金属材料及热处理教案

PAGEPAGE93200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：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。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。教学反思教学的成败得失学生的信息反馈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/T397-1986），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Ｆs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，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Ｆb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σs表示。抗拉强度：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σb表示。(注：σb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１、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（δ）和断面收缩率（Ψ）来表示。２、塑性的衡量指标（１）伸长率（δ）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（２）断面收缩率（Ψ）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１、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度的一种性能指标。２、常用硬度测试方法（１）布氏硬度（ＨＢ）测试方法：压入法ＨＢＳ（普通淬火钢球压头）ＨＢＷ（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（10~15s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Φ1.588mm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（10~15s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σ-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P1—P3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α-铁（α-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γ-铁（γ-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P4—P6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§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=T0—T1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P4—P6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α、β、γ、δ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δ-Fe（也称为高温α-Fe）。冷却到1394℃时发生同素异构转变，由δ-Fe转变为具有面心立方晶格的γ-Fe。随着温度继续降至912℃时，又由γ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，α-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α-Fe称为β-Fe，但由于770℃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γ-Fe转变为α-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P4—P6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。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P9—P13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P9—P13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§4-3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α-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℃2、奥氏体概念：碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体（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％（7273、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℃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称为莱氏体（Ld）特点：含碳量为4.3％（1148℃（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、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P14—P15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：C≤0.25％2、中碳钢：0.25％＜C＜0.60％3、高碳钢：C≥0.25％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：S≤0.050％，P≤0.045％2、优质钢：S≤0.035％，P≤0.035％3、高级优质钢：S≤0.025％，P≤0.025％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、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。