就是食盐，且水的温度越低，析出的食盐量越多。还可以列举类似这样的生活现象来启发学生，这样往往会让学生印象深刻，容易理解，利用生活常识来讲解，就可以让抽象内容直观化，达到事半功倍的效果。

五、充分发挥好多媒体在教学中的作用。

铁碳合金状态图组织复杂，特征点和特征线条较多，教师单靠口头描述进行讲解，学生不太容易理解，所以教师在讲解时可以运用现代多媒体等辅助教学手段。多媒体教学能很直观具体的展示知识点，可以让死板的板书活起来，而且还可以进行动画演示，这样便于学生理解和掌握。比如在铁碳合金状态图里面的各种组织，就可以利用多媒体添加各类组织在显微镜下的图片，使得学生可以更加清晰的看到各种组织的状态和形状，加深印象。教师还可以根据温度和碳含量的变化将各种组织之间发生的转变制作成动画向学生演示，这样就能让学生比较直观和轻松的掌握整个组织结构转变过程。

六、用实践案例来检验理论成果，进一步巩固知识点的掌握。

理论学得够不够扎实，通过实践就可以很好的检验。我们激发学生用所学理论知识来解决实践问题，可以提升学生的求知欲和自我成就感。比如：我们可以通过铁碳合金状态图看到钢的融化和浇铸的温度都比较高，这就直接导致钢材料的晶粒粗大使得性能变差，故我们在铸造生产过程中多使用铸铁材料。然而在力学性能要求比较高的锻造生产中，一般选择锻件材料应具备较好的塑性，且强度要比较低。通过以上两个实践我们可以看出，材料的选择都与含碳量有很大关系，碳含量直接影响钢铁材料的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，这些都与铁碳合金状态图有非常密切的关系。这样就可以让学生更好的巩固理论知识点。

教师合理地运用现代多媒体教学方法，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的好奇心，结合生活实例及生产实际，循序渐进引导学生去思考和探索，让学生能够将书本知识变成自己的知识，并且能够运用这些理论知识去解决生产实践中的问题，这种技能才是我们培养职业学校学生的最终目的。