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孙竹君:我的金相之旅

编辑:  审核人: 编辑:clxy发表时间:2022年03月21日 09:17 点击:[]

 

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我是湖北理工学院的孙竹君,第十届全国大学生金相技能大赛个人三等奖、团体三等奖获得者。

 

 

那个懵懂的夏天,将我和金相联系起来

时间追回到20208月的一个下午,当我还在为开学的高数考试而紧张复习时,接到了学院付勇军老师的电话,被告知与另一名同学在开学后将与学长学姐一同进行金相培训,并参与我校第三届金相技能大赛选拔赛。那时的我还不认识付老师,更不知金相为何物,只是沉浸在被选拔的喜悦与好奇中,期待着回校后的训练会是怎样。付老师选中了我参与金相比赛,我因此选择了冶金专业,并逐渐开始对我的未来有了规划。

相较于已经上过《金属学与热处理》实验课,对金相磨制有一定了解的学长学姐,我这种连金相都是第一次听说的小白,在第一次集训时,显得格格不入:试样有哪些?怎么拿?制备流程是什么?我需要得到什么?我一无所知。随后通过老师的讲解,学长学姐的示范,我逐渐明白:金相分析是检验分析材料的手段之一,旨在揭示材料的真实结构。在进行金相分析前,需要对试样进行制备,一般步骤包括:制样、镶嵌(有时可以省略)、磨光(粗磨和细磨)、抛光和腐蚀。每项步骤都必须细心谨慎,严格按照操作要求实施,任何操作失误都可能影响后续步骤,在极端情况下,还可能造成假组织。全国大学生金相技能大赛要求的试样有三种:球墨铸铁、20#钢、工业纯铁。这三种试样由于含碳量不同,所展示出的金相组织也不同,其中球墨铸铁碳含量最高,由球形石墨和基体组成,显微组织主要为铁素体与珠光体;20#钢碳含量其次,由渗碳体和基体组成,显微组织主要为铁素体及黑色片状珠光体;工业纯铁碳含量最低,显微组织主要为铁素体和少量三次渗碳体。

在掌握了试样组织特征及基本原理后,接下来就是为期两周的训练和校内选拔赛,我取得了一等奖的名次,得到与另外六名学长学姐一同进入国赛集训的机会。但是由于缺少总结经验,一味的埋头苦磨,我的金相试样效果并没有太大进步,逐渐被其他人拉开差距,也未能进入国赛的三人小组。但通过这次集训,我坚定了继续向金相看齐、向国赛迈进的信念。


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第一次参加训练时所发的朋友圈


那个林荫后的武汉,给了我一张通向国赛的门票

再次与金相熟识便来到了次年4月,学校金相大赛领队付老师早早通知我们,选拔赛将于五月进行。对于我来说,这是一次不能错过的机会。

与上届比赛不同的是,由于疫情取消的湖北省金相技能大赛将重新举办,时间初定在7月下旬。这不仅意味着我们将拥有多一层的考验,也意味着在国赛来临前将拥有更多的时间和机会来磨练自己。
为省赛准备的那一段时间里,我心中总有一个信念:一定要参加国赛。当然,参加国赛的前提是省赛取得校队前三名的成绩。如果让我回忆备战省赛的那些日子,记忆最为深刻的是:燥热的夏季,无论空调如何制冷都凉快不下来的实验室,以及每天6-8个试样的磨制。吸取了上一次训练时的教训,我明白了总结的重要性,不断摸索,不断改进:会为了球铁上无法根除的水珠而熬到宿舍熄灯;也会为了控制最佳侵蚀时间,一个试样重复多次磨制。那时的我,每当闭上眼睛,眼前都会浮现出金相组织,睡前都在想着如何减少试样上的划痕。可无论经过多少次的训练,我都犹如摸着石头过河,我相信每次训练都是在精进的,但又不能保证下一个试样一定会比前一个更完美。就在这样的自我肯定与怀疑中,我顺利获得了湖北省赛个人一等奖和团体一等奖的成绩,也拿到了那张通往国赛的门票。回忆起来,应该是训练时的心无旁骛和坚持不懈,为我参加国赛打下了坚实基础。

那个结满果实的秋天,让我收获了我的金相

2021年的暑假,我希望能早早返校训练,一天时间也不想浪费。我清楚的意识到,时间就是金相,提早一天返校意味着比同场竞技的其他高校选手多一天练习时间。但事与愿违,由于疫情防控的原因,学校不允许提前返校,在训练时间上我将没有任何优势。参加国赛的同学都是各省各校的佼佼者,在这群佼佼者中,我又排在哪里呢?我需要更多的训练,更多的容错机会,才能在国赛上做到最完美!

