金屬材料及熱處理教案設計

1、實用標準200 至200 學年第 學期_課程教案課程編碼：_總學時周學時： / 開課時間： 年 月 日第 周至第 周 授課年級、專業(yè)、班級：_使用教材：_授課教師：_月 日 （星期 ） 總第 課時課 題緒 論教學目標知識目標1、明確學習本課程的目的2、了解本課程的基本內容能力目標理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力情感目標培養(yǎng)學生的愛國主義精神，激發(fā)學生的學習熱情教學重點金屬材料熱處理的目的和內容教學難點如何明確學習這門課的目的和內容教學用具利用教室中的各種金屬物體教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學緒

2、論是本課程的第一節(jié)課，也是學好本課程的動員課。因此，講好本節(jié)課對學生以后的學習好本課程具有非常重要的意義。讓學生明確學習本課程的目的，了解本課程的性質、任務及內容范圍，并了解我國在金屬材料及熱處理方面的發(fā)展概況及所取的成就，以提高學生的學習興趣。1、學習本課程的目的問題：為什么不同的材料會有不同的性能？為什么相同的材料經過不同的加熱、保溫和冷卻之后能夠獲得不同的性能？等等通過這些問題的分析來激發(fā)學生的學習興趣，同時說明這些問題正是我們要學習這門課的內容，同時也突出這門功課的重要性，從而使學生明白學習這門課的目的。2、本課程的基本內容通過對學習目的的學習同學們基本上已經明白了學習本課程的基本內容

3、了，即：金屬的性能、金屬學的基本知識、鋼的熱處理及常用的金屬材料。讓學生例舉生活中有關金屬的東西增加互動活躍課堂氣氛通過舉例分析引發(fā)學生學習的興趣文檔大全教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖從基本內容的分析上來看這門課是與實際生產是有著重要聯(lián)系的，因此要求學生在學習本課程的時要注重理論聯(lián)系實際，同時還要注意培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。3、金屬材料與熱處理的發(fā)展史這部分內容的目的是為了提高學生的民族自信心，培養(yǎng)學生的愛國主義精神，從而激發(fā)學生的學習熱情。舉例1：例如根據大量的出土文物考證，我國在公元前16世紀就開始使用金屬材料了；又如殷商時代，在生產工具、武器、生活用具等方面已大量使用青銅材料

4、；再如我國還是生產鑄鐵最早的國家，早在公元前5世紀至公元前4世紀的春秋時期已出現(xiàn)了鑄鐵的鑄造。特別在戰(zhàn)國后期，鑄鐵件的生產得到了迅速的發(fā)展。舉例2：在熱處理方面，遠在西漢時期就“水與火合為淬”之說，東漢時期則有“清水淬其鋒”等有關熱處理技術的記載。出土的文物如西漢時期的鋼劍、書刀等，經金相檢驗，發(fā)現(xiàn)其內部組織接近于淬火馬氏體和滲碳體組織。4、金屬材料在工農業(yè)生產中的應用這部分材料的目的是為了說明金屬材料與熱處理在現(xiàn)代工業(yè)、農業(yè)和國防建設中的應用及重要的地位?？赏ㄟ^舉例的方法來說明金屬材料與熱處理技術在科學技術現(xiàn)代化中的地位，從而激發(fā)學生的學習興趣。舉例：具統(tǒng)計目前機械工業(yè)部門中所用的材料有90

5、%以上是金屬材料。今年來，我國在材料工業(yè)領域取得了巨大成就：我國的鋼鐵產量已躍居世界前列；在金屬材料生產方面已建立了符合我國特點的合金鋼系列，且應用范圍正在擴大；廣泛采用稀土元素材料，并研制出了具有世界先進水平的稀土鎂球墨鑄鐵；許多熱處理新工藝、新技術得到了廣泛的應用和推廣等等。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂小結五、布置作業(yè)通過本節(jié)課內容的學習學生明確學習本課程的目的，了解本課程的性質、任務及內容范圍，并了解我國在金屬材料及熱處理方面的發(fā)展概況及所取的成，隨著科學技術的不斷發(fā)展，新產品、新工藝、新材料會不斷的出現(xiàn)，但與發(fā)達國家相比我國在材料開發(fā)方面仍有一段距離。因此，同學們要刻苦學習

6、，不斷探索，努力趕超世界先進水平，為我國材料工業(yè)的騰飛貢獻自己的一份力量。課后自主復習本課的主要內容要求：弄清學習本課程的目的；本課程學習的基本內容是哪些金屬材料在工農業(yè)生產中有何重要的地位。教學反思1. 教學的成敗得失2. 學生的信息反饋3. 今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§1-1 金屬的力學性能教學目標知識目標1、了解金屬力學性能各指標概念2、掌握低碳鋼拉伸曲線的繪制及各段曲線的含義能力目標應使學生能對常用力學指標進行查表和計算情感目標對常用力學性能指標在工業(yè)中的應用予以充分重視教學重點1、強度、塑性、硬度、沖擊韌性以及疲勞強度的概念2、低碳鋼拉伸曲線的繪制及

