中职金属材料与热处理教案

中职金属材料与热处理教案中职金属材料与热处理教案 章节课题课型新授课课时绪论 1 1金属的晶体结构2教具学具电教 设施挂图教学目标教学重点难点知识通过学习使学生们了解金属晶 体结构的概念 教学点能力晶格的类型及晶体的缺陷培养点德育培 养学生的职业道德观及互相协作的精神渗透点重点晶格的类型及结 构难点晶格的类型学法引导 1 讲授法 2 讨论法教学内容更新 补充 删节补充 金属材料与热处理 相 关内容 同素异形体 金属学与热处理 参考资料课后体会教与学 互动设计教师活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 提出问题 1 谈谈对于金属材料及热处理这门课的认识 2 什么是晶体和非晶体 三 讲授新课绪论一 基本知识 1 材料的发展史 2 什么是金属 什么是合金所谓金属 就是指由单一元素构成的 具有特殊的光泽 延展性 导电性 导热性的物质 如金 银 铜 铁 锰 锌 铝等 所谓合金是指有一种金属元素与其他金属或者非金属元素通过熔炼 或其它方法合成的具有金属特性的材料 金属材料是金属和合金的总称 指金属元素或以金属元素为主构成 并具有金属特性的物质 3 金属组织 性能 用途的关系第一章金属的结构与结晶 1 1金 属的晶体结构一 基本知识 表1 1 p3思考题 1 非晶体物质内部 凡原子呈无序堆积状况的 2 晶体物质内部凡原子呈有序 有规则排列的物体叫 金属在固态下 一般呈晶体 晶体具有固定熔点 性能呈各向异性 非晶体没有固定熔点 性能表现为各向同性 3 晶格和晶胞晶格表示原子在晶体中排列规律的空间格架 晶胞能完整地反映晶格特征的最小几何单元 提示晶胞是可以反应金属圆子排列规律的最小单元 所以一般都是 取晶胞来研究金属晶格结构的 二 常见晶格类型 表1 2 1 体心立方晶格晶胞是一个立方体 原子位于立方体的八个顶点和 立方体的中心 如钨 钼 钒等 2 面心立方晶格晶胞是个立方体 原子位于立方体的八个顶点和立 方体的六个面的中心 如金 银等 3 密排六方晶格晶胞是个正六棱柱 原子除排列在柱体的每个顶点和上下两个面的中心外 正六棱柱的 中心还有三个原子 如镁 铬 锌等提示即使是相同的原子构成的晶体 只要原子排列 的晶格形式不同 则它的之间的性能存在很大的差别 如金刚石和 石墨 同素异形体 三 单晶体与多晶体 1 多晶体结构晶粒外形不规则而内部原子排列规则的小晶体学生活 动内容时间2分学生思考并回答5分所提出的问题 学生分组讨论并发言20分听讲记笔记10分学生思考 讨论准备回答 听讲记笔记20分学生认真听课准备上课晶界晶粒与晶粒之间的分界 面 2 单晶体结构单晶体只由一个晶粒组成的晶体 其晶格排列方位完全一致 必须是人工制作 注意普通金属都是多晶体 虽然每个晶粒各向异性 但是由于各个 晶粒的相位不同 加之晶界的作用 则使各晶粒的各向异性相互抵 消 因而整个多晶体呈现出无相性 即各项同性 四 晶体的缺陷晶体缺陷晶体中原子紊乱排列的现象 可分为点缺陷 线缺陷和面缺陷 具体如下 表1 3 1 点缺陷晶体在三维的方向尺寸很小 不超过几个原子直径的缺陷 常见的有晶格空位和间隙原子 宏观上 影响材料的强度 硬度和 导电性 同时出现在缺陷处的原子容易移动 2 线缺陷晶体在某一平面中呈线性分布的缺陷 典型的有刃型位错 由于错位 内应力增大 宏观上 使金属的塑性变形更加容易 3 面缺陷金属的空间分布中存在着较大的缺陷 常见的有晶界和亚 晶界 高温下 晶界处原子极易扩散 常温下是金属的塑性变形的阻力增 大 宏观上 金属的强度和硬度高 力学性能好 四 课堂小结点出重点 分析难点 五 布置作业 1 复习本次课的内容 2 习题册上的习题 3 预习下一节内容听讲记笔记学生根据老师的提示认真回顾本次课 的重点内容20分10分3分教案章节课题课型新授课课时 1 2纯金属 的结晶2教具学具电教设施挂图教学目标教学重点难点知识通过学习 使学生们了解金属的结晶过程 结晶冷却的曲线 教学点能力结晶的过程及晶粒大小对金属材料的影响培养点德育培 养学生的职业道德观及互相协作的精神渗透点重点结晶的过程 晶 粒大小对金属材料的影响难点结晶的过程学法引导 1 讲授法 2 习题法教学内容更新 补充 删节补充 金属材料与热处理 相 关内容 金属学与热处理 参考资料课后体会教与学互动设计教师 活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 复习提问 1 讨论金属如何结晶 三 讲授新课 1 2纯金属的结晶一 