金属材料及热处理

1、200 至200 学年第 学期_课程教案课程编码：_总学时周学时： / 开课时间： 年 月 日第 周至第 周 授课年级、专业、班级：_使用教材：_授课教师：_月 日 （星期 ） 总第 课时课 题绪 论教学目标知识目标1、明确学习本课程的目的2、了解本课程的基本内容能力目标理论联系实际,培养学生分析问题和解决问题的能力情感目标培养学生的爱国主义精神，激发学生的学习热情教学重点金属材料热处理的目的和内容教学难点如何明确学习这门课的目的和内容教学用具利用教室中的各种金属物体教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学绪论是本课

2、程的第一节课，也是学好本课程的动员课。因此，讲好本节课对学生以后的学习好本课程具有非常重要的意义。让学生明确学习本课程的目的，了解本课程的性质、任务及内容范围，并了解我国在金属材料及热处理方面的发展概况及所取的成就，以提高学生的学习兴趣。1、学习本课程的目的问题：为什么不同的材料会有不同的性能？为什么相同的材料经过不同的加热、保温和冷却之后能够获得不同的性能？等等通过这些问题的分析来激发学生的学习兴趣，同时说明这些问题正是我们要学习这门课的内容，同时也突出这门功课的重要性，从而使学生明白学习这门课的目的。2、本课程的基本内容通过对学习目的的学习同学们基本上已经明白了学习本课程的基本内容了，即：

3、金属的性能、金属学的基本知识、钢的热处理及常用的金属材料。让学生例举生活中有关金属的东西增加互动活跃课堂气氛通过举例分析引发学生学习的兴趣教学环节教师活动学生活动设计意图从基本内容的分析上来看这门课是与实际生产是有着重要联系的，因此要求学生在学习本课程的时要注重理论联系实际，同时还要注意培养学生分析问题和解决问题的能力。3、金属材料与热处理的发展史这部分内容的目的是为了提高学生的民族自信心，培养学生的爱国主义精神，从而激发学生的学习热情。举例1：例如根据大量的出土文物考证，我国在公元前16世纪就开始使用金属材料了；又如殷商时代，在生产工具、武器、生活用具等方面已大量使用青铜材料；再如我国还是生

4、产铸铁最早的国家，早在公元前5世纪至公元前4世纪的春秋时期已出现了铸铁的铸造。特别在战国后期，铸铁件的生产得到了迅速的发展。举例2：在热处理方面，远在西汉时期就“水与火合为淬”之说，东汉时期则有“清水淬其锋”等有关热处理技术的记载。出土的文物如西汉时期的钢剑、书刀等，经金相检验，发现其内部组织接近于淬火马氏体和渗碳体组织。4、金属材料在工农业生产中的应用这部分材料的目的是为了说明金属材料与热处理在现代工业、农业和国防建设中的应用及重要的地位。可通过举例的方法来说明金属材料与热处理技术在科学技术现代化中的地位，从而激发学生的学习兴趣。举例：具统计目前机械工业部门中所用的材料有90%以上是金属材料

5、。今年来，我国在材料工业领域取得了巨大成就：我国的钢铁产量已跃居世界前列；在金属材料生产方面已建立了符合我国特点的合金钢系列，且应用范围正在扩大；广泛采用稀土元素材料，并研制出了具有世界先进水平的稀土镁球墨铸铁；许多热处理新工艺、新技术得到了广泛的应用和推广等等。教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂小结五、布置作业通过本节课内容的学习学生明确学习本课程的目的，了解本课程的性质、任务及内容范围，并了解我国在金属材料及热处理方面的发展概况及所取的成，随着科学技术的不断发展，新产品、新工艺、新材料会不断的出现，但与发达国家相比我国在材料开发方面仍有一段距离。因此，同学们要刻苦学习，不断探索，努力

6、赶超世界先进水平，为我国材料工业的腾飞贡献自己的一份力量。课后自主复习本课的主要内容要求：弄清学习本课程的目的；本课程学习的基本内容是哪些金属材料在工农业生产中有何重要的地位。教学反思1. 教学的成败得失2. 学生的信息反馈3. 今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§1-1 金属的力学性能教学目标知识目标1、了解金属力学性能各指标概念2、掌握低碳钢拉伸曲线的绘制及各段曲线的含义能力目标应使学生能对常用力学指标进行查表和计算情感目标对常用力学性能指标在工业中的应用予以充分重视教学重点1、强度、塑性、硬度、冲击韧性以及疲劳强度的概念2、低碳钢拉伸曲线的绘制及曲线中各要点的含

