金属材料论文十篇

金属材料论文篇1

1.1一维的研究历程作为机械系统的基本构件的一维纳米结构,其理论和实验研究受到世界范围内的广泛关注.在过去，由于纳米丝的力学实验受到实验环境的制约,在普通的实验室无法进行,然而计算机模拟可以通过原子运动的演化过程展示纳米结构的变形情况及其内在机理,有效弥补了这一缺陷.

1.1.1中国科学技术大学教授倪向贵等众多科学家对纳米铜丝、纳米镍丝、等进行了拉伸过程的模拟实验,重点放在纳米结构与能量应力变化的模拟研究上面,以及表面效应如何影响单晶纳米材料的整体力学和原子运动的各种行为,根据反复的实践和精确的计算，终于研究出了纳米材料的破坏失效原理.这一实验同时也表明通过建立模拟模型和有效的计算方法能非常有效地模拟纳米金属材料在微观方面的变化过程.

1.1.2梁海弋等一批科学家利用EAM原子势函数的相关原理模拟研究了纳米铜丝的拉伸性能.结果表明，截面的变化对直接影响纳米丝拉伸性能.这是由于表面原子松散,纳米丝的表面张应力等综合因素造成的.而且拉伸强度会随着纳米丝截面减小而提高，同时会推迟屈服和增加初始拉伸模量的软化程度.

1.2二维的研究历程在纳米薄膜的制备研究过程中,得出了很多薄膜生长现象,人们需要对其从理论计算上进行科学的解释.日本的Huang等一批科学家对Au原子在MgO表面（100）点缺陷处的团簇生长进行了模拟实验,同时也进行了Au原子扩散聚集对成膜的模拟研究;通过研究得出，原子的几何形状会随着扩散力的不同以及能量的不同而发生变化.我国知名科学家张庆瑜在分子动力学研究的基础上建立了气相沉积原子动力学模型,同时采用MonteCarlo方法对Au外延薄膜的初期生长过程也进行了模拟研究,指出了薄膜外延生长会随基体温度的变化而发生怎样的变化.刘祖黎等一批科学家采用MonteCarlo模型探索出了Pt/Pt（Ⅲ）薄膜生长初始阶段岛的形貌与基底温度之间的具体关系.模型中充分考虑了吸附原子扩散、原子沉积与蒸发等过程,与过去的模型不同的是采用Morse势来计算粒子之间的相互作用,并详细充分考虑了临近和次临近原子所产生的影响.研究结果表明,岛的形貌随基底温度的升高,从一个分形生长到凝聚生长的变化全过程.通过进一步的深入研究表明,岛的形貌和基底形貌两者之间的关系会随着基底温度的升高发生显著的变化,而基底温度低时,岛的形状与基底形貌没有任何关联.

2目前计算机模拟研究需要解决的问题

一般来说，纳米金属材料的计算模拟方法所采用的大多都是原子级模拟技术,它是将纳米金属材料作为数量较多的单个金属原子的集合体,并且将每个金属原子当作彼此独立的研究单元来进行模拟实验,然后通过统计力学和经典力学对其进行规律性的描述,并预测纳米金属材料的微观结构以及功能.但是由于纳米金属材料自身结构非常复杂，以及它对周围环境无法得到迅速的反应,所以目前还无法运用相关的模拟技术来得到理想的答案.本人建议可以从以下方面进行努力：

2.1选定模拟算法在进行纳米金属材料分子动力学的模拟实验中,应当是对包括金属、氧化物、金属氧化物等一系列的多原子体系实验.因为原子间的作用是一个多体效应,在这个效应当中所有的粒子会全部聚集到一起,是无法采用解析的方法进行求解的.这时我们可以选用有限差分方法来进行求解,目前运用的最多的包括：蛙跳法、预测-校正算法和Verlet算法三种类型.值得注意的是，虽然目前的计算机技术发展迅速,但是纯粹依赖提高单个CPU的计算速度根本就不能满足越来越繁琐的计算需要,鉴于此，我们可以考虑进行并行化进行计算，这样会更加有效.

2.2要充分考虑粒子间的相互作用微观粒子的运动本来是需要使用量子力学来进行描述的,但纳米金属材料的结构与性能往往会涉及到大量微观粒子而且还是多体作用,因此用量子力学第一性原理来对粒子间相互作用求解并非易事,而绝大多数模拟认为粒子的运动遵循牛顿力学规律,因此可以考虑采用半经验的原子间相互作用势来对粒子间的作用进行描述.一般来讲，势函数是否可靠决定了一个分子动力学模拟能否成功.原子或者离子间的相互作用势越复杂、拟合性质越多就越与实际的相互作用接近,不过越复杂的相互作用同时也会加大计算量和模拟量,因此在构建或使用原子间相互作用势的过程中,应根据所要研究的问题的具体情况,选择既能反映相互作用的本质,又可以在计算上切实可行的相互作用势.

2.3处理和分析模拟结果找到一种合适的分析模拟结果的方法对于计算机模拟来说是至关重要的.通常情况下，模拟的轨迹文件只包含了各个粒子的位置、速度和力的相关信息,因此一定要对这些信息进行有效的处理以后才能得到想要的物理量.而计算机模拟走向应用的关键之处在于，找到合适的方法处理结果,将宏观现象与微观轨迹进行有机联系.模拟结果的处理无疑会是一个非常复杂的过程,其重点问题是要从MD模拟的轨迹文件中讲可与实验直接比较的统计量提取出来.除此之外,轨迹中的坐标信息对于分析结构体系信息也十分重要,而这却是非常耗时的工作过程.