结晶的概念结晶金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程 二 结晶潜热结晶潜热结晶过程中放出的热量 三 纯金属的结晶过程 一 纯金属的冷却曲线及过冷度 1 冷却曲线的测定用测温的方法 描绘时间与温度之间关系 2 过冷度理论结晶温度和实际结晶温度之差叫过冷度表示 T T o T 13 温度的大小与冷却的速度有关 冷却速度越快 金属的实际结晶温度越低 过冷度也就越大 冷却曲线的坐标表示学生活动内容准备上课时间2分学生思考并回答 所提出的问题 学生分组5分讨论并发言听课记笔记30分学生分组讨论并发言纵坐标 表示 温度 T 横坐标表示 时间 t 听讲提问为什么纯金 属结晶时 冷却曲线有一段是水平的提问由于结晶过程的结晶潜热 补赏了散失在空气中的热量 因此 结晶时温度并不随时间的延长 而下降 直到结晶终了学生分组讨论并发言时 温度下降才快些 4 温度的大小与什么有关与冷却的速度有关 冷却速度越快 金属的实际结晶温度越低 过冷度也就越大 记笔记学生分组讨论并发言温度与结晶的关 二 纯金属的结晶 过程 晶核的形成与长大系晶核作为结晶核心的微小晶体 1 单晶体结晶后只有一个晶粒的晶体叫 2 单晶体有各向异性因为单晶体中的原子排列位向是完全一致的 其性能是各向异性的 3 多晶体结晶后的晶体是许多位向不同的晶粒组成的 多晶体中各晶粒的晶格位向互不一致 各向异性彼此抵消 四 晶粒大小对金属材料的影响晶粒越细 金属具有较高的强度和 韧性 在实际的生产过程中 为了提高金属的力学性能 就要控制金属结 晶的大小 通过研究和分析 发现晶粒的大小与结晶时的形核率有关 与晶核 长大的速度有关 形核率越高 长大的速度越慢 晶粒就越小 抓住这讨论生产中常见的细化晶粒的方法个规律之后 所以确认细 化晶粒的根本途径是控制形核率及长大速度 增加过冷度 1 常用细化晶粒的方法变质处理振动处理 增加过冷度能使晶粒细 化这种方法的适应范围中 小型铸件 变质处理在熔液中加一些变质剂 形核剂 这种方法可使晶粒显 著增加 或者降低晶核的长大速度 加入哪些元素可细化晶粒钢钛 Ti 硼 P 铝 Al 铸铁硅铁 Si Fe 硅钙 SiCa 等 振动处理结晶时金属液加以机械 超声波 电磁振动等 使晶格破碎 五 同素异构转变分组讨论 对比金刚 1 概念金属结晶后 晶格类型随温度的改变而发生的变化 石和石墨认识同素异 2 举例纯铁的同素异构转变 图1 7 晶转变学生认真听讲 并详细记笔记10分20分15分1538度 结晶 Fe 1394度 Fe 912度 Fe 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 同素异构 转变的特点固态相变是需要较大的过冷度的 则体积变化时造成较 大的内应力 以致于淬火时引起应力导致工件变形和开裂 因此要 控制冷却速度 可以改变同素异构后的晶粒的大小 从而改变金属 的性能 四 课堂小结点出重点 分析难点 五 布置作业 1 复习本次课内容 2 课后习题册 3 预习下一节内容学生根据老师的提示认真回顾本次课的重点内容 5分3分教案章节课题课型 2 1金属材料的损坏与塑性变形新授课 课时2教具学具电教设施挂图教学目标教学重点难点知识金属的变形 及影响因素教学点能力理解载荷 塑性变形 弹性变形等相关概念 培养点德育培养学生的职业道德观及互相协作的精神渗透点重点载 荷 弹性变形 塑性变形难点变形的影响因素学法引导 1 讲授法 2 讨论法教学内容更新 补充 删节参考资料补充 金属材料与热 处理 相关内容 金属学与热处理 课后体会教与学互动设计教师 活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 导入新课 1 在实际生活中金属与我们的关系如何 2 你是否见过金属的变形与断裂 三 讲授新课 2 1金属材料 的损坏与塑性变形 一 机械零件常见的损坏形式 表2 1 1 变形零件在外力的作用下 形状和尺寸法上的变化 可分为弹性变形和塑性变形 弹性变形外力消除后能恢复的变形塑性变形外力消除后无法恢复的 永久变形造成零件损坏的通常是塑性变形 2 断裂零件在外力作用下发生开裂或折断 3 磨损因摩擦而是零件尺寸 表面形状和表面质量发生变化的现象 二 与变形有关的几个概念 载荷 1 概念金属材料在加工及使用过程中所受的外力 2 分类根据载荷作用性质分 载荷分三种 静载荷大小不变或变 化过程缓慢的载荷 如桌上粉笔盒的受力 用双手拉住一根粉笔两端慢慢施力等 冲击载荷突然增加的载荷 如用一只手捏住粉笔的一端 然后用手去弹击粉笔 