微观组织范文（精选8篇）
微观组织 第1篇
1. 会议的功能
(1) 决策功能。
绝大多数会议召开的目的是解决做什么和怎么做的问题, 在行业与行业甚至是部门与部门分工越来越明确、细致的情况下, 越来越多的决策事项需要在会议上共同研究后做决定。因此, 决策功能是会议的一个基本功能。
会议在执行决策功能时有2个限制因素: (1) 会议只能在与会者负责的任务范围内作出决策, 即参加会议的全体人员负责的任务需要做决策的, 可以在会议上进行决策, 对于其他任务, 一般来讲会议是不能做相关决策的。 (2) 参加会议的人是有相关决策权限的, 不能作出超越与会者权限的会议决策。
(2) 沟通功能。
虽然沟通可以通过各种方式进行, 但是相对于其他方式, 会议沟通的优点是传递效率高。会议上通常是一对多的发言形式, 比一对一沟通的传递效率高N倍, 因此是高效的沟通形式。但是会议中如果出现多人发言、争吵或者跑题等现象, 浪费的时间资源也是一对一的N倍。
(3) 协调功能。
各方聚集在一处采用会议这种高效的沟通方式时, 比起一对一交流的另外一个优点就是沟通充分。大家可以一次性就沟通内容做集中处理, 比起一对一交流这种来回传递、反馈信息方式沟通得更加充分, 而且这种集思广益的沟通可以发现个别人无法发现的隐患, 对后期项目的实施有很大帮助。这种协调作用的宏观表现就是会议结束后, 与会人员有一定的概率采取预防措施, 降低未来任务出错的可能性。
(4) 情感交流功能。
会议上的沟通是面对面的, 并且是公开的, 更能体现个人的感情色彩。对于会议上成功的沟通, 可以帮助与会各方树立一个共同的目标, 大家开诚布公地交流, 对目标一致性有很大帮助;反之, 失败的沟通可能影响目标的一致性。
2. CPOP原理及会议模块仿真原理
CPOP基于宏观权变理论, 和其他项目管理软件不同, 它不注重生产流程, 而是注重管理生产流程的组织结构和执行生产流程时组织所必须的信息流。CPOP基于一个前提:无论任何一个商业组织, 生产小饰品或者设计摩天大楼都有一个共同点, 就是他们必须有效地处理信息来做好他们的工作。依照信息流模拟组织、评估组织的方法是基于J.R.Galbraith的信息处理理论。根据这个理论, 信息转换和处理是动态的。由于信息处理的复杂性, 而且很多时候数量巨大, 经常有人因为不具备足够的技能或经验, 无法快速作出决策而导致某些信息处理失败。结果, 一个问题或者异常出现了。在信息处理理论里, 组织主要被模拟成一个等级制度, 通过这种等级制度, 异常通过命令约束来传递上去, 通过更有经验的人来处理。CPOP通过提高组织的质量和组织中信息流的方式来提高组织的输出。
CPOP考虑了离散性的组织要素, 比如个体人员、特殊的任务和会议。它集合了所有定义组织的输入或者改变的要素之间交互的结果。在仿真里, 组织模型把组织分解成更小的要素, 如任务、人和沟通工具, 评估组织改变每个要素的作用, 然后这些要素涌现成为组织的绩效。
CPOP将项目任务分为基础工作、返工、程序性协调、非程序性协调4类。可将Agent执行任务模拟成信息处理过程, 用工作量来定量表示任务的信息处理需求, 用处理速度定量表示Agent的信息处理能力。Agent处理一个基础工作包时, 可能存在信息不一致异常, 因而需要额外的沟通。当Agent因自身因素、组织约束和任务本身不确定而未能胜任时, 会触发异常, 为有效处理异常而进行一系列额外的协调、决策等工作。
目前CPOP中任务的可计算属性中包含了会议的优先级、与会人员、频率、次数和持续时间。其中优先级表示这个会议在项目中的重要性;频率、次数和持续时间都表示会议在整个项目过程中占用的时间。
在CPOP引擎中, 会议有正面和负面的影响。正面影响:会议能让不同子团队中的专家坐在一起协调其决策, 降低他们在今后工作中犯错误的次数。负面影响:会议会占用项目参与者很多时间。而且, 一旦有人错过了会议, 对于其他与会者和不能参加会议的职位, 会议的价值就会降低。错过会议的职位在随后的工作中, 项目和职能异常概率会增加。
3. CPOP中会议的扩展属性
(1) 会议的参加人员。
会议可以由任意人数组成, 但是一般需要3人以上, 2个人的会议完全可以采用其他的沟通形式, 因此3个人以上的会议才有现实意义。
(2) 会议的性质。
协调会通常有主持人, 参加会议的各方分别与主持人对话, 由主持人听取后进行决策或者与参加会议的其他人进一步沟通。也有圆桌会议的形式, 没有明确的主持, 参加会议的各方按照会议规则自由发言。不同的会议性质对沟通的效率有很大影响。圆桌会议便于沟通交流, 各方可以充分共享信息, 但是不一定能达成共识, 因此对决策的帮助较小。在主持人主持下的会议, 与会者发言的次数受到限制, 但是沟通的目的性较强, 便于主持人作出相应的决策。
(3) 会议纪律性。
主要是指会议的规范化程度。现实生活中, 会议常常受到各种情况的干扰, 比如与会者迟到早退、不尊重会议规则乱发言、在讨论过程中跑题等, 影响会议的效率。高纪律性表示参加会议的人员守时、尊重规则等, 因此对应的会议效率较高。会议效率的实质性就是会议的有效时间, 即真正用在会议上的时间。比如1个召开了1h的会议, 如果效率为80%, 即意味着真正用在会议上的时间为48min, 另外12min都是被浪费掉的无效时间。
4. 会议模块对CPOP引擎的影响
(1) 减少沟通工作量。
会议是一个效率较高的沟通方式, 参加完会以后, 与会者的沟通工作积压会得到缓解甚至完全消除。如果会议的主持者或者参加圆桌会议的与会者工作经验较高, 甚至可以利用会议时间解决未来短期内的沟通工作, 降低最近一段时间内未完成任务的沟通概率。
(2) 减少决策积压。
绝大多数的决策需要在决策者与相关人员进行多方面沟通后才能确定, 会议是完成多方面沟通的最佳手段, 因此也是做决策的好时机。会议进行时, 与会者如果有决策工作尚未完成, 可以利用会议时间进行。再利用会议时间做决策:一方面可以加快决策者做决策的速度, 由于需要沟通的当事人都在场, 沟通效率较高, 因此决策速度较快;另一方面, 与决策无关的与会者则会在做决策时无所事事, 因此浪费了部分时间。所以, 做决策时沟通的人员越多, 在会议上决策的效率就越高。
(3) 加强团队的目标一致性。
在团队中, 上下级之间以及同级的同事之间常常会在目标或者解决问题的方案上产生不一致。这些不一致性对项目影响不一定是正面或者负面的, 但是在一个高效的会议后, 团队之间会减少不一致性带来的负面影响, 而一个低效的会议有可能加剧不一致性的负面影响。
(4) 会议效率和作用的确定。
会议的效率除了受到上述纪律性影响之外, 还和与会者人数有关:与会者的数量越多, 会议的效率就降低。因为在开会时, 大量的无关人员为了保持会议纪律处于等待状态;另一方面, 沟通或者决策的类型也会影响会议效率, 如果积压的沟通或者决策工作包涉及到多个人员, 那么涉及的人越多, 会议的效率就越高。
会议效率的高低决定了会议作用的大小, 高效率的会议可以满足信息的沟通要求, 在充分协调后, 对后期任务的执行有明显的影响。
5. 结论和展望
微观组织 第2篇
社区教育作为社会经济发展、教育改革的产物正在中国大地蓬勃发展,如何认识它、推动它的发展一直是社会各界关注的问题.相对其他方面的探讨,关于社区教育管理组织体制问题的.系统性研究仍然比较缺乏;实践中,由于中国社区教育发展仍不完善,导致社区教育管理组织体制的不健全,管理实践中更是有许多根本性问题亟待解决.