3结束语

金属材料论文篇2

【关键词】金属过敏反应

国外已有不少报道有关口腔修复的病人发生对某些金属过敏的病例，特别是以镍过敏的病例数最多［1～5］，因此，在众多的牙用金属材料中确定过敏原，避免使用含有过敏原的金属材料是非常重要的。作者使用斑贴试验的方法，选择常用的7种金属材料做变应原，对243例进行了检测，报告如下。

材料和方法

7种变应原是由北京医科大学怡达技术装备厂生产的1%氯化钴、1%硝酸钛、2%硫酸银、2.5%氯化镍、2%氯化铜、2%氯化铬、1%氯化钯，用基质凡士林做对照。选择243例自愿受试者(其中男102例，女141例)作为试验对象，将上述物质置于斑试器上，用酒精清洁受试者背部脊柱两侧皮肤，待酒精挥发后，用不致敏的胶布将斑试器固定，轻轻按压排除空气使之贴紧，保持48小时，告诉受试者不要擦洗弄湿该部位，除非很痒或疼痛，不可过早去除斑试器。

结果

测试部位皮肤出现红斑、浸润、丘疹、水疱者判为阳性，无反映者为阴性，结果见附表。7种金属中镍的阳性率最高，男性为3.9%，女性为9.2%，经统计学分析，P＜0.05，有显著性差异。钴、银、铜、钯的阳性率男女间无明显差异。

附表243例皮肤斑贴试验阳性结果及阳性率

性别人数镍钴银铜钯铬钛

男1024

3

2

1

2

00

阳性率%3.922.941.950.981.9500

女14113113300

阳性率%9.220.710.712.122.1200

讨论

一些特定牙科材料可引起延迟性过敏反应［6］，其机制是口腔内溶出的金属离子与粘膜蛋白结合而致敏，再次接触同样金属时，就会发生过敏反应。但口腔粘膜与皮肤相比，由于唾液的稀释，消化及冲洗作用，引发过敏及炎性反应较少。口腔粘膜的过敏表现为粘膜的炎性水肿、短暂性水疱，水疱破后形成糜烂及溃疡面。Hildebrand等总结了已发表的139例对牙科充填体发生过敏的病例，其中99例表现为局部龈炎和口炎，33例病人发生全身及远处症状。Suzuki对275例斑贴试验有阳性反应的病人口内充填体进行检测，其中有161例病人查到变应原，有高度变应原性的5个元素是汞、镍、锡、钴、铬［7］。

皮肤斑贴试验是一种很好的确定不同金属敏感性的方法，在口腔治疗后产生金属过敏，不论病人是口内或非相关的身体其它部位出现症状，均应通过皮肤斑贴试验检查是否有变应原性牙科材料的存在。确定含何种抗原金属后采用抗原脱敏疗法，或去除该修复体并注意今后不再使用抗原金属材料，在日常生活中也不接触抗原金属。

作者单位：王尊一（100081北京医科大学口腔医学院）

胡晓阳（100081北京医科大学口腔医学院）

宋昕（100081北京医科大学口腔医学院）

侯金梅（山东医科大学口腔医院）

参考文献

1，BurrowsD.Hypersensitivitytomercury,nickelandchromiuminrelationtodentalmaterials.IntDentJ,1986,36:30.

2，JonesTK,HansenCA,SingerML,etal.Dentalimplicationsofnickelsensitivity.JProsthetDent,1986,56:507.

3，AI-WaheidiEMH.Allergicreactiontonickelorthodonticwires:Acasereport.QuintessenceInt,1995,26:385.

金属材料论文篇3

关键词：无机非金属材料专业；毕业论文；撰写；指导

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）25-0271-02

本科毕业论文是完成本科教学计划，实现本科培养目标的重要阶段，是人才培养不可缺少的重要环节[1]。与其他专业相比，无机非金属材料专业具有如下特点：①工作量大。该专业的学生通常选题为陶瓷粉体、混凝土、纳米材料等方向，而上述材料的制备需要进行系统的实验方能获得较为理想的结果。在制得产物后，需要借助分析仪器进一步对材料的物相、形貌等进行一系列的表征，方能确认实验产物。有时还需继续研究产物的性能；②结果具有不确定性。虽然依据已有文献，可大致推断出生成产物，但在实验时往往采用新的方法或者对原有的工艺进行改进，因此实验过程是全新的，只有通过分析仪器的检测方能最终确定实验产物的实际组成及形貌，故而经常会出现实验结果与预期不尽相同的情形，需要补做实验或对数据进行深入的理论分析。无机非金属材料专业的毕业论文是完全依赖实验结果而成文的，实验结果的好坏直接决定毕业论文的质量。因此，在选题后如何开展毕业论文的实验、制得产物后如何进一步对其进行检测与表征、获得实验数据后如何进行毕业论文的撰写，是无机非金属材料专业的本科生需要重点学习和掌握的，也是指导教师需要重点把握和指导的内容。本文从高校无机非金属材料专业本科毕业论文指导的三个方面：毕业论文实验、数据分析、论文撰写分别作以介绍，并对无机非金属材料专业毕业论文撰写中常见的问题进行分析。

一、毕业论文实验

由于选题决定了整个毕业论文的方向和内容，在进行选题时，需要指导教师提供一个大致的研究方向与课题，让学生下载相关文献阅读，在短时间内对课题的可行性、可操作性进行评估，并依据自身的水平判断自己能否胜任。有的课题在设计之初就是探索性的实验，需要学生的积极配合与主动参与。如果是一个前沿性的课题，可参考的文献比较少，学生觉得开展实验有困难，则对其完成论文将是一项不小的考验和挑战。因此，需要指导教师与学生共同探讨，确立一个合适选题[2]。在对课题进行充分调研的基础上，使学生了解课题的意义与价值，熟悉国内外研究进展情况，详细掌握本课题材料的常用制备方法或者本制备方法制备过哪些材料。通过前期调研，制定符合学生和实验室情况的实验方案，并严格按照进度计划开展实验。在实验时，要求每个学生必须准备一个实验记录本，详细记录每次实验的日期、试剂及用量、使用仪器条件、实验过程、反应现象、产率等数据，以备实验结果出现问题或需要重复结果时有依据可查。应指导学生规范操作，比如使用易挥发、腐蚀性强、有毒物质必须带防护手套，并在通风橱内进行，中途不许离岗等等。只有在规范的操作下，才能得到正确的实验结果。任何一个步骤的疏漏，都会导致结果的偏差。例如，在纳米材料的制备过程中，通常应该使用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次，而有个学生为了节省时间只用去离子水和无水乙醇各洗一次，当制备完样品进行检测的时候，发现反应原料残余的离子没有洗净，影响了产物的纯度，导致该学生耗费了更多的时间来补做实验，重新检测。不仅耽误了实验进度，浪费了实验试剂，同时也增加了检测费用。这一方面是由于学生态度不够认真，操作不规范导致的，另一方面也督促指导教师，需要随时把握学生实验进度，在关键的操作环节予以指导和点拨，这样才能保证前期实验结果准确，实验按照设定的计划完成。

