關于鐵碳合金狀態圖講解的幾點建議

彭顯川

摘要：中職《金屬工藝學》鐵碳合金狀態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圖，能詳細分析各組織成分才能更好的指導生產實踐，教師在講解這一章節知識的時候一定要結合實踐，引導學生思考鐵碳成分多少對鋼鐵材料性能的影響，本文將結合多年教學實際談一談個人在教授過程的一些建議。

關鍵詞：金屬工藝學鐵碳合金狀態圖講解建議。

在生產實踐中，我們會經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濟損失或生產事故。而鐵碳合金狀態圖的分析及應用是合理選材及熱處理工藝安排的基礎。

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

一、激發學生的學習興趣，打好學習基礎。

常言道“興趣是我們最好的老師”。金屬工藝學課程因概念多、理論講解多等客觀原因，極容易使得學生厭學，鐵碳合金狀態圖這章內容更是枯燥而抽象，沒有辦法讓學生通過實踐來獲得，不容易讓學生接受，那么提升學生的學習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容：我國是世界上使用銅、鐵最早的國家，通過數據、圖片等資料介紹鋼鐵材料在機械、建筑等領域內的應用，強調學好鐵碳合金狀態圖的重要性。激發學生學習的自豪感。還可以結合日常生活中和金屬材料相關的一些知識，采用圖片、視頻等的多媒體形式展示給學生，讓學生對金屬材料的形成有一個初步認識，帶著問題去學習，這樣就可以激發學生的學習興趣。

二、要善于引導，培養學生的觀察和聯想能力。

學生要正確識別并能讀懂鐵碳合金狀態圖，首先要明白狀態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間的含碳量。這些內容顯而易見，但只要我們思考一下，不難發現這樣一個問題：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，這是否跟它們的結構有關系，它們之間有什么聯系嗎？這樣就很自然地把學生的思維引到之前介紹過的純鐵同素異晶結構轉變上來。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，純鐵就轉變成了奧氏體A，鐵素體F和奧氏體A之間會不會也發生了同素異構轉變呢？進一步引導學生進行知識系統關系之間的聯想。結合鐵碳合金狀態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生有一個比較系統的掌握。

三、提升學生的好奇心理，引導學生帶著疑問去學習。

通過前面的分析，我們給學生引出了一系列的問題，比如鐵素體F與奧氏體A之間是否存在聯系？鐵碳合金狀態圖中有一條GS線（鐵素體F轉變為奧氏體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圖。通過狀態圖的層層剖析，自己設置問題，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，將抽象的內容直觀化。

鐵碳合金狀態圖中的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線段上發生了組織結構轉變，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象來啟發學生，這樣往往會讓學生印象深刻，容易理解，利用生活常識來講解，就可以讓抽象內容直觀化，達到事半功倍的效果。

五、充分發揮好多媒體在教學中的作用。

鐵碳合金狀態圖組織復雜，特征點和特征線條較多，教師單靠口頭描述進行講解，學生不太容易理解，所以教師在講解時可以運用現代多媒體等輔助教學手段。多媒體教學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，這樣便于學生理解和掌握。比如在鐵碳合金狀態圖里面的各種組織，就可以利用多媒體添加各類組織在顯微鏡下的圖片，使得學生可以更加清晰的看到各種組織的狀態和形狀，加深印象。教師還可以根據溫度和碳含量的變化將各種組織之間發生的轉變制作成動畫向學生演示，這樣就能讓學生比較直觀和輕松的掌握整個組織結構轉變過程。

六、用實踐案例來檢驗理論成果，進一步鞏固知識點的掌握。

理論學得夠不夠扎實，通過實踐就可以很好的檢驗。我們激發學生用所學理論知識來解決實踐問題，可以提升學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圖看到鋼的融化和澆鑄的溫度都比較高，這就直接導致鋼材料的晶粒粗大使得性能變差，故我們在鑄造生產過程中多使用鑄鐵材料。然而在力學性能要求比較高的鍛造生產中，一般選擇鍛件材料應具備較好的塑性，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系，碳含量直接影響鋼鐵材料的強度、硬度、塑性、韌性等力學性能，這些都與鐵碳合金狀態圖有非常密切的關系。這樣就可以讓學生更好的鞏固理論知識點。

教師合理地運用現代多媒體教學方法，激發學生的學習興趣，充分調動學生的好奇心，結合生活實例及生產實際，循序漸進引導學生去思考和探索，讓學生能夠將書本知識變成自己的知識，并且能夠運用這些理論知識去解決生產實踐中的問題，這種技能才是我們培養職業學校學生的最終目的。