金属材料组织与性能电子教案 第10单元教案22 非铁金属及其合金

教案22授课教师课题名称单元十非铁金属及其合金10.1铝及铝合金10.2铜及铜合金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1.掌握常用非铁金属及其合金的种类牌号、成分特点、性能特点及应用范围2.掌握铝合金固溶处理和时效处理的原理和工程意义。能力目标1能在生活或工程实践中正确辨识非铁金属及其合金。2初步具备合理选择非铁金属及其合金的能力。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。教学重点非铁金属及其合金的种类牌号、成分特点、性能特点及应用范围教学难点铝合金固溶处理和时效处理的原理和工程意义。E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)回顾上节课学习的关于铸铁的牌号、成分的含义、应用特点的内容有色金属的概念：工业生产中，通常把以铁为基的金属材料称为黑色金属，如钢与铸铁，把非铁金属及其合金称为有色金属，如铅、金、镍、锌、钛、铜等金属及合金。铝及铝合金一、纯铝的性质、代号和用途银白色，熔点为675℃，面心立方晶格，工业上使用的纯度为99.7—98%特点：1、密度小，为2.72g/cm3，仅为铁的1/3。2、导电、导热性较高。居四位。3、抗大气腐蚀性好，生成三氧化二铝，与大气隔绝，但不耐酸、碱和盐。4、塑性好，可压力加工成各种型材5、无铁磁性二、铝合金的分类1、形变铝合金成分位于D点左边的合金，加热时均能形成单相a固溶体，使塑性上升2、铸造铝合金：成分在D点以右的铝合金，都具有共晶组织，熔点低，流动性好，适铸造，称为铸造铝合金。三、铝合金的热处理——淬火与时效四、形变铝合金此类合金的组织大部分或全部为单相a固溶体，因而塑性好，是由铝锭钆制而成的型材（板、带、管、线材等），其合金元素加入量一般小于5％，仅高的抗拉强度形变铝合金，可达8—14％），据性能不同分为四类：1、防锈铝代号用“铝防”汉字首“LF”表示，后面的数字只是一个顺序号，常用LF5、LF11、LF21等，主用于制耐蚀性要求高的容器，蒙皮及受力不大的结构件。如油箱、导管、及生活器皿。2、硬铝主要是铝－铜－镁系合金，由于铜和镁能形成强化相，如CuAI2CuMgAL2等，经由淬火时效可获得高的抗拉强度，抗拉强度可达420Mpa，故称硬铝，耐蚀性差，故在硬铝材表面包复一层纯铝，以增耐蚀性，其代号用“LY”和顺序号表示，常用的有LY11、LY1等，在仪器、仪表及飞机制造中广泛应用。3）超硬铝合金在硬铝基础上再加入锌后，获得经淬火＋人工时效后，抗拉强度为680MPa，HBS为190HBS，比硬铝更高，故称超硬铝，主用于高强度构件，代号用“LC”表示和顺序号表示，多用于制造飞机中的受力件。4、锻铝合金铝－铜－镁－硅系合金，其机性与硬铝近，但热塑性及耐蚀性上升，更适于锻造，故名锻铝，代号用“LD”顺序号表示，用于飞机或内燃机车上的承高载荷的锻件或模锻件。五、铸造铝合金铸造铝合金分为铝硅系铝合金、铝铜系铝合金、铝镁系铝合金、铝锌系铝合金其中铝硅系铝合金应用最广。铜及铜合金一、纯铜呈紫红色，故又称紫铜，熔点为1083℃，面心立方晶格特征：1）良好的导电、导热性2）塑性好，可冷热压力加工，3）较高的抗蚀性，如大气、海水、酸类等4）具有抗磁性工业纯铜分冶炼产品（铜锭）：按杂质分为Cu-1至Cu-4压力加工产品（铜材）：代号T1、T2、T3、T4数字大、杂质高二、铜合金铜合金分为白铜（铜镍合金），黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金）应用广的为青铜、黄铜。1．黄铜黄铜为铜锌合金或以锌为主加合金元素的铜合金。按化学成分分为：普通黄铜和特殊黄铜按生产方法分为：压力加工黄铜和铸造黄铜1）普通黄铜它是由铜和锌组成的合金。代号用“H＋数字”表示，H表示黄铜，数字表示铜的质量分数。如H68表示含铜量为68%，含锌量为32%，的黄铜，铸造黄铜则在代号前“Z”字，如ZH62如ZCuZn38表示含锌量为38%，余量为铜的铸造黄铜。H90、H80单相，金黄色，故有金色共称之，称为镀层，装饰品，奖章等。H68、H59属于双相黄铜，广泛用于电器上的结构件，如螺栓，螺母，垫圈、弹簧等。一般情况下，冷变形加工用单相黄铜热变形加工用双相黄铜。2）特殊黄铜代号：为“H＋主加元素符号（除锌外）＋铜的质量分数＋主加元素质量分数＋其它元素质量分数”表示。如：HPb59-1表示铜的质量分数为59%，含主加元素铅的质量分数为1%，余量为锌的铅黄铜。2．青铜除黄铜白铜外，其余的铜的合金统称青铜，青铜又可分为锡青铜和特殊青铜（即无锡青铜）两类。代号：表示方法为“Q+主加元素符号及质量分数+其它元素的质量分数”所组成。铸造产品则在代号前加“Z”字，如：Qal7表示含铝为5%，其余为铜的铝青铜ZQsn10-1表示含锡量为10%，其它合金元素含量为1%，余量为铜的的铸造锡青铜1）锡青铜是由锡为主加元素的铜锡合金，也称为锡青铜当含锡量小于5—6%，锡溶于铜中形成a固溶体，塑性上升，当含锡量大于5—6%时，由于出现了Cu31sb8为基的固溶体，抗拉强度下降，所以秤的锡青铜含锡量大多在3—14%之间，当含锡量小于5%，适用于冷变形加工，当含锡量为57%时的适用于热变形加工。当含锡量大于10%时，适用于铸造。由于a与&电极电位相近，且成分中的锡氮化后生成致密的二氧化锡薄膜，耐大气、耐海水等的耐蚀性上升，只是耐酸性较差。因为锡青铜结晶温度范围较宽，流动性差，不易形成集中缩孔，而易形成枝晶偏析和分散缩孔，铸造收缩率小，有利于得尺寸极接近于铸型的铸件，所以适于铸造形状复杂。壁厚较大的条件，而不适宜铸造要求致密度高和密封性好的铸件。锡青铜有良好的减摩性，抗磁性及低温韧性。锡青铜按生产方法可分为压力加工锡青铜与铸造锡青铜两大类。师：提问生：思考并回答问题师：教师利用多媒体课件、视频演示的方式进行讲解。生：听老师讲授，认真记笔记知识小结（3分钟）常用非铁金属及其合金的种类牌号、成分特点、性能特点及应用范围师：进行总结，给出答案生：认真听，记强化本