但是大三的课程多了起来,一周五天的满课,将我的训练时间压缩压缩再压缩。我只能充分利用一切可支配的时间来保证每天2-3个试样的训练。那段时间,在实验室待到十点已是常规,手上的茧子起了又平,平了又起。指甲中的黑色就像我的荣誉勋章,展示着我宿舍、教室、实验室三点一线的生活。一开始训练时还是略显生疏,虽说与省赛只间隔了一个月,但毕竟没有了当时的手感,竟连最擅长的球墨铸铁都无法达到之前的效果,这对我来说无疑是一种打击。好在通过调整状态,借鉴回顾训练时积攒的经验,我迅速恢复了之前的热血,积极投入到训练中来。


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受伤的手指及指甲中的黑色污物


能让我长时间坚持训练的,除了坚定的决心外,还在于我发现了其中的一些美妙。我想那时我最喜欢的就是初秋的夕阳透过实验室玻璃折射进来,泼在我的砂纸上,一粒粒晶莹的闪亮使得枯燥的训练都有了一抹童话的趣味。周末的傍晚,我愿意坐在实验室的大窗户下,享受难得休闲的晚饭时光,看着落日下粉色的天空一点点沉下来,我也将放下手中的悠闲,重新拿起小小的试样,念着一定不要让我失望啊,认真且较劲地开始训练。时常我也在打趣自己:看!我衣服上的黑色脏渍是抛光时不小心飞出来的,他是在提醒我水加的有点多了噢。咦,为什么这次的划痕多了起来呢,一定是磨制时我太用力所造成的。在我眼中,与我相处了那么久的金相不再是沉默无语,而是时刻都在提醒我,我的缺点在哪里。


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粉色的云朵和发光的砂纸


随着练习的不断进行及试样质量的逐步完善,天气慢慢凉下来,清爽的秋风也吹去了我好胜的心情。在国赛来临前夕,我不再执着于排名,而是相信:付出了,就一定会有收获,一切都是最好的安排。我唯有莫问前路,勇往向前

随着国庆三次模拟赛的结束,第十届全国大学生金相技能大赛在上海交通大学悄然而至,我们也踏上了这期盼已久的路途,当我感到自己已经从金相中学到了很多而信心满满时,他又教会了我新的一课。

根据比赛组委会的名单,我是校队三人小组中最后一个上场的。陪伴着两个同伴观看了比赛试样展示直播后,我也踏进了赛场。当时我心中更多的是一份沉稳,就如付老师所说,我们已经付出了足够的努力,只要按照平常训练的流程,一切都是没有问题的。当然,我也坚信如此。

进场、选择器具、准备、计时三十分钟、现在开始!第一个试样是工业纯铁,没问题,我的强项,我一定会做的很好的!抛光、侵蚀、吹风机开始吹干试样,怎么回事,吹风机风力怎么这么小?这样我的试样不会不干净吧!显微镜观察,环顾一圈都不错,这为什么有一处污点呢?要不要返回用酒精重新擦一下呢?抬头看看时间,还有五分钟,五分钟应该来得及,我加快一点就没有问题。快跑回工位,快,快,快!怎么就剩两分钟了?为什么时间过得这么快?完蛋了,我的试样表面的酒精没有吹干!最后30秒,算了,不管了,交了!我迅速收拾干净工位,在广播的不断催促下,火急火燎地上交了试样。但是我很清楚,这个纯铁将会是我有史以来最糟糕的试样,事实证明自己的猜测是对的:由于酒精未吹干,这个纯铁试样虽然组织清晰,但表面太脏了!

那是一个下着绵绵小雨的下午,这样的结果给了我沉重的一击,一时间天旋地转,我甚至连哭出来的反应都没有,满脑子只剩下怎么办三个字。付老师看出了我的失魂落魄,安慰我道,只要接下来的试样好好磨制,进决赛还是有机会的。此时,我也意识到,我的两名队友都还未结束比赛,我的情绪不能影响大家,无论如何,好好睡一觉,重振旗鼓,接下来的20#钢,不能辜负自己了。

重新调整好状态后,很快迎来了第二场比赛,有了第一次经验,我明显熟练多了,我所需做的只是按部就班。在赛场上观看的老师和队友也给了我莫大的鼓励,当我在抛光时微微一转头,就可以看见付老师、雷老师以及我的两个伙伴。在比赛尾声来临,即将交试样时,我好似撇见了付老师轻轻一笑,说着结束了,我们出去等她吧,便向场馆外走去,我明白了,我顺利完成了我的第二场比赛。那个早晨在公交车上,等待结果的那段时间不难熬了,我们说说笑笑,为另两位队友加油鼓气。当然,结果也在意料之中,20#钢效果不错,总算没有让我后悔。

但是由于工业纯铁效果太差,我未能进入到决赛,我的国赛,在初赛结束的那一刻便划上了句号。遗憾、不甘是有的,但更多的是不知该如何面对自己这段时间的努力,面对寄予我厚望的老师。