二、数据分析

对于无机非金属材料专业来说，通常需要借助于X-射线衍射、差热―热重分析、红外光谱、扫描电镜、透射电镜等检测手段对材料进行表征。其中，前三种检测手段的数据通常是以“.CSV”格式提供的，需要使用Origin软件绘图；后两种检测手段的数据通常是以照片形式提供的，但有时由于技术原因导致照片不够清晰等，需要掌握photoshop软件的相关应用。在性能检测后，大部分实验数据都是以图表的形式体现在毕业论文中的，需要教会学生使用相应的操作软件。下面分别对各软件涉及数据处理的使用要点作以简单介绍。

1.Origin使用要点。Origin的使用教程有很多，可让学生自行下载学习。在毕业论文撰写的过程中，需要向学生强调图片格式的问题，例如做出的图片如何插入文档等。在Origin绘图后，通常会出现一个只有左侧坐标轴和下部坐标轴的图形，坐标轴刻度向轴外。大多数学生在将图插入文档时往往忽略了这一点，没有注意到图形没有四周的边框和刻度问题，直接将图片粘贴到文档里，导致图形格式不够规范。因此，需要在Origin中将坐标轴设置好。

2.HighScore使用要点。在X-射线衍射检测后，指导教师可让学生使用Origin绘出产物的谱图，并与参考文献中理论产物的数据进行比较。如果无杂峰出现，且衍射峰出峰位置、相对强度与参考文献均一致可直接认定产物；如果是未知产物，只知道物质中所含的元素，通常使用“HighScore”软件进行物相匹配，获得产物的晶相结构。在出现的一系列与产物衍射峰相匹配的卡片中，选择与理论产物最为接近的即可。若为混合物，则应逐个点击出现的卡片进行对比分析，确定衍射峰的归属。

3.Photoshop使用要点。使用扫描电镜、透射电镜检测样品后，当噪点较多或者是对焦不准确使照片不够清晰，对比度较差时，可使用Photoshop对照片进行简单处理。首先，打开图片后，选择工具栏上的“滤镜”―“杂色”―“蒙尘与划痕”（一般选默认值即可）―“好”；其次，选择工具栏上的“图像”―“调整”―“曲线”―按住曲线中间黑点进行调节，至满意为止―“好”。此外，还可用Photoshop将图片加上标尺等。

三、论文撰写

1.绪论。绪论部分需要查阅大量的参考文献，指导教师需向学生强调应查找最新的、与课题紧密相关的中文及外文文献，包括专著、资料等，查阅的资料要有学术性、前沿性、理论性。直接查阅的文献不应少于10篇，在撰写绪论部分时要紧扣论文题目，注意行文逻辑顺序，通常按如下层次撰写：①引言：介绍研究内容及其作用（意义）有何价值及应用；②国内外研究进展：该项工作（或者该项方法等）目前在国内、国外的研究进展情况，存在哪些不足或在哪些地方尚需改进；③本课题阐述：介绍该项工作目前在哪些领域进行了应用，或该方法目前已应用在哪些材料制备中；④本文的研究目的与内容。

2.材料与方法。在本科生的毕业论文中，通常可将材料与方法单列一章，详细介绍本实验使用的试剂、仪器及样品制备及检测方法。若论文研究内容较多，在制备不同条件下样品时，使用的仪器与试剂有较大变化，需要各列成章，则“材料与方法”内容可放入各章中分别介绍即可。

3.结果与讨论。此部分为整个毕业论文的核心部分，不仅是对前期实验结果的一个汇总，更能够体现本科生进行数据分析的能力。因此，需要学生考察不同条件下样品的性能进行比较，从而得出最佳条件，并将绘制好的图片放入，对其中的数据进行分析、比对。

4.结论。结论部分往往是提纲挈领的，是对整个实验结果讨论后的升华与凝练。结论部分反映出学生的论文工作是否有意义，对其他实验是否有借鉴作用。

5.摘要。论文的摘要是整个论文画龙点睛的部分，需要重点介绍：课题的意义、实验方法、实验现象、结论。通常摘要部分应该在完成前面几部分内容后最后撰写。在论文撰写过程中应力争做到“三符”：符合格式规范、符合认知顺序、符合严谨行文。

四、毕业论文撰写过程中的常见问题

1.实验记录不清。在刚开始做实验的时候，很多学生能够把实验数据记录得很好，但是随着实验的开展，由于忙于实验操作，往往就遗漏了数据的记录，导致数据记录不详尽。因此，需要指导教师反复向学生强调做好实验记录的重要性，并定期进行检查。

2.格式不够规范。格式规范的毕业论文，不仅能够准确反映论文的真实数据，同时也是学生自身综合素质的体现，很多学生的毕业论文中存在角标不规范、标题格式不正确、参考文献引用混乱等问题，因此，需要引导学生在撰写论文的过程中养成良好的习惯，认真检查每一处错误。

3.理论深度不足。通过专业课程的学习以及毕业论文实验的操作后，大部分本科生没有将各项知识融会贯通的能力，因此，在数据分析时，需要教师加大力度指导，使学生知其然知其所以然，从而加深对课题意义和价值的进一步理解。

总之，在无机非金属材料专业毕业论文撰写的过程中，需要指导教师全程指导、用心指导。高质量的本科毕业论文不仅仅反映了学生的综合能力，也体现了学校的整体教学水平。广大论文指导教师都应重视这项工作，不断积累经验，集思广益，从而推动学校教学水平的进一步提高。

参考文献：

[1]孙洁.英语专业毕业论文的撰写指导及问题探讨[J].时代文学（双月版），2007，（4）：230-231.