P14—P15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、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P14—P15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§6-1钢在加热时的转变教学目标知识目标1、熟悉钢热处理一些概念以及钢在加热和冷却时的临界温度2、了解钢在加热过程中的奥氏体化以及奥氏体晶粒的长大能力目标情感目标教学重点1、钢热处理的一些概念以及钢在加热和冷却时的临界温度2、低碳钢拉伸曲线的绘制及曲线中各要点的含义教学难点钢在加热过程中组织是如何发生变化的教学用具教学方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、新课教学热处理之所以能使钢的性能发生变化，是由于钢在固态下随温度的变化，其内部晶格类型也会发生变化的缘故。不同的加热温度、不同的冷却速度都会得到不同的组织，因而可以得到不同的性能，因此我们在这节内容中将和同学们共同来探讨钢在加热和冷却时的转变。一、钢热处理的基本概念1、什么是钢的热处理？热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需的组织结构与性能的工艺称为钢的热处理。2、热处理方法有哪些？可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。二、钢在加热和冷却时的临界温度由Fe-Fe3C合金相图可知，PSK线、GS线、ES线是碳钢在缓慢加热和冷却过程中组织发生变化的线，分别称为A1线、A3线、Acm线。该线上的临界点，则相应地用A1、A3、Acm表示。教学环节教师活动学生活动设计意图图而A1、A3、Acm是理论临界温度线，实际上，碳钢不可能在理论平衡临界点发生组织的转变，从而引出了实际加热和冷却是的临界点（Ac1、Ac3、Accm和Ar1、Ar3、Arcm），这些临界点与理论平衡临界点的偏移量，将随加热或冷却时的速度变化而变化。三、钢的奥氏体化1、概念奥氏体化：热处理时需加热到一定温度，使其组织全部或部分转变为奥氏体，这种通过加热获得奥氏体组织的过程称为钢的奥氏体化。2、钢的奥氏体化过程也遵循结晶过程的基本规律（1）奥氏体晶核的形成及长大（教师详解）（2）残余渗碳体的溶解（教师详解）（3）奥氏体的均匀化（教师详解）3、保温在热处理过程中的目的一是使工件热透；二是获得成分均匀的奥氏体；四、奥氏体晶粒的长大整个长大过程可参见教材图6-3和图6-4教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业通过本节内容的学习，同学们要熟悉钢热处理一些概念以及钢在加热和冷却时的临界温度；了解钢在加热过程中的奥氏体化以及奥氏体晶粒的长大。练习册P16-P21相关内容教学反思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§6-2钢在冷却时的转变教学目标知识目标1、熟悉钢在冷却过程中的一些基本概念2、了解过冷奥氏体等温转变过程中组织的变化过程3、重点掌握过冷奥氏体等温转变图的应用能力目标情感目标教学重点1、基本概念及其过冷奥氏体等温转变过程中组织的变化过程2、过冷奥氏体等温转变图的应用教学难点过冷奥氏体等温转变图的应用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、新课教学钢经过加热获得奥氏体组织后，在不同的冷却条件下冷却，可使钢获得不同的力学性能。同样的材料，加热条件相同，但由于冷却条件不同，它们在力学性能上会产生明显的差别。为了弄清产生差别的原因，就要了解奥氏体在冷却过程中组织变化的规律。一、基本概念（什么是等温转变？）等温转变就是将奥氏体化的钢迅速冷却到A1线以下某个温度，使奥氏体在此温度发生转变称为等温转变。除此之外还有连续冷却方式。二、过冷奥氏体的等温转变1、基本概念过冷奥氏体：在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体。等温转变图：表示过冷奥氏体的转变温度、转变始建于转变产物之间的关系曲线图称为等温转变图。2、等温转变图的建立（C曲线的建立）（教师作图并在图中表明五大区域，简要说明建图过程）图略教学环节教师活动学生活动设计意图图中五大区域：奥氏体区域、孕育区、过渡区、产物转变区、马氏体转变区域。（其中强调“C”中“鼻尖”所对应的温度为5503、过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能（教师详解转变过程并绘制表格）4、马氏体的转变（1）什么是马氏体？概念：碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。（2）马氏体转变的特点：①马氏体转变是在一定温度范围（M-Mf），连续冷却过程中进行的，冷却过程停止，转变过程也随之停止；②马氏体的转变速度极快；③马氏体转变时体积发生膨胀，并且含碳量越高，膨胀越大，所产生的内应力也随之越大；④马氏体转变不能进行到底，无论怎么冷却都有残余奥氏体；（3）马氏体分为针状和板条状两种针状马氏体：硬度高且脆性大板条状马氏体：有良好的强度和较好的韧性（4）马氏体的硬度主要取决于含碳量三、过冷奥氏体等温转变图的应用1、在等温转变图上估计连续冷却转变产物在实际生产中，过冷奥氏体大多数是在连续冷却的过程中进行的。