作 者：朱华珍 万军 作者单位：朱华珍(同济大学,上海,92)
万军(上海工程技术大学,高职学院,上海,37)
微观组织 第3篇
关键词：农户意愿,农业微观组织,影响因素
一、引言
农业微观组织是指在从事农业的产前、产中、产后环节中涉及到的经营实体, 包括农产品运销与加工企业、农民专业合作社和农业专业大户。我国农业的发展进入新的历史时期, 社会资本投入增加, 社会化组织发展加快且形式多样, 农业产业化经营趋势明显。农业经营主体也在发生变化, 有的将农地经营权向种田大户集中, 有的建立了农民专业合作社, 还有的将土地流转到企业由企业经营。有专家认为, 土地流转到企业, 是用企业替代农户做农业经营主体, 目前看好象对农民有利, 但大资本进入农业, 其长远影响需要考虑。[1][2]也有专家认为, 当代小农是市场化的小农, 可以被改造为现代农业的微观主体。[3]国内的相关研究集中在农户、企业及合作社的不同联结类型和产生的依据以及农业经营主体方面;国外的相关研究以现代农业产业体系对农户的影响居多。但是对农户选择参与微观组织意愿如何, 很少有人关注。在土地经营权长久不变的制度设计下, 农户除了考虑利益外, 还有什么原因影响其参与农业微观组织的意愿?本文基于该问题, 通过调查, 应用多元选择模型对影响其意愿的因素进行计量经济分析, 目的是了解土地经营主体的意愿, 这将对于探析农业微观组织发展趋势, 寻求长期有利于“三农”的农业微观组织发展路径, 具有较大的现实意义, 也便于国家基于农户利益与意愿给以农业微观组织发展的政策引导。
二、调查数据与基本假设
1.数据来源
为了获取农户参与农业微观组织的数据资料, 课题组组织学生和青年教师于2011年寒假对河北、河南等省的农户与农业微观组织进行了访谈与问卷调查。调查的主要对象是农户和农业产业化经营组织, 通过抽样调查获得农户样本资料924户, 涉及17个省64个市156个县598个村, 其中:河北省农户为436户, 河南省农户为410户, 其他15个省的农户为48户。笔者选择其中的484户农户进行了分析 (见表1) 。其中:有56户没有参加任何组织;有54户农户与公司在产前签约, 占11.2%;有46户加入农民专业合作社, 占9.5%;将农产品销售给大户的有69户, 占16.3%;有107户将产品销售给外地客商, 占22.1%;有152户直接销售到市场, 所占比例较大, 为31.4%。
表2显示的是被调查农户加入农业微观组织的意愿, 在与公司合作、加入合作社、不参加任何组织三者中, 愿意加入合作社的农户占比最大, 河北省436户被调查农户中有130户愿意参加合作社, 占29.8%;愿意与公司签订合同的占26.6%;不愿意参加任何组织的占18.1%;而且有25.5%的农户不愿意从事种植业, 愿意将土地承包给公司。其他省的48户被调查农户中, 愿意参加合作社的比例最大, 占37.5%。由此可见, 农户有的愿意参加合作社, 有的愿意与公司合作, 有的愿意将土地流转, 有的不愿意参加任何组织。那么, 什么原因会影响农户参与农业微观组织的意愿, 笔者运用计量经济分析法, 通过SPSS软件进行了回归分析。
2.基本假设
根据微观经济理论, 假设影响农户行为与意愿的因素包括表征农户家庭特征的因素、表征资源条件与资金的因素、农户参与农业组织的特征因素。
(1) 农户家庭特征因素。
表征农户家庭特征因素的变量有户主年龄、文化程度、劳动力数量、纯消费人口。户主年龄与文化程度影响户主认知能力、接受新事物的难易。年龄越大、文化程度越低参与农业微观组织的可能性越小。而农户劳动力少则不能满足农业组织经营规模大对劳动时间投入的需求, 所以, 劳动力数量与参与农业经营组织的意愿呈正相关关系。纯消费人口多, 农户规避农业经营风险的愿望强烈, 因而愿意参与农业微观组织。
(2) 资源与资金条件因素。
表征资源与资金条件因素的变量包括家庭财产、耕地规模、农业收入、打工收入和支付补贴等。家庭财产越多, 具备投资条件, 越有可能从事获利高的产业, 有助于参与农业微观组织;耕地规模大, 具备栽培特色作物的基本条件, 易于选择农业组织进行合作;打工收入多, 农户更愿意将土地流转出去, 外出打工;而农业收入多, 农户愿意从事农业, 有规避农业风险的愿望, 有意愿参与农业微观组织;政府补贴高, 农户也愿意从事农业, 并愿意参与农业微观组织。
(3) 农户参与农业组织的特征因素。
农户参与农业组织的特征因素包括农户正在参与的公司、合作社, 农户将产品直接销售到市场, 农户将产品销售给外地客商以及农户将产品卖给专业大户。这些农户行为的结果会影响农户参与农业组织的意愿。依据农户利益最大化行为目标原则, 农户已经参与的组织能够给农户带来高于不参与组织时的利益, 农户就愿意参与该组织;农户已经参与的组织能够给农户带来的利益不大, 农户就不愿意参与该组织。
三、农户意愿影响因素计量模型
在上述定性描述与假设的基础上, 利用调查数据, 应用多元选择logit模型对农户参与农业微观组织意愿的影响因素进行量化分析如下。
1.变量选取
将农户参与农业微观组织意愿作为因变量 (被解释变量Y) , 分别赋值为:农户愿意加入合作社Y1=0;农户愿意与公司合作Y2=1;农户愿意将土地流转出去Y3=2;不愿意加入任何组织Y4=3。
注:“+”表示变量与农户意愿呈正相关关系;“-”表示呈负相关关系;“?”表示影响方向待检验而定。
解释变量为影响农户参与农业微观组织意愿的因素, 包括表征农户家庭特征的因素、表征资源条件与资金的因素、现已参与的组织, 农户所在的地区差异因素。表征农户家庭特征因素的变量通过检验显示户主年龄、文化程度、纯消费人口因素的影响作用不显著, 所以, 只选择了劳动力因素 (X1) 。表征资源条件与资金的因素通过检验只有打工收入与政府补贴影响作用显著, 本研究只选择了打工收入 (X2) 与政府补贴 (X3) 作为影响因素进行分析。表征农户已经参与农业组织的变量 (X4～X8) , 包括农户参与合作社 (X4) 、农户与公司合作 (X5) 、卖给客商 (X6) 、卖到市场 (X7) 、卖给大户 (X8) 。表征地区差异因素的变量以其他省份为对照, 设地区虚变量为河北省 (X9) 。9个变量含义与赋值见表3。
2.模型设定
无论农户愿意参与何组织都会获得某种效用, 所以, 构建一个意愿选择随机效用函数为:Uij=β'Xij+εij, 对于农户i, 愿意采用第j种合作方式的效用高于其他合作方式的效用。因变量为农户参与组织的意愿, 其概率函数表示为:
undefined, 简化后的多元选择logit模型为:log (pij/PiK) =β'x。
该式为第i个农户愿意采用第j种合作方式的回归方程, 笔者选择较适合模型回归分析的河北省与其他省份的农户样本484户, 即i=1, 2, ……, 484;j=1, 2, 3, 4。X是影响农户选择的自变量向量, 为484户农户与9个解释变量组成的矩阵;β'为各个解释变量的估计系数矩阵。通过计算4种合作方式意愿的机会比的对数与解释变量进行回归, 所得各回归系数显示各变量对合作方式选择意愿的影响。
四、农户参与组织意愿影响因素回归结果
应用SPSS统计软件多项逻辑回归分析方法, 对484户样本数据进行上述模型回归估计, 具体模拟结果信息见表4、表5。
表4显示模型未引入自变量时, 似然比值为1209.904, 引入自变量后为1123.091, 两者之差为86.813, 说明至少有一个自变量的系数不为0, 模型估计整体上具有统计显著性, 同时, 伪R2统计量的指标值Cox&Snell、Nagelkerke和McFadden值也能反映各种因素对农户参与组织意愿的影响作用。此外, 影响因素各自效应似然比检验结果 (因篇幅所限未列出) 也表明各种变量的解释力具有显著性。
表5显示以参与组织意愿方式Y4为参照, 通过估计结果的参数系数、参数相伴概率与Wald统计值显示各变量对三种参与意愿的作用。
1.农户参与合作社意愿 (Y1) 的变量影响
模拟结果显示:劳动力数量、打工收入、政府补贴、加入合作社行为、将产品卖到市场、农户与客商合作以及将产品卖给大户7个变量通过了统计检验, 对农户参与合作社的意愿影响显著;农户与公司合作变量和河北省地区变量未通过统计检验, 解释如下:
劳动力数量因素:劳动力数量变量系数符号为正, Wald统计值显著, 对选择Y1组织方式意愿的影响作用较大, 说明劳动力越多, 农户越愿意加入农民专业合作社, 与假设相符。
资金与收入因素:打工收入变量Wald值大, 符号为负, 充分说明外出打工收入越大, 农户越不愿意从事农业, 也就不愿意选择参与合作社, 与理论假设相符合。政府补贴因素估计结果显著, 影响方向为正, 这说明政府补贴农业, 会促使农户将精力投入到农产品生产与销售方面, 农户有规避农业生产与销售风险的愿望, 有利于农户选择加入合作社。