金属材料论文篇4

1）由于化学成分不达标或是焊接过程中元素烧损造成焊缝金属化学成分发生变化，或是造成焊缝组织不符合要求。会造成焊缝的力学能力下降，进一步影响接头的耐蚀性；2）焊接时常常出现氢气孔，是由于坡口清洁不到位，有余留的水分和油污或是焊接速度过快电弧过程等原因产生的；3）由于焊条角度不恰当或是电流过大等导致的焊缝边缘的凹坑，有时候未能及时填满填充金属也能造成咬边。咬边降低了金属材料的使用面积，同时减少了结构的承受抗压力，还会造成反作用力集中，形成裂缝。

2金属材料焊接中的防治措施

金属材料焊接过程中容易出现各种缺陷，由此导致金属材料质量难以保证，因此，针对金属材料焊接中的缺陷采取相应对策具有重要意义。

2.1防止裂纹的措施严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，做好对焊条的选择工作，酸碱性要分辨清楚，可将焊条放入保温箱中，防止受潮，随焊随取。还要对接口进行认真彻底的清洁，确保没有水分、油污或是锈迹残留。在焊接过程中，多采用小电流，按多层、多焊道执行，有效避免焊缝交界处产生裂纹。同时对焊缝形状系数适当提升，减小焊接的应力。

2.2防止未焊透、未熔合的措施在焊接前，正确选取坡口尺寸和角度，对于焊条直径按照规范标准进行选择。还要恰当的选择电流的大小和焊接的速度。焊接中，适当摆动运条，并且在融合过程中，集中注意力，密切注意两侧情况变化。确保一切过程按照正确的焊接技术，严格按照施工规范执行。

2.3防止夹渣的措施首先要注意焊条，如果选择酸性焊条，就要适当加大电流；如果用的是碱性焊条，就要控制电弧的长度，不能太长，因为电弧过长容易出现夹渣。还要规范确定坡口角度以及使焊接速度保持在可控范围内，不可过快。

2.4加强焊工的技能加强对焊工基本技能的培训，包括在选取所用材料以及施工环境，或是施工过程中所采取的姿势、控制等专业知识，确保在无外力作用下，焊接工作的有序进行，也能进一步减少焊接过程的缺陷。同时加强焊工的自检自控，对于不专业不合格的焊工进行培训，严格把控焊工的素质和技能达标。

2.5其他综合措施还有很多其他的综合措施，例如，密切注意施工环境，气温低于零度时，对于材质采取必要的余热措施、现场建立合理的施工清洁区、定期对于装备进行检查和修补、正确处理钨丝灯的打磨角度以及焊接停留时间、严禁管内有风穿过，将顶端进行堵塞，同时要保障施工环境时常通风，使空气湿度低于90%、以及保持氩气浓度不小于99.99%等措施。

3结论

金属材料论文篇5

金属材料热处理节能新技术的应用也是需要一定的技术指导的，在工业生产中一些企业缺乏这类的专业人才，即使在一些企业中存在专业人才也都是一些年纪比较大的老工人，对于企业来说，缺少一些新鲜血液的注入，专业的技术人才非常匮乏。近年来，金属材料热处理的企业在不断的增多，对于人才的需求量也在不断的增大，因此专业人才的匮乏是目前金属材料热处理节能新技术应用受阻的原因之一，培养专业技术人才，促进企业生产发展成为目前首要解决的问题。

2金属材料热处理节能新技术的应用

2.1化学热处理薄层渗透技术在工业生产当中，热处理技术是一些金属材料的性能得到保障的前提基础，就目前的情况来看，化学热处理薄层渗透技术是应用比较广泛的一种技术手段，在传统化学概念当中，化学元素深入金属表层会严重的影响金属材料的性能，但是这一技术的运用，打破了这一传统的观念，从技术手段方面得到了突破。在传统的热处理技术当中，加热的时间通常都是比较长的，长时间的加工过程自然会造成耗电量的增加，并且也会产生一定的污染。为了改善这样的状况，运用化学热处理薄层渗透技术能够有效的缓解，实现高效节能的目的，相对于之前的技术手段来说，新节能技术的应用能够节约大量的电能，并且相比于传统生产来说能够极大的提升生产效率。实现了低成本、高效率的生产目的，并且对于环境的污染也是比较小的，从节能减排到环境污染等多个方面来说都具有重要的意义。

2.2激光热处理技术激光热处理技术主要是运用激光束对金属表面进行合金化或者是硬化处理，高功率高密度的激光束能够改变金属表面的性质，这是其他传统技术手段做不到的。激光具有很强的穿透性，能够使金属的表面快速的达到临界熔点，进而金属表面就会发生变化，逐渐的硬化。经过激光改变过后的金属表面特性一般都是比较优良的，硬度会得到很大程度上的提升，耐磨性也会增强，另外金属组织的细密程度也会发生相应的改变，这对于金属来说是难得的改变，能够有效的提升金属产品的性能。在传统金属热处理加工过程中，一些特殊部位的处理通常是一项比较困难的工作，利用激光热处理技术就能够轻松的解决这一问题，对于一些管孔、微小的区域或者是深沟等特殊部位也能够进行硬化。在热处理过程中计算机技术的运用也极大的提高了整个加工过程的自动化程度，使得生产加工的过程更加数字化、智能化，机械控制处理的过程中更加有利于节能的实施。