变交载荷大小 方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载 荷 如通过在黑板上绘图分析自行车轮转动时辐条的受力 根据载荷作用形式分 载荷又可以分为拉伸载荷 压缩载荷 弯曲 载荷 剪切载荷和扭曲载荷等 学生活动内容准备上课学生思考并回答所提出的问题 听课记笔记学生认真听讲学生分组讨论大致介绍本课程的内容 让 学生有大致的了解时间2分5分15分15分拉伸载荷压缩载荷弯曲载荷 听课记笔记剪切载荷扭曲载荷 内力 1 概念材料受外力作用时 为保持其不变形 在材料内部产生的与 外力相对抗的力 注意内力一定是在外力的作用下 材料内部所产生的相互作用力 2 特点学生分组讨论 并回 内力的大小外力增加时内力也增加 其数值大小与外力相等 答当内力达到其极限值时 外力再增加 材料将被破坏 内力的方向与外力相反 内力的作用方式随外力的作用方式而变化 应力 1 概念假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布 单位横截面 积上的内力 即R F S R 应力 Pa F 外力 N S 横截面面积 m2 学生积极思考1Pa 1N 1Mpa 1 106N mm2思考公 式中的内力为什么用外力代替 答内力 外力 2 意义用 应力 可以表示不同材料的承载能力 见各种手册中的 强度指标 也可以在现有外力下材料内部单位面积的受力 如相同截面的粉笔和铁棒 在相同外力的作用下的结果 粉听课笔先断 说明铁棒的应力比粉笔大 即承载能力较强 如相同截面的同一粉笔在不同的外力的作用下的结果 作记笔记用力大的粉笔先断 说明先断的粉笔内部单位面积的受 力较大 三 金属的变形 变形阶段弹性变形 弹 塑性变形 断裂 1 弹性变形当外力消除后变形消失 金属恢复到原来的形状 性能和组织不发生变化 如当铁丝受力较小时产生微量变形 松手后铁丝恢复原状 为弹性 变形 2 塑性变形当外力消除后 金属变形不能恢复原来的形状 性能和组织发生变化 如当铁丝受力较大而产生弯曲 松手不能恢复原状 为塑性变形 如晶体的滑移与位错 15分15分 金属塑性变形的影响因素 1 晶粒位向的影响提高了塑性变形的抗力 2 晶界的作用晶界越多 则晶体的塑性变形抗力越大 3 晶粒大小的影响晶粒越细 塑性变形抗力就越大 细晶粒的多晶体不仅强度较高 而且塑性和韧性也较好 小结细晶粒的金属具有较高的强度 塑性及韧性 四 金属材料的冷塑性变形与加工硬化冷塑性变形对金属组织结构 的影响主要有两个方面 1 产生纤维组织金属的塑性变形 在外形变化的同时 晶粒的形状 也会发生变化 通常晶粒会沿变形方向压扁或拉长 如下图 2 形变强化 加工硬化 冷塑性变形除了使晶粒的外形发生变化外 还会使晶粒内部的位错密度增加 晶格畸变加剧 从而使金属随 着变形量的增加 使其强度 硬度提高 而塑性 韧性下降 四 课堂小结点出重点 分析难点 五 布置作业 1 复习本次课的内容 2 课后练习册 3 下一节内容预习提示 学生自己总结听讲记笔记学生根据老师的 提示认真回顾本次课的重点内容10分10分3分教案章节课题课型新授 课 2 2金属的力学性能 一 课时2教具学具电教设施挂图教学目 标教学重点难点知识金属力学性能的强度和塑性教学点能力通过学 习使学生们了解力学性能的作用和试验原理培养点德育培养学生的 职业道德观及互相协作的精神渗透点重点各性能的符号 表示方法 难点试验原理学法引导 1 讲授法 2 自主探究法教学内容更新 补充 删节参考资料课后体会补充 金属材料与热处理 相关内容 金属学与热处理 教与学互动设计 教师活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 复习提问 1 强度和判据 2 韧性及其判据 三 讲授新课 2 2金属的力学性能 一 一 强度 1 定义金属在静载荷的作用下 抵抗塑性变形或断裂的性能 2 表示方法应力抗拉强度 3 强度的种类抗压强度抗弯强度抗剪强度抗扭强度 4 拉伸试验 拉伸试样是国家规定的标准棒 拉伸试样的形状一般有圆形和矩形 试棒直径d0与长度之间的关系两种L0 5d0或L0 10d0学生活动内容 准备上课时间2分5分10分30分学生思考并回答所提出的问题 学生分组讨论并发言听讲记笔记力 伸长曲线学生认真听讲并记笔 试验力 伸长曲线 L记 什么叫力 伸长曲线拉力与伸长量的关 系叫力 伸长曲线 纵坐标为拉力F N 横坐标为伸长量 L mm 通过力 伸长曲 线图可以看出拉伸时的几个变形阶段a oe弹性变形阶段试样变形完 全是弹性的 