工程材料教案32

1、南京工程学院教案【封面】任课系部：材料工程学院 授课时间：2013-2014年第1学期课程名称工程材料课程编号0713305021专业高分子材料与工程班级K高分子材料111课程类别必修课公共基础课；专业基础课；专业课选修课限选课； 任选课； 公选课总学时数32学分数2考核方式考试；考查学时分配课堂讲授 30 学时； 实践课 2 学时教材名称机械工程材料作者王章忠出版社及出版时间机械工业出版社，2013指定参考书工程材料性能与选用机械工程材料工程材料的选择与应用作者韩永生高琪妹FAA 克兰出版社及出版时间化学工业出版社，2004年化学工业出版社,2004科学出版社,1990授课教师方信贤职称副教

2、授单位材料工程学院南京工程学院教案【封面】任课系部：材料工程学院 授课时间：2013-2014年第1学期课程名称工程材料课程编号0713305021专业高分子材料与工程，机械电子工程班级高分子材料111，机械电子121和122课程类别必修课公共基础课；专业基础课；专业课选修课限选课； 任选课； 公选课总学时数32学分数2考核方式考试；考查学时分配课堂讲授 30 学时； 实践课 2 学时教材名称机械工程材料作者王章忠出版社及出版时间机械工业出版社，2013指定参考书工程材料性能与选用机械工程材料工程材料的选择与应用作者韩永生高琪妹FAA 克兰出版社及出版时间化学工业出版社，2004年化学工业出版

3、社,2004科学出版社,1990授课教师方信贤职称副教授单位材料工程学院南京工程学院教案【教学单元首页】第 1 次课 授课学时 1学时 教案完成时间： 2013年7月章节绪论主要内容1.材料及材料科学；2.各种材料概况；3.材料科学与机械工程；4.课程性质、内容与教学目标。目的与要求1.本单元的教学目的是让学生明确学习本课程的目的与重要性；2.推荐比较实用价值的参考书重点与难点重点：重点介绍本课程的重要性难点：无教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学，启发式提问，让同学们回忆学过的相关知识。南京工程学院教案【末页】知识点归纳1、 材料与材料科学的发展2、 材料的分类3、 材料科学与机械、汽车

4、工程的关系作业无本单元教学情况小结 通过本次课，使学生认识到工程材料在生产和人们生活中的重要作用；了解课程体系和主要内容，以便更好地把握和理解。审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 1-2 次课 授课学时 3学时 教案完成时间： 2013年7月章节第1章 材料的性能主要内容1.力学性能；2.物理性能；3.化学性能；4.工艺性能。目的与要求1、掌握材料的力学性能2、了解材料的工艺性能重点与难点重点：介绍材料的力学性能对工程材料的选用的重要意义。力学性能中材料的硬度、塑性、强度、冲击韧性、疲劳极限是最常用的指标。难点：初次接触断裂韧度与疲劳概念，容易将二者

5、与冲击韧度和静强度混淆。教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学，启发式提问，辅助课堂习题练习与讨论。南京工程学院教案【末页】知识点归纳1、材料的使用性能包括力学性能、物理和化学性能。它们可以通过试验测定，根据具体工作状况，其数据可以作为选材、用材的依据或进行参考。2、拉伸试验是最重要的力学性能测试方法，可确定材料的屈服强度、塑性等指标。硬度试验也是常用的材料测试方法，简便易行，硬度与材料的其他性能有一定的关系，故硬度试验应用广泛。3、材料的工艺性能主要包括加工工艺性能和改性工艺性能，它既与材料的内因有关，又受工艺外部条件的影响。作业习题：1、3、7本单元教学情况小结 紧扣本章重点，对材料常用