7、曲線中各要點的含義教學難點掌握低碳鋼拉伸曲線的繪制及曲線中各要點的含義教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學在機械設備及工具的設計、制造中選用金屬材料時，大多數(shù)是以其力學性能為主要依據，因此熟悉和掌握金屬材料的力學性能是非常重要的。（一）、基本概念1、力學性能：即指金屬在外力的作用下所表現(xiàn)出來的性能。它包括強度、塑性、硬度、沖擊韌性以及疲勞強度等。2、載荷：金屬材料在加工和使用過程中所受的外力稱為載荷。根據載荷作用性質的不同分為：（1）靜載荷：指大小不變或變化過程極其緩慢的載荷（2）沖擊載荷：指在短時間內以

8、較高速度作用于零件上的載荷（3）交變載荷：指大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化的載荷根據載荷作用形式的不同分為：拉、壓、彎曲、剪切以及扭轉等3、變形：指金屬材料受到載荷作用而產生的幾何形狀和尺寸的變化舉例：讓學生頭腦中形成概念教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖（1）彈性變形：指隨載荷的去除而消失的變形（2）塑性變形：不能隨載荷去除而消失的變形。也稱為永久變形或殘余變形（二）強度1、強度的概念金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力，稱為強度。（金屬材料強度越高，則強度越大，越不容易被破壞，承載能也就越大。）根據載荷作用方式的不同，強度可分為：抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度

9、以及抗扭強度等五種。2、強度的測定（以抗拉強度為例進行分析，其他不作介紹）（1）拉伸試樣的選用為了使測試結果具有可比性，拉伸試驗時必須采用國家表準規(guī)定的拉伸試樣，具體拉伸試樣可參照（gb/t 397-1986），在該標準中對試樣的形狀尺寸以及加工要求均有明確的規(guī)定。（2）低碳鋼拉伸曲線oe比例階段（彈性變形階段）在這個階段試樣變形完全是彈性的，若撤去載荷，試樣能立刻恢復原狀。圖中fe為試樣彈性恢復最大載荷。es屈服階段（塑性變形階段）在這個階段試樣發(fā)生明顯的塑性變形，試樣表面出現(xiàn)45º滑移線，若此時撤去載荷，試樣不能恢復原狀。圖中s為屈服載荷。sb強化階段在這個階段隨著外載荷的不斷增

10、加試樣繼續(xù)伸長，變形均勻發(fā)生，出現(xiàn)了加工硬化現(xiàn)象，抗拉強度明顯提高。圖中b為試樣最大載荷。bz頸縮階段（局部塑性變形階段）在這個階段試樣局部直徑出現(xiàn)了明顯的收縮，試樣所需載荷急劇下降，伸長主要集中在頸縮部位通過舉例，使學生對強度的概念有一個明確的認識教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖直至最后斷裂，斷口呈45º刀口狀。（注：工程上使用的材料多數(shù)是沒有明顯的屈服現(xiàn)象的，有些脆性材料不僅沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產生“頸縮”，例如鑄鐵等。）3、強度的衡量指標常用的衡量指標有屈服點和抗拉強度兩種。屈服點：在拉伸試驗過程中，載荷在不增加（保持恒定）的情況下，試樣仍能繼續(xù)增加伸長時的應力即為屈服點。用

11、符號s表示?？估瓘姸龋翰牧显跀嗔亚八艹惺艿淖畲筝d荷即位抗拉強度。常用符號b表示。(注：b為零件在工作中所承受的最大應力也是零件設計和選材的重要依據)（三）塑性、塑性的概念塑性是指金屬材料在斷裂前產生變形的能力。常用伸長率（）和斷面收縮率（）來表示。、塑性的衡量指標（）伸長率（）試樣拉斷后，試樣的伸長量與拉斷前試樣的長度的百分比稱為伸長率（）斷面收縮率（）試樣拉斷后，頸縮處橫截面積的縮減量與拉伸前原試樣橫截面積的百分比（注：塑性好的材料，在受力過大時，首先產生塑性變形而不致突然斷裂，因此比較安全）（四）硬度、硬度的概念金屬材料抵抗局部變形特別是塑性變形、表面壓痕或表面劃痕的能力稱為硬度。它是衡

12、量金屬材料軟硬程度的一種性能指標。、常用硬度測試方法（）布氏硬度（）測試方法：壓入法（普通淬火鋼球壓頭）（硬質合金鋼球壓頭）教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖表示方法：符號hbs或hbw之前的數(shù)字為硬度值，符號后面依次為鋼球直徑、試驗力、試驗力保持的時間（1015s不標記）。應用范圍及有缺點：實驗壓力大，壓痕大，能較準確的反映金屬材料的平均性能，故適用于測定會鑄鐵、有色金屬及各種軟鋼等硬度不高的材料。但不宜測量成品及薄件。（2）洛氏硬度（hr）測試方法：壓入法120º金剛石圓錐體壓頭1.588mm淬火鋼球表示方法：符號hr前面的數(shù)字表示硬度值，后面的字母表示不同洛氏硬度的標尺。優(yōu)缺點：