这种随载荷的存在而产生 随载荷的去除而消失的变 形称为弹性变形 Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力 b es屈服阶段不能随载荷的去除而消失的变形称为 在载荷不增加或略有减小的情况下 试样还继续伸长的现象叫做屈 服 屈服后 材料开始出现明显的塑性变形 Fs称为屈服载荷跟随老师的思路进行分析c sb强化阶段随塑性变形 增大 试样变形抗力也逐渐增加 这种现象称为形变强化 或称加 工硬化 Fb试样拉伸的最大载荷 d bz缩颈阶段 局部塑性变形阶段 当载荷达到最大值Fb后 试样 的直径发生局部收缩 称为 缩颈 工程上使用的金属材料 多数没有明显的屈服现象 有些脆性材料 不但没有屈服现象 而且也不产生 缩颈 如铸铁等 3 强度指标 1 屈服点在拉伸试验过程中 载荷不增加 保持恒定 试样仍 能继续伸长时的应力称为屈服点 用符号 s表示 计算公式 s Fs So对于无明显屈服现象的金属材 料可用规定残余伸长应力表示 计算公式 0 2 F0 2 So 屈服点 s和规定残余伸长应力 0 2都是衡量金属材料塑性变形抗 力的指标 材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据 也 是评定金属材料性能的重要指标 2 抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度 用 符号 b认真听讲表示 计算公式为 b Fb So零件在工作中所承受的应力 不于允许超过抗 拉强度 否则会产生断裂 二 塑性断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性 塑性由拉伸试验测得的 常用伸长率和断面收率表示 1 伸长率记笔记试样拉断后 标距的伸长与原始标距的百分比称为 伸长率 用 表示L1 L0计算公式 100 L 02 断面收缩率试样拉断后 缩颈处横截面积的缩减量与原始横截 面积的百分比称为断面收缩率 用 表示A A k计算公式 0 100 A0跟随老师的思路进行分析金属材料的伸长率 和断面收缩率 数值越大 表示材料的塑性越好 例 有一直径d O 10mm l o 100mm的低碳钢试样 拉伸验时测得F S 21KN F b 29KN d1 5 65mm l1 138mm 求 s b 20分5分10分 解 1 计算S O S1S0 d02 4 3 14 102 4 78 5mm2S1 d12 4 3 14 5 652 4 2 5mm2 2 计算 s b s F S S O 21 103 78 5 267 5Mpa b F b S O 29 103 78 5 369 4Mpa 3 计算 l1 l0 l0 100 138 100 100 100 38 S0 S1 S0 100 78 5 25 78 5 100 68 四 课堂小结点出重点 学生总结 五 布置作业 1 复习本次课的内容 2 课后练习 3 下一节内容预习提示学生根据老师的提示认真回顾本次课的重点 内容5分3分教案章节课题课型新授课 2 2金属的力学性能 二 课时2教具学具电教设施挂图教学目标教学重点难点知识金属力学性 能的硬度 冲击韧性 疲劳强度教学点能力通过学习使学生们了解 力学性能的作用和试验原理培养点德育培养学生的职业道德观及互 相协作的精神渗透点重点各性能的符号 表示方法难点试验原理学 法引导 1 讲授法 2 自主探究法教学内容更新 补充 删节参考资料补充 金属材料 与热处理 相关内容 金属学与热处理 课后体会教与学互动设计 教师活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 复习提问 1 强度和判据 2 韧性及其判据 三 讲授新课 2 2金属的力学性能 二 三 硬度材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为 硬度 在机械制造中 有些材料是需要很高硬度的 如车刀 铣刀 钻头 量具 冲模等 硬度是金属材料重要的力学性能之材料的硬度是 通过试验测定出来的 而硬度试验有三种布氏硬度硬度洛氏硬度维 氏硬度 1 布氏硬度 1 布氏硬度的测试原理用一定直径的球体 钢球或硬质合金 以规定的试验力压入试样表面 经规定保持时间后卸除试验力 然 后用测量表面压痕直径来计算硬度学生活动内容准备上课时间2分5 分10分20分20分学生思考并回答所提出的问题 学生分组讨论并发言2F用HBS HBW 表示HBS HBW 0 102 D D D2 