7、义教学难点掌握低碳钢拉伸曲线的绘制及曲线中各要点的含义教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学在机械设备及工具的设计、制造中选用金属材料时，大多数是以其力学性能为主要依据，因此熟悉和掌握金属材料的力学性能是非常重要的。（一）、基本概念1、力学性能：即指金属在外力的作用下所表现出来的性能。它包括强度、塑性、硬度、冲击韧性以及疲劳强度等。2、载荷：金属材料在加工和使用过程中所受的外力称为载荷。根据载荷作用性质的不同分为：（1）静载荷：指大小不变或变化过程极其缓慢的载荷（2）冲击载荷：指在短时间内以较高速度作用于零

8、件上的载荷（3）交变载荷：指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷根据载荷作用形式的不同分为：拉、压、弯曲、剪切以及扭转等3、变形：指金属材料受到载荷作用而产生的几何形状和尺寸的变化举例：让学生头脑中形成概念教学环节教师活动学生活动设计意图（1）弹性变形：指随载荷的去除而消失的变形（2）塑性变形：不能随载荷去除而消失的变形。也称为永久变形或残余变形（二）强度1、强度的概念金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力，称为强度。（金属材料强度越高，则强度越大，越不容易被破坏，承载能也就越大。）根据载荷作用方式的不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度以及抗扭强度等五

9、种。2、强度的测定（以抗拉强度为例进行分析，其他不作介绍）（1）拉伸试样的选用为了使测试结果具有可比性，拉伸试验时必须采用国家表准规定的拉伸试样，具体拉伸试样可参照（GB/T 397-1986），在该标准中对试样的形状尺寸以及加工要求均有明确的规定。（2）低碳钢拉伸曲线oe比例阶段（弹性变形阶段）在这个阶段试样变形完全是弹性的，若撤去载荷，试样能立刻恢复原状。图中Fe为试样弹性恢复最大载荷。es屈服阶段（塑性变形阶段）在这个阶段试样发生明显的塑性变形，试样表面出现45º滑移线，若此时撤去载荷，试样不能恢复原状。图中s为屈服载荷。sb强化阶段在这个阶段随着外载荷的不断增加试样继续伸长，

10、变形均匀发生，出现了加工硬化现象，抗拉强度明显提高。图中b为试样最大载荷。bz颈缩阶段（局部塑性变形阶段）在这个阶段试样局部直径出现了明显的收缩，试样所需载荷急剧下降，伸长主要集中在颈缩部位通过举例，使学生对强度的概念有一个明确的认识教学环节教师活动学生活动设计意图直至最后断裂，断口呈45º刀口状。（注：工程上使用的材料多数是没有明显的屈服现象的，有些脆性材料不仅没有屈服现象，而且也不产生“颈缩”，例如铸铁等。）3、强度的衡量指标常用的衡量指标有屈服点和抗拉强度两种。屈服点：在拉伸试验过程中，载荷在不增加（保持恒定）的情况下，试样仍能继续增加伸长时的应力即为屈服点。用符号s表示。抗拉

11、强度：材料在断裂前所能承受的最大载荷即位抗拉强度。常用符号b表示。(注：b为零件在工作中所承受的最大应力也是零件设计和选材的重要依据)（三）塑性、塑性的概念塑性是指金属材料在断裂前产生变形的能力。常用伸长率（）和断面收缩率（）来表示。、塑性的衡量指标（）伸长率（）试样拉断后，试样的伸长量与拉断前试样的长度的百分比称为伸长率（）断面收缩率（）试样拉断后，颈缩处横截面积的缩减量与拉伸前原试样横截面积的百分比（注：塑性好的材料，在受力过大时，首先产生塑性变形而不致突然断裂，因此比较安全）（四）硬度、硬度的概念金属材料抵抗局部变形特别是塑性变形、表面压痕或表面划痕的能力称为硬度。它是衡量金属材料软硬程