6、的力学性能指标中的屈服强度、塑性、疲劳、硬度、冲击韧度进行详细介绍。为便于理解，补充了测定上述指标采用的试验方法。审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 3 次课 授课学时 2学时 教案完成时间：2013年7月章节第二章 材料的结构主要内容1.结合键；2.晶体结构理论；3.晶体缺陷理论；4.非晶体结构简述。目的与要求1. 熟悉材料典型的晶体结构2. 熟悉常见的三种晶体缺陷3. 了解结合键对材料性能的影响重点与难点重点：介绍晶体的概念；材料晶体结构不同其性能也不同；体心立方、面心立方、密排六方是常见的三种晶体结构。由于各种原因实际金属材料不是理想晶体，通常

7、存在点缺陷、位错、面缺陷三种晶体缺陷，它们对材料的性能将产生影响。 难点：位错概念比较抽象，在理解上有一定困难。教学方法与手段本单元采用板书教学，结合部分多媒体。南京工程学院教案【末页】知识要点归纳材料的性能取决于材料的成分、结合键和质点在空间的堆垛方式。固体物质按照聚集状态可分为两大类：晶体与非晶体，一般多数固体材料为晶体。晶体是质点在空间有规律地周期重复排列的物质。体心立方、面心立方、密排六方是常见的晶体结构。由于各种原因实际金属材料不是理想晶体，通常存在点缺陷、位错、面缺陷三种晶体缺陷，它们对材料的性能将产生影响。作业题P34：1、7本单元教学情况小结 本章涉及材料的基础理论知识，内容抽

8、象、需要一定的空间想象力，概念较多。教学中注意语言的组织和表达，表述尽量做到通俗易懂。内容侧重晶体、晶体结构、晶体缺陷的讲解。 审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 45 次课 授课学时 4学时 教案完成时间：2013年7月章节第三章 材料的凝固与结晶组织主要内容1.概述： 凝固、结晶；2.纯金属结晶；3.合金的结晶与相图：合金相结构、相图分析、相图应用；4.铸态组织与冶金缺陷。目的与要求1、 熟悉纯金属结晶的条件及方式2、 熟悉合金的相结构及它们的性能3、 掌握相图分析方法4、 了解铸态组织与缩孔、疏松等冶金缺陷重点与难点重点：介绍非自发形核是液态金

9、属形核的主要形式；室温下细小晶粒可以提高材料的力学性能。同素异构转变是材料热处理改性的基础。合金中相结构的性质、数量、分布等参数对材料的性能将产生直接影响。相图是研究和使用好材料的有效工具。 难点：由于缺少热力学基础对结晶条件为什么需要一定的过冷度难以理解；由于相图不反映组织形貌，在讲解、分析结晶过程时头绪多，有应接不暇的感觉。 教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学。南京工程学院教案【末页】本教学单元知识要点归纳1、液态金属结晶的条件要有一定的过冷度，它是结晶过程的驱动力。结晶是由形核和长大两个基本过程来实现的。形核有非自发和自发两种方式，前者在实际结晶时起主导作用。2、某些金属在固态下随

10、温度改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。3、二元合金的基本相图有：匀晶相图、共晶相图、共析相图等。相图可以分析合金结晶过程，预测合金室温组织、性能等，对指导生产有重要的现实意义。思考题或作业题P53：1、2、7本单元教学情况小结本章关于相图的内容一直以来是非材料专业学生学习的难点，教学中采用相图各温度区间的组织微观形貌照片与图形相结合的模式，帮助学生建立感性认识。以匀晶相图和共晶相图为例，介绍结晶过程和组织形貌、性能等。以课堂提问和讨论方式，检验教学成效，以便及时调整和改进。审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 6 次课 授课学时

11、2学时 教案完成时间：2013年7月 章节第四章 材料的变形与强化主要内容1.材料塑性变形；2.金属的冷塑性变形；3.金属的热塑性变形；4.金属强化理论及其应用。目的与要求1、 熟悉冷、热加工对材料组织、性能的影响2、 熟悉金属强化常用的四种方法3、 掌握加工硬化、回复、再结晶这些基本概念4、 掌握金属材料塑性的本质重点与难点重点：介绍金属塑性变形的方式；冷、热加工的概念；四种材料强化方法。难点：建立滑移与宏观塑性变形的对应关系需要有一个思维调整过程。 教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学和学生自学相结合。南京工程学院教案【末页】本章知识要点归纳 金属塑性变形的基本方式是滑移和孪生，滑移是

