《机械基础》教案3-

教学设计方案3-4教学课题绪论一一第二节机械的材料和承载能力所属学科机械基础授课班级授课形式讲授多媒体演示讨论授课人教材-《机械基础》主编栾学钢王诚吴建蓉 高等教育出版社 课时3-4学情分析从上学期的各方面情况来看，班风积极健康向上，学生思维较活跃，学生已经学习了《机械制图》，有了一定的读图识图能力，大部分学生已经逐渐养成良好的学习习惯，但是仍不排除少数一些自控力较差的学生。应进一步培养学生良好的学习习惯，进一步为机电技术应用专业的学习打下基础。 教学目标知识目标.了解金属材料的物理性能和化学性能;.熟悉金属材料的力学性能和工艺性能。能力目标.学会分析金属材料的物理性能和化学性能；.掌握金属材料的力学性能和工艺性能。 素养目标培养严谨细致的学习作风和职业素养。教学重点.金属材料的力学性能；.金属材料的工艺性能。 教学难点金属材料的力学特性教学方法讲授启发举例分析讨论^^整理教学资源^件2.http：///sve教学过程课前准备激情导入现在材料种类繁多，在机械工程上常用的材料有金属材料（铸铁、碳素钢、合金钢、有色金属和硬质合金等）和非金属材料（高分子材料、陶瓷材料、复合材料等）。为了正确选择和使用工程材料，必须熟悉常用工程材料的分类、牌号、性能、用途和热处理等基础知识，并及时了解新材料的性能和用途。 教学实施探究新知金属是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有特殊金属光泽的物质。合金：指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属。一、机械零件的材料1.金属材料的物理性能金属所固有的属性密度、熔点、导热性、热膨胀性、导电性、磁性2、金属材料的化学性能在化学作用下所表示出来的性能耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性3、金属材料的力学性能金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。1、强度（1）定义：强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。常用的强度有：抗拉强度（ob）和屈服点（σs）。抗拉强度和屈服点可以通过拉伸试验测定。（2）应用：强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。（3）强度的测定—-拉伸实验 υ 伸氏量△1遍 T（3）塑性的意义（1）任何零件都要求材料具有一定的塑性。很显然，断后

伸长率A和断面收缩率Ψ越大，说明材料在断裂前发生的

塑性变形量越大，也就是材料的塑性越好。（2）强度与塑性是一对相互矛盾的性能指标。在金属材料

的工程应用中，要提高强度，就要牺牲一部分塑性。反之，

要改善塑性，就必须牺牲一部分强度。3、硬度金属材料抵抗局部变形（特别是塑性变形）、压痕或划痕的

能力称为硬度。⑴布氏硬度布氏硬度试验是指用一定直径的球体（钢球或硬质合金

球）以相应的试验力压入式样表面，经规定保持时间后卸

除试验力，用测量的表面压痕直径计算硬度的一种压痕硬

度试验. M使用钢球压头时布氏硬度值用符号HBS表示；使用硬度合金压头时用符号HBW表示。在实际测试时，不必用公式计算，一般用读数显微镜测出压痕直径d，然后根据d大小查表，即可求出所测的硬度值。应用：测量比较软的材料。测量范围HBS<450、HBW<650的金属材料。优缺点:压痕大，测量准确，但不能测量成品件。(2)洛氏硬度原理：加初载荷 加主载荷 卸除主载荷读硬度值符号HR前优点：操作简便、迅速，效率高，可直接测量成品件及高硬度的材料。缺点：压痕小，测量不准确，需多次测量。测量范围：HRA1200金刚石圆锥体60。N70-85HRB1.588mm铜球1000N25*100HRC12。“金刚石圜锥体150ON20'674、韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为韧性。常用一次摆锤冲击弯曲试验测定金属材料的韧性。冲断试样时，在试样横截面的单位面积所消耗的功称为冲击韧性。常用αk表示，单位为J/cm2。多次小能量冲击的，其冲击抗力主要取决于材料的强度和韧性。5、疲劳强度金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。一般情况下，钢铁材料用107次，对非铁金属用108次所能承受的最大应力表示疲劳强度，对称循环强度用。-1表示。由于疲劳断裂是突然发生的，具有很大的危险性。因此要改善零件的结构形状。四、金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能是指其在各种加工条件下所表现出来的适应能力。.铸造性金属材料能否用铸造方法制成优良铸件的性能。.锻压性金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。.焊接性金属材料在一定焊接条件下，是否易于获得优良焊接接头的能力。.切削加工性能切削加工性能是指金属材料切削加工的难易程度。影响切削加工性能的主要因素有化学成分、组织状态、硬度、韧性、导热性和形变强化等。铸铁比钢切削加工性能好，碳钢比合金钢切削性能好。切削加工性能好，则刀具磨损小，加工表面质量好。改变钢的化学成分和进行适当的热处理，是改善钢切削加工性能的重要途径。.热处理性能热处理是改善钢切削加工性能和改善材料力学性能的重要途径。热处理性能保留淬透性、淬硬性、变形开裂倾向、氧化脱碳倾向等。钢的淬硬性主要取决于含碳量，含碳量越高，材料的淬硬性越好。碳钢特处理变形的程度也与含碳量有关，一般情况下，含碳量越高，变形与开裂倾向越大；碳钢比合金钢的变形开裂倾向大。二、机械零件的承载能力1.载荷：.应力.机械零件的体积强度与表面强度体验发现力学性能只能是学生通过日常的经验积累来感知，学生理解的较好。课堂小结金属材料的性能：化学性能、物理性能、力学性能、工艺性能。布置作业.机械零件常用材料有哪些？.材料的选用原则有哪些？课后拓展知识拓展机械零件的标准化、系列化和通用化.标准化.系列化.通用化板书设计