12、度的一种性能指标。、常用硬度测试方法（）布氏硬度（）测试方法：压入法（普通淬火钢球压头）（硬质合金钢球压头）教学环节教师活动学生活动设计意图表示方法：符号HBS或HBW之前的数字为硬度值，符号后面依次为钢球直径、试验力、试验力保持的时间（1015s不标记）。应用范围及有缺点：实验压力大，压痕大，能较准确的反映金属材料的平均性能，故适用于测定会铸铁、有色金属及各种软钢等硬度不高的材料。但不宜测量成品及薄件。（2）洛氏硬度（HR）测试方法：压入法120º金刚石圆锥体压头1.588mm淬火钢球表示方法：符号HR前面的数字表示硬度值，后面的字母表示不同洛氏硬度的标尺。优缺点：操作简单，能直接

13、从刻度盘上读出读数，压痕小，可以测定成品以及薄件。（3）维氏硬度（HV）测试方法：压入法相对面夹角为136º的正四棱锥体金刚石压头表示方法：符号HV前面的数字表示硬度值，后面的为试验力保持的时间（1015s不标记）。优缺点：试验力较小，压入深度不大，故可测量薄件或表面渗碳、渗氮层的硬度，且硬度值有连续性，故可测量很软到很硬的各种金属材料，且准确性很高。（五）冲击韧性1、冲击韧性的概念金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的能力称为冲击韧性。通常用ak表示冲击韧性。（注：使用不同类型的试样（V型缺口或U型缺口）进行试验时，冲击韧度分别标记为akv或aku）2、小能量多次冲击实践表明：承受冲

14、击载荷的机械零件，大多数情况下是因小能量多次冲击而遭到破坏的，所以对材料进行小能量多次冲击试验是很重要的。一次冲击韧度高的材料，小能量多次冲击抗力不一定高，反之也一样。金属材料受大能量冲击载荷作用时，其冲击抗力主要取决于冲击韧度ak的大小，而在小能量多次冲击条件下，其冲击抗力主要取决于材料的强度和塑性。教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业（六）疲劳强度1、疲劳强度的概念疲劳强度是指金属材料在无数次的交变载荷的作用下而不断裂的最大应力称为疲劳强度。用-1表示。2、疲劳破坏的特征（1）疲劳断裂时并没有明显的宏观塑性变形，断裂前无预兆，而是突然的。（2）引起疲劳断裂的应力很低，常

15、常低于材料的屈服点。（3）疲劳破坏的宏观断口由裂纹的策源地及扩展区（光滑部分）和最后断裂区（粗糙部分）两部分组成。3、影响疲劳强度的因素及提高疲劳极限的措施因素：如工作条件、零件表面状态、材料成分、组织及残余应力等。措施：改善零件的结构形式、降低零件表面粗糙度、采用各种表面强化的方法（例如表面渗碳、表面渗氮等）。通过本节内容的学习，同学们要了解有关强度、塑性、硬度、冲击韧性以及疲劳强度的概念及其衡量指标，重点掌握对拉伸曲线各阶段的分析及其各阶段的特征。除此之外还要对疲劳破坏的特点加以认识。1、习题册 P1-P32、低碳钢拉伸曲线的绘制及各阶段的分析。3、疲劳破坏有哪些特点？教学反思1教学的成败

16、得失2学生的信息反馈3今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§1-2 金属的工艺性能教学目标知识目标1、了解金属工艺性能的有关基本概念2、熟悉和掌握金属材料各工艺性能的衡量指标能力目标应使学生能利用工艺性能指标判别简单工件加工过程情感目标对工艺性能在加工中的重要性予以充分认识教学重点1、金属工艺性能的有关基本概念2、金属材料各工艺性能的衡量指标教学难点金属材料各工艺性能的衡量指标教学用具教学方法阅读教学法、归纳法举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学金属材料仅有良好的力学性能是不够的，除此之外还必须有良好的工艺性能，只有

17、这样，才能得到生产工艺简单、质量良好、成本低廉的工件。我们可通过举一些例子来说明这个问题。例如：有色金属（如青铜）铸造性很好，常用来铸造精美的工艺品；再如铸铁的铸造性能要比钢好，因此常用铸造的方法生产零件；但是钢的锻造性能很好，可以用锻造的工艺方法生产出力学性能较高的机械零件，而铸铁则不能锻造。工艺性能：指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力，主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能以及热处理性能等。工艺性能直接影响到零件制造工艺和质量，是选材和制定零件工艺路线时必须考虑的因素之一。（一）铸造性能教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结1、铸造性能的概念金属及合金在铸造工艺中获得