注:***表示1%的显著性水平, **表示5%的显著性水平, *表示10%的显著性水平。
农户参与组织的行为因素:除了农户与外地客商合作外, 其他产销方式变量估计系数符号均为负, 而且除了与公司合作因素不显著外, 其他方式影响农户参与合作社的作用均比较显著, 说明农户已经参与了合作社的, 不愿意参与合作社的原因可能是农户在参与合作社期间没有得到较为满意的利益, 所以, 对合作社没有信心。
农户将产品卖到市场上和卖给大户的, 不愿意参与合作社, 可能的原因是:农户采用这些销售方式更自由, 获利更直接, 所以, 不愿意有任何组织约束。
农户将产品卖给客商的行为因素对参与合作社意愿影响为正, 说明农户与客商合作有风险, 所以, 更愿意参加合作社。
地区差异因素:河北省地区虚变量未通过统计检验。但从系数的符号来看, 与其他省份农户比较, 河北省农户更愿意参与合作社。
2.农户与公司合作意愿 (Y2) 的变量影响
表5显示, 劳动力数量、打工收入、政府补贴、农户加入合作社行为、农户将产品卖到市场以及农户将产品卖给大户6个变量通过统计检验, 影响作用显著;农户与公司合作行为、农户与客商合作、河北省地区3个变量未通过统计检验。有关解释如下:
劳动力数量因素:劳动力数量变量系数符号为正, Wald统计值显著, 对选择Y2组织方式意愿的影响较大, 可能是因为劳动力越多, 农户生产规模越大, 越愿意与公司合作。
资金与收入因素:打工收入变量Wald值大, 符号为正, 估计结果显著, 可能的原因是打工收入越大, 农户投入农业生产的资金越多, 越需要规避销售风险, 从而愿意与公司合作。政府补贴因素估计结果显著, 影响方向为正, 充分说明政府补贴农户从事农业, 会促使农户将精力投入到农产品生产与销售环节, 农户越有规避农业生产与销售风险的愿望, 并愿意选择公司等组织进行产品生产与销售的合作。
农户参与组织的行为因素:农户参与组织行为除了与外地客商合作外, 其他参与方式变量估计系数符号均为负, 说明不管农户已经参与何种组织方式, 均不愿意与公司合作, 其原因与农户不愿意参加合作社的原因相同。
地区差异因素:河北省地区虚变量未通过统计检验。但从系数的符号来看, 与其他省份农户比较, 河北省农户更愿意与公司合作。
3.农户将土地流转意愿 (Y3) 的变量影响
表5显示, 劳动力数量、打工收入、政府补贴、农户与客商合作等4个变量未通过统计检验, 而农户加入合作社行为、农户将产品卖到市场以及农户将产品卖给大户、农户与公司合作行为、河北省地区5个变量则通过统计检验, 影响作用显著。可能的原因是农户是否愿意流转土地与家庭劳动力数量、家庭收入与财产没有直接关系, 而是否愿意流转和能否流转与农户的行为有关, 如农户已经加入农业组织的行为对农户流转土地意愿的影响较大, 而且符号为负, 说明农户已经与这些组织合作, 已确定了耕地的用途, 不会再有转出土地的愿望。
河北省地区虚变量通过统计检验, 影响作用显著, 且符号为正, 说明与其他省份的农户比较, 河北省的农户更愿意流转土地。
五、结论与建议
笔者的分析依附于所调查的样本, 并应用多元选择logit模型对农户意愿的影响因素进行了量化分析。理论与实证分析结论显示, 农户家庭特征因素中只有劳动力数量变量对农户参与农业微观组织意愿影响显著, 而且劳动力数量越多, 农户越愿意参加合作社, 愿意与公司合作。在农户所拥有的资源与资金因素中只有打工收入与政府补贴对农户参与组织的意愿影响显著, 打工收入高的农户不愿意参与合作社, 政府补贴高的农户愿意参与合作社和与公司合作。在农户已参与组织的行为因素中, 除了与客商合作的农户愿意参与农业微观组织外, 与其他组织合作的农户均不愿意加入农业组织, 一方面, 说明了目前已有的农业组织给农户带来的利益不明显;另一方面, 也说明这些组织的运行不规范, 带动作用不强。而与客商合作的农户愿意参与农业组织, 说明农户愿意参与可以规避产销风险的组织。
因此, 笔者建议:有关部门应针对当地农业组织发展状况, 一是规范农业组织, 引导其加强辐射带动作用;二是政府继续支持和鼓励发展农业组织。
参考文献
(1) 陈锡文.当前农业和农村经济形势与“三农”面临的挑战[J].农业经济研究, 2010, (06) .
(2) 孔祥智.“长久不变”和土地流转[J].农业经济研究, 2010, (05) .
微观组织 第4篇
1 实验
合金成分采用了Fe49Co49V2为主的配方,添加元素为Cr,Nb等,采用真空中频感应熔炼获得合金铸锭,经过开坯锻造成方板,然后经过热轧和冷轧,制备了厚度δ为0.35mm的冷轧带材。合金的热处理采用了常用的氢气保护热处理方式进行,实验温度650~860℃。为了比较,将两种不同成分的带材同时进行取样,分别是常规牌号1J22和低矫顽力型1J21合金带材,前者V含量为2.0%(质量分数,下同),后者V含量为1.3%。合金试样采用化学浸蚀法处理。
2 结果分析和讨论
热处理后的试样使用体积分数为4%硝酸酒精作为浸蚀剂处理后,用光学显微镜分别观察高强度合金,1J22和1J21三种成分、厚度为0.35mm带材不同热处理温度下的微观组织。
2.1 低温热处理组织
低温热处理组织属于细微组织,680℃热处理后1J21,1J22,高强度合金0.35mm带材的微观组织如图1所示。由图1看到成片灰色组织和白亮组织,沿轧制方向呈条形分布。大致可以看出不同成分之间的微小差别,高强度合金的白亮组织比例较大,而1J21成
分的灰色组织比例较大。
图2为680℃热处理后高强度合金0.35mm带材微观组织照片。其形貌有些类似于枝状组织。从图2可知,灰色组织穿插在白亮组织之中,其中灰色组织方向基本与轧制方向垂直,白亮组织方向基本与轧制方向平行。图2上部以灰色组织为主,下部以白亮组织为主。在图片下部,白亮组织比较粗大,而上部白亮组织则相对细小或消失。上部灰色组织是退火后的再结晶组织,而白亮组织是还未开始再结晶的轧制态组织。680℃热处理后,再结晶过程已经发生,再结晶晶粒非常细小,但反应还不充分,处于两种组织并存的状态。
2.2 中温热处理组织
图3是1J21,1J22和高强度合金带材在760℃热处理后的组织照片,可以看出,760℃时1J21和1J22
看不出轧制的方向,已经完全再结晶,组织比较均匀,高强度合金还保留有轧制的方向特征,但也基本完成再结晶。对比晶粒的大小,高强度合金明显小得多,1J21最大,约为20μm。
2.3 高温热处理组织
图4是1J21,1J22和高强度合金带材在840℃热处理后的组织照片。可以看出,840℃时1J21晶粒已经明显粗化,而且不均匀,1J22晶粒还比较均匀,有个别长大现象,高强度合金则已经完全再结晶,晶粒细小均匀,多数不到20μm。
综上所述,FeCo合金带材的热处理过程中组织的变化大致按以下规律:冷轧组织—沿平行于轧制方向产生再结晶—再结晶沿垂直于轧制方向呈枝状扩展—完全再结晶的均匀细晶粒—均匀长大—非均匀长大—粗大晶粒组织。
对比三种合金的成分,除Fe,Co元素外,1J21添加元素V的含量低,高强度合金除V外,还添加了Nb等。从其微观组织的不同可以看出,V,Nb的添加对晶粒的细化作用明显,尤其是Nb显著提高了带材的再结晶温度,延缓了再结晶晶粒随温度的升高而变大的趋势,并且在840℃时晶粒还很均匀细小。
结合力学性能的结果[1],可以认为,细化的晶粒组织提高了合金的强度以及韧性。但晶粒细化由于增加了晶界面积,必然会导致磁畴转变更加困难,磁性能相反会降低。因此,要同时使合金的磁性能和力学性能满足设计要求,必须考虑热处理及其组织状态。从实验结果来看,通过合金成分和热处理调整是可以实现的,但由于带材加工过程中不同批次合金冷轧过程的不一致,会产生变形量的不同,同一批次的合金也会出现变形不均匀的情况,因此,作为一种新的研究材料,考核其技术条件时,对于热处理条件和最终组织的控制也是十分重要的工作。在以往的FeCo合金生产和考核时,往往只检查磁性能,而不要求力学性能和组织控制,在今后的应用中,这种惯例应该进行改变,尤其是高转速电机转子用软磁合金,对其加以重视是十分有必要的。
3 结论
(1)高强度FeCo软磁合金相对于常规1J21和1J22合金,再结晶温度提高,在相同热处理条件下晶粒更细化。
(2)高强度FeCo软磁合金在840℃热处理后还能保持晶粒在20μm以内,且比较均匀。
(3)高速发电机转子用的软磁合金同时提出了磁性能要求和力学性能要求,使用时必须严格控制热处理制度和合金组织状态。
参考文献
[1]FINGERS R T,RUBERTUS C S.Application of high tempera-ture magnetic materials[J].IEEE Trans on Magn,2000,36(5):3373—3375.