虽然我的比赛结束了,但队友的比赛还在继续。和老师一起在看台上观看比赛时,付老师对我说道:其实你的比赛还没有结束,这次只是你人生大赛中的一次小磨练。你要明白,尽力了、体验了,就应该无怨无悔,有时候不一定要过度地追求完美。我相信通过这六个月的备赛,你已经成长了很多,比赛过程中的收获,要远比比赛结果来的重要。付老师的一席话将我比赛几天的低沉心情一扫而净,回想备赛的这段时间,我与金相的朝夕相处,从一开始的水火不容,逐渐到现在的得心应手,我经历了我大学时期的第一次蜕变:没了那份急功近利的性子,取而代之的是现在更加沉稳的自己。我与那个金相实验室成为了并肩而战的队友,与金相成为了一同成长的伙伴,更重要的是,我清晰了我未来想要探索的方向:金相!这一刻,我才意识到,这隐藏在比赛背后真正的意义!

最终,我获得了个人三等奖,团体三等奖的成绩。踏上返程列车的那一刻,我的上海之行结束了,但我的脚步却不会停息!


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比赛中和获奖后


经验分享


准备工作

在比赛前强烈建议将指甲剪短,指甲的长度将对拿样的舒适程度造成影响。其次,保证磨制时桌面的干净无尘,细小的颗粒也会使试样产生划痕。

我所选取的的砂纸为320#400#600#1000#1200#1500#,通过前期训练探索,对我而言,800#砂纸与1000#砂纸效果相差不大,所以在后期训练中,我逐渐确定了上面这份砂纸配合。比赛开始前将砂纸按照由大到小的顺序依次摆放,尽量将高倍目数砂纸保护起来,防止在前期磨制阶段有飞粒附着在砂纸表面,影响制样效果。

磨制阶段 (至关重要)

(1) 确定好试样第一次磨制方向,在使用粗砂纸消去加工痕迹时应当非常仔细,这一阶段最容易由于急于消除轧制痕迹而加大力度或加大磨制频率而导致试样歪斜;

(2) 消除掉加工痕迹后,开始逐步细磨。每次使用新砂纸时应与上一道磨制痕迹垂直,直至将上一道工序的打磨痕迹消除,并适度增加一定量磨制次数,保证完全消除痕迹即可。注意随着砂纸粒度减小,磨制时长应依次适量增长,尤其从1200#砂纸起,磨制力度也应适当减轻,防止产生明显的划痕;注意,在每次换新砂纸时可将砂纸轻磕一下,适当消除肉眼无法看见的小颗粒;另外,值得注意的是,三个试样在整体磨制时所用力度从小到大依次为:工业纯铁、球磨铸铁、20#钢;

(3) 预磨阶段结束后,立即清理工位上的垃圾并整齐摆放砂纸;

(4) 使用清水同一方向快速冲洗试样表面,冲洗期间不要换方向,否则将会产生细小划痕;

(5) 磨制时间控制在16-18分钟即可。

抛光阶段

(1) 比赛前应安装好抛光布,将抛光布浸湿后检查抛光机是否可以正常使用;

(2) 将抛光膏均匀涂抹至抛光布上,由内圈向外均匀涂抹,适量即可,防止后续试样表面较脏;

(3) 抛光方向应与最后一道磨制方向相垂直,且须注意,抛光初期由于划痕较大,须在外圈进行3分钟左右的抛光,后续慢慢向内圈靠拢。全程抛光力度应逐渐减小;

(4) 抛光时添加水量适量即可。其中球墨铸铁所需水量最少,已不产生焦糊为基准,水量过多可能会导致表面产生无法清除的小水珠而影响试样效果;

(5) 抛光结束时间依试样效果而定。一般来说表面无明显划痕,水痕迅速消失,光亮如镜即可完成抛光。结束抛光时可以再次加水清理试样表面,冲去微小污物;

(6) 结束抛光时关闭抛光机电源,撕下抛光布并丢入垃圾桶;

(7) 抛光时间控制在7-9分钟。

侵蚀阶段

(1) 侵蚀开始前先用酒精棉球擦去抛光时的水痕,迅速用吹风机吹干,可上下晃动吹风机以达到酒精加速挥发,吹风时长控制在30-40秒即可;

(2) 推荐使用擦拭法。将酒精棉球浸满硝酸酒精后采用打圈擦拭的方法,旋转擦拭,保证试样表面每一处都侵蚀到位。当试样表面产生微黄,并由光洁的镜面效果变成灰白色后,静待2秒即可;

(3) 侵蚀完成后,迅速用酒精棉球擦去硝酸,同一方向擦拭2-4次,更换干净的酒精棉球在垂直方向继续擦拭2-4次,保证擦净表面硝酸。迅速用吹风机吹干试样表面,吹风时长控制在120秒左右。

最终建议,大家不要抱着返工的心态制备试样,一气呵成永远最好!

 

(金属材料系供稿