18、优良铸件的能力称为铸造性能。2、铸造性能衡量指标（1）流动性流动性好的金属容易充满铸型，从而可以获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件（2）收缩性铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩性。铸件收缩不仅影响尺寸精度，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷，故用于铸造的金属其收缩率越小越好。（3）偏析倾向金属凝固后，内部化学成分和组织不均匀现象称为偏析。偏析严重时能使铸件各部分的力学性能有很大的差异，从而降低了铸件的质量，尤其对大型铸件危害更大。（二）锻造性能用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性能。锻造性能的好坏主要与金属的塑性和变形抗力有关。塑性越好，变形扛

19、力越小，金属的锻造性能越好。（三）焊接性能焊接性能是指金属材料对焊接加工的适应性，也就是说在一定焊接工艺下，获得优质焊接接头的难易程度。焊接性的好坏主要取决于钢中的含碳量，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属材料的难易程度称为切削加工性能。切削加工性能的好坏主要取决于钢的化学成分以及组织状态等因素。一般认为材料具有适当硬度（170-230HBS）和足够的脆性时较易切削。例如铸铁比钢的切削加工性能要好，一般碳钢要比高合金钢切削加工性能好。通过本节内容的学习，我们知道金属材料仅有良好的力学性能是不够的，还必须具有良好的工艺性能，只有这样，才能得到生产工艺

20、简单、质量良好、成本低廉的工件。教学环节教师活动学生活动设计意图五、布置作业练习册P1P3金属的工艺性能包括那些？影响其好坏的因素有哪些？教学反思1教学的成败得失2学生的信息反馈3今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§2-1 金属的晶体结构教学目标知识目标1、了解晶体与非晶体的概念以及两者之间的异同2、了解晶体结构的有关基本知识3、掌握金属中几种常见的晶格类型，并能举例说明能力目标情感目标教学重点1、晶体结构的有关基本知识2、金属中几种常见的晶格类型教学难点金属中几种常见的晶格类型教学用具多媒体教学方法多媒体教学、举例分析、阅读归纳教学过程设计教学环节教师活动学生活动设

21、计意图一、教学回顾二、新课导入三、新课教学不同的金属材料具有不同的力学性能，即使是同一种金属材料，在不同的条件下其性能也是不同的。金属性能的这些差异，从本质来说，是由其内部结构所决定的。因此，掌握金属的内部结构及其对金属性能的影响，对于选用和加工金属材料，具有非常重要的意义。一、晶体与非晶体通过教学应使学生了解晶体与非晶体的本质区别，消除过去把天然的、外形规则的物体认为是晶体的模糊概念。两者的主要区别应该在于其内部原子的排列是否有规则。1、晶体：在物质内部，凡原子呈有序、有规则排列的物体称为晶体。（例如：金属在固态下一般均属于晶体、天然金刚石、水晶等）2、非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状

22、态的物体称为晶体。（金属在固态下一般均属于晶体例如：玻璃、松香、树脂等）3、两者异同：晶体具有固定的熔点，其性能呈各向异性；非晶体没有固定的熔点，其性能呈各向同性。教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业二、晶体结构的概念晶体结构是指物体内部原子排列的状态。为了对晶体结构右充分的认识，必须要使学生们了解与晶体有关的基本知识，如晶格、晶胞、晶面以及晶向等。1、晶格和晶胞晶格：表示原子在晶体中排列规律的空间格架称为晶格晶胞：能够完整的反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞2、晶面和晶向晶面：在晶体中由一系列的原子组成的平面称为晶面晶向：通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排

23、列的一定方向，成为晶向。三、金属晶格的类型金属晶格类型很多，但绝大多数（占85）金属为以下三种晶格类型1、体心立方晶格属于这类晶格类型的金属有：铬（Cr）、钒（V）、钨（W）、钼（Mo）以及-铁（-Fe）等。2、面心立方晶格属于这类晶格类型的金属有：铝（Al）、铜（Cu）、铅（Pb）、镍（Ni）以及-铁（-Fe）等。3、密排六方晶格属于这类晶格类型的金属有：镁（Mg）铍（Be）镉（Cd）锌（Zn）等通过本节内容的学习，同学们要对晶体与非晶体的概念以及两者之间的异同有所了解；此外还要了解晶体结构的有关基本知识；最后我们要掌握金属中几种常见的晶格类型，并能简单的举例说明。练习册P4P6教学环节教师