[2]方昌德.航空发动机的发展历程[M].北京:航空工业出版社,2007.165—166.
[3]张伟.航空发动机[M].北京:航空工业出版社,2008.421—422.
[4]周磊,金自力,张羊换,等.铁钴基软磁材料合金化的研究进展[J].金属功能材料,2006,13(6):38—41.
微观组织 第5篇
1 实验
采用Cu、Ag、Al、Fe、Ni为原材料(纯度均在99.9% 以上),按照等物质的量原子比配制,采用WCE300型高真空电弧熔炼炉在氩气气氛保护下炼制40g合金锭,熔炼电流为350~400A,每个合金锭反复翻转熔炼4次以保证合金成分均匀。采用Quanta 600扫描电子显微镜对合金的形貌及相成分进行分析。采用日本理学D/max-2500PC型X射线衍射仪(扫描范围为15~85°,步长为0.02mm)对合金的相结构进行分析。采用MVK-H3型显微硬度计检测材料的显微硬度,载荷为200g,负载时间为15s,每个试样分别取5个不同位置采点,取其平均值。
2 结果与讨论
2.1 宏观分析
图1为CuAgAlFeNi高熵合金的铸锭宏观组织,图中显示合金分为分界明显的L1和L2两层,其中L1层随机分布着大小不均匀的球状结构A。
2.2 XRD分析
图2为L1层和L2层的X射线衍射图谱,表明L1层主要由BCC相构成,还包含少量的FCC1相和FCC2相;L2层是由FCC1相、FCC2相和γ相组成,同时还存在少量的BCC相。计算表明,FCC1相的晶格常数为4.072,接近于纯Ag的晶格常数4.09,当Ag与原子尺寸较小的组元形成固溶体时,其晶格常数会减小,因此可以判定FCC1相为富Ag的固溶体;FCC2相的晶格常数为3.66,与纯Cu的晶格常数(3.62)接近,其晶格常数的差异是由于Cu固溶了较大原子半径的组元所致,因而可以判定FCC2相为富Cu的固溶体。分析发现 γ相的衍射峰与Cu4Al9的衍射峰十分吻合,Cu4Al9为FCC结构,故 γ相为FCC结构的固溶体相,其晶格常数为8.08。
2.3 显微组织分析
图3(a)是L1层的扫描电镜照片,L1层的基本组织是胞晶,胞晶中还存在着球体A。球体A由两相构成,组织为典型的初晶+共晶,在先共晶体边缘还分布着颗粒状的脱溶产物,故称A为“共晶球”。表1的EDS分析结果表明,胞晶是由Al、Fe、Ni和少量Cu元素混合形成的固溶体组成,结合XRD的分析可知,固溶体具有BCC结构;共晶球是由FCC结构的Ag、Cu两相组成,组织为初晶Ag和(Ag-Cu)共晶,与X射线衍射分析的结果相符。晶间组织的相成分难以确定,但可以看到晶间两相的衬度与共晶球的衬度相同,表明晶间组织由Cu、Ag两相组成。图3(b)为L2层的显微组织照片,L2层的组织为初晶、共晶和脱溶物,在初晶的晶界处分布着大量的固溶体颗粒,脱溶产物则依附于颗粒周围。很明显,初晶的成分是Ag的固溶体,共晶体则是由固溶有少量Al元素的Ag、Cu两相组成,初晶与共晶的化学成分与共晶球的相似,根据XRD的分析结果可知脱溶物由γ相组成。
通过对比Ag-Ni、Ag-Fe和Ag-Al二元相图[12]可知,Ag完全不溶于Fe,几乎不溶于Ni,少量溶于Al,可与Cu无限混溶,且Ag-Ni、Ag-Fe具有很大的正混合焓,分别为+15kJ/mol和+28kJ/mol[13]。在高熵合金的形成过程中,Ag更倾向于与Cu形成共晶合金而不与其他元素混合形成固溶体组织。这表明高熵效应难以促进难溶性元素混合形成固溶体组织。共晶层的密度大于固溶体层的密度,凝固时沉在底部,固溶体层则浮在上面,在合金熔炼时,为了保证合金成分均匀,须反复翻转熔炼,此过程中,共晶层与固溶体层在重力作用下产生相对运动,运动的结果是固溶体溶液中混入了部分共晶液滴。凝固时固溶体层因具有高熔点而先凝固,导致共晶液滴生长受阻,进而形成球体。
2.4 熔点
图4为L1和L2层的DSC曲线。在800 ℃左右,L1与L2层仅有单一的熔化峰,熔化过程中的吸热速率突变(箭头所示)表明是两种组织的熔化过程。计算表明,L1层的两种组织的熔化温度分别为789℃和798℃;L2层的两种组织的熔化温度分别为792 ℃和805 ℃,而Ag-Cu共晶温度为780℃,共晶成分附近初晶Ag的熔点略高于共晶温度[12]。结合显微组织的分析不难推断,对于L1和L2层,Ag-Cu共晶的熔点分别为789 ℃和792 ℃,初晶Ag的熔点分别为798 ℃和805 ℃,固溶体的熔点则在1000 ℃以上。组织间熔点的差异是凝固过程中的成分偏析导致的。
2.5 硬度
表2是L1层固溶体和L2层初晶Ag的硬度,固溶体具有较高的硬度HK452.2,这是因为Al-Fe、Al-Ni和Al-Cu的原子半径相差较大(分别为11.8%、10.9%和12.5%),在形成固溶体时会产生强烈的固溶强化,使固溶体在铸态下就拥有较高的硬度。
3 结论
(1)用真空电弧炉炼制的CuAgAlFeNi高熵合金由简单的双FCC相+BCC相组成。
(2)CuAgAlFeNi高熵合金铸锭因存在严重的密度偏析,使铸锭分为固溶体层和亚共晶层。亚共晶层是由固溶有少量Al元素的初生Ag和Ag-Cu共晶组织组成,具有较低的熔点(805 ℃)和较低的硬度(HK160.4);固溶体层由除Ag外的多元素的固溶体组织组成,具有较高的熔点(1000 ℃以上)和较高的硬度(HK452.2)。高熵效应对难溶性元素的促进作用不明显。
微观组织 第6篇
人才培养质量的提高最终要落实到微观层面的课程学习质量, 而课程学习质量的提高最终要依托优质高效的课堂教学实现。微观课堂教学质量的提高可以为宏观高等教育质量提供最扎实、最有效的保证。浙江省教育厅适时出台了《浙江省高校课堂教学创新行动计划 (2014—2016年) 》, 进一步提出了要推进高校创新课堂教学, 全面提高人才培养质量。因此, 突出教学工作的中心地位, 探索以美化课程为基点的微观教学组织运行机制是实现高等教育改革目标的重要着力点。
一、文献综述
我国高等教育研究长期以来偏向于宏观、中观课题, 以逻辑演绎为基本范式。随着高等教育改革的深入, 学者们逐渐开始关注微观领域的研究。黎德山 (2003) 指出高校微观教学改革自身的缺失是微观教学改革成效不足的根本原因, 对此应通过设置教学改革组织机构、树立新型教学观和构建教学改革促进系统等措施进行针对性的补救。杨再石 (2003) 围绕微观教学设计在数字教学资源建设中的重要性探讨微观教学设计研究的对象和方法。彭丽 (2006) 则在课堂微观教学模式中引入建构主义的脚手架理论, 分析由搭脚手架、进入情境、独立探索、协作学习和效果评价几个环节组成的支架式微观教学范式。李文爽 (2011) 从微观教学环境建设的视角探讨大学生创造能力的培养, 提出应当通过营造和谐的课堂氛围形成自由、宽松与和谐的精神。
金学军 (2011) 指出课堂教学是高等教育质量的微观保证, 在分析影响课堂质量的现实因素的基础上提出提高课堂教学质量的实施办法。宋德发 (2011) 则创造性地提出“微观教学学”的概念, 认为“微观教学学”的研究主体以一线教师为主, 以教学为主要研究对象, 以“实证”和“体悟”为主要研究方法, 研究结果主要用于指导具体教学实践。周建松 (2012) 更进一步指出微观教学改革需要处理好课程、课本、课堂、课余、课外、课表等环节的关系。现有文献大多关注微观教学的实施成效问题, 对微观教学概念的本身尚未进行准确定位, 从而导致相关研究在一定程度上缺乏逻辑起点。为此, 本文以美化课程为切入点, 在对微观教学的内涵进行界定的基础上, 以《外贸单证操作》课程为例, 从课程设置、教学内容和教学方法等角度探讨微观教学的组织运行机制问题, 以期对具体教学实践提供借鉴和参考。
