航空工程材料（第4版） 教案 模块6 有色金属

《航空工程材料》模块六教案课题：有色金属课时：6学时一、教学目标知识目标理解铝、钛、镁、铜等有色金属的基本特性及其在航空工业中的应用。掌握变形铝合金、钛合金、镁合金、铜合金的分类、牌号、性能特点及热处理工艺。熟悉铝合金的表面防护处理方法（包铝、阳极氧化、阿洛丁处理）。能力目标能够识别常用有色金属的牌号及其典型应用场景。能够根据飞机结构件的使用条件合理选材。能够分析铝合金时效强化、固溶处理等热处理工艺对性能的影响。思政目标通过C919大飞机中铝合金的应用，激发学生科技报国的责任感。强调材料自主可控的重要性，增强学生民族自信心与使命担当。二、教学重点与难点教学重点变形铝合金的分类、牌号、热处理状态及应用。钛合金的分类（α、β、α+β型）及其性能特点。镁合金、铜合金的性能特点及应用。教学难点铝合金的时效强化机制（GP区、θ′、θ相演变过程）。钛合金的同素异构转变与热处理强化原理。不同表面处理方法的适用条件与工艺区别。三、教学方法与手段教学方法：讲授法、案例教学法、对比分析法、图示法教学手段：PPT课件、Al-Cu合金相图、时效强化曲线图、视频（如C919制造片段）、实物样品（如铝合金板材、铆钉）四、学时分配（总6学时，270分钟）学时教学内容时间第1学时铝及铝合金（工业纯铝、铝合金分类、牌号）45分钟第2学时变形铝合金的热处理（退火、固溶、时效）45分钟第3学时常用变形铝合金（防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝）45分钟第4学时铝合金表面防护+钛及钛合金（基本特性、分类）45分钟第5学时钛合金热处理+镁及镁合金45分钟第6学时铜合金+习题与综合讨论45分钟五、教学过程（分学时详细设计）第1学时：铝及铝合金基础教学内容：有色金属定义、轻金属概念工业纯铝的基本特性（密度、导电性、耐蚀性）铝合金分类（铸造/变形、可热处理/不可热处理）变形铝合金牌号（AA标准、我国标准）教学活动：引入：C919大飞机中铝合金占65%，激发兴趣讲解：结合图6-1铝合金分类示意图互动：提问学生“为什么工业纯铝不能热处理强化？”第2学时：变形铝合金的热处理教学内容：退火（完全/不完全）固溶处理（原理、Al-Cu相图）时效强化（自然/人工、GP区→θ′→θ相）教学活动：图示讲解图6-2Al-Cu合金状态图对比钢的热处理（表6-2）小组讨论：为什么淬火后铝合金变软，钢变硬？第3学时：常用变形铝合金教学内容：防锈铝（3xxx、5xxx）硬铝（2xxx，如2024）超硬铝（7xxx，如7075）锻铝（6xxx，如6061）教学活动：案例：2024-T3用于机翼下蒙皮视频：冰箱铆钉与外场铆钉的使用场景学生归纳：不同系列铝合金的典型应用第4学时：铝合金表面防护+钛合金基础教学内容：包铝、阳极氧化（硫酸、铬酸、硬质）、阿洛丁处理工业纯钛特性、同素异构转变钛合金分类（TA、TB、TC）教学活动：演示：阿洛丁处理流程（表格式）对比：钛合金与铝合金的热处理差异提问：为什么钛合金比强度高？第5学时：钛合金热处理+镁合金教学内容：钛合金退火、固溶+时效钛合金优缺点、典型合金（TC4、TA7）镁合金特性、变形镁合金（MB系列）、铸造镁合金（ZM系列）教学活动：图示：TC4在B777中的应用讨论：镁合金为何在航空中应用有限？视频：镁合金燃烧风险与防护第6学时：铜合金+习题与综合讨论教学内容：工业纯铜特性黄铜（H70、H62）、青铜（锡青铜、铍青铜）习题讲解与课程总结教学活动：学生展示：某一种合金的典型应用习题讲解（如：说明2A12、TC4、MB15等牌号类型）思政总结：材料自主可控的重要性六、教学资源与参考资料教材：《航空工程材料》模块六PPT课件（含相图、曲线图、表格）实物教具：铝合金板材、铆钉、阿洛丁涂層样品参考标准：GB/T16474—2011、AA标准七、考核方式评价方式占比说明课堂参与20%提问、讨论、练习课后作业30%习题与思考题（第15题为必做）阶段性测验50%选择题、判断题、简答题八、教学反思（课后填写）本部分由授课教师在完成教学后填写，用于总结教学效果、学生反馈、教学改进建议