我所经历的南昌金相大赛

凯里学院  王鹏飞

一 初识金相

吴曙芳老师九月中旬在我们《化工制图》课堂上说,十月中旬南昌大学、南昌航空大学、江西科技师范大学三校将联合承办第六届全国大学生金相技能大赛,希望我们能报名参赛。我们听到金相二字,都误认为与象棋多少会有点交集,由于对这次比赛不甚了解,只有八位同学报名参加比赛,我抱着去了解,去看看的心态报了名。

二 披榛采兰

我们学校的预赛分为理论考试和实践操作能力。其中,理论占10%、实践操作占90%。报名结束后,吴曙芳老师给我们参赛的所有选手上金相理论课,讲解考试的内容。通过学习,我们对金相实验,显微镜有了一定的了解。几天后,我们参加理论考试。

理论考试结束后,吴老师给我们上金相实验课,给我们演示了金相实验的全过程,并对制备金相样品的六个步骤即机磨倒角,砂纸手磨,清洗,粗抛与精抛,腐蚀和显微组织观察进行了详细讲解。首先,谈机磨倒角。之所以对金相样品进行倒角是为了防止抛光样品损坏抛光布,同时防止样品伤手。倒角的要点是厚度和角度要控制好,施加在样品上对水磨砂纸的压力要恰到好处,而且还要控制机磨时间。其次,谈砂纸手磨。手工砂纸研磨样品至关重要,对后续操作产生重要影响。因为,如果这道工序残留划痕如果过多或过深,微观划痕也会相应增多,在后续的抛光工序是抛不去的。接着,谈清洗。砂纸手磨后要及时清洗金相样品,洗涤掉掉残留于金相样品抛光面,圆柱面和端面的碳化硅颗粒,保证后续的抛光不受影响。另外,硝酸酒精腐蚀样品之后也要及时用清水和无水乙醇清洗,尤其是用无水乙醇清洗的时候,脱脂棉不可残留有纤维在抛光面。通常,倾斜金相样品的抛光面,然后挤出无水乙醇,无水乙醇在自身重力作用下冲洗抛光面,清洗效果较好。第四,说抛光。这道工序主要是去掉一些较浅的划痕,这时需要向抛光布上喷上抛光液。抛光液中有三氧化二铝粉末,能很好地把样品较浅划痕磨去,达到如镜面一般光亮是最佳的效果,便于后续腐蚀样品,清晰显示显微组织。第五,说腐蚀。我们实验室通常用4%硝酸酒精溶液腐蚀金相样品,腐蚀过浅或过深都对后续的显微组织观察有很大影响,因此把握好腐蚀的度是关键。最后,说显微组织观察。用清水和无水乙醇清洗硝酸酒精腐蚀过的样品之后,用热风机将之吹干。将金相样品放置于金相显微镜载物台。接通电源,打开光栅调亮度,按照物镜由10倍,20倍,40倍,100倍的顺序,先粗调再微调,直到看到清晰的显微组织为止,这就是操作金相显微镜观察的大致过程。每个步骤都至关重要,不容小觑。同时,吴老师还强调金相实验操作的规范性,比如,水磨结束后,要及时关闭水龙头和水磨机电源开关,不可浪费水电。硝酸酒精腐蚀的时候,腐蚀液要滴在垃圾桶里,保持实验室地面清洁。实验结束后,要清洗工作台面。尤其是显微镜的操作要规范,观察的时候,是按照物镜由低倍到高倍的顺序,每次换物镜,一定要升高载物台,防止物镜镜头受到载物台的碰撞,观察结束后,要把物镜旋转到最低倍数的位置,载物台归零,盖好防尘的绸布。实验课结束后的一个星期我们在实验室自由练习,实践操作。我们从最基础的切割钢材着手,然后按步骤制备金相样品。由于我们都是初次接触金相实验,对材料的知识了解比较少,加之动手能力弱,所以刚开始很不熟练。不过,在老师的细心指导下,我们逐渐熟悉了金相实验,学会了制备金相样品的制作,也学会了熟练地操作金相显微镜进行观察。校内选拔赛,我的总分排名第四,由于第二名同学潘金良家里有事无法参加南昌的比赛,吴老师邀请我参加此次比赛。凯里学院首次参加此次全国大学生金相技能大赛,我感觉任重而道远!