13、操作簡單，能直接從刻度盤上讀出讀數(shù)，壓痕小，可以測定成品以及薄件。（3）維氏硬度（hv）測試方法：壓入法相對面夾角為136º的正四棱錐體金剛石壓頭表示方法：符號hv前面的數(shù)字表示硬度值，后面的為試驗力保持的時間（1015s不標記）。優(yōu)缺點：試驗力較小，壓入深度不大，故可測量薄件或表面滲碳、滲氮層的硬度，且硬度值有連續(xù)性，故可測量很軟到很硬的各種金屬材料，且準確性很高。（五）沖擊韌性1、沖擊韌性的概念金屬材料抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。通常用ak表示沖擊韌性。（注：使用不同類型的試樣（v型缺口或u型缺口）進行試驗時，沖擊韌度分別標記為akv或aku）2、小能量多次沖擊

14、實踐表明：承受沖擊載荷的機械零件，大多數(shù)情況下是因小能量多次沖擊而遭到破壞的，所以對材料進行小能量多次沖擊試驗是很重要的。一次沖擊韌度高的材料，小能量多次沖擊抗力不一定高，反之也一樣。金屬材料受大能量沖擊載荷作用時，其沖擊抗力主要取決于沖擊韌度ak的大小，而在小能量多次沖擊條件下，其沖擊抗力主要取決于材料的強度和塑性。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結五、布置作業(yè)（六）疲勞強度1、疲勞強度的概念疲勞強度是指金屬材料在無數(shù)次的交變載荷的作用下而不斷裂的最大應力稱為疲勞強度。用-1表示。2、疲勞破壞的特征（1）疲勞斷裂時并沒有明顯的宏觀塑性變形，斷裂前無預兆，而是突然的。（2）引起疲勞斷

15、裂的應力很低，常常低于材料的屈服點。（3）疲勞破壞的宏觀斷口由裂紋的策源地及擴展區(qū)（光滑部分）和最后斷裂區(qū)（粗糙部分）兩部分組成。3、影響疲勞強度的因素及提高疲勞極限的措施因素：如工作條件、零件表面狀態(tài)、材料成分、組織及殘余應力等。措施：改善零件的結構形式、降低零件表面粗糙度、采用各種表面強化的方法（例如表面滲碳、表面滲氮等）。通過本節(jié)內容的學習，同學們要了解有關強度、塑性、硬度、沖擊韌性以及疲勞強度的概念及其衡量指標，重點掌握對拉伸曲線各階段的分析及其各階段的特征。除此之外還要對疲勞破壞的特點加以認識。1、習題冊 p1-p32、低碳鋼拉伸曲線的繪制及各階段的分析。3、疲勞破壞有哪些特點？教學

16、反思1教學的成敗得失2學生的信息反饋3今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§1-2 金屬的工藝性能教學目標知識目標1、了解金屬工藝性能的有關基本概念2、熟悉和掌握金屬材料各工藝性能的衡量指標能力目標應使學生能利用工藝性能指標判別簡單工件加工過程情感目標對工藝性能在加工中的重要性予以充分認識教學重點1、金屬工藝性能的有關基本概念2、金屬材料各工藝性能的衡量指標教學難點金屬材料各工藝性能的衡量指標教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學金屬材料僅有良好的力學性能是不夠的，除此之外還必須有良好

17、的工藝性能，只有這樣，才能得到生產工藝簡單、質量良好、成本低廉的工件。我們可通過舉一些例子來說明這個問題。例如：有色金屬（如青銅）鑄造性很好，常用來鑄造精美的工藝品；再如鑄鐵的鑄造性能要比鋼好，因此常用鑄造的方法生產零件；但是鋼的鍛造性能很好，可以用鍛造的工藝方法生產出力學性能較高的機械零件，而鑄鐵則不能鍛造。工藝性能：指金屬材料對不同加工工藝方法的適應能力，主要包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能以及熱處理性能等。工藝性能直接影響到零件制造工藝和質量，是選材和制定零件工藝路線時必須考慮的因素之一。（一）鑄造性能教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結1、鑄造性能的概念金屬及合金

