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学以致用,触及巅峰—第十一届材料热处理创新创业赛参赛纪实 ——山东科技大学材料科学与工程学院张睿团队
发布时间:2025-08-04点击数:[]

712日,2025年中国大学生机械工程创新创意大赛第十一届材料热处理创新创业赛在西安理工大学举行。大赛以“厚基础、强融合、重突破”为指导思想,秉持“学以致用、触及巅峰”的理念,采用大区赛(省赛)+总决赛的方式。其中,山东、江苏、辽宁、陕西、甘肃、新疆六省首次举行了省赛,选拔国赛参赛队,其他采用的大区赛形式进行,合计共有219所高校的2235支队伍报名参赛。

该赛事自2015年以来已连续举办十一届,并连续六年入选《全国普通高校大学生竞赛分析报告》榜单,为大学生展现材料热处理理论与实践才华、创新创业成果提供了卓越平台,赢得了各相关高校和行业内的广泛关注与认可。山东科技大学材料科学与工程学院本科生组张睿团队获得国赛一等奖,陶品团队和李荣昊团队获得国赛二等奖,研究生马铎团队国赛一等奖。

在中国机械工程学会热处理分会的指导下,山东机械工程学会和山东机械工程学会热处理专业委员会的支持下,山东科技大学向山东省科学技术协会积极汇报申请,“丰东杯”山东省大学生材料热处理创新创业大赛获批纳入了第十七届山东省大学生科技节赛事活动之一。该赛事由山东省科学技术协会、山东省教育厅等六部门联合主办,山东科技大学、山东机械工程学会、热处理专业委员会、丰东山东公司共同承办。同时,设置指导教师研讨会与企业“揭榜挂帅”研讨交流活动,深化产学研合作。大赛共有来自山东省的22所高校的153支队伍参加(其中本科生组97支,研究生组56),参赛师生达1800余人。

山东科技大学材料学院参赛团队凭借扎实的专业功底与创新能力,展现出卓越的竞技水平,共斩获一等奖3项、二等奖5项、三等奖2项。在省赛备赛阶段,山东科技大学材料学院大力支持并组织动员,鼓励金属专业的同学们积极报名参赛。在省赛筹备过程中,学院积极协调学校各部门,得到了校团委、学生处、网信办、宣传部等相关部门的大力支持,为大赛的顺利承办提供了良好的条件和环境。学院还为我校参赛队设置了线上答辩教室,提供了良好的大赛后勤保证工作。同时,孙金全、夏鹏成、曹梅青、王淑峰四位老师多次义务为同学们开展热处理(见习)工程师培训课,为同学们获得热处理(见习)工程师资格证书提供了保障,也为大赛夯实了专业基础。

张睿同学带领的参赛队由来自山东科技大学金属材料工程20222班张睿、宋文佳、孙书俪、邢昊男、赵羿达五名同学组成,在王淑峰、谷明霞等老师的指导下精心备赛。

省赛采用自命题方式,由指导老师和参赛同学选定题目,进行相关实验研究,并把成果制作成课件进行在线答辩。赛事采用双盲评方式,即评委和选手都采用抽签方式。省赛的竞争激烈,其一、二、三等奖的获奖比例仅为5%15%30%。王淑峰老师指导的金属材料工程20222班张睿团队(宋文佳、孙书俪、邢昊男、赵羿达)以《等离子熔覆复合碳化物增强耐磨涂层制备及组织演化研究》为课题,经过了前期近半年的实验研究工作,掌握了等离子熔覆的设备组成、技术特征、涂层种类、应用领域等。经过近一月的比赛PPT课件打磨,先后进行了多次的讨论、答辩模拟,信心满满。然而,团队省赛紧紧获得了三等奖,团队士气低沉。在王老师的鼓励下,团队成员卧薪尝胆,重新树立了信心,背水一战,团队开始重振旗鼓全力采用往年题目进行预演备战国赛。提升PPT制作的水平,强化PPT中专业概念的准确清晰的理解,训练讲解的逻辑结构,演练评委问题回答。一个个PPT修改版本,一份份讲稿, 团队的专业素养、心里素质经历了全面的提升与历练。