二、微观教学的内涵界定
对微观教学的内涵诠释是对其进行研究的出发点。微观教学是教学研究逻辑层次中的概念, 以具体的课堂教学为基本范围, 以课堂教学中各种变量为要素, 以教学活动中师生互动联动行为为研究对象, 重点关注比较容易被忽视的课堂教学行为和操作措施的内在微观系统。这个系统可以由一门课、一堂课、一个教学情节甚至是一个教学行为构成。
微观教学的组织和运行重点关注教学行为本身, 主要是解决教学中的具体问题, 以便给教师提供行动措施指引。由于课程是微观教学改革的基础, 课程美化就成为微观教学改革的切入点和着力点。以课程美化为基点的微观教学改革就是通过教学环境、教学内容、教学方法和教学资源开发等环节的合理安排和精心设计, 激发教学活动主体的活力, 从而提高教学实效。由此可见, 微观教学的“微观”既指研究对象的“微观”, 又指研究目标的“微观”。
三、微观教学组织运行机制的构建
(一) 微观教学组织
微观教学组织包括三个基本环节, 即教学准备、教学实施和教学评价。具体包括:
1.教学准备。就微观教学而言, 课程体系改革是保证专业人才培养质量的基石。课程应当涵盖完整的教学内容和教学活动, 必须具备明确的课程定位、科学的课程设计理念、结构合理的课程建设团队及功能完善的教学环境。
(1) 课程定位。课程建设的首要任务是回答这门课为何建, 为谁建的问题。例如, 《外贸单证操作》是国际贸易实务、国际商务、商务英语等国际经贸类专业的一门专业核心课程, 也是国家精品资源共享课。该课程主要培养具有较强职业能力、专业知识和良好职业素质的外贸单证员。通过课程学习, 学生能制作和办理各种外贸单据, 能审核信用证和各种外贸单据, 能分析和处理各种外贸单证问题。这是课程建设的起点和归宿。课程定位的美化指标是明确本课程在专业课程体系中的地位, 明确课程学习的知识目标、能力目标和素质目标。
(2) 课程设计理念。课程建设的全过程需要科学设计理念的指引, 需要回答这门课如何建的问题。课程设计理念的美化指标是体现高等教育教学发展新趋势和专业人才市场新需求。《外贸单证操作》采用的是以外贸单证员岗位职业标准为依据, 以职业能力为本位, 以工作过程为主导, 以校企合作为路径, 融“教、学、做”为一体的工学结合课程建设模式 (见下图) 。
(3) 课程团队组建。课程质量提升需要具备一支结构合理的课程建设团队, 需要考虑团队的职称结构、年龄机构及学缘结构等因素。课程团队的美化指标是结构合理、体现“专兼结合、双师素质”要求。《外贸单证操作》课程创造性地提出“双元双优”课程教学团队建设模式, 通过培养和遴选分别形成优秀的教师职业人队伍和优秀的外贸单证员职业人队伍 (行业兼职教师) , “双元双优”课程教学团队全程参与课程建设全过程, 通过共同开发标准, 共同编写教材、共同备课、共同授课、共同命题等方式将学生培养成为合格的外贸单证员职业人。课程团队中行业兼职教师均为外贸单证一线业务专家, 行业兼职教师与专任教师比例超过1:1, 同时配备1名优秀教育技术骨干。为提高专任教师的业务操作能力, 行业兼职教师与专任教师进行朋友式结对。该课程组在师资队伍的建设过程中, 逐步形成“双元双优”的教学团队建设模式, 该模式入选国家示范性建设项目建设二周年成功案例师资队伍建设案例之首, 获得教育部专家的认可。
(4) 课程教学设计。课程教学设计包括课程标准开发、教材开发、授课计划和实训计划制订和教学单元设计等要素。课程教学设计的美化指标是知识、素质、能力“三要素”结合, 教学目标明确清晰、教学方法切实可行、学习方法指导简明有效。以《外贸单证操作》课程为例, 首先在工学结合模式的指导下, 校企合作分析外贸单证员工作过程和任务, 共同开发外贸单证员岗位职业标准。根据已开发的岗位职业标准, 结合课程教学的各项要求拟订课程标准, 具体内容包括课程性质、设计思路、课程目标、课程内容和要求、教材编写、教学建议、教学评价、课程资源的开发与利用等。其次, 依据课程标准, 遵循真实性、代表性和综合性原则设计11个项目活动载体。再次, 以外贸单证工作过程为线索共同开发项目教材, 每个项目都包括学习目标、工作项目、操作示范、知识链接和能力实训五个组成部分。该课程开发的教材《外贸单证操作》在2013年入选国家“十二五”规划教材。最后, 拟订授课计划和实训计划, 完成单元教学设计, 将课程标准解构细化成具体教学模块。
(5) 教学环境建设。课程教学的实施需要建设符合职业性、安全性、齐全性标准的教学环境和场所, 以保证理论、实践一体化的教学组织安排。在教学环境建设与改造中, 要提高教学场所的现代教育技术水平, 使其布局符合小组研讨、上岗演练、技能培训等研讨型、参与型教学的需求。教学环境建设的美化指标是教学场所职业化设计、硬件得到经常性维护和保养以保证设备运转正常。《外贸单证操作》课程全部在校内实训室与校外实习基地开展教学, 实现课堂与实习地点一体化教学模式, 使“教、学、做”融为一体, 让学生以外贸单证员身份进行业务操作, 形成职业认同感以提高学习效率。
2.教学实施。教学实施是将教学设计付诸实践以实现教学目标的过程, 也是选择适当的教学策略提升学生课堂关注度以提高学生学习主动性和学习兴趣的过程, 主要包括教学内容的加工与传输、教学方法的选择与创新等环节。教学实施的美化指标是符合教学目标, 能激发学习兴趣并提高学习效率。
(1) 教学内容的呈现与传输。课程教学内容应当注重与职业标准的有效衔接, 强化实践教学内容, 保证教学内容的针对性和适用性。在教学内容呈现方式上, 应当灵活运用文档、图片、视频、音频等多种碎片化资源类型, 充分发挥多媒体表现资源优势, 推进微课和慕课的建设, 推进课程数字化改造, 可以支持线上线下混合教学, 体现行业发展的前沿技术和最新成果。以《外贸单证操作》课程为例, 通过对外贸单证员岗位要求的工作任务和职业能力分析, 按照外贸单证员岗位的工作流程与任务, 把课程内容分成审证和改证业务操作、制作商业发票和装箱单操作等11个工作项目, 每个工作项目又根据实际工作流程需要划分为若干工作任务, 工作任务下又设计具体的操作步骤、程序和方法, 构建集理论、方法、实践操作为一体的理实一体化教学内容体系, 充分体现外贸单证员职业岗位实际工作所需素质、能力、知识等要求。
(2) 教学方法的选择与创新。创新教育教学方法, 倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学, 开展翻转课堂教学, 引导学生自主学习, 提高理论教学的直观性, 增强实践教学的可操作性。在教学组织形式上积极推动小班化教学和分层教学。《外贸单证操作》课程采用以项目导向、以外贸单证员的实际工作任务为线索, 融“教、学、做”为一体, 注重岗位职业能力培养的项目教学法。项目教学法充分体现工学结合, 大大提高课程教学的针对性和有效性。该课程同时实施“课证融合”教学方法改革, 把教学内容与外贸单证员职业岗位标准和职业考证内容相融合, 充分体现工学结合、任务驱动、项目导向的教学模式, 突出学生职业能力的培养及职业素质的养成, 增强学生的岗位适应能力, 实现毕业与上岗的零过渡。