24、活动学生活动设计意图教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§2-2 纯金属的结晶教学目标知识目标1、熟悉纯金属的冷却曲线以及过冷度的概念2、了解纯金属的结晶过程3、掌握晶粒大小对力学性能的影响能力目标情感目标教学重点1、基本概念2、晶粒大小对力学性能的影响教学难点细化晶粒的方法教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、教学组织二、导入新课三、新课教学金属材料通常需要经过熔炼和铸造，要经历由液态变成固态的凝固过程。金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的过程称为结

25、晶。了解金属结晶的过程及规律，对于控制材料内部组织和性能是十分重要的。一、纯金属的冷却曲线及过冷度金属由液态转变为固态的结晶过程是在冷却的情况下产生的。冷却时，反应时间与温度之间关系的图形就是冷却曲线，它是通过过热分析的方法来测定的。实验表明，纯金属的结晶过程是在一个恒定的温度下进行的，即纯金属都有一个固定的熔点，也就是冷却曲线上水平线段所对应的温度。教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结如图所示：（a）图为理论结晶曲线（b）图为实际结晶曲线则过冷度：T=T0T1结论：金属结晶时过冷度的大小与冷却的速度有关，冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。二、纯金属的结晶过程液态金

26、属的结晶是在一定过冷度的条件下进行的，整个结晶过程实际上是一格晶核的形成与长大的过程。纯金属结晶过程可参照书上图2-11晶粒：外形不规则但内部原子排列规则的小晶体称为晶粒。晶界：晶粒与晶粒之间的分解面称为晶界。晶粒与晶界可参照书上图2-12和2-13但晶体：结晶后只有一个晶粒的晶体称为单晶体。特点：单晶体呈现各向异性。多晶体：结晶后晶体是由许多位向不同的晶粒组成的。特点：多晶体呈现各向同性，也叫作“伪各向同性”。三、晶粒的大小对金属力学性能的影响一般来说，在常温下，晶粒越细，则具有的强度和韧性越高。为了提高力学性能，所以必须严格控制晶粒的大小。根据结晶过程的分析可知，金属晶粒的大小取决于结晶时

27、的形核率和晶核长大的速度，从这个因素来看，细化晶粒的根本途径有：1、增加过冷度2、变质处理3、机械振动处理通过本节内容的学习，同学们首先要熟悉纯金属的冷却曲线以及过冷度的概念，其次要了解纯金属的结晶过程，最后重要的是掌握晶粒大小对力学性能的影响以及细化晶粒的根本途径有哪些。教学环节教师活动学生活动设计意图五、布置作业练习册P4P6教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§2-3 金属的同素异构转变教学目标知识目标1、熟悉金属同素异构转变的概念2、掌握纯铁的同素异构转变3、掌握金属的同素异构转变与液体结晶的比较能力目标情感目标教

28、学重点1、金属同素异构转变的概念，纯铁的同素异构转变2、金属的同素异构转变与液体的结晶比较教学难点金属的同素异构转变与液体的结晶相比较教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学纯铁的同素异构转变是钢铁材料热处理的理论基础，在生产中有很重要的使用价值。因此，在本节内容中我们将一起来共同探讨有关金属同素异构转变的概念以及纯铁的同素异构转变。一、金属的同素异构转变这种金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变。一种金属经同素异构转变之后所得到的为该金属的同素异晶体。为了区别它们具有不

29、同的晶格类型，一般在元素符号前根据温度的高低由低温到高温依次加希腊字母、等表示。二、纯铁的同素异构转变由纯铁的冷却曲线可知，纯铁冷却到1538时结晶，形成具有体心立方晶格的-Fe（也称为高温-Fe）。冷却到1394时发生同素异构转变，由-Fe转变为具有面心立方晶格的-Fe。随着温度继续降至912时，又由-Fe又转变为体心立方晶格的-Fe，温度再下降，晶格类型虽不发生转变，教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结但在纯铁的冷却曲线上，实际上还会出现一个临界温度770，这是纯铁的磁性转变温度，在此温度以上，-Fe的磁性消失，在此温度下才具有磁性。因此有时将770-912存在的无磁性-Fe称为-