三 勤学苦练

确定到南昌复赛的选手名单后,我们进行了大半个月紧张而密集的训练。我们前一个星期切割建筑钢材,作为训练的金相样品,反复进行磨样训练。在尝试用了机磨和手磨之后,最终确定倒角用机磨,抛光面用砂纸手磨。这次金相比赛复赛用20号钢和球墨铸铁,决赛用45号钢和GCr15。为了更好地熟悉各种材料并发现在磨制过程中出现的各种问题,国庆期间我们顾不得休息,抓紧时间训练。每天早上,中午或是晚上高强度密集的磨样训练枯燥乏味,人很疲倦,心情有些浮躁。但是我们克服了浮躁情绪,静下心来,苦练磨样基本功。由于是用手磨,所以手上会起水泡发酸。有时候一站就是五六个小时,所以腰杆很酸涩,但是想着比赛时间一天天地临近,心里只想着尽快掌握各实验环节的操作要领并在实践过程中积累一些方法和经验,正式比赛更好地发挥。

赛前我们各位选手一起学习了比赛规则和注意事项,对比赛都有了一定的了解和认识。手磨样品可以保证磨制面平整,只要用力均匀,就可避免磨制面因用力不均匀而导致不平整而出现至少两个面或者斜面,磨制面的平面度直接影响后续的抛光从而影响显微组织的图像质量,研磨这一环节在整个金相实验中很重要。相对于手磨,机磨的优点是所用时间少,因而效率高,样品质量好,唯一的缺点是容易出现多个磨制面,转盘的线速度大,因而稍不留神样品就极易飞出实验台,有可能损坏样品前功尽弃,比赛所用预磨机转速更大因而很难控制。所以老师和参赛选手讨论并决定倒角用机磨,其它用手磨。砂纸型号最终确定用80#、180#、400#、800#、1200#、2000#这六个型号的砂纸。在最后的几天里,由于比赛时间只有40分钟,为了合理分配时间,我们对比赛的四个环节进行了时间的分配,机磨倒角用7分钟,六张砂纸平均每张砂纸3分钟总计18分钟,所以预磨用时25分钟;抛光用时6分钟;酒精脱水腐蚀用时3分钟;显微镜观察4分钟,整个环节在28分钟,所以没有返工的时间,只有一气呵成,尽量不要有大的失误,方可顺利完成任务,磨样的质量直接关乎最终的得分。

四 洪都印象

十月,真可谓丹桂飘香,秋风送爽。经过半个月紧锣密鼓的训练,我们师生四人十九日乘火车启程前往红色之都南昌。经过一夜火车的旅途,十月十日早,我们来到了,军旗升起的地方——“英雄城”南昌。在这里能明显感觉到历史的足迹。十月十号中午,我们师生从火车站坐巴士专线来到南昌大学。

南昌不愧是红色之都,途中随处可见五星红旗迎风飘扬,高楼林立,车水马龙,一片繁荣景象,我一路欣赏着南昌的美景,不知觉到达目的地前湖迎宾馆。我们刚到大厅,热情洋溢,笑容满面的青年志愿者迎上前来,带着我们前去服务台办理报到相关手续,包括比赛指定的服装、工作牌,领取比赛相关资料。

由于时间紧迫,寄存好行李后,我们先去南昌大学食堂吃饭。然后直接去南昌大学材料学院熟悉实验场地和金相显微镜。我们熟悉场地的时间是中午一点半到两点,由于参赛学校多,所以每个学校参观时间有限,只有三十分钟。在志愿者带领下,我们熟悉了比赛场地的水磨机,抛光机,并到显微镜实验室调试了比赛所用的金相显微镜。

下午三点指导老师们开会,我们也到处逛了逛南昌大学校园。老师们开完会后,我们一同回到宾馆,傍晚我们到楼下餐厅晚餐,邂逅其他学校师生,我们相约共进晚餐。吴老师和新认识的老师交着流谈着培训期间的心得。我们学生也相互交流,介绍自己的美丽校园,各自家乡文化以及特产。晚上八点左右吴老师在宾馆召集我们参赛选手给进行了简单的赛前指导,包括务必带上自己的学生证、参赛证以及指定服装方可进入比赛场地,注意出行时间安排。由于我是第一组故不能参加第二天的开幕式,想着即将迎来第一天的比赛,略带紧张感。

江西物产富饶,风景秀丽,素有“物华天宝、人杰地灵”之美誉。文物古迹、风景名胜众多,庐山、三清山、滕王阁、婺源、龙虎山等闻名海内外,是外出旅游必选之地。近现代涌现出了一批又批的革命家政治家,对中国政治、经济、文化做出了巨大贡献。 能从偏远的黔东南州来到这钟灵毓秀之地参加全国比赛,自然是心潮澎湃。

五 华山论剑

光线透过窗帘,新的一天开始了! 七点半吃完早餐,我乘坐通勤车前往南昌大学准备参加今天上午的比赛。我在休息室与几位来自不同学校的同学聊了一番,大家聊在学校培训的过程中发生的一些趣事、心得,欢快的聊天缓解了紧张的气氛,大家都自信十足,胜券在握。