国赛采用命题制赛制,随机抽取一个工程应用题目,要求参赛队在7天时间内针对抽取的题目完成设计。重点考察参赛队在材料选择,热处理工艺设计,质量检验等方面的综合能力。备赛时间短,任务重,挑战性强。有了前期的备赛训练,我们抽到国赛题目(针对一种精密渗氮齿轮,选择材料、列出齿轮制造流程、提出热处理技术要求、制定热处理工艺规范、选着相关热处理设备)时,如鱼得水,团队成员迅速完成分工协作,全身心备战国赛。

在备赛过程中,我们依然面临重重困难和挑战:第一,备赛时间段恰逢与学校的生产实习时间冲突,我们开启了白天实习,夜晚备赛的工作模式。第二,在选题方面,团队深知选题的工况背景将确定赛题设计工作方向。选用工况下的精密齿轮呢?必须谨慎,团队先后共尝试论证了6种不同服役环境下的齿轮,但都因为服役条件,使用成本等问题不能完全满足我们的参赛赛题的要求。山重水复疑无路,柳暗花明又一村。78日,我们确定了最终选题,此时距离比赛仅剩5天。第三,渗氮工艺的选择也给我们带来很大挑战,作为本题目中的核心工艺,如何体现创新性?温度和氮势如何确定和控制?一个个问题不断地被出现,而迟迟难以解决,给了我们极大的压力。面对困难,我们选择了积极面对,利用在企业生产实习的现场经验和交流机会,我们积极与企业技术员和指导老师针对赛题进行关于实际生产工艺参数的沟通。在备赛过程中,青岛丰东热处理有限公司的李丹总工给予我们极大的支持与帮助,一遍遍给我们指导、修改参赛课件,并让我们进一步熟悉企业如何对产品进行生产设计,了解一线生产过程中必须要考虑的问题,极大的拓展了我们对赛题思考的视野。同时,我们积极查阅热处理手册,国家标准,行业标准等资料,保证我们每一步的设计有迹可循,有理可依。

面对精密渗氮齿轮这一赛题,我们以航空发动机燃油调节器齿轮为研究对象,结合工况选择38CrMoAlA钢,完成制造流程,热护理技术要求,热处理工艺,热处理设备的选择和设计。团队依据赛题中“精密+渗氮”两大核心要求,热处理工艺方面选择“调质+去应力退火+三段气体渗氮”复合工艺,在符合国家标准,行业标准的前提下对加热温度,冷却方式等进行了重新设计,使该齿轮获得足够的氮化层深度以及表面硬度和耐磨性等,满足服役期间的性能要求,最后进行的磨齿工序保证了精度。

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来到西安,团队紧锣密鼓的展开了答辩准备,五人小组在有限的场地内就地取材,和指导教师一同再次进行了答辩模拟与问题讨论,将课件内容再一遍遍分解打磨,技术关键则由团队成员分工查阅文献资料,确保将课题中的所有因素都理解透彻,避免盲区和短板。

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在最终的比赛过程中,我们团结一心,分工明确,沉着的面对陈述以及各位评委老师的提问,顺利地完成了我们赛题的阐述与问题回答。

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“本次热处理大赛如同对我们三年大学学习进行一次集中演练,在备赛过程中,每一门专业课,每一个掌握的热处理知识点,每一次实习实践经历都在关键时刻给我们提供了思路和方向,是持续的扎实学习给了我们站在舞台上的自信。同时大赛经历也提醒我们,知识要在应用中学,在实践中学,理论与实践并重。”队长张睿在赛后总结说。

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最后,感谢山东科技大学的培养,感谢材料科学与工程学院与各位老师的栽培和指导!我们将继续努力,未来俯身耕耘,为材料的进步贡献力量。


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