当F D一定时 布氏硬度与d有关 d越小 布氏硬度值越听讲大 硬度越高 2 布氏硬度的表示方法符号HBS之前的数字为硬度值符号记笔记 后面按以下顺序用数字表示条件1 球体直径 2 试验力 3 试验 力保持的时间 10 15不标注 例170HBS10 1000 30保持30秒试验压力9807N钢球直径10mm硬度符号 布氏 硬度值170练习530HBW5 750表示用直径5mm的硬质合金球 在7355N的试验力作用下 保持10 5s时测得的布氏硬度值为530 3 应用范围及优缺点测定灰铸铁 有色金属各种软钢等硬度不是 很高的材料 优点能准确反映出金属材料的平均性能 学生认真听讲并记笔缺点操作时间长 压痕测量较费时 记 2 洛氏硬度 1 测试原理采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头 压入金属表面后 经规定保持时间后即除主试验力 以测量的压痕深度来计算洛氏 硬度值 表示符号HR 2 标尺及其适用范围每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面 加以注明 常用的洛氏硬度标尺是A B C三种 其中C标尺应用最为广泛 见表P212 2不同标尺的洛氏硬度值不能直接进行比较 可换算 表示方法符号HR前面的数字表示硬度值 HR后面的字母表示不同洛 氏硬度的标尺 3 优缺点优点 操作简单迅速 能直接从刻度盘上读出硬度值 压痕小 可测成品及较薄工件 测硬度范围大 缺点数值波动大 3 维氏硬度 原理与布氏硬度试验相同 测量压痕对角线长度 从表中查出 表示与布氏硬度相同 如640HV30表示用294 2N试验力 保持10S 15S测定的维氏硬度值为6 40 可测较薄的材料 也可测量表面渗碳 渗透层的硬度 可测定很软 到很硬的各种金属材料的硬度 准确 四 冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击 韧性 常用一次摆锤冲击弯曲 试验来测定金属材料的冲击韧性 1 冲击试样 2 冲击试样的原理及方法冲击韧度越大 表示材料的冲击韧性越好 3 小能量多次冲击试验 五 疲劳强度 1 疲劳概念在交变应力作用下 零件所承受的应力低于材料的屈服 点 但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象 称为金属的疲劳 2 疲劳破坏的特征 疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形 断裂前 没有预兆 而是突然破坏 引起疲劳断裂的应力很低 常常低 于材料的屈服点 疲劳破坏的宏观断口由两部分组成 3 疲劳曲线和疲劳极限疲劳曲线是指交变应力与循环次数的关系曲 线 1 2 3N1N2N3N疲劳曲线示意图跟随老师的思路进行分析认真 听讲记笔记跟随老师的思路进行分析5分5分15分 四 课堂小结点出重点 学生总结 五 布置作业 1 复习本次课的内容 2 课后练习 3 下一节内容预习提示学生根据老师的提示认真回顾本次课的重点 内容5分3分教案章节课题课型新授课课时 2 3金属的工艺性能2教 具学具电教设施挂图教学目标教学重点难点知识金属铸造性能 锻 压性能 焊接性能 热处理性能教学点能力通过学习使学生们了解 工艺性能的作用培养点德育培养学生的职业道德观及互相协作的精 神渗透点重点各性能的概念 含义 热处理性能难点试验原理学法 引导 1 讲授法 2 自主探究法教学内容更新 补充 删节参考资料补充 金属材料 与热处理 相关内容 金属学与热处理 课后体会教与学互动设计 教师活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 复习提问 1 常用的三种硬度测试方法 三 讲授新课 2 3金属的工艺性能 一 金属材料的一般加工过程 p24图2 14 二 工艺性能的概念金属材料对不同加工工艺方法的适应能力 包括铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能和热处理性能 具体内容如下1铸造性 可铸性 指金属材料能用铸造的方法获得合 格铸件的性能 铸造性主要包括流动性 收缩性和偏析 流动性是指液态金属充满铸模的能力 收缩性是指铸件凝固时 体 积收缩的程度 偏析是指金属在冷却凝固过程中 因结晶先后差异 而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性 2可锻性指金属材料在压力加工时 