12、常见的形式。滑移是位错移动的结果。多晶体变形时，晶界对位错运动有阻碍作用，细化晶粒可以提高材料的强度和塑性、韧性。 塑性变形可分为冷加工和热加工方式，材料加工时处于再结晶温度以上称为热加工，反之，称为冷加工。无论哪种变形方式，材料内部组织会发生变化，随之性能也发生相应的变化，比如加工硬化现象。 变形后的金属经过加热残余应力和性能将发生相应的变化，其对应的工艺为去应力退火、再结晶退火。思考题或作业题P71：5、7、10、11本单元教学情况小结 围绕加工硬化、再结晶的工程意义介绍，理论与实际结合使学生萌发学习的兴趣，提高学习的积极性。对课后难度较大的习题进行提示，避免挫伤学生的学习热情。审阅意见审

13、阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 78 次课 授课学时 4学时 教案完成时间：2013年7月章节第五章 铁碳合金相图与应用主要内容1.铁碳合金基本相；2.铁碳相图分析；3.铁碳合金成分、组织与性能的关系；4.铁碳相图的应用简介。目的与要求1、 熟悉铁碳合金中相的性质2、 熟悉铁碳合金成分、组织与性能的关系3、 掌握不同合金室温下的平衡组织4、 了解铁碳相图的应用重点与难点重点：铁碳合金相图中钢的结晶转变；介绍成分、组织、性能之间存在的关系；如何根据相图合理选材、制订热处理工艺。难点：不能完全运用组织与性能的对应关系分析问题 教学方法与手段本单元采用多媒体加板

14、书教学。南京工程学院教案【末页】知识点归纳根据相图铁碳合金分为工业纯铁、钢、白口铸铁三类。不同成分的合金在室温下的组织形貌存在差异，性能随组织的变化而变化。铁碳相图是研究钢和铸铁的基础，对应钢铁材料的应用及热处理和热加工工艺的制订具有重要的指导意义。思考题或作业题P84： 1、2、3本单元教学情况小结作业情况反应同学对分析和解决一些实际问题有一定的困难。如何运用理论去指导实践这种能力的培养还需要在后续章节的教学中有意识加强训练。审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 9 次课 授课学时 2 教案完成时间： 2013年7月实验金属硬度测试与铁碳合金平衡组织

15、观察主要内容1、 硬度计的使用2、 金属硬度的测量3、 铁碳合金平衡组织观察目的与要求了解研究和分析材料的基本方法和主要仪器重点与难点重点：布氏、洛氏硬度测定及平衡组织观察难点：硬度的测量原理，巩固“铁碳合金成分、组织与性能之间的关系”这一知识点教学方法与手段学生根据指导书自己动手做实验南京工程学院教案【末页】知识点归纳1、 几种硬度测量的原理、方法及适用范围2、 硬度计的使用方法3、 铁碳合金平衡组织观察4、 巩固“铁碳合金成分、组织与性能之间的关系”这一知识点作业实验报告本单元教学情况小结 审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 1012次课 授课学

16、时 6学时 教案完成时间：2013年7月章节第六章 钢的热处理主要内容1.概述；2.钢的加热组织转变；3.钢的冷却组织转变；4.钢的整体热处理工艺；5.钢的淬透性和淬硬性；6.钢的表面热处理和化学热处理工艺；7.热处理应力与变形开裂。目的与要求1. 掌握钢的加热、冷却组织转变2、掌握钢铁热处理的基本原理，并熟悉常见热处理工艺的工艺特点及适用范围3、钢的淬透性和淬硬性的应用4、表面感应加热淬火、渗碳、渗氮工艺安排及应用重点与难点重点：C曲线的意义及应用；A、P、M、B组织、性能及应用；钢的整体热处理工艺及其应用难点：如何正确选择工艺 教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学。南京工程学院教案【末