八点半参赛选手们领取比赛所需砂纸和样品进入候赛室,找到自己前后左右的选手,并相互认识。我们提前五分钟进入赛场,等待比赛时刻的到来。比赛开始了,跟预计的时间差不多,主要是在80号砂纸研磨样品超出了预计时间,所以后面的每个步骤所用时间都很紧张,手磨有划痕是难免的,如有较深划痕,抛光是很难去掉,抛光只能去除较浅较细划痕,在距离结束五分钟,拿着样品进入观察室进行显微观察,划痕影响了显微组织形貌,而且看不到铁素体晶界。我们老师和两位队友都在观摩室看着整个比赛过程,我更加紧张。比赛结束后,我来到观摩室和老师与两位队友讲自己在比赛过程中遇到的问题,提醒队友避免犯同样错误。由于她们是下午比赛,所以决定在观摩室现场观看现场选手的显微组织形貌,我和队友在焦急中等来了自己的金相样品显微组织形貌照片。显微组织明显的不足就是看不到铁素体晶界。下午一点半是下一位队友参赛,她的显微组织有一两条较浅的划痕,也没有腐蚀出晶界,最后一位参赛的队友划痕相对较多,图像不清晰。我们在观摩室观察了其他选手的样品,质量有好的,也有糟糕的。赛后大家的心情都很失落,做的样品质量不尽人意,晚上吴老师召集大家一起总结第一场比赛所出现的失误和存在的不足,并勉励大家不要因此影响心情,不要有思想包袱,轻装上阵,在明天的比赛中正常发挥。

第二场复赛我依然是被安排在第一场,这出场顺序对我有些不利,因为评委老师们期待值高,如果显微组织不是太清晰准确,打分可能会偏低。比赛开始后,我进入赛场领取砂纸、样品,来到指定位置准备比赛。倒计时开始了,时间一分一秒的流逝,第一道砂纸磨好进入180号砂纸,磨着磨着似乎砂纸中间有个梗分成两半,时间过去了但样品还是没平整,我心开始慌乱起来,拿着样品再用80号砂纸机磨,但在接下来的几道工序中依然不平整,出现了多个平面,已经超过了预定时间,只好硬着头皮接着下道工序,在紧张的氛围中结束,在显微观察中,由于磨制面不平整,所以在显微镜下有虚像和实像。复赛就这样结束。接着是另外两位选手的表现,在她们中向春梅的样品图像质量远比我的优秀,另一位就是划痕依旧和上次一样多,大家都看了自己的显微组织照片,虽然不是太满意,但是比20钢的要略好。两场复赛下来,我们无缘进入决赛。十月十三号早上我们师生一起观看了各校指导老师的摄影展,很有收获。参观了宁波舜宇光学仪器有限公司、重庆奥特光学仪器有限公司和徕卡仪器有限公司等公司的光学显微镜。下午参观了南昌航空大学校园,最吸引人的是校园内的各种飞机,包括歼-8II歼击机、米格15战斗机、歼-6战斗机、直-5直升机和轰-5轰炸机。下午是教师摄影比赛颁奖,我校吴曙芳老师的参赛作品《生态学府》荣获二等奖。七点在南昌航空大学大学生活动中心举行闭幕式。首先是南昌航空大学大学生交响乐队演奏一曲《在水一方》,接着各位领导作重要讲话总结,南昌大学,南昌航空大学和陆军工程大学分获团体前三名,我校向春梅同学荣获三等奖。

六 登临高阁

“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色。”出自初唐四杰之一王勃的《腾王阁序》。我对这座名楼已经是慕名已久。比赛结束后,我们师生一同前往滕王阁。远远望去,滕王阁像一位伟岸的将军伫立在赣江河畔,令人叹为观止!当我们上登观景台时,看见了对面红谷滩新区的秋水广场,景色真的是美不胜收啊.绕栏环视四周赣江和西山云水景色,沉醉于王勃这篇千古奇文所启迪的意境之中,一生难得,实在不忍下楼。

七 满载而归

此次比赛,尽管我没有获奖,但是收获满满.由于参加这次比赛,很荣幸能与兄弟院校一起相互交流学习。参观过南昌大学后,我知道了焊接工程专家潘际銮院士。潘院士穷其毕生精力,几十年如一日执着地在焊接领域攻坚克难,开拓创新的科学精神令人钦佩,更值得我学习。另外,在这次金相大赛的闭幕式上,我也听说了从金相实验开始起航的向巧院士,向院士不断学习,刻苦攻关的精神也值得我学习。南昌之行,获益匪浅!


第六届全国大学生金相技能大赛期间凯里学院师生留影于南昌大学 (左起第二位为王鹏飞同学)