金属材料组织与性能电子教案 第1单元教案3 硬度测试（金属布氏、洛氏硬度试验）

教案3授课教师课题名称1.2硬度测试（金属布氏、洛氏硬度试验）授课学科金属材料组织与性能授课班级授课地点课时2总学时48教学目标知识目标掌握硬度的概念、了解硬度测试方法、硬度测试原理及测试设备能力目标掌握不同硬度测试的原理、方法、特点素质目标1.培养学生较好的分析和解决问题的方法和能力；2.培养学生严谨的工作态度和较强的质量和成本意识；3.熟悉中国材料工艺现状，提升民族自信；4.培养学生自强不息、勇于担当的责任感。教学重点不同硬度测试设备的原理及方法教学难点不同硬度的测试原理、方法、特点教学方法讲授法、演示法、多媒体教学法、阅读指导法、讨论法教学手段多媒体教学课件教材及参考资料学情分析授课对象：智能轧钢技术专业一年级学生；前序课程：《工程力学》、《工程制图》等；已有技能：学生对材料发展历程以及材料力学的理论基础有了一定认识主要问题：对金属材料拉伸力学性能的测试方法缺乏认识与实践操作过程。教学过程教学内容师生活动思政元素设计案例课前回顾(5分钟）：导入新课（10分钟）讲授新知(70分钟)回顾上节课关于金属材料拉伸性能的常用指标及测试的试验方法、设备硬度试验设备简单，操作迅速方便，可直接在工件上测量而不伤工件，更为重要的是通过硬度测量可以估计出金属材料的其它力学性能指标，如强度、塑性等。硬度是金属力学性能中最常用的性能之一，硬度试验在科研和生产中得到了广泛应用。硬度可根据不同测试原理分为压入法：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。刻划法：莫氏硬度表征材料对切断的抗力。回跳法：里氏硬度、肖氏硬度表征金属弹性变形功的大小。一、布氏硬度1原理：布氏硬度试验是指用一定直径的硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，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。2.试验规范由于不同金属材料的硬度不同、工件有厚有薄，按照金属布氏硬度试验方法执行GB/T231.1－2018《金属布氏硬度试验第1部分:试验方法》。进行布氏硬度试验时，试验力F与压头直径（mm）的平方的比值（0.102F/D2）应为30、15、10、5、2.5、1中的一个。在试样尺寸允许时，应优先选用直径为10mm的球压头进行试验。3.特点及应用测量比较软的材料。测量范围<650HBW的金属材料。压痕大，测量准确，但不能测量成品件。二、洛氏硬度1.原理用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm(1/16英寸)的淬火钢球作压头，先施加初试验力F1(98N)，再加上主试验力F2，经规定的保持时间，卸除主试验力F2,仍保留初试验力F1,试样弹性变形的恢复后测量主试验力F2压入的深度为,即1-1位置至3-3位置。用压入深度h表征硬度2.试验规范特点优点：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。三、维氏硬度1.测试原理和布氏硬度试验原理基本相同。采用两相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石作为压头。2.试验力常用的试验力：49.03、98.07、196.1、294.2、490.3、980.7Ｎ。3.表示方法640HV30/20测量范围在5～3000HV4.适用范围测量从极软到极硬的材料，测量薄片金属、金属镀层及零件表面硬化层的硬度。四、里氏硬度师：提问生：思考并回答问题师：ppt展示零件图片、视频，并进行提问。增强互动，活跃课堂气氛。生：认真思考并回答问题。师：对学生的回答结果和预习情况进行评价。师：教师利用多媒体课件、视频演示的方式进行讲解，并演示操作洛氏和维氏硬度试验方法生：听老师讲授，认真记笔记，并模仿教师进行硬度测试。知识小结（3分钟）金属布氏、洛氏硬度测试过程是怎样的，有哪些注意事项。师：进行总结，给出答案生：认真听，记强化本次教学内容的重点，点出应该掌握的概念布置作业（2分钟）1.课后按要求完成实验报告师：布置作业生：记巩固本节课的内