2.3真空热处理技术对于金属部件来说，最常见的问题就是金属的氧化问题，企业在生产过程中也重点的考虑这一问题，运用真空热处理技术能够在无氧介质的条件下对零件的内部进行处理，避免零件内部出现氧化的现象。运用真空热处理技术能够省去大量的生产设备，生产过程所用的时间可以变得更短，另外高新技术的运用能够极大的缩短生产的周期，能够有效的提升生产效率。借鉴国外的先进经验可以知道，真空热处理技术的运用是比较先进的技术手段，通常在将抽成真空的部位冲入一些惰性气体，惰性气体的性质比较稳定，不容易与外界的物质或是气体发生化学反应，是一种很好的填充气体，在真空技术当中常用的就是对流传热方式，这种方式使得加工的速度更加迅速并且均匀。

2.4振动时效处理技术振动时效处理技术的应用主要是为了能够使加工的金属器件更加的稳定，无论是在外形上还是使用寿命上进行进一步的巩固，防止在使用过程中发生变形或是开裂的现象。在传统的工艺当中，采用的方法就是利用热处理炉进行低温的长时间加热，这样做虽然能够起到稳定性能的作用，但是所需的时间比较长，耗费的成本比较高，对资源以及生产效率来说都是非常不利的。振动时效处理技术的运用是在传统工艺的基础上进行了全新的改变，主要是利用了不同频率的谐波达到共振来实现的，由计算机控制，这样的时效加工过程能够极大的节省时间，并且周期比较短可以节省大量的电能，最终的加工效果也是比较好的。

金属材料论文篇6

【关键词】金属材料与热加工基础 课程教学 改革与实践

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）09-0061-01

金属材料与热加工基础是机械类专业初期所学的一项基础性课程，该课程研究的是金属材料与材料热加工工艺的发展问题。金属材料、功能材料以及其他新能源材料在使用性能上都存在明显不足，所以在教学中应系统整合并对教学模式进行加工处理。

一 课程定位与教学目标的设定

金属材料与热加工基础教学课程存在三大基础内容：金属材料解析、热加工工艺研究以及机械加工工艺发展。在这些内容中，如何让学生掌握热处理技术是关键。热处理作为一种物质载体性能非常好的机械加工模式，其教育价值显著。所以针对高职大专类院校而言，应当切实落实相关教材项目，将课程定位侧重于机械类、工程类专业内容，以理论知识为主、实践活动为辅的教学模式开展教学项目。同时，教师还应积极引导学生选用正确的学习方式，告知学生如何针对不同金属材料选用不同的热加工方法，提高学生对热处理技术的掌握能力。

教学目的主要表现在两方面：（1）让学生熟练掌握各金属材料的应用性能，并结合实际操作情况对技术的应用重点、难点进行深度剖析；（2）锻炼学生的思考能力，让学生在了解金属材料、热加工处理技术基础知识结构的同时，培养其发现问题、解决问题、思考问题的能力。

二 课程内容与特点

金属材料与热加工基础教材内容主要表现在四个方面，从介绍金属材料、成分、组织、结构角度让学生充分掌握铸、锻、焊等加工工艺，同时学生在记忆相关知识的基础上，还应选择恰当的热加工工艺。材料的基础内容以及应用性能对热处理技术的影响作用极大，如果材料在热处理技术实施过程中出现变形现象，学生应根据具体问题具体分析，选用恰当的金属材料进行热处理分析。金属材料与热加工基础涵盖的内容较为宽泛，知识结构复杂，术语概念多，教师应充分利用实践活动，帮助学生理解晦涩难懂的理论知识，使学生在感受到其规律性、实质性特征的同时，深入知识组织结构中，找到有效的学习方法。

三 教学实践与改革建议

金属材料与热加工基础教材中突出的是金属材料选用与热处理技术两方面内容，两种不同知识体系是存在一定关联性的，教师在进行教学改革时，应抓住两种知识体系的关联性，以金属材料成分、状态、组织、性能四个要素为主要基础内容，增加教学内容的实践性。

1.规范教学行为

在进行课程调研过程中，金属材料与热加工基础专业课程的教材理论体系发生了很大的变化，鉴于其特殊的教育地位和作用，教师在进行学科研讨时，应针对具体教材知识体系改革问题，进行具体研究，并围绕新修订的教学目标和任务，创建具有高效性的教材编撰计划，引入先进教学思想，将新型金属材料内容编入教案中，突出教材的实践作用，让学生在枯燥乏味的理论学习中尽快掌握知识。

2.整合教学内容，体现应用价值

教学目标和任务确定之后，教材还应从知识体系上进行调整和修复，对讲授难点、重点问题进行深度剖析，挖掘其与实践活动的关联点，抓住教学重心解决教育难题。同时，突出新技术、新工艺的特点，整合书面教授与实践活动的教学内容分配比重，尽可能结合实际工程内容。

3.丰富教学资源

运用生动的教学影像资料，直观展现金属材料的使用性能以及热处理技术的应用重点，可以有效帮助学生掌握、记忆金属材料性质以及热处理技术相关内容。教师还可根据教学进程表，实时调整教学内容，或将教学课件以多媒体文件的形式传到校园BBS系统平台上，方便学生及时查阅、学习。

四 结论

虽然通过课程教学改革可以提升教学效果和质量，但教学建设的滞后依旧不利于机械类专业教学的发展，所以应及时更新教材，加强新型教学设施建设，从而提高教学水平、学术水平和工程实践能力。

参考文献

[1]徐道芬、杜春平.《工程材料与热加工工艺》课程教学改革浅析[J].广西轻工业，2012（23）

金属材料论文篇7

关键词：热处理 工艺 技术 展望

前言

金属材料热处理工艺繁复多样，热处理的技术也变化多端，就现代科技技术发展来看，金属材料热处理有着许许多多的方式，但是从其根本性质上来说，行内人士往往将其分化成两大步骤，即组织内部结构改变以及表面结构优化，无论是何种新兴工艺、何种变革技术，也无论是改变金属材料的外表组织，还是改变材料的内在结构，所有的工艺以及技术都是围绕着这两大核心步骤开展的，所以在本文当中，笔者针对两大核心步骤，针对具体的问题，进行了核心的分析。