30、Fe，但由于770不时同素异构转变温度，因而通常把912以下的具有体心立方晶格的铁都以-Fe表示。为了便于同学们记忆，这些转变可以用以下方程式表示结论：正是由于铁能够发生同素异构转变，生产中才有可能对钢和铸铁进行各种热处理来改变其组织和性能。三、金属的同素异构转变与液体结晶的比较金属的同素异构转变是通过原子的重新排列来完成的，因地它实际上是一个重结晶的过程。与金属液态结晶过程相比，共同点表现在以下几个方面：1、有一定的转变温度2、转变时需要过冷3、转变过程中释放出结晶潜热4、转变过程也是由晶核的形成和晶核长大来完成的但由于同素异构转变是在固态下完成的，因而它具有自己的转变特点，主要表现在以下几

31、个方面：1、同素异构转变时，晶核优先在原来晶粒的晶界处形核。2、同素异构转变需要较大的过冷度。3、同素异构转变容易产生较大的组织应力。4、在转变时体积会发生变化（例如-Fe转变为-Fe时体积会膨胀约为1。通过本节内容的学习，同学们首先要熟悉金属同素异构转变的概念；其次要重点纯铁的同素异构转变以及金属的同素异构转变与液体结晶的比较有哪些异同的地方。教学环节教师活动学生活动设计意图五、布置作业练习册 P4P6教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§4-1 合金的组织教学目标知识目标了解固溶体、金属化合物、混合物的基本概念、晶体结

32、构、及固溶体的性能特点能力目标情感目标教学重点1、固溶体的基本概念、晶体结构、及固溶体的性能特点2、金属化合物的基本概念、结构及性能特点3、混合物的基本概念、结构及性能特点教学难点金属化合物对合金性能的影响教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学合金的性能取决于其相的结构和组织。根据构成合金的各组元之间相互作用的不同，合金中相结构大致可分为固溶体、金属化合物和混合物三大类。下面我将和同学们共同来探讨这三种合金组织的晶格类型、性能特点等。1、固溶体概念：固溶体是一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相

33、。溶入的元素称为溶质，而基体元素称为溶剂。晶格类型：一般情况下保持溶剂原来的晶格类型。性能特点：当溶质元素的含量极少时，固溶体的性能特点与溶剂金属基本相同，随着溶质含量的升高，固溶体的性能将发生明显的改变，一般情况下是强度和硬度逐渐升高，而塑性和韧性有所下降，我们把这种现象叫做固溶强化。间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中而形成的固溶体称为间隙固溶体（参见书上图4-1（a）教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业置换固溶体：溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体称为置换固溶体（参见书上图4-1（b）2、金属化合物概念：合金组元发生相互作用而形成一种具有金属特点

34、的物质称为金属化合物。晶格类型：具有复杂的晶格结构。性能特点：熔点高、硬度高、脆性大。3、混合物概念：两种或两种以上的相按一定质量分数组成的物质称为混合物。晶格类型：混合物中各相仍保持原来的晶格。性能特点：主要取决于各组成相的性能、以及它们分布的形态、数量、大小等。通过本节内容的学习，同学们要对固溶体的基本概念、晶体结构、及固溶体的性能特点；金属化合物的基本概念、结构及性能特点；混合物的基本概念、结构及性能特点；有所了解。其中各个合金组织的特点要熟记。练习册 P9P13教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§4-2 二元合金

35、相图教学目标知识目标1、了解二元合金相图的建立过程2、了解铅锑二元和金相图的建立能力目标情感目标教学重点1、二元合金相图的建立过程2、了解铅锑二元和金相图的建立教学难点如何建立二元合金相图教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学合金的组织比纯金属复杂。同一个合金系，因成分的变化，其组织也不同；另一方面，同一成分的合金，其组织随温度的不同而变化，因此，为了掌握合金的成分、组织与性能之间的关系，必须了解合金的结晶过程，了解合金中各组织的形成及变化的规律。相图就是研究这些问题的一种工具。一、二元合金相图的建立这部分

36、的内容教师可通过在黑板上画图一边讲解的方式说明绘制二元合金相图的一般步骤。1、配制若干组不同成分的铅锑合金2、分别用热分析法作出各组合金的冷却曲线3、找出各冷却曲线上的临界点4、将临界点标在成分、温度坐标系的坐标图上，并连接各相同含义的临界点就可以得到了铅锑二元合金相图。教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业二、铅锑二元合金相图的分析分析过程（略）本节内容主要介绍了二元合金相图的建立，并对铅锑二元合金相图进行了简单的分析，通过分析使我们了解了相图的分析方法以及共晶转变的概念，为下一节内容（铁碳合金相图）打下基础。练习册 P9P13教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3