3、教学评价。设立多维度标准, 创新教学评价体系, 完善形成性评价与终结性评价相结合的学生评价办法, 强化素质和能力培养的成绩评价导向。对于终结性考核的实践内容, 要明确考核重点和具体评价标准, 对学生学习具有明确的导向作用。教学评价的美化指标是评价主体多元化、评价模式多样化和评价结果的有效性。《外贸单证操作》课程采用多样化的考核方式, 采用诊断性评价、过程性评价与结果性评价相结合、他评和自评相结合、校内考核与企业考核相结合、课程考核与职业考证相结合。该课程最终成绩除了期末上机考核成绩外, 还包括平时每次上机实训成绩的过程考核;除了校内考核之外, 外贸单证相关企业对学生在工学交替期间的评价也作为考核成绩的组成部分。
(二) 微观教学管理
微观教学质量的提高需要构建严格规范的管理制度和健全高效的组织体系。微观教学管理主要围绕专业教学标准、教学运行和教学质量等方面的管理展开。专业教学标准涵盖专业培养目标、职业能力要求、课程结构、课程标准、教学安排和教学条件等方面, 是落实教学任务、组织教学活动的基本依据, 也是人才培养规格与质量的保障。在专业教学标准和人才培养方案的制订过程中应当深入行业企业调研, 把握行业发展动态和人才市场需求, 开发符合专业人才培养目标和思路的课程体系, 同时稳步实施制定的专业教学标准并根据经济社会的发展适时地进行科学调整。
教学运行和教学质量的管理需要组建高效的组织管理机构, 主要包括各级督导、教务处、教研室和课程组层面。督导制度是提高课堂教学质量的长效机制, 能及时发现教学中的亮点和问题, 从而给微观教学组织提供有价值的反馈。教务处是教学运行和质量保障的重要管理部门, 承担指导微观教学改革实施过程的职能。教研室是教学基层单位, 往往能及时传递最真实的教学效果信息。课程组则是微观教学的自我监督主体。学校应当加强基层教学组织建设, 争取覆盖到每门课程和每个教师, 同时应建立和完善基层教学组织定期活动制度及考核制度。
(三) 微观教学保障
为保证微观教学组织的顺利实施, 需要制定并逐步完善一套科学系统的保障制度, 包括教学规范与管理、教学质量评价、师资队伍建设、实践教学管理和教材建设等。具体可通过专业带头人培养工程、课程带头人培养工程、优秀教学团队建设和青年教师教学技能大赛等多种形式的载体实现, 转变教师教学理念, 坚持以生为本, 提高对选择性学习和研讨性学习的认识, 提高教师现代信息技术运用能力、教学设计能力及教学资源开发和应用能力。
微观教学保障体系的建设还应当充分利用校园信息化升级和教学管理平台的建设, 在功能上进一步实现学生课程自主选择权、教师授课管理权和系部常规教学督管权, 提供多终端平台的课表查询、成绩咨询、场所预约等服务, 对师生教材选用进行数字化管理, 从而优化教学流程管理, 便捷师生教学基本信息共享, 全面推动教学信息化进程。
参考文献
[1]周建松.基于高职教育内涵建设的微观教学改革研究[J].中国大学教学, 2012 (6) .
[2]宋德发, 张瑞瑶.呼唤“微观教学学”[J].教育与教学研究, 2011 (7) .
[3]金学军.课堂教学:高等教育质量的微观保证[J].井冈山大学学报, 2011 (5) .
[4]李文爽.创造能力培养视阈下思想政治理论课观教学环境建设[J].思想教育研究, 2011 (10) .
[5]彭丽.网络环境下支架式微观教学范式的研究[J].四川外语学院学报, 2006 (4) .
[6]杨再石.微观教学设计的重要性[J].中国远程教育, 2003 (17) .
微观组织 第7篇
石墨与Cu及其合金的性能差异很大, 尤其是熔点和热膨胀系数及弹性模量有很大的区别, 高温连接后将产生很大的残余应力, 严重时将使接头开裂[6]。另外, 石墨与 Cu既不能相互固溶, 又不能形成金属间化合物, 难以用直接扩散焊进行连接, 要实现连接一般要采用加中间层的扩散焊或用钎焊方法。因此, 要获得性能优良的接头要解决的关键问题是石墨与 Cu及其合金之间的界面冶金相容性和缓解残余应力[7]。
碳材料的优点及特殊的物理化学性能, 使得它的应用前景广阔, 必然涉及到连接问题, 相关技术连接方法主要有粘结[8,9]、扩散焊[10,11]、机械连接、形成石墨中间层的连接、玻璃做中间层的连接、瞬时液相扩散连接、化学气相沉积法 (CVD-W) 或真空溅射法、钎焊[12] 、活性金属浇铸技术等方法。本研究利用快速凝固技术获得的30μm厚的Ti-Zr-Ni-Cu非晶态钎料钎焊紫铜和普通高强石墨。利用X射线衍射仪 (XRD) , 扫描电子显微镜 (SEM) ) 等多种分析设备对焊接界面进行了微观结构观察, 研究了接头的性能。该研究也可以为碳基复合材料的连接做技术储备。
1 实验材料及测试设备
1.1 试样制备
焊接所用的母材为市售普通高强石墨, 尺寸为ϕ20 mm×3 mm, 铜母材为紫铜。钎焊前采用200, 400#和600#砂纸对试件被焊表面逐级打磨, 然后用丙酮对钎焊表面进行去油污处理, 无水乙醇脱水干燥。其原始组织如图1所示。可以看到, 石墨母材内部存在一些孔隙, 容易吸取熔化的中间层使钎料难以铺展, 从而弱化和降低了接头性能。
(a) 石墨母材; (b) 紫铜 (a) graphite; (b) copper
所选用的钎料为30 μm厚的TiZrNiCu非晶态箔片, 具体成分 (质量分数, %) 为Ti35, Zr35, Ni10, Cu15, 其它为5%, 熔点为850℃。真空钎焊在CENTORR 6-1650-15T真空钎焊炉中进行, 该设备的真空度为6×10-3Pa。钎焊的升温速度为30℃/min, 焊后随炉冷却。
1.2 分析测试
在INSTRON MODEL 1186电子万能试验机上测定了焊接件的抗剪强度, 剪切速率均为0.5mm/min。采用光学显微镜 (OM OLMPUS) 、扫描电镜 (SEM, S-4700) 、电子探针 (EPMA, JXA8600) 等分析手段对试件接头界面进行了分析研究。
2 实验结果及分析
2.1 石墨与铜钎焊接头的组织特征
图2为950℃/15min时C/TiZrNiCu/Cu接头的典型界面组织结构, 可以看出, 在图2中石墨侧与钎料形成的反应层在SEM图片中并不十分明显, 可能由于该层比较薄所至。界面也可以分为三层:靠近石墨侧的浅灰色反应层, 仅仅不到一个微米厚;中间钎料组织占据了钎缝的大部分, 由多相形成, 白色相, 灰色条状相及在此相上分布的深灰色条状相;靠近Cu母材侧的母材与钎料的过渡扩散层。
为了进一步确定接头各个生成相, 应用多种分析手段, 结合线扫描结果可以进行相对确定的分析, 可以看出, Ti和C元素含量在近石墨界面处发生突变, 形成了曲线的尖峰, 说明Ti元素在这里偏聚。Ni元素与Ti元素的趋势相似, 而与Zr元素和Cu元素形成参差对应的关系。能谱分析结果如表1所示。