18、在鑄造工藝中獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。2、鑄造性能衡量指標（1）流動性流動性好的金屬容易充滿鑄型，從而可以獲得外形完整、尺寸精確、輪廓清晰的鑄件（2）收縮性鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮性。鑄件收縮不僅影響尺寸精度，還會使鑄件產生縮孔、疏松、內應力、變形和開裂等缺陷，故用于鑄造的金屬其收縮率越小越好。（3）偏析傾向金屬凝固后，內部化學成分和組織不均勻現(xiàn)象稱為偏析。偏析嚴重時能使鑄件各部分的力學性能有很大的差異，從而降低了鑄件的質量，尤其對大型鑄件危害更大。（二）鍛造性能用鍛壓成形方法獲得優(yōu)良鍛件的難易程度稱為鍛造性能。鍛造性能的好壞主要與金屬的塑性和變形抗力有關。

19、塑性越好，變形扛力越小，金屬的鍛造性能越好。（三）焊接性能焊接性能是指金屬材料對焊接加工的適應性，也就是說在一定焊接工藝下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。焊接性的好壞主要取決于鋼中的含碳量，含碳量越低，焊接性越好；反之含量越高，焊接性越差。（四）切削加工性能切削加工金屬材料的難易程度稱為切削加工性能。切削加工性能的好壞主要取決于鋼的化學成分以及組織狀態(tài)等因素。一般認為材料具有適當硬度（170-230hbs）和足夠的脆性時較易切削。例如鑄鐵比鋼的切削加工性能要好，一般碳鋼要比高合金鋼切削加工性能好。通過本節(jié)內容的學習，我們知道金屬材料僅有良好的力學性能是不夠的，還必須具有良好的工藝性能，只有這樣，

20、才能得到生產工藝簡單、質量良好、成本低廉的工件。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖五、布置作業(yè)練習冊p1p3金屬的工藝性能包括那些？影響其好壞的因素有哪些？教學反思1教學的成敗得失2學生的信息反饋3今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§2-1 金屬的晶體結構教學目標知識目標1、了解晶體與非晶體的概念以及兩者之間的異同2、了解晶體結構的有關基本知識3、掌握金屬中幾種常見的晶格類型，并能舉例說明能力目標情感目標教學重點1、晶體結構的有關基本知識2、金屬中幾種常見的晶格類型教學難點金屬中幾種常見的晶格類型教學用具多媒體教學方法多媒體教學、舉例分析、閱讀歸納教學過程設計教學環(huán)節(jié)教

21、師活動學生活動設計意圖一、教學回顧二、新課導入三、新課教學不同的金屬材料具有不同的力學性能，即使是同一種金屬材料，在不同的條件下其性能也是不同的。金屬性能的這些差異，從本質來說，是由其內部結構所決定的。因此，掌握金屬的內部結構及其對金屬性能的影響，對于選用和加工金屬材料，具有非常重要的意義。一、晶體與非晶體通過教學應使學生了解晶體與非晶體的本質區(qū)別，消除過去把天然的、外形規(guī)則的物體認為是晶體的模糊概念。兩者的主要區(qū)別應該在于其內部原子的排列是否有規(guī)則。1、晶體：在物質內部，凡原子呈有序、有規(guī)則排列的物體稱為晶體。（例如：金屬在固態(tài)下一般均屬于晶體、天然金剛石、水晶等）2、非晶體：在物質內部，凡

22、原子呈無序堆積狀態(tài)的物體稱為晶體。（金屬在固態(tài)下一般均屬于晶體例如：玻璃、松香、樹脂等）3、兩者異同：晶體具有固定的熔點，其性能呈各向異性；非晶體沒有固定的熔點，其性能呈各向同性。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結五、布置作業(yè)二、晶體結構的概念晶體結構是指物體內部原子排列的狀態(tài)。為了對晶體結構右充分的認識，必須要使學生們了解與晶體有關的基本知識，如晶格、晶胞、晶面以及晶向等。1、晶格和晶胞晶格：表示原子在晶體中排列規(guī)律的空間格架稱為晶格晶胞：能夠完整的反映晶格特征的最小幾何單元稱為晶胞2、晶面和晶向晶面：在晶體中由一系列的原子組成的平面稱為晶面晶向：通過兩個或兩個以上原子中心的直線，

23、可代表晶格空間排列的一定方向，成為晶向。三、金屬晶格的類型金屬晶格類型很多，但絕大多數(shù)（占85）金屬為以下三種晶格類型1、體心立方晶格屬于這類晶格類型的金屬有：鉻（cr）、釩（v）、鎢（w）、鉬（mo）以及-鐵（-fe）等。2、面心立方晶格屬于這類晶格類型的金屬有：鋁（al）、銅（cu）、鉛（pb）、鎳（ni）以及-鐵（-fe）等。3、密排六方晶格屬于這類晶格類型的金屬有：鎂（mg）鈹（be）鎘（cd）鋅（zn）等通過本節(jié)內容的學習，同學們要對晶體與非晶體的概念以及兩者之間的異同有所了解；此外還要了解晶體結構的有關基本知識；最后我們要掌握金屬中幾種常見的晶格類型，并能簡單的舉例說明。練習冊p4