37、.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§4-3 铁碳合金相图教学目标知识目标1、熟悉铁碳合金的相及组织类型、符号及其特点2、掌握铁碳合金相图的组成、图中重要点、线的含义3、会利用铁碳合金相图对一些典型的铁碳合金进行分析能力目标情感目标教学重点1、铁碳合金相图的组成、图中重要点、线的含义2、利用铁碳合金相图对一些典型的铁碳合金进行分析教学难点铁碳合金相图的分析及铁碳合金冷却结晶过程的分析教学用具多媒体教学方法多媒体辅助教学教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学钢铁材料是现代工业中应用最为广泛的合金，它们均为以铁和碳两种元素为主要原

38、素的合金。由于钢铁材料的成分（含碳量）不同，因此组织和性能也不相同，应用场合也不一样。铁碳合金相图总结了铁碳合金的组织和性能随成分、温度变化的规律，这对生产实践有着很重要的意义，它不仅是选择钢铁材料的重要工具，而且还可以作为制定铸、锻、焊及热处理等加工工艺的依据。一、铁碳合金的相及组织在铁碳合金中，碳可以与铁组成化合物，也可以形成固溶体，还可以形成混合物，在铁碳合金中有以下几种基本组织：1、铁素体概念：碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体（F）特点：最大溶碳为0.0218（727），性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度和硬度较低。2、奥氏体概念：碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体称

39、为奥氏体（A）教学环节教师活动学生活动设计意图特点：最大溶碳能力为2.11（1148），最小溶碳能力为0.77（727），强度和硬度不高，具有良好的塑性，是锻造和轧制时所需的组织。3、渗碳体概念：含碳量为6.69铁碳金属化合物称为渗碳体（Fe3C）特点：熔点高（1227），硬度很高，塑性很差，伸长率和冲击韧性几乎为零，是一个硬而脆的组织，适当的条件下渗碳体可分解为铁和石墨，这对铸铁具有重要的意义。4、珠光体概念：铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体（P）特点：含碳量为0.77，力学性能主要取决于铁素体和渗碳体各自的含量，一般强度较高，硬度适中，具有一定的塑性。5、莱氏体概念：奥氏体和渗碳体的混合物

40、称为莱氏体（Ld）特点：含碳量为4.3（1148），硬度很高，塑性很差。（铁碳合金基本组织的力学性能可参照书本上表4-2）二、铁碳合金相图说明：铁碳合金相图是在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下绘制出的铁碳合金的组织随温度变化的图形。1、铁碳合金相图的组成教学环节教师活动学生活动设计意图教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§5-1 常存元素对钢性能的影响教学目标知识目标1、熟悉钢中常存元素有哪些，对钢性能的影响2、掌握硅、锰、硫、磷对钢性能的影响能力目标情感目标教学重点1、钢中常存元素有哪些？对钢的性能有何影响？2、硅、锰、硫

41、、磷对钢性能的影响教学难点如何控制钢中有害元素从而来提高钢的力学性能教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学简述炼钢过程碳素钢中除铁和碳两种元素外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素，这些元素，有的是从炉中带出来的，有的是在冶炼过程中不可避免的带入的，它们的存在必然会对钢的性能有影响。这节课我将和同学们一起来讨论钢中常存元素对钢性能的影响。1、硅的影响硅能溶于铁素体中，形成硅铁素体，可提高钢的强度和硬度，是钢中的有益元素。2、锰的影响锰可溶于铁素体和渗碳体中，使钢的强度和硬度提高，此外锰还可以与钢中有害元素硫结

42、合，从而减小硫对钢的危害，所以锰是钢中有益的元素。3、硫的影响硫与钢中的铁生成化合物FeS，其熔点较低（985），钢在加热过程中当温度超过1000进行轧制或锻造时，FeS预先在钢中晶界的地方熔化，从而使钢产生裂纹，这是导致钢变形和开裂、形成热脆现象的主要原因，因此硫是钢中有害元素，必须严加控制。教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业4、磷的影响磷在钢中会与铁形成脆性极大的Fe3P化合物，使钢在室温下塑性和韧性急剧下降，造成钢的冷脆现象。所以磷是钢中有害元素，必须严加控制。通过本节内容的分析总的来说，锰、硅在钢中是有益元素，而硫、磷是钢中的有害元素，必须严加控制。但硫、磷有时也