1.金属材料热处理新工艺与技术

1.1热处理新工艺

近年来热处理新工艺不断涌现。例如，离子束表面改性，其优点是不改变金属表面化学成分，尺寸无明显变化，不需化学用剂，也不会产生有害气体；强烈淬火技术可避免钢件开裂，减少畸变，显著提高钢材力学性能，延长零件的使用寿命；环己烯渗碳，此技术的优点是工件十分干净，可避免晶界氧化，齿根硬度可达到节圆齿面硬度的90%以上，渗剂用量很低，渗层均匀，工件畸变小，可提高渗碳温度；铝合金的热等静压固溶时效复合处理可消除铝合金铸件孔隙和缩短工艺周期，降低生产成本，同时提高铸件的力学性能；微波渗碳可使热处理工艺实现更精确。

1.2热处理新材料

目前，热处理新材料主要是生态淬火剂。所谓生态淬火剂就是以植物油为基本加入添加剂的天然淬火油。常用淬火剂的有水、盐水、熔盐、冷热矿物油和聚合物溶液，还有Ni3Al金属间化合物和APM和APMT合金。Ni3Al金属间化合物是一种新型炉内抗渗碳耐热构件材料。采用Ni3Al构件可以减少炉子维修次数，缩短工艺周期，提高热处理工件寿命、提高渗碳温度、节能效果显著，但是因为其脆性大未得到实际应用；APM 和APMT合金是用A-1粉末通过热等静压、烧结和深拉延出来的。用AT1合金制造的电热和燃气辐射管比一般耐热合金能经受双倍的热流。

1.3新传感技术

最新发展的传感技术有氧探头Oxymess，用于渗氮和氮碳共渗氮势测控的TiO2氧探头；氮势传感器HydroNit，跟踪渗氮过程的传感器KiNit；测控淬火槽工作状态的Fluid Quench 传感器；气冷淬火的Heat Flux传感器；真空渗碳碳势传感器等。

2.金属材料热处理工艺与技术的展望

现代的金属材料热处理工艺经过多年的发展已然成型，现在最为主流的热处理新工艺主要包括有以下四种：可控气氛热处理、形变热处理、表面气象沉积技术、真空热处理技术，这些技术都有其自身的优点以及缺点，由于篇幅有限，笔者仅对可控气氛热处理进行分析，对其优劣程度进行探讨，希望在一定范围内对金属材料的技术进行展望。

可控气氛热处理是近年来成熟的金属材料热处理技术这一，是一种通过对炉内的气温控制从而控制金属材料热处理程度的方式。也是一种通过还原、渗碳等方式从而改变金属材料表面组织的经典方式之一。工艺当中所提到的保护气氛，是一种可控性的能够有效防止金属表面氧化损耗的气体介质，可控气氛有着以下五项优点是：第一，优化金属材料表面，通过可调控的方式，调控便面的完善功能，从而控制刚性程度以及柔性程度的完美融合，从而保障金属材料表面的优越性；第二，对钢件金属材料的保护程度大大提升，由于钢件材料在热处理加工的过程当中氧化严重脱碳程度超标，所以一般的热处理工艺无法最大程度的保障钢件材料的表面刚度，而可控气氛热处理却能完美的做到这一点，不仅能够起到保护作用，甚至是能完美的避过这一缺点；第三，由于是对金属材料的表面处理，所以无论是在抛光的光亮程度，还是工件的具体尺寸要求，都实现了可调控性能，最大程度的保障了工件的尺寸精度；第四，在其他热处理工艺实践过程当中，渗碳都是按照比例进行调控施工的，但是比例只能在理论上确保金属材料表面的完善，却无法做到可调控，也就是所一旦施工当中出现误差，那么就会破坏金属材料便面的渗碳，而可控制气氛热处理却能够在技术操作的过程当中完善这一点，从最大程度上做到了过程可调控；第五，完全实现碳穿透处理，不仅改变了表层的结构，还改变了深度组织结构，使热处理加工工艺更加完善。在可控气氛热处理当中，还有一种吸热式气氛热处理工艺，它的主要施展对象是高碳钢继进行保护。

综上所述，我们可以在现有的金属材料热处理技术当中找到其未来将要发展的方向，第一无论是对组织内部的改变还是对表面化的处理，可控制是其发展的第一要素，第二金属材料通过热处理成型容易，但是一旦进行深层次加工也就是所谓的“精艺工件”加工，就无法改变其材料本身所带来的具体特性，所以未来的发展方向已定要在可调节成品工件上下工夫，第三，尺寸以及完善的工艺程度是金属材料热处理的最主要追求，所以作为作为现代化的生产工艺来说，一方面要保障精准程度，另一方面要保障经济程度，第四上文所提到的可控气氛热处理只是现代金属材料热处理的工艺之一，其发展虽然普及但是却主要做用于钢件的热处理，局限性很大，所以在未来的金属材料热处理的发展过程当中，还应当针对具体材料对热处理工艺进行改进，争取将金属热处理工艺与技术普及到全方位的领域当中。

结束语

通过现代技术的不断进步，金属材料热处理的工艺以及技术逐渐的靠向调整组织结构、控制表面处理两大方向。从根本上说组织结构调整在于上文中所提到的四大步骤，这是从内部结构调整金属材料的最好方式，比如通过控制钢铁的加热温度，将金属原本的缺陷得以弥补，也可以提高钢铁的硬度和韧性，而表面处理也是类似的，一般就是：渗氮、渗碳、渗氮共渗等几种工艺方式，将这些技术作用于金属材料热处理的表面，从而改变其表面构架，所以在未来的金属材料热处理发展当中，正确的方向应当是满足内部稳定、构建外部优化的发展模式。