图3为接头界面逐层剥离位置金相照片。从图3中, 可以看出, 打磨到的位置, 从右上角处还留存有一定数量的石墨, 过渡到左下角处为靠近母材的Cu基固溶体组织。可以看出各处的形貌有很大的差别, 钎缝中间的金属间化合物在焊接非平衡条件下的形成不能用传统的平衡条件下的热力学条件来解释其形成和长大。
为了进一步确定界面处各个生成相的存在, 对接头进行了平行于钎缝方向的逐层打磨, 并进行XRD分析。结果如图4所示。
图4为 950 ℃保温15 min条件下接头各层界面组织的X射向衍射图谱。其中图4a是石墨侧连接面的XRD图谱, 图4b是钎料内部界面的XRD图谱, 可以看出, 其中Cu-Ti, Cu-Zr, Ni-Ti系金属间化合物的含量较高, 可能为钎料与Cu形成了晶内冶金结合。随着由石墨侧向钎料内部打磨, Cu-Ti金属间化合物的衍射峰明显升高, 图4c中Cu-Ti金属间化合物的衍射峰开始降低。在本实验参数下, 由于Zr元素的扩散能力在钎料所含的四种元素中最低, 所以在钎缝中残存的较多, Zr系的金属间化合物在钎缝中所占的比例较多。
在焊接非平衡条件下, 接头界面组织的生长形态发生了变化。如图5所示, 结合冶金热力学和动力学, 下面进行详细说明和分析。
图5a为连成层状的灰色金属间化合物相, 与Cu基固溶体连接良好。图5b中, 存在以Cu基固溶体相为核心, 呈发射状生长的片层状金属间化合物的生长形态, 这种形貌, 与Cu3P在平衡条件下结晶获得的形貌比较相似, 而在焊接非平衡条件下, 多种Cu-Ti, Cu-Zr, Ni-Ti系金属间化合物的生长也呈现了这样的规律。中间焊缝组织的生成比较均匀, 主要以Cu基固溶体为基, 弥散分布着条状, 针状的金属间化合物, 彼此还没有实现交接, 这样的组织形貌对接头性能很有利如图5c, d所示。在对钎料内部的形貌进行观察时, 发现在钎缝内部的金属间化合物上有裂纹的存在, 如图6所示。图6a中, 可以发现, 裂纹产生于焊缝中尺寸最大的一个金属间化合物相上, 说明升高焊接温度和延长保温时间, 金属间化合物有足够的条件长大, 使接头塑性降低, 对应力的缓解变弱, 易产生裂纹, 裂纹产生后也相对较容易在金属间化合物中扩展, 使接头的性能明显下降。图6b为将裂纹产生的区域放大结果, 可以看出, 当裂纹发展至Cu基固溶体相时, 并未继续沿着原来的路径扩展, 而是越过固溶体继续在金属间化合物上发展, 说明Cu基固溶体的存在可以阻碍或延缓裂纹的扩展, 对提高接头性能有利。
(a) 近石墨侧界面; (b) 钎料内部界面; (c) 近Cu母材侧界面 (a) interface at graphite side; (b) interface in the filler metal; (c) interface at copper side
2.2 焊接接头的性能分析
随着科技的发展, 要求换向器必须有良好的导电性能, 根据使用条件将焊后的试件八等分后测量其电阻率来评定接头的导电性能, 结果如表2所示。采用TiZrNiCu非晶钎料真空钎焊石墨与铜接头的导电性能的试验测试结果可以看出, 获得的接头电阻均小于5mΩ, 平均电阻为3.3mΩ。
对950℃/15min时C/TiZrNiCu/Cu接头的力学性能进行接头抗剪强度测试, 在三个试件测试结果取平均值为16.34MPa, 完全满足使用性能要求。
3 结论
(1) 采用TiZrNiCu钎料真空钎焊C/Cu接头界面结构可分为三层:灰色TiC层;多种金属间化合物相和Cu基固溶体相相间构成的中间钎缝组织;靠近Cu母材侧的Cu基固溶体层。钎缝中主要是金属间化合物生成相, 如Cu-Ti, Cu-Zr, Ni-Ti系等。
(2) 裂纹易产生于焊缝中尺寸最大的一个金属间化合物相上, 当裂纹发展至Cu基固溶体相时, 并未继续沿着原来的路径扩展, 而是越过固溶体继续在金属间化合物上发展, 说明Cu基固溶体的存在可以阻碍或延缓裂纹的扩展, 对提高接头性能有利。
(3) 采用TiZrNiCu非晶钎料真空钎焊石墨与铜接头的导电性能的试验测试结果表明, 在950℃/15min的工艺参数下获得的接头的电阻率低于5mΩ, 平均电阻为3.3mΩ;接头的抗剪强度为16.34MPa, 均满足使用要求。
参考文献
[1]TAKAYUKI H, SHINJI H, SHOUHEI S, et al.Hydrogen-freeCVD diamond synthesis with graphite rod heating[J].Journal ofCrystal Growth, 2008, 310 (5) :1015-1018.
[2]WHITE J L, PRICE R J.Hot-working of graphite for graphite-matrix nuclear fuels[J].Carbon, 1965, 2 (4) :327-330.
[3]刘占军, 郭全贵, 宋进仁, 等.掺杂石墨作为面对等离子体材料的应用研究[J].核聚变与等离子体物理, 2006, 26 (4) :318-322.
[4]GE Chang-chun, ZHOU Zhang-jian, SONG Shu-xiang, et al.Progress of research on plasma facing materials in university ofscience and technology[J].Journal of Nuclear Materials, 2007, 363—365:1211-1215.
[5]陆安慧.炭材料科学的研究现状和发展趋势——Carbon 2006参会感[J].新型炭材料, 2006, 21 (3) :285-288.
[6]ODEGARD JR B C, CADDEN C H., WATSON R D, et al.A re-view of the US joining technologies for plasma facing compeonentsin the ITER fusion reactor[J].Journal of Nuclear Materials, 1998, 258-263:329-334.
[7]邹贵生, 吴爱萍, 任家烈.等热核聚变反应堆关键结构件的连接技术进展[J].焊接技术, 2001, 30 (10) :8-9.
[8]国家高技术新材料领域专家委员会.新材料研究发展预测及对策[J].材料导报, 1999, 13 (1) :1-51
[9]WANG Ji-gang, JIANG Nan, JIANG Hai-yun.The high-tem-peratures bonding of graphite/ceramics by organ resin matrix ad-hesive[J].International Journal of Adhesion and Adhesives, 2006, 26 (7) :532-536.
[10]HIDEKAZU S, TOMOYUKI N.Solid state bonding of graphiteto SUS304[J].Materials transations, 2000, 41 (3) :414-419.
[11]宋明霞, 赵熹华, 郭伟, 等.钛合金与非金属材料扩散连接研究现状与发展[J].焊接, 2005, (10) :9-12.