24、p6教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§2-2 純金屬的結晶教學目標知識目標1、熟悉純金屬的冷卻曲線以及過冷度的概念2、了解純金屬的結晶過程3、掌握晶粒大小對力學性能的影響能力目標情感目標教學重點1、基本概念2、晶粒大小對力學性能的影響教學難點細化晶粒的方法教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、教學組織二、導入新課三、新課教學金屬材料通常需要經過熔煉和鑄造，要經歷由液態(tài)變成固態(tài)的凝固過程。金屬由原子不規(guī)則排列的液體轉變?yōu)樵右?guī)則排列的

25、固體的過程稱為結晶。了解金屬結晶的過程及規(guī)律，對于控制材料內部組織和性能是十分重要的。一、純金屬的冷卻曲線及過冷度金屬由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)的結晶過程是在冷卻的情況下產生的。冷卻時，反應時間與溫度之間關系的圖形就是冷卻曲線，它是通過過熱分析的方法來測定的。實驗表明，純金屬的結晶過程是在一個恒定的溫度下進行的，即純金屬都有一個固定的熔點，也就是冷卻曲線上水平線段所對應的溫度。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結如圖所示：（a）圖為理論結晶曲線（b）圖為實際結晶曲線則過冷度：t=t0t1結論：金屬結晶時過冷度的大小與冷卻的速度有關，冷卻速度越快，金屬的實際結晶溫度越低，過冷度也就越大。二、純金屬

26、的結晶過程液態(tài)金屬的結晶是在一定過冷度的條件下進行的，整個結晶過程實際上是一格晶核的形成與長大的過程。純金屬結晶過程可參照書上圖2-11晶粒：外形不規(guī)則但內部原子排列規(guī)則的小晶體稱為晶粒。晶界：晶粒與晶粒之間的分解面稱為晶界。晶粒與晶界可參照書上圖2-12和2-13但晶體：結晶后只有一個晶粒的晶體稱為單晶體。特點：單晶體呈現(xiàn)各向異性。多晶體：結晶后晶體是由許多位向不同的晶粒組成的。特點：多晶體呈現(xiàn)各向同性，也叫作“偽各向同性”。三、晶粒的大小對金屬力學性能的影響一般來說，在常溫下，晶粒越細，則具有的強度和韌性越高。為了提高力學性能，所以必須嚴格控制晶粒的大小。根據結晶過程的分析可知，金屬晶粒的

27、大小取決于結晶時的形核率和晶核長大的速度，從這個因素來看，細化晶粒的根本途徑有：1、增加過冷度2、變質處理3、機械振動處理通過本節(jié)內容的學習，同學們首先要熟悉純金屬的冷卻曲線以及過冷度的概念，其次要了解純金屬的結晶過程，最后重要的是掌握晶粒大小對力學性能的影響以及細化晶粒的根本途徑有哪些。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖五、布置作業(yè)練習冊p4p6教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§2-3 金屬的同素異構轉變教學目標知識目標1、熟悉金屬同素異構轉變的概念2、掌握純鐵的同素異構轉變3、掌握金屬的同素異構轉變與液體結晶的比較能

28、力目標情感目標教學重點1、金屬同素異構轉變的概念，純鐵的同素異構轉變2、金屬的同素異構轉變與液體的結晶比較教學難點金屬的同素異構轉變與液體的結晶相比較教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學純鐵的同素異構轉變是鋼鐵材料熱處理的理論基礎，在生產中有很重要的使用價值。因此，在本節(jié)內容中我們將一起來共同探討有關金屬同素異構轉變的概念以及純鐵的同素異構轉變。一、金屬的同素異構轉變這種金屬在固態(tài)下隨溫度的改變，由一種晶格轉變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象，稱為同素異構轉變。一種金屬經同素異構轉變之后所得到的為該金屬的同素異晶體。為

29、了區(qū)別它們具有不同的晶格類型，一般在元素符號前根據溫度的高低由低溫到高溫依次加希臘字母、等表示。二、純鐵的同素異構轉變由純鐵的冷卻曲線可知，純鐵冷卻到1538時結晶，形成具有體心立方晶格的-fe（也稱為高溫-fe）。冷卻到1394時發(fā)生同素異構轉變，由-fe轉變?yōu)榫哂忻嫘牧⒎骄Ц竦?fe。隨著溫度繼續(xù)降至912時，又由-fe又轉變?yōu)轶w心立方晶格的-fe，溫度再下降，晶格類型雖不發(fā)生轉變，教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結但在純鐵的冷卻曲線上，實際上還會出現(xiàn)一個臨界溫度770，這是純鐵的磁性轉變溫度，在此溫度以上，-fe的磁性消失，在此溫度下才具有磁性。因此有時將770-912存在的無