参考文献：

[1]刘培生，李铁藩.多孔金属材料的应用[J].功能材料，2001，32（1）：12～15

[2]王燕.长征纳米金属材料[J].金属功能材料，2004（2）：10

[3]樊东黎.热处理技术进展[J].金属热处理，2007，32（4）：1～14

金属材料论文篇8

英文名称：Journal of Materials Engineering

主管单位：中国航空工业第一集团公司

主办单位：中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院

出版周期：月刊

出版地址：北京市

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种：中文

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本：大16开

国际刊号：1001-4381

国内刊号：11-1800/TB

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1956

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CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

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金属材料论文篇9

[关键词]无机非金属材料 应用 发展

中图分类号：TB321 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0111-01

随着我国经济的不断的发展，各个领域对于能源的需求量不断地增大，无机非金属材料在各个行业的发展中的重要作用越来越凸显，无机非金属材料的良好的发展将对于我国经济发展有着非常重要的作用，所以要加快无机非金属材料的研究开发，为我国国民经济的发展做保障。

一、无机非金属材料行业的特点

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。

（1）在晶体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类？材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。

（2）无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，通常把它们分为普通的和先进的无机非金属材料两大类。

普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

特种无机非金属材料的特点是：①各具特色。例如：高匮趸物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质等。②各种物理效应和微观现象。例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热-电、压电材料的力-电、气敏材料的气体-电。③不同性质的材料经复合而构成复合材料。例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。

（3）传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料；耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切；各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大，用途广。其他产品，如搪瓷、磨料（碳化硅）、铸石（辉绿岩）、碳素材料、非金属矿（石棉、云母等）也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。

二、无机非金属材料行业存在的问题。

（1）基础研究和关键技术落后。我国无机非金属材料产品等级低。在传统无机非金属材料中，无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。中国的无机非金属新材料是从试制起步的，发展过程也主要是随从于型号的需要进行。由于时间、人力的限制，加之中国长期以来对基础研究重视不够，投入较少，无机非金属材料的系统的基础非常薄弱。

（2）材料性能低、品种少、生产质量不稳定。虽然中国已基本建立了无机非金属材料的研究、开发与部分产品的生产体系，但材料的品种尚不齐全，一些重要工程的关键配套材料还需进口。产品性能低、质量差的问题仍然存在，而且在进行批量生产时质量不稳定、成品率低、效益差的问题严重。

（3）制备技术落后，资源利用率低。我国无机非金属新材料工业，不但制备技术落后，而且生产能力低，生产效率低，直接影响高科技产品质量、成本、能耗等三个方面。在资源的消耗方面，水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采，往往未能充分利用资源，从而造成了极大的浪费。

（4）技术装备落后。我国企业现有生产线单线生产规模小，落后工艺大量存在。在建筑材料的生产过程中，需要消耗大量的能源。中国无机非金属新材料制备技术与装备明显落后，造成研制周期长、新产品发展困难，预研成果不能及时进入工程化研究，即便生产也会出现成品率低、规模小，经济效率差等问题。

三、无机非金属材料的未来发展趋势。

近些年，随着科学技术的进步，无论是传统无机非金属材料，还是新型无机非金属材料都有了一些新的发展趋势。

（1）生态与环保意识加强，建立科学的评价体系，实现可持续发展。

西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取了许多重要措施。世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。生态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。目前，许多国家正在进行“生态城市”的建设与实践，推广建筑节能技术材料，使用可循环材料等，改善城市生态系统状况。由此，提出了绿色建材、环保建材与节能建材的概念，并开展了大量的研究与实践工作。与西方发达国家相比，我国还存在很大的差距，特别是缺乏立法支持与技术标准的指导以及相应组织的管理与监督，使我国的传统无机非金属材料工业发展还有很大的提升空间。面对资源和环境对我国经济发展的严峻考验，国民经济的可持续发展战略显得愈加重要。

（2）向着节能、降耗的方向发展。

传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户，在世界能源口益短缺的今天，如何生产节能、降耗，以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用。向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。低寿命设计、大量重复建设已经严制约城市建设的发展。现代化建筑需要高性能建筑材料的支持，而提高建筑的耐久性又对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。

（3）单线生产能力向大型化发展。

尤论是水泥工业、玻璃工业，还是陶瓷工业，单条生产线的生产能力有大型化的趋势。生产线的大型化可以有效提高产品的质量，降低能源消耗。

（4）向着智能化方向发展。

建筑的智能化需要建筑材料的支持。随着技术的进步和生活水平的提高，建筑材料的安全性智能诊断等智能技术将更多的应用于建筑中。

（5）向着复合化、多功能化方向发展。

金属材料论文篇10

关键词：冷脆转变，脆性断裂机理，低温脆断

 

1.前言

钢的低温脆性断裂是钢结构最危险的破坏形式之一，原因是断裂瞬间发生，断裂时无明显的塑性变形，而且构件破坏时其承载能力很低。实际工程中钢结构，如压力容器、船舶、桥梁等，由于低温脆性造成的脆断事故时有发生，造成巨大损失[1]。

2.低温冷脆特点及其影响因素

当温度降低到某一程度时，金属材料的冲击吸收能量明显下降并引起脆性破坏的现象称为冷脆。

金属的低温脆断具有以下特点[2]：

（1）断裂时所承受的工作应力低。

（2）脆性断裂时，裂纹的扩展速度极快，且脆断之前无任何预兆。

（3）材料脆断温度通常接近材料的韧脆转变温度。免费论文，脆性断裂机理。

(4)脆断常起源于构件自身存在缺陷处。

（5）脆性断裂的宏观断口平齐，断面收缩率小，外观上无明显的宏观变形特征。

影响金属冷脆的主要因素有以下几个方面。

（1）晶粒度 当晶粒尺寸大于冷机晶粒尺寸时，结构会产生脆性断裂。因此，晶粒细化有助于提高材料抗低温脆断的能力。

（2）晶粒结构 体心立方晶格金属及其合金或某些密排六方晶格金属及其合金，特别是工程上常用的中、低强度结构钢有明显的冷脆现象，而面心立方金属及其合金一般没有低温脆性现象。免费论文，脆性断裂机理。