微观组织 第8篇
关键词：双相不锈钢,力学性能,理化试验
双相不锈钢是指金相组织由铁素体与奥氏体两种组织构成的不锈钢。双相不锈钢不仅具有奥氏体不锈钢的优良韧性、良好的加工性、焊接性, 而且还具有铁素体不锈钢的高强度和良好的耐氯化物腐蚀等性能, 被广泛用于石油、化工、海洋及电力等行业中, 核电建设在红沿河海水淡化和田湾核电中都有应有, 是非常具有发展前景的材料之一。双相不锈钢焊接的最大难点是焊接过程中不均匀加热和冷却对焊接接头中组织的影响。因此, 有必要研究双相钢的焊接工艺, 确定焊接工艺参数, 保证焊接接头具有良好的力学性能和抗腐蚀性能。文中研究了SAF2205双相不锈钢钨极氩弧焊打底及盖面并背部充氩的焊接工艺, 并对焊接接头进行了多项高科技试验。
1 焊接材料与方法
1.1 母材与焊接材料
焊接母材为规格457×14mm的SAF2205双相不锈钢管。实验中采用钨极氩弧焊打底、盖面的焊接方法, 背部采用充氩的气体保护, 氩气纯度≥99.99%。
焊接材料选用镍质量分数高于母材的双相钢焊接材料, 以确保焊缝中奥氏体相占有优势, 焊缝中的铁素体质量分数控制在30%~45%。焊丝选用ER2209￠2.0及￠2.4的焊丝, 焊缝坡口角度35°, 坡口形式为双V型, 对口间隙2mm~3mm。管材与焊接材料主要元素相比较管材的Cr、Ni、Mo的质量分数分别为22.0、5.0、3.0, 焊材的Cr、Ni、Mo的质量分数分别为21.5/23.5、7.5/9.5、2.5/3.5。
1.2 焊接工艺参数
SAF2205双相不锈钢的焊接性能良好, 热裂纹倾向低, 脆化倾向小[1]。为使焊缝和焊接热影响区能有合适的奥氏体数量以保证焊接接头有良好的力学与腐蚀综合性能, 焊接时必须控制线能量和层间温度, 一般控制在0.5kj/mm~2.5kj/mm。多层多道焊时, 控制层间温度可避免冷却速度过低而引起析出相的产生, 焊接时严格制定焊接工艺参数, 焊接电流、电压均参考此专用焊丝的推荐参数, 单层焊道的厚度及整体焊缝的焊接层数都严格计算并在过程中严格控制。
焊接时, 焊接位置6G, 保护气体为体积分数99.99%的氩气, 熔池保护气体体积流量为10L/min, 背面保护气体体积流量为5L/min, 层间温度不超过100℃。当焊至第三层的时候可撤掉背部保护气体。测量层间温度时用远红外测温枪, 测3点以上的数据, 避免使用直接接触式测温以免高温烫伤。焊接记录见表1。
1.3 焊后外观检验及射线检验
焊接后焊缝的外观经检查, 符合规范要求, 采用摇摆焊盖面的双相钢焊缝的外观呈均匀的鱼鳞状波纹。外观合格的焊缝经过RT检验结果为RT检验Ⅰ级合格 (标准为DL/T821-2002) 。检验合格后的试件拿到精加工车间加工金相及力学性能试验所需的试块。
2 试验方法及结果分析
2.1 金相组织观察
对试样进行了宏观金相, 观察了SAF2205双相不锈钢管道焊接接头的焊缝、热影响区和母材的显微组织, 见图1-1。
从图1-1可以看出, 焊缝与母材之间熔合良好, 未见裂纹及未熔合。从图1-2可以看出, 母材SAF2205的微观结构中具有铁素体和奥氏体双相组织。从图1中的1-3~1-6可以看出, 焊缝及热影响区微观组织均为奥氏体+铁素体双相组织, 并且为观察到晶间碳化物和沉淀相。
图1-1中灰色基体为铁素体, 白色为奥氏体组织。由于根部冷却速度快, 中部冷却速度慢, 使得铁素体转变成奥氏体较充分, 所以焊缝中部的奥氏体量比根部要多一些。另外, 后续焊道对前层焊道有热处理作用, 焊缝金属中的铁素体进一步转变为奥氏体, 故焊缝中部奥氏体量高于焊缝底部的奥氏体量。
2.2 力学性能试验
2.2.1 拉伸试验
根据9001标准进行试样制备及拉伸试验, 试验机型号为济南材料试验机厂制造的WWE-60。试样形状及其尺寸见图2, 拉伸试验结果见表2。
拉伸试验结果表明, 断裂均发生在母材部位, 焊接接头的抗拉强度符合要求, 且焊缝强度比母材更好 (母材抗拉强度为680MPa) , 说明接头抗拉强度优于母材, 其原因有以下两方面:1) 由图可以看出, 母材中铁素体和奥氏体组织沿轧制方向呈带状分布, 而焊缝金属和热影响区中的铁素体和奥氏体互相交错, 方向各异, 晶界增多, 能够锁定位错从而使钢强化;2) 焊缝中的Cr、Mo、Ni原子经高温重熔后能够置换晶格中的Fe原子, 扰乱了原来的晶格排列, 使位错移动困难, 从而使钢强化。因此, 焊缝金属经过多种强化方式后, 其强度优于母材。
2.2.2 冲击试验
根据ASTMA370的要求对试样焊接接头的焊缝、熔合区和母材进行了-20℃的低温冲击试验。冲击试样尺寸为10mm×10mm。冲击试验结果见表3。
实验要求在-20℃下, 试样的平均冲击吸收功为50J。试验的焊缝、熔合线及母材的冲击韧性均符合要求。双相不锈钢焊接接头由于奥氏体的存在具有良好的冲击韧性, 奥氏体不仅能抑制已产生裂纹的继续扩展, 而且能阻止高温加热时铁素体晶粒的长大。另外, 碳、氮等间隙元素在奥氏体相中的溶解度高, 与单相铁素体不锈钢相比, 高温冷却时不易析出碳和氮的化合物, 从而抑制了晶界脆化。
由于冲击试验的结果可见, 焊缝和熔合线的冲击功都小于母材, 这是由母材金相结构决定的。母材中铁素体和奥氏体两相组织约各占一半, 并呈带状交替分部, 较好地抑制了裂纹的扩展。
2.2.3 弯曲试验
根据ASME IX的标准, 对试样进行了侧弯试验, 弯曲角度180°。试验结果为4个试样结果均合格。根据规定, 认定弯曲试验合格。
2.3 接头硬度测试
采用FV-7B数字维氏硬度计测量了焊缝、热影响区以及母材3个区域中共计27个点的维氏硬度, 测试载荷为10kg。测试点的位置见图3, 硬度分部见图4。试验要求焊缝和热影响区的硬度值均应小于310Hv10, 母材硬度值不超过285Hv10, 测量结果表明焊接接头硬度符合要求。
从图4可以看出, 焊接接头热影响区中靠近熔合线的侧量点的硬度值高于热影响区远离熔合线的测量点的硬度值。这是因为铁素体的显微硬度高于奥氏体的显微硬度, 由于焊接热循环的作用, 靠近熔合线部分的组织中含有较多的铁素体, 硬度也随之升高。焊缝区的硬度由顶部到底部大体呈升高的趋势, 这和焊缝区金相组织是相对应的。焊缝底部打底采用的线能量较小, 铁素体转变成奥氏体不充分, 故硬度值稍高。受后续焊道的热处理作用, 相比焊缝中部, 焊缝顶部含有较多的奥氏体组织, 故硬度值低。
2.4 晶间腐蚀
依据GB/T4334-2008, 加工试样并将样品在晶间腐蚀试验装置中进行浸泡、煮沸试验后, 在200倍显微镜下观察, 未发现晶间腐蚀裂纹。
2.5 铁素体含量测定
依据GB/T13305-2008, 加工试样并对试样进行研磨、抛光, 在500倍显微镜下测定试样检查面上铁素体相面积百分含量。如下表所示, 对焊缝部位选取5个视场测定铁素体含量, 记录测定值并计算平均值。
3 结论
对SAF2205双相不锈钢管进行氩弧焊焊接, 当选用比母材镍质量分数高的双相钢焊接材料, 线能量在1.5kj/mm以下, 层间温度控制在100℃以下时, 可获得性能良好的焊接接头。焊接接头的各项力学性能均符合标准, 焊缝强度比母材更好, 具有良好的冲击韧性, 焊缝和热影响区的硬度较母材偏高。晶间腐蚀及铁素体含量的测定更加肯定了双相钢焊缝组织完全符合要求。
参考文献
[1]吴玖, 姜世振, 韩俊媛, 等.双相不锈钢[M].北京:冶金工业出版社, 1999:31-48, 366.