43、是有好处的，例如适当增加硫、磷的含量可以提高钢的切削加工性能。但切削加工性能好的钢不宜制造受力大的重要零件。练习册 P14P15教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§5-2 碳素钢的分类教学目标知识目标1、熟悉碳素钢分类的方法2、掌握各种钢分类的依据和标准能力目标情感目标教学重点碳素钢的分类方法及依据教学难点碳素钢的分类方法及依据教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学碳素钢分类的方法很多，为了便于在以后的学习中对碳素钢进行很好的区分，因

44、此在本节课中我们将共同来学习碳素钢的分类。一、按钢的含碳量分类1、低碳钢：C0.252、中碳钢：0.25C0.603、高碳钢：C0.25二、按钢的质量分类根据钢中有害元素硫、磷含量的多少可分为：1、普通钢：S0.050，P0.0452、优质钢：S0.035，P0.0353、高级优质钢：S0.025，P0.025三、按钢的用途分类1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具等四、按冶炼时脱氧程度的不同分类1、沸腾钢：脱氧程度不完全的钢2、镇静钢：脱氧程度完全的钢3、半镇静钢：脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五

45、、布置作业通过本节内容的学习，有助于我们今后在实际生产中正确选用合适的钢材，因此同学们对于钢的分类方法要有所掌握。P14P15教学反思1.教学的成败得失2.学生的信息反馈3.今后的教学建议月 日 （星期 ） 总第 课时课 题§5-3 碳素钢的牌号及用途教学目标知识目标1、熟悉各种钢的牌号、性能、特点和用途2、掌握典型钢材牌号的含义及选用的方法能力目标情感目标教学重点1、各种钢的牌号、性能、特点和用途2、典型钢材牌号的含义及选用的方法教学难点由钢的牌号分析其成分、性能，从而确定其用途教学用具教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二

46、、导入新课三、新课教学为了能够更好的将各种钢材进行区分，钢的牌号显的尤为重要，而对于钢的牌号无论是在国内还是在国际上都已经标准化，我国的钢材牌号用国际通用的化学元素符号、汉语拼音字母和阿拉伯数字相结合的方法来表示。我国的钢号组成：化学元素符号、汉语拼音字母、阿拉伯数字相结合的方法。一、碳素结构钢特点：杂质和非金属夹杂物较多，但冶炼容易，工艺性好，价格便宜。用途：轧成钢板和各种型材，用于建筑和机械零件（受力不大的场合）牌号：屈服点字母“Q”+屈服点数值+质量等级符号+脱氧方法 四个部分按顺序组成。举例：二、优质碳素结构钢特点：按化学成分和力学性能供应的，硫，磷及非金属杂质较少用途：用来制造重要的

47、机械零件，但使用前需经过热处理来改善力学性能教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业牌号：用两位数表示（这两位数表示该钢的平均含碳量的万分数）举例：45（平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢）35Mn(平均含碳量为0.35%的优质碳素结构钢,含锰量较高)三、碳素工具钢特点：含碳量均在0.70%以上都是优质钢和高级优质钢用途：用于制造刀具，模具和量具牌号：碳的汉语拼音字母“T”+阿拉伯数字（阿拉伯数字表示钢中平均含碳量的千分数）举例：T8 平均含碳量为0.80%的碳素工具钢 T12A平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢四、铸造碳钢特点：含碳量一般在0.20%0.60%之间，如果含碳量过高，则塑性变差，而且铸造时易产生裂纹。用途：一般用于制造形状复杂、力学性能要求较高的机械零件牌号：“铸造”两汉字的汉语拼音字母字头“ZG”后面加两组数字组成，第一组代表屈服点，第二组表示抗拉强度值。举例：ZG270-500表示屈服点不小于270MPa，抗拉强度不小于500MPa的铸造碳钢通过本节内容的学习，同学们要对各种钢材常用牌号有所认识，并能利用牌号对其成分、性能加以分析，通过分析后能说明它的用途有哪些。练习册