30、磁性-fe稱為-fe，但由于770不時同素異構轉變溫度，因而通常把912以下的具有體心立方晶格的鐵都以-fe表示。為了便于同學們記憶，這些轉變可以用以下方程式表示結論：正是由于鐵能夠發(fā)生同素異構轉變，生產中才有可能對鋼和鑄鐵進行各種熱處理來改變其組織和性能。三、金屬的同素異構轉變與液體結晶的比較金屬的同素異構轉變是通過原子的重新排列來完成的，因地它實際上是一個重結晶的過程。與金屬液態(tài)結晶過程相比，共同點表現(xiàn)在以下幾個方面：1、有一定的轉變溫度2、轉變時需要過冷3、轉變過程中釋放出結晶潛熱4、轉變過程也是由晶核的形成和晶核長大來完成的但由于同素異構轉變是在固態(tài)下完成的，因而它具有自己的轉變特點，

31、主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、同素異構轉變時，晶核優(yōu)先在原來晶粒的晶界處形核。2、同素異構轉變需要較大的過冷度。3、同素異構轉變容易產生較大的組織應力。4、在轉變時體積會發(fā)生變化（例如-fe轉變?yōu)?fe時體積會膨脹約為1。通過本節(jié)內容的學習，同學們首先要熟悉金屬同素異構轉變的概念；其次要重點純鐵的同素異構轉變以及金屬的同素異構轉變與液體結晶的比較有哪些異同的地方。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖五、布置作業(yè)練習冊 p4p6教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§4-1 合金的組織教學目標知識目標了解固溶體、金屬化合物、混合物的

32、基本概念、晶體結構、及固溶體的性能特點能力目標情感目標教學重點1、固溶體的基本概念、晶體結構、及固溶體的性能特點2、金屬化合物的基本概念、結構及性能特點3、混合物的基本概念、結構及性能特點教學難點金屬化合物對合金性能的影響教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學合金的性能取決于其相的結構和組織。根據構成合金的各組元之間相互作用的不同，合金中相結構大致可分為固溶體、金屬化合物和混合物三大類。下面我將和同學們共同來探討這三種合金組織的晶格類型、性能特點等。1、固溶體概念：固溶體是一種組元的原子溶入另一組元的晶格中

33、所形成的均勻固相。溶入的元素稱為溶質，而基體元素稱為溶劑。晶格類型：一般情況下保持溶劑原來的晶格類型。性能特點：當溶質元素的含量極少時，固溶體的性能特點與溶劑金屬基本相同，隨著溶質含量的升高，固溶體的性能將發(fā)生明顯的改變，一般情況下是強度和硬度逐漸升高，而塑性和韌性有所下降，我們把這種現(xiàn)象叫做固溶強化。間隙固溶體：溶質原子分布于溶劑晶格間隙之中而形成的固溶體稱為間隙固溶體（參見書上圖4-1（a）教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結五、布置作業(yè)置換固溶體：溶質原子置換了溶劑晶格結點上某些原子而形成的固溶體稱為置換固溶體（參見書上圖4-1（b）2、金屬化合物概念：合金組元發(fā)生相互作用而形成

34、一種具有金屬特點的物質稱為金屬化合物。晶格類型：具有復雜的晶格結構。性能特點：熔點高、硬度高、脆性大。3、混合物概念：兩種或兩種以上的相按一定質量分數(shù)組成的物質稱為混合物。晶格類型：混合物中各相仍保持原來的晶格。性能特點：主要取決于各組成相的性能、以及它們分布的形態(tài)、數(shù)量、大小等。通過本節(jié)內容的學習，同學們要對固溶體的基本概念、晶體結構、及固溶體的性能特點；金屬化合物的基本概念、結構及性能特點；混合物的基本概念、結構及性能特點；有所了解。其中各個合金組織的特點要熟記。練習冊 p9p13教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§

35、4-2 二元合金相圖教學目標知識目標1、了解二元合金相圖的建立過程2、了解鉛銻二元和金相圖的建立能力目標情感目標教學重點1、二元合金相圖的建立過程2、了解鉛銻二元和金相圖的建立教學難點如何建立二元合金相圖教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學合金的組織比純金屬復雜。同一個合金系，因成分的變化，其組織也不同；另一方面，同一成分的合金，其組織隨溫度的不同而變化，因此，為了掌握合金的成分、組織與性能之間的關系，必須了解合金的結晶過程，了解合金中各組織的形成及變化的規(guī)律。相圖就是研究這些問題的一種工具。一、二元合金

36、相圖的建立這部分的內容教師可通過在黑板上畫圖一邊講解的方式說明繪制二元合金相圖的一般步驟。1、配制若干組不同成分的鉛銻合金2、分別用熱分析法作出各組合金的冷卻曲線3、找出各冷卻曲線上的臨界點4、將臨界點標在成分、溫度坐標系的坐標圖上，并連接各相同含義的臨界點就可以得到了鉛銻二元合金相圖。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結五、布置作業(yè)二、鉛銻二元合金相圖的分析分析過程（略）本節(jié)內容主要介紹了二元合金相圖的建立，并對鉛銻二元合金相圖進行了簡單的分析，通過分析使我們了解了相圖的分析方法以及共晶轉變的概念，為下一節(jié)內容（鐵碳合金相圖）打下基礎。練習冊 p9p13教學反思1.教學的成敗得失2.