能改变形状而不产生裂纹的性能 它包括在热态或冷态下能够进行锤锻 轧制 拉伸 挤压等加工 可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关 3切削加工性 可切削性 机械加工性 指金属材料被刀具切削加工 后而成为合格工件的难易程度 切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度 允许的切削速度以 及刀具的磨损程度来衡量 它与金属材料的化学成分 力学性能 导热性及加工硬化程度等诸 多因素有关 通常是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断 一般讲 金属材料的硬度愈高愈难切削 硬度虽不高 但韧性大 切削也较困难 4焊接性 可焊性 指金属材料对焊接加工的适应性能 主要是指在一定的焊接工艺条件下 获得优质焊接接头的难易程度 它包括两个方面的内容一是结合性能 即在一定的焊接工艺条件下 一定的金属形成焊接缺陷的敏感性 二是使用性能 即在一定的 焊接工艺条件下 一定的金属焊接接头对使用要求的适性 5热处理 1 退火指金属材料加热到适当的温度 保持一定的时间 然后缓 慢冷却的热处理工艺 常见的退火工艺有再结晶退火 去应力退火 球化退火 完全退火 等 退火的目的主要是降低金属材料的硬度 提高塑性 以利切削加工 或压力加工 减少残余应力 提高组织和成分的均匀化 或为后道 热处理作好组织准备等 2 正火指将钢材或钢件加热到Ac3或Acm 钢的上临界点温度 以 上30 50 保持适当时间后 在静止的空气中冷却的热处理的工 艺 正火的目的主要是提高低碳钢的力学性能 改善切削加工性 细化 晶粒 消除组织缺陷 为后道热处理作好组织准备等 3 淬火指将钢件加热到Ac3或Ac1 钢的下临界点温度 以上某一 温度 保持一定的时间 然后以适当的冷却速度 学生活动内容准 备上课学生思考并回答所提出的问题 跟随老师的思路进行分析听讲记笔记听讲记笔记时间2分5分20分50 分获得马氏体 或贝氏体 组织的热处理工艺 常见的淬火工艺有盐浴淬火 马氏体分级淬火 贝氏体等温淬火 表面淬火和局部淬火等 淬火的目的使钢件获得所需的马氏体组织 提高工件的硬度 强度 和耐磨性 为后道热处理作好组织准备等 4 回火指钢件经淬硬后 再加热到Ac1以下的某一温度 保温一 定时间 然后冷却到室温的热处理工艺 常见的回火工艺有低温回火 中温回火 高温回火和多次回火等 回火的目的主要是消除钢件在淬火时所产生的应力 使钢件具有高 的硬度和耐磨性外 并具有所需要的塑性和韧性等 5 调质指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺 使用于调质处理的钢称调质钢 它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢 6 化学热处理指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温 使一种或几种元素渗入它的表层 以改变其化学成分 组织和性 能的热处理工艺 常见的化学热处理工艺有渗碳 渗氮 碳氮共渗 渗铝 渗硼等 化学热处理的目的主要是提高钢件表面的硬度 耐磨性 抗蚀性 抗疲劳强度和抗氧化性等 7 固溶处理指将合金加热到高温单相区恒温保持 使过剩相充分 溶解到固溶体中后快速冷却 以得到过饱和固溶体的热处理工艺 固溶处理的目的主要是改善钢和合金的塑性和韧性 为沉淀硬化处 理作好准备等 8 沉淀硬化 析出强化 指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚 区和 或 由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热 处理工艺 如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后 在400 500 或7 00 800 进行沉淀硬化处理 可获得很高的强度 9 时效处理指合金工件经固溶处理 冷塑性变形或铸造 锻造后 在较高的温度放置或室温保持 其性能 形状 尺寸随时间而变 化的热处理工艺 若采用将工件加热到较高温度 并较长时间进行时效处理的时效处 理工艺 称为人工时效处理 若将工件放置在室温或自然条件下长 时间存放而发生的时效现象 称为自然时效处理 时效处理的目的 消除工件的内应力 稳定组织和尺寸 改善机械 性能等 10 淬透性指在规定条件下 决定钢材淬硬深度和硬度分布的特 