（教师通过在黑板上作图举例分析连续冷却的产物）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2、确定马氏体临界冷却速度临界冷却速度就是在“C”曲线中与“鼻尖”相切的冷却速度，要想在冷却过程中获得马氏体，其冷却速度必须要大于临界冷却速度。通过本节内容的学习，同学们首先要熟悉钢在冷却过程中的一些基本概念；其次要了解过冷奥氏体等温转变过程中组织的变化过程及其特点；最后要掌握过冷奥氏体等温转变图的应用。练习册P16—P21相关内容教学反思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§6-3钢的退火与正火教学目标知识目标1、熟悉退火与正火的有关概念2、了解钢在退火与正火的过程中组织发生的变化3、掌握退火与正火的目的能力目标情感目标教学重点1、退火与正火的有关概念及其目的2、钢在退火与正火的过程中组织发生的变化教学难点退火与正火的目的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、新课教学退火与正火在工业生产中经常用于预先热处理，他们的目的基本相同，所以通过本内容的学习同学们要能够将退火与正火进行比较，最后要能够总结出各自的优缺点，并通过比较之后能够正确的合理的去选择这两种热处理方法。一、退火1、退火的概念将钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷）至室温的热处理方法称为退火。2、退火的目的①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷变形加工。②细化晶粒，均匀钢的组织及成份，改善钢的力学性能。③为以后的热处理做好准备。④消除内应力，防止工件变形和开裂。3、常用退火的方法①完全退火概念：将钢加热到完全奥氏体化（Ac3以上30-50℃教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业用途：主要用于中碳钢极低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等，有时也用焊接件。②球化退火概念：将钢加热到Ac1线以上20-30℃，保温一段时间，以不大于用途：主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。③去应力退火概念：将钢加热到略低于A1线的温度（一般500-650℃用途：只是用来消除零件在锻造、铸造、焊接等时产生的内应力，以防止工件变形和开裂，加热过程中组织不发生变化。二、正火1、正火的概念将钢加热到Ac3线或Accm线以上30-50℃2、正火的目的①改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性②细化晶粒，提高力学性能③消除过共析钢中的网状渗碳体，为球化退火作准备④代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火，提高经济性（说明：在满足零件使用要求的情况下优先采用正火）通过本节内容的学习，同学们首先要熟悉有关退火和正火的概念；其次要了解钢在退火与正火的过程中组织发生的变化；最后要掌握退火与正火的目的及应用。练习册P16—P21相关内容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§6-4钢的淬火教学目标知识目标1、熟悉淬火的有关概念2、了解淬火时加热的温度及淬火常用冷却介质3、重点掌握典型的淬火方法及淬透性和淬硬性的区别能力目标情感目标教学重点1、淬火的有关概念、淬火时加热的温度及淬火常用冷却介质2、典型的淬火方法及淬透性和淬硬性的区别教学难点如何正确选择淬火方法及影响淬透性和淬硬性的因素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、新课教学教师在课堂上演示，用两根相同的钢丝同时在酒精灯上加热一段时间，然后将其中一根钢丝放到水里迅速冷却下来，而另一根钢丝放在空气中缓慢冷却下来，再将两根钢丝分别卷起来，会发现用水冷却的那根钢丝一卷就断了，而在空气中缓慢冷却的那根钢丝经过卷曲之后没有断，这是为什么呢？让同学们带着疑问去通过我们这节课知识内容的讲解来寻找到答案。一、淬火工艺的概念和目的概念：将钢加热到Ac3线或Ac1线以上某一温度，保温一定时间，然后以适当的速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为钢的淬火。目的：获得马氏体，提高钢的强度和硬度。二、淬火加热温度的选择根据钢含碳量及组织的不同，淬火时温度选择也是不同的，具体的选择方法参考教材图6-15教学环节教师活动学生活动设计意图三、淬火冷却介质常用淬火介质有：空气、油、水、盐水、碱水等其冷却能力由弱到强依次为：空气＜油＜水＜盐水＜碱水四、常用淬火方法1、单液淬火法特点：操作简单，易实现机械化和自动化，但综合冷却性能不够理想，易产生硬度不足或变形和开裂等淬火缺陷。2、双介质淬火特点：内应力小，变形和开裂小，但操作困难，不易掌握。3、马氏体分级淬火特点：有效减小淬火应力，防止变形和开裂，但易出现非马氏体组织，主要用于临界冷却速度较小的合金钢或截面不大、形状复杂的碳钢工件。4、贝氏体等温淬火特点：显著减小淬火应力和变形，基本上消除了淬火开裂。五、钢的淬透性与淬硬性淬透性：钢在淬火冷却时获得马氏体深度的能力。淬透性的好坏主要取决于钢的临界冷却速度，临界冷却速度越低，钢的淬透性越好，反之越差。淬硬性：钢在淬火成马氏体后所能达到的最高硬度。淬硬性好坏主要取决于港的含碳量，低碳钢淬硬性较差，反之高碳钢的淬硬性较好。（说明：淬透性的好的钢不一定淬硬性就好）六、常见淬火缺陷1、氧化与脱碳引起原因：炉内高温氧化气体所致解决方法：可在盐浴炉内加热，涂保护气体或在真空中加热。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2、过热与过烧引起原因：加热温度过过高或高温下保温时间过长解决方法：过热工件可用正火予以纠正，过烧工件只能报废3、变形与开裂引起原因：淬火时过高的内应力所致解决方法：采用分级淬火或等温淬火4、硬度不足引起原因：加热温度过低，保温时间不足，冷却速度过低解决方法：可采用重新淬火，淬火前需进行一次正火处理。