陈传辉

摘 要：铁碳合金相图是《金属材料与热处理》课程教学的重点，因其内容抽象，需要记忆的点、线、组织较多，且关系复杂，对技工院校的学生来说，就像一个“迷魂阵”，也成为了教学的难点。如何透彻地讲解铁碳合金相图，让学生快速学习、理解性记忆相图，是教学中必须思考和探讨的问题。笔者在教学过程中，采用相图相关周边知识铺垫诱导、以点带线等教学方法，循序渐进的引导学生理解性学习相图，并用口诀总结的相图图形特征和室温组织，取得良好的教学效果。

关键词：铺垫诱导;循序渐进;以点带线;理解性记忆;相图口诀

一、用生活常识激发学习兴趣

铁碳合金相图的知识繁多，学生不易接受和理解，极易产生厌学和畏难情绪，需要首先激发学习兴趣。教师可以列举一些日常生活中常见的实例，并提出疑问。锉刀是用什么材料做的？为什么有足够的硬度和耐磨性。播放铁匠师傅打铁的视频，提出为什么要将铁烧红、烧红的温度有多高等问题。让同学带着问题去学习，进而引出铁碳含金相图，说明其重要性。

二、用相图周边知识铺垫诱导进入新课

教师利用新旧知识的联系，集中复习铁碳合金相图周边知识，进行铺垫诱导。学习相图前，复习纯铁的冷却曲线，巩固纯铁的熔点（1538℃）、两次同素异构转变温度（1394℃、912℃）和α-Fe、γ-Fe的晶格类型等重要知识点，进而进入到Fe和C在合金中的存在形式的复习。C既能溶解在γ-Fe，也能溶解在α-Fe中，分别形成单相组织奥氏体（A）和铁素体（F），C还能与Fe形成金属化合物渗碳体（Fe3C）。

循序渐进，诱导确定主要特性点。含碳量为0的铁碳合金为纯铁，在前面铺垫的基础上，很容易得到A点（纯铁的熔点1538℃）和G点（纯铁的同素异构转变点912℃）。而含碳量为6.69%的铁碳合金就是渗碳体，进而得到其熔点D（1227℃）。教师可以设置疑问，询问同学C可以溶解在γ-Fe，也可以溶解在α-Fe中，那么C在他们当中的最大溶解度是多少？最小溶解度是多少？同学查阅查看相图和课本，很容易得到最大溶解度分别为E点（1148℃，WC=2.11%）和P点（727℃，WC=0.0218%），最小溶解度分别为S点（即共析点，727℃，WC=0.77%）和Q点（室温，WC=0.0008%）。教师可以开门见山的讲共晶点C（1148℃，WC=4.3%）。这时，需要通过一些课堂练习巩固主要特性点，为后面的学习打牢基础。

三、以点带线，深化核心概念

共晶点C對铁碳合金相图来说，像人的咽喉一样重要，211%

为进一步让学生抓住核心概念的要点和其本质特征，教师可以采用对比教学法，引导学生思考并回答：共析反应和共晶反应的反应物、反应条件、生成物有何异同点，为什么？这样启发引导学生去发现和比较它们的相同点和不同点，加深学生对核心概念理解，提高学生思考问题和分析问题的能力。

四、连线临界点，沟画相图轮廓

在学完相图特征点和共晶反应、共析反应的基础上，教师就可以引导学生共同连线临界点，和学生一起边吟、边绘、沟画相图轮廓。先画出坐标系，在横坐标上标注出特殊含碳量点（0.0218%、0.77%、2.11%、4.3%、6.69%），在纵坐标上画出共晶线ECF、共析线PSK和特殊温度点（1538℃、912℃、1227℃、1148℃、727℃）。再链接具有相同意义的临界点，纯铁熔点A、共晶点C、Fe3C的熔点D都为液固分界点，连线ACD为液相线。共晶线ECF为液固转变结束线，连线AECF即为固相线。G点为γ-Fe向α-Fe发生同素异构转变的温度，S点奥氏体（γ相）开始转化为珠光体（珠光体中的F即是α相），GS线是奥氏体向铁素体转变的开始线，而P点奥氏体全部转化为F，GP线是奥氏体向铁素体转变的终了线。E点为碳在奥氏体中的最大溶解度点，S点为碳在奥氏体中的最小溶解度点，ES线就是C在奥氏体中的溶解度曲线;同理推出PQ线自然就是碳在铁素体中的溶解度曲线。

五、按相图组织规律，填补相图组织

相图连线绘制完毕后，按照“基本组织先标好，相间组织共逍遥”的相图组织规律，先标注四个单相区（液相区L、奥氏体区A、铁素体区F、渗碳体区Fe3C）和珠光体区P、莱氏体Ld（低温莱氏体Ld'）等7个基本组织，再根据“相间组织共逍遥”填补完整铁碳相图的组织。

六、利用口诀，记忆相图的形和室温组织

在同学对铁碳合金相图充分理解的基础上，用“两平、三垂、七弧”相图口诀记忆相图的图形特征。“两平”是指1148℃的共晶线ECF和727℃的共析线PSK，“三垂”是指WC=0.77%的共析成分和WC=4.3%的共晶成分的铁碳合金，及WC=2.11%钢与铸铁的分界线。“七弧”是指液相线AC段和CD段、固相线AE段、奥氏体向铁素体转变的开始线GS和终了线GP、碳在奥氏体和铁素体中的溶解度曲线ES、溶解度曲线PQ。另外用“室温组织要记牢，铁珠渗莱是关键”相图口诀记忆相图室温下的基本组织。

参考文献：

[1]韩志勇.金属材料与热处理（第七版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2018.

[2]李妙玲.基于分步诱导和互动讨论的铁碳合金相图教学实践[J].山东化工，2017（05）.

[3]周益兰.铁碳合金相图教学探讨[J].科技风，2017（13）.