性 钢材淬透性好与差 常用淬硬层深度来表示 淬硬层深度越大 则钢的淬透性越好 钢的淬透性主要取决于它的化学成分 特别是含增大淬透性的合金 元素及晶粒度 加热温度和保温时间等因素有关 淬透性好的钢材 可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及 可选用钢件淬火应力小的淬火剂 以减少变形和开裂 11 临界直径 临界淬透直径 临界直径是指钢材在某种介质中 淬冷后 心部得到全部马氏体或50 马氏体组织时的最大直径 一些 钢的临界直径一般可以通过油中或水中的淬透性试验来获得 12 二次硬化某些铁碳合金 如高速钢 须经多次听讲记笔记听 讲记笔记听讲记笔记回火后 才进一步提高其硬度 这种硬化现象 称为二次硬化 它是由于特殊碳化物析出和 或 由于参与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致 13 回火脆性指淬火钢在某些温度区间回火或从回火温度缓慢冷 却通过该温度区间的脆化现象 回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性 第一类回火脆性又称不可逆回火脆性 主要发生在回火温度为250 400 时 在重新加热脆性消失后 重复在此区间回火 不再发生脆 性 第二类回火脆性又称可逆回火脆性 发生的温度在400 650 当重新加热脆性消失后 应迅速冷却 不能在400 650 区间长 时间停留或缓冷 否则会再次发生催化现象 回火脆性的发生与钢中所含合金元素有关 如锰 铬 硅 镍会产 生回火脆性倾向 而钼 钨有减弱回火脆性倾向 四 课堂小结点出重点 热处理性能 五 布置作业 1 复习本次课的内容 2 课后练习 3 下一节内容预习提示听讲记笔记学生根据老师的提示认真回顾本 次课的重点内容10分3分教案章节课题课型新授课课时 2 4力学性 能试验2教具学具电教设施拉力机硬度试验机教学目标教学重点难点 知识掌握拉伸试验 硬度试验的操作步骤以及结论教学点能力会使 用拉力机硬度试验机培养点德育培养学生的职业道德观及互相协作 的精神渗透点重点拉伸试验 硬度试验的操作步骤以及结论难点试 验原理学法引导 1 讲授法 2 自主探究法教学内容更新 补充 删节参考资料补充 金属材料 与热处理 相关内容 金属学与热处理 课后体会教与学互动设计 教师活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 复习提问 1 常用的三种硬度测试方法 三 讲授新课 2 4力学性能试验 一 拉伸试验 1 实验目的 1 观察拉伸过程中各种现象 屈服 强化 缩颈 断裂 2 测量低碳钢的下屈服强度 抗拉强度 延伸率和断面收缩率 3 测量铸铁的抗拉强度 2 实验设备拉伸试验机 游标卡尺 3 试件本次试验试件的直径取d 10mm 标准长度取50mm 4 实验步骤 1 试件准备将加工好的试件 用刻划机将标准长度按每格10mm刻 划成五格 铸铁试件不刻 2 测量试件的原始尺寸 3 试验机准备调整 4 安装试件 5 加载测试 6 观察与记录 7 测量试件的最终尺寸 5 注意事项 1 测量直径时候 在各截面的相互垂直的两个方向上个进行一次 取平均值 2 铸铁试件测试时 不可标记且只记录最大载荷 6 实验记录以及数据处理 二 洛氏硬度测试 1 实验目的 1 熟悉常用硬度试验机的结构 2 掌握洛氏硬度的测量原理及测试方法 2 试验设备材料 1 HR 150型洛氏硬度试验机 2 直径40mm 10mm长淬火状态的45钢试块及 18Cr4V切刀刀片各 一块 3 120 金刚是圆锥压头 HRC 3 实验步骤 1 根据被测试的试样的估计硬度选择压头和硬度标尺 2 加预载 3 加主载 4 卸主载 5 在同一被测面内不同位置重复测量三个点学生活动内容准备上 课学生思考并回答所提出的问题 跟随老师的思路进行分析听讲记笔记听讲记笔记时间2分5分30分20 分 4 注意事项 1 试样的两大平面应磨平 光洁 无油污 氧化皮裂纹及凹坑 载物台及压头表面清洁 2 压头要装牢 3 试样要放平稳 不可有滑动及明显变形 并保证压头的中心线 与被测面相垂直 4 加载和卸载时都要缓慢无冲击 5 填写实验报告 三 布氏硬度试验 1 实验目的 1 熟悉常用硬度试验机的结构 2 掌握布氏硬度的测量原理及测试方法 2 试验设备以及材料 1 TH600型布氏硬度试验机和读数显微镜 2 试样厚10mm的正火状态45钢一块 3 实验原理布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F