37、學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§4-3 鐵碳合金相圖教學目標知識目標1、熟悉鐵碳合金的相及組織類型、符號及其特點2、掌握鐵碳合金相圖的組成、圖中重要點、線的含義3、會利用鐵碳合金相圖對一些典型的鐵碳合金進行分析能力目標情感目標教學重點1、鐵碳合金相圖的組成、圖中重要點、線的含義2、利用鐵碳合金相圖對一些典型的鐵碳合金進行分析教學難點鐵碳合金相圖的分析及鐵碳合金冷卻結晶過程的分析教學用具多媒體教學方法多媒體輔助教學教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學鋼鐵材料是現(xiàn)代工業(yè)中應用最為廣泛的合金，它們均為以鐵和碳

38、兩種元素為主要原素的合金。由于鋼鐵材料的成分（含碳量）不同，因此組織和性能也不相同，應用場合也不一樣。鐵碳合金相圖總結了鐵碳合金的組織和性能隨成分、溫度變化的規(guī)律，這對生產實踐有著很重要的意義，它不僅是選擇鋼鐵材料的重要工具，而且還可以作為制定鑄、鍛、焊及熱處理等加工工藝的依據。一、鐵碳合金的相及組織在鐵碳合金中，碳可以與鐵組成化合物，也可以形成固溶體，還可以形成混合物，在鐵碳合金中有以下幾種基本組織：1、鐵素體概念：碳溶解在-fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體（f）特點：最大溶碳為0.0218（727），性能與純鐵相似，具有良好的塑性和韌性，而強度和硬度較低。2、奧氏體概念：碳溶解在-fe中形

39、成的間隙固溶體稱為奧氏體（a）教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖特點：最大溶碳能力為2.11（1148），最小溶碳能力為0.77（727），強度和硬度不高，具有良好的塑性，是鍛造和軋制時所需的組織。3、滲碳體概念：含碳量為6.69鐵碳金屬化合物稱為滲碳體（fe3c）特點：熔點高（1227），硬度很高，塑性很差，伸長率和沖擊韌性幾乎為零，是一個硬而脆的組織，適當?shù)臈l件下滲碳體可分解為鐵和石墨，這對鑄鐵具有重要的意義。4、珠光體概念：鐵素體和滲碳體的混合物稱為珠光體（p）特點：含碳量為0.77，力學性能主要取決于鐵素體和滲碳體各自的含量，一般強度較高，硬度適中，具有一定的塑性。5、萊氏體概念：奧氏體

40、和滲碳體的混合物稱為萊氏體（ld）特點：含碳量為4.3（1148），硬度很高，塑性很差。（鐵碳合金基本組織的力學性能可參照書本上表4-2）二、鐵碳合金相圖說明：鐵碳合金相圖是在緩慢冷卻（或緩慢加熱）的條件下繪制出的鐵碳合金的組織隨溫度變化的圖形。1、鐵碳合金相圖的組成教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§5-1 常存元素對鋼性能的影響教學目標知識目標1、熟悉鋼中常存元素有哪些，對鋼性能的影響2、掌握硅、錳、硫、磷對鋼性能的影響能力目標情感目標教學重點1、鋼中常存元素有哪些？對鋼的性能有何影響

41、？2、硅、錳、硫、磷對鋼性能的影響教學難點如何控制鋼中有害元素從而來提高鋼的力學性能教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學簡述煉鋼過程碳素鋼中除鐵和碳兩種元素外，還含有少量的硅、錳、硫、磷等元素，這些元素，有的是從爐中帶出來的，有的是在冶煉過程中不可避免的帶入的，它們的存在必然會對鋼的性能有影響。這節(jié)課我將和同學們一起來討論鋼中常存元素對鋼性能的影響。1、硅的影響硅能溶于鐵素體中，形成硅鐵素體，可提高鋼的強度和硬度，是鋼中的有益元素。2、錳的影響錳可溶于鐵素體和滲碳體中，使鋼的強度和硬度提高，此外錳還可以與

42、鋼中有害元素硫結合，從而減小硫對鋼的危害，所以錳是鋼中有益的元素。3、硫的影響硫與鋼中的鐵生成化合物fes，其熔點較低（985），鋼在加熱過程中當溫度超過1000進行軋制或鍛造時，fes預先在鋼中晶界的地方熔化，從而使鋼產生裂紋，這是導致鋼變形和開裂、形成熱脆現(xiàn)象的主要原因，因此硫是鋼中有害元素，必須嚴加控制。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結五、布置作業(yè)4、磷的影響磷在鋼中會與鐵形成脆性極大的fe3p化合物，使鋼在室溫下塑性和韌性急劇下降，造成鋼的冷脆現(xiàn)象。所以磷是鋼中有害元素，必須嚴加控制。通過本節(jié)內容的分析總的來說，錳、硅在鋼中是有益元素，而硫、磷是鋼中的有害元素，必須嚴加控制