（3）形变速率 提高形变速率使材料脆性增大韧脆转变温度升高。一般中、低强度钢的韧脆转变温度对形变速率比较敏感，而高强度钢、超高强度钢则较小。

（4）板厚 板厚的增加，脆性转变温度提高[3]。

（5）钢的化学成分及组织当C<0.25%热轧碳钢冲击脆性转变温度TC的经验方程[4]：

（1）

式中Nf为固溶的自由氮量（%）；P为珠光体的百分比；Si为硅的重量百分比；d为晶粒尺寸（mm）。

3.低温脆性断裂的过程及机理

钢具有强度高、塑性和韧性好等特点，这些特点保证了钢结构具有较好的工作可靠性。但是在低温的条件下，钢的塑性和韧性降低，提高了钢结构发生脆断的可能性。免费论文，脆性断裂机理。

3.1低温脆性断裂的过程

钢的脆性断裂过程大致分为三个阶段[5]：

（1）裂纹产生前的准备阶段——主要为钢晶格内部的初始塑性变形；

（2）裂纹的产生——通常为钢晶格间损伤的宏观集中表现；

（3）裂纹向整个构件界面的横向发展。

3.2材料脆性断裂理论

自二十世纪20年代开始，世界上很多学者致力于脆性破坏领域的研究，形成了很多理论流派。免费论文，脆性断裂机理。

（1）经典力学理论 该理论是建立在塑性剪切和脆性断裂的基础上，能解释几乎所有与脆性断裂现象有关的影响因素；主要通过试验研究金属等多晶体材料在不同应变状态下的破坏。

（2）脆性断裂的位错理论 晶体原无裂纹，在应力作用下，材料发生解理断裂的理论，即位错理论。位错理论解释了脆性裂纹的成核和长大问题。

（3）能量理论 该理论从能量储存和释放的观点来解释脆性破坏。不考虑裂纹的产生，而是在构件含有裂纹的前提下研究其发展，并认为裂纹的发展是由储存在其周围的势能促成的。虽然在金属结构设计中不容许裂纹的存在，但是能量理论及其最活跃的分支——线性破坏力学，能成功地解决脆性破坏的有关问题，并在工程中应用。

4. 低温脆性断裂的实验手段极其评定指标

世界各国对结构材料的低温脆性问题长期以来做了大量的研究工作，提出了不少低温脆性评定指标和试验方法。

4.1低温拉伸试验

低温拉伸试验需要一个低温环境，且在低温下材料的性能发生变化.因此，与常温拉伸试验相比，除需要设计低温箱外，其它仪器、设备及参数也需要重新设计选择[6]。

由于断面收缩率和延伸率对试样温度不敏感，国内外学术界普遍认为光滑试样低温拉伸的延性指标不能用于反映低温韧性 [7]。

4.2低温冲击实验

冲击实验的实验方法有很多，在低温时常使用夏比缺口冲击（Charpy notch impact）试验，特别是系列温度冲击实验来评定材料的低温脆性。

4.3韧脆转变温度

确定材料韧脆转变温度的标准较多，常用的有能量准则法、断口形貌准则法、侧膨胀值法等。免费论文，脆性断裂机理。

(1) 能量准则法（ETT）

以某一固定能量来确定韧脆转变温度，在冲击吸收能量一温度曲线上平台与下平台区间规定百分数(n)所对应的温度，用ETTn表示。一般取最大冲击值的一半所对应的温度，或取最大冲击功与最小冲击功的平均值所对应的冲击温度为韧脆冷脆转变温度，即ETT50。

(2) 断口形貌准则法（FATT） 一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对断口进行评定，在脆性断面（放射区）率一温度曲线中规定脆性断面率(n)所对应的温度，称为断口面积转化温度，用FATTn表示。一般以冲击试样断口上出现50%纤维状断口时的温度FATT50作为冷脆转变温度。此种方法的误差较大，FATT主要反映冲击断裂时裂纹扩展过程中的断口形貌在韧脆程度上的差别。缺口试样冲击值包括裂纹萌生功、裂纹扩展功；冲击值对缺口尖锐度敏感，而FATT对缺口尖锐度并不敏感[9]。FATT不能对裂纹扩展抗力以定量的评价，不同材料，当FATT温度相同时，裂纹扩展功可能相差很大。

（3）侧膨胀值法（LETT）在冲击吸收能量一温度曲线上平台与下平台区间某规定侧膨胀值所对应的温度，用LETT表示。免费论文，脆性断裂机理。

4.4 评定钢材止裂韧性

日本焊接工程协会提出用Charpy-V实验来评定钢材止裂韧性问题。依据弹性断裂力学而采用的断裂力学实验；用于评定材料断裂韧性的指标有JIC、COD、KIc。J积分试验法测得的材料的延性断裂韧度，裂纹张开位移（COD）实验测得的δC,可以用于材料韧性的相对评价。

平面应变条件的断裂韧性指标KIc，可以直接用于设计计算。如果金属材料中存在一定形状、尺寸的缺陷，在外加应力作用下其应力场强度因子KI低于材料的KIc值，则是安全的。金属板材表面裂纹断裂韧度KIe值，则反映了金属板材在线弹性平面应变状态下阻止表面裂纹启裂的能力。

参考文献：

[1](苏)柯舍列夫著；吴孝隆译，工业金属材料低温机械性能手册

[2]涂铭旌低温脆断规律及机理

[3]王晓丽浅谈焊接因素对低合金结构钢冷脆性的影响

[4]日本钢铁协会，日本金属学会《钢の强韧化》

[5]王元清钢结构在低温下脆性破坏的研究

[6]张德勇、李光明DL-1低温拉伸试验装置的设计

[7]戒忠良、朱栋梁：低温脆性指标评定，1979.3

[8]金属力学及工艺性能试验方法国家标准汇编

[9]鄢文彬、涂铭旌，西安交通大学学报，1984.No.6.41-49