N 把直 径为D mm 的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面 保持规 定时间后卸除试验力 用读数显微镜测出压痕平均直径d mm 然后 按公式求出布氏硬度HB值 或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出 HB值 4 实验步骤 1 确定实验条件 2 压紧试件 3 加载与卸载 4 读取实验数据 5 注意事项 6 填写实验报告 四 课堂小结点出重点 热处理性能 五 布置作业 1 下一节内容预习提示 2 课后练习听讲记笔记听讲记笔记学生根据老师的提示认真回顾本 次课的重点内容20分10分3分教案章节课题课型新授课课时 3 1合 金及其组织2教具学具电教设施挂图教学目标教学重点难点知识通过 学习使学生们了解什么是合金及合金的组织 教学点能力掌握合金组织的分类及构成特点培养点德育培养学生的 职业道德观及互相协作的精神渗透点重点合金组织的分类及构成特 点难点合金组织的分类及构成特点学法引导讨论法 训练法 自主 探究法教学内容更新 补充 删节参考资料补充 金属材料与热处 理 相关内容 金属学与热处理 课后体会教与学互动设计教师活 动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 复习提问 1 金属工艺性能包括哪些 三 讲授新课金属材料的分类 3 1 合金及其组织一 合金的基本概念 1 合金以一种金属为基础 加入其他金属或非金属 经过熔合而 获得的具有金属特性的材料 即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料 2 组元组成合金最简单的 最基本的 能够独立存在的元物质 简称元 3 相合金中成分 结构及性能相同的组成部分 4 组织合金中不同相之间相互组合配置的状态 换言之 数量 大小和分布方式不同的相构成了合金不同的组织 提问相与组元的区别答 1 相是合金中同一化学成分 同一聚集状态 并以界面相互分开 的各个均匀组成部分 2 组元是组成合金的基本独立物质 组元可以是金属和非金属 也可以是化合物 二 合金的组织合金组织的分类 1 固熔体固熔体是一种组元的在子深入另一组元的晶格中所形成的 均匀固相 溶入的元素称为溶质 而基体元素称为溶剂 固溶体仍然保持溶剂的晶格类型 1 隙固溶体溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中而形成的固溶体称 为间隙固溶体 学生活动内容准备上课学生思考并回答所提出的问题 学生分组讨论并发言听课记笔记听讲记笔记学生仔细思考 并分组 讨论 得出答案记笔记时间2分5分10分30分跟随老师的思路进行分 析溶质原子溶质原子溶剂原子溶剂原子记笔记 2 置换固溶体溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的 固容体称为置换固溶体 跟随老师的思路进行分析 二 金属化合物合金组元间发生相互作用而形成一种具有金属特性 的物质称为金属化合物 其性能物特点是熔点高 硬度高 脆性大 金属化合物能提高合金的硬度和耐磨性 但塑性和韧性会降低 三 混合物学生根据老师的提两种或两种以上的相按一定质量分类 组成的物质称为混合物 示认真回顾本次课的 四 课堂小结重点内容点出重点 分析难点 五 布置作业 1 复习本次课的内容 2 课后练习 3 预习下一节内容30分10分3分教案章节课题课型 3 2铁碳合金 的基本组织与性能新授课课时2教具学具电教设施挂图教学目标教学 重点难点知识铁碳合金基本组织的种类及性能教学点能力理解铁碳 合金基本组织的种类及其性能培养点德育培养学生的职业道德观及 互相协作的精神渗透点重点铁碳合金基本组织的性能及特点难点铁 碳合金基本组织的性能及特点学法引导 1 讲授法 2 讨论法教学内容更新 补充 删节参考资料补充 金属材料与热 处理 相关内容 金属学与热处理 课后体会教与学互动设计教师 活动内容 一 组织教学点名考勤 稳定学生情绪 准备上课 二 导入新课 1 什么是铁碳合金 2 你所想象的铁碳合金有哪几种 三 讲授新课 3 2铁碳合金 的基本组织与性能 一 铁碳合金的相及组织 1 铁素体 1 概念碳溶解在 Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体 2 符号F 体心立方晶格0 3 溶解能力溶解度很小 在727C时 碳