43、。但硫、磷有時也是有好處的，例如適當增加硫、磷的含量可以提高鋼的切削加工性能。但切削加工性能好的鋼不宜制造受力大的重要零件。練習冊 p14p15教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§5-2 碳素鋼的分類教學目標知識目標1、熟悉碳素鋼分類的方法2、掌握各種鋼分類的依據和標準能力目標情感目標教學重點碳素鋼的分類方法及依據教學難點碳素鋼的分類方法及依據教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學碳素鋼分類的方法很多，為了便于在以后的學習中對碳素鋼進

44、行很好的區(qū)分，因此在本節(jié)課中我們將共同來學習碳素鋼的分類。一、按鋼的含碳量分類1、低碳鋼：c0.252、中碳鋼：0.25c0.603、高碳鋼：c0.25二、按鋼的質量分類根據鋼中有害元素硫、磷含量的多少可分為：1、普通鋼：s0.050，p0.0452、優(yōu)質鋼：s0.035，p0.0353、高級優(yōu)質鋼：s0.025，p0.025三、按鋼的用途分類1、結構鋼：主要用于制造各種機械零件和工程構件2、工具鋼：主要用于制造各種刀具、模具和量具等四、按冶煉時脫氧程度的不同分類1、沸騰鋼：脫氧程度不完全的鋼2、鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度完全的鋼3、半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意

45、圖四、課堂總結五、布置作業(yè)通過本節(jié)內容的學習，有助于我們今后在實際生產中正確選用合適的鋼材，因此同學們對于鋼的分類方法要有所掌握。p14p15教學反思1.教學的成敗得失2.學生的信息反饋3.今后的教學建議月 日 （星期 ） 總第 課時課 題§5-3 碳素鋼的牌號及用途教學目標知識目標1、熟悉各種鋼的牌號、性能、特點和用途2、掌握典型鋼材牌號的含義及選用的方法能力目標情感目標教學重點1、各種鋼的牌號、性能、特點和用途2、典型鋼材牌號的含義及選用的方法教學難點由鋼的牌號分析其成分、性能，從而確定其用途教學用具教學方法閱讀教學法、歸納法、舉例分析法教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意

46、圖一、組織教學二、導入新課三、新課教學為了能夠更好的將各種鋼材進行區(qū)分，鋼的牌號顯的尤為重要，而對于鋼的牌號無論是在國內還是在國際上都已經標準化，我國的鋼材牌號用國際通用的化學元素符號、漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字相結合的方法來表示。我國的鋼號組成：化學元素符號、漢語拼音字母、阿拉伯數(shù)字相結合的方法。一、碳素結構鋼特點：雜質和非金屬夾雜物較多，但冶煉容易，工藝性好，價格便宜。用途：軋成鋼板和各種型材，用于建筑和機械零件（受力不大的場合）牌號：屈服點字母“q”+屈服點數(shù)值+質量等級符號+脫氧方法 四個部分按順序組成。舉例：二、優(yōu)質碳素結構鋼特點：按化學成分和力學性能供應的，硫，磷及非金屬雜質較少用途

47、：用來制造重要的機械零件，但使用前需經過熱處理來改善力學性能教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖四、課堂總結五、布置作業(yè)牌號：用兩位數(shù)表示（這兩位數(shù)表示該鋼的平均含碳量的萬分數(shù)）舉例：45（平均含碳量為0.45%的優(yōu)質碳素結構鋼）35mn(平均含碳量為0.35%的優(yōu)質碳素結構鋼,含錳量較高)三、碳素工具鋼特點：含碳量均在0.70%以上都是優(yōu)質鋼和高級優(yōu)質鋼用途：用于制造刀具，模具和量具牌號：碳的漢語拼音字母“t”+阿拉伯數(shù)字（阿拉伯數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分數(shù)）舉例：t8 平均含碳量為0.80%的碳素工具鋼 t12a平均含碳量為1.2%的高級優(yōu)質碳素工具鋼四、鑄造碳鋼特點：含碳量一般在0.20%0.60%之間，如果含碳量過高，則塑性變差，而且鑄造時易產生裂紋。用途：一般用于制造形狀復雜、力學性能要求較高的機械零件牌號：“鑄造”兩漢字的漢語拼音字母字頭“zg”后面加兩組數(shù)字組成，第一組代表屈服點，第二組表示抗拉強度值。舉例：zg270-500表示屈服點不小于270mpa，抗拉強度不小于500mpa的鑄造碳鋼通過本節(jié)內容的學習，同學們要對各種鋼材常用牌號有所認識，并能利用牌號對其成分、性能加以分析，通過分析后能說明