17、页】知识点归纳热处理是固态金属或合金改变性能的一种非常重要工艺方法。等温转变曲线是分析不同冷却条件下转变产物、组织特征和性能的工具。珠光体、贝氏体、马氏体的性能与其组织有密切关系。改变金属整体组织的热处理有退火、正火、淬火、回火工艺；改变金属表面或局部组织的热处理有表面淬火和化学热处理。淬透性和淬硬性与材料的成分有关，对生产选材有重要的意义。思考题或作业题P120：2、7、8、9、11本单元教学情况小结钢铁热处理原理概括记忆法:“四大转变”，意指奥氏体的形成、珠光体转变、马氏体转变与贝氏体转变。钢铁热处理亦可概括为“四把火”：退火、正火、淬火、回火。零件加工工艺中，钢热处理最关键；“钢的热处理

18、”歌诀助记四大转变四把“火”，过程转变把“火”点。 加热过程铁碳图，冷却过程两“”线；奥、珠、贝、马及回火组织转变融贯通。退、正、淬、回及表面，还有VK及淬透；结合两“”辨组织，灵活运用重实践。审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 1314次课 授课学时 4学时 教案完成时间：2013年7月章节第七章 钢铁材料主要内容1.钢中常存杂质元素对其性能的影响；2.合金元素在钢中的主要作用；3.钢的分类与牌号；4.结构钢；5.工具钢；6.特殊性能钢；7.铸铁。目的与要求1. 理解合金元素对钢性能的影响2. 熟悉钢的分类与牌号3. 在每类钢中能熟练地掌握二、三个

19、用途最为广泛的典型钢号。做到：（1）从典型牌号即能推断出其类别，并会分析其中碳与所含合金元素的含量及其所起的主要作用；（2）明确该钢的主要性能特点，熟悉常用的热处理工艺特点、使用状态下的组织以及典型用途等。重点与难点重点：介绍结构钢、工具钢、不锈钢在工程上的应用难点：合理选用材料；正确制订工艺和安排加工路线 教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学。南京工程学院教案【末页】知识点归纳钢铁材料工业中应用非常广泛，包括碳钢、合金钢、铸铁。合金钢的性能优于碳钢。合金化是材料改性的重要手段之一。铸铁的力学性能比钢差，但减振、减摩等使用性能和切削加工性能优于钢。球墨铸铁的性能与中碳钢接近。合金元素在钢中

20、主要以合金固溶体和化合物形式存在，加入合金后钢的淬透性、回火稳定性、回火脆性、强韧性等力学和工艺性能均得到改善。合金元素可以通过细晶强化、固溶强化、沉淀强化提高强度。作业本单元教学情况小结 采用联想与归纳教学法，此例题中回答问题一定要击中要害。要做到此点，这就要求平时阅读教材或参考书时，一定要认真分析、动脑思考，决不忽略一个图表、一句话，注意从其中找出关键所在。合金钢中合金元素的作用是学习中的难点，这就要求我们在理解、记忆合金元素在不同种类钢中的作用时，既要掌握其一般规律，又要认识其特殊性。审阅意见审阅人：注：教案首页和末页中间为讲稿南京工程学院教案【教学单元首页】第 15次课 授课学时 2学时 教案完成时间：2013年7月章节第八章 有色金属材料主要内容1.铝及铝合金；2.铜及铜合金；3.其它有色金属及合金；4.轴承合金。目的与要求1、 掌握铝合金、铜合金的分类2、 掌握铝合金、铜合金性能特点及应用3、轴承合金的性能特点及其应用重点与难点重点：铝合金、铜合金性能特点及应用 难点：固溶处理与淬火的区别 教学方法与手段本单元采用多媒体加板书教学。南京工程学院教案【末页】知识点归纳 有色金属材料具有特殊的力学性能和理化性能，其中