通过本节内容的学习，同学们首先要熟悉淬火的有关概念；其次要了解淬火时加热的温度及淬火常用冷却介质；再次要掌握典型的淬火方法及淬透性和淬硬性的区别；最后要了节常见的淬火缺陷及引起淬火缺陷的因素和解决的淬火缺陷的方法。练习册P16-P21相关内容教学反思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§6-5钢的回火教学目标知识目标1、熟悉有关回火的一些基本概念及回火的目的2、了解淬火钢在回火时组织与性能的变化3、掌握钢力学性能与回火温度的关4、掌握回火的分类及应用能力目标能够运用所学的知识对实际生产中对于不同的钢材结合零件的特点及使用要求正确选用回火的方式情感目标认识到回火作为一道热处理工序在实际生产中的地位及其重要性教学重点1、回火的基本概念及回火的目的2、钢力学性能与回火温度的关系3、回火的分类及其应用教学难点如何运用钢力学性能与回火温度关系图选择恰当的回火温度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、新课教学在上一节内容（钢的淬火）中我们讲到，经过淬火后的钢必须要进行及时的回火处理，回火处理对于大多数的零件来说不仅是热处理的最后一道工序，而且对钢的性能影响很大，从这一意义上来说，可以认为回火操作决定了零件的使用性能和寿命。因此，在本节内容中我将和同学们共同来探讨钢的回火在实际生产中的重要地位。一、回火的概念及目的1、概念：将淬火后的钢加热到Ac1线以下某一温度，然后经过适当保温再冷却到室温的热处理工艺称为回火。2、目的：=1\*GB3①改善力学性能=2\*GB3②消除内应力=3\*GB3③稳定组织和尺寸二、淬火钢在回火时组织与性能的变化按加热温度的不同，淬火钢回火时组织转变可分为四大阶段。1、马氏体的分解2、残余奥氏体的分解3、渗碳体的形成4、渗碳体的聚集和长大提问：Ac1线在铁碳合金相图中对应的是哪条线？对应的温度又是多少？教学环节教师活动学生活动设计意图三、钢的力学性能与回火温度的关系以40钢为例绘制图表，具体分析。（师生互动-提问：请同学们说出图中各符号分别为那种力学性能的指标？）结论：从图中我们可以看出其趋势为：随着回火温度的升高，钢的强度和硬度逐渐下降，而塑性和韧性不断提高。（这里要注意的是在适当的温度范围内遵循此规律）四、回火的分类及应用（板书标题，绘制图表）回火时，对钢的组织和性能起决定性的因素是回火温度。这部分内容我们通过图表的方式直观、具有对比性的说明回火的种类、温度、组织、性能特点及其应用。利用图表简洁、清晰、直观表达此部分内容，有助于同学课后记忆和掌握。师生共同完成此表避免了老师在黑板上画表格，学生在下面无事可做的局面教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业通过本节内容的学习，首先从思想上要认识到回火在热处理工艺中的重要性；其次要对回火的一些基本概念及回火的目的、淬火钢在回火时组织与性能的变化有一定的了解；最后要求同学们重点掌握钢力学性能与回火温度的关系以及回火的分类及应用，并且通过本节内容的学习能够运用所学的知识对实际生产中对于不同的钢材结合零件的特点及使用要求正确选用回火的方式。1、完成习题册上相关章节的内容。2、通过本节内容的学习结合之前学过的知识试分析说明若回火温度过低或者过高会出现什么样的结果？（课后思考题）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§6-6钢的表面热处理教学目标知识目标1、熟悉表面热处理的有关概念2、了解常用表面淬火的方法及其特点3、了解常用表面化学热处理的方法及其特点能力目标情感目标教学重点1、表面处理的有关概念2、常用表面淬火方法及其特点、常用化学处理方法及其特点教学难点如何正确的选用表面热处理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、组织教学二、导入新课三、新课教学在机械设备中，很多零件（如齿轮、活塞销、曲轴等）是在冲击载荷及表面磨擦条件下工作的。这类零件往往表面要具有高的硬度和耐磨性，而心部要有足够的塑性和韧性。为满足这类零件的性能要求，就要进行表面热处理。一、表面淬火1、火焰加热表面淬火特点：加热温度及淬硬层不易控制，淬火质量不稳定，但不需要特殊的设备，适用于单件或小批量生产。2、感应加热表面淬火特点：加热速度快，淬火质量好，淬硬层易得到控制。适用于中碳钢、中碳合金钢大批量生产的零件。二、化学热处理1.化学热处理不仅改变了钢的组织，而且改变了钢的化学成分。2．任何一种化学热处理都是由分解、吸收、扩散三步组成。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1、钢的渗碳目的：提高工件表层的含碳量，增加表面硬度和耐磨性。方法：固体渗碳、盐浴渗碳、气体渗碳三种应用：适用于低碳钢或低碳合金钢制造的零件说明：渗碳后需进行相应的淬火+低温回火2、钢的渗氮目的：提高零件的表面硬度，耐磨性、耐腐蚀性及疲劳强度。方法：气体渗氮、离子渗氮两种方法应用：用于处理重要的复杂的零件如丝杠、镗杆、排气阀等说明：渗氮后的工件不需要进行热处理即可得到高的硬度。3、碳氮共渗通过本节内容的学习，同学们首先要熟悉表面热处理的有关概念；其次要了解常用表面淬火的方法及其特点以及常用表面化学热处理的方法及其特点；最后同学们要会正确的选用便面热处理的方法。练习册P16—P21相关内容教学反思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§7-1合金元素在钢中的主要作用教学目标知识目标1、熟悉钢中常用合金元素，加入的目的是什么？2、了解合金元素对钢性能有何影响能力目标情感目标教学重点1、钢中常加合金元素有哪些？加入的目的是什么？2、合金元素对钢性能有何影响教学难点各种合金元素对钢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、新课教学普通的碳钢有时候无法满足生产中的使用要求，对于一些要求有特殊性能，如耐热、耐腐蚀、高磁性、无磁性、耐磨等场合普通的碳钢是无法满足要求，因此随着现代工业和技术的发展，人们在机械制造行业中广泛采用合金钢。1、强化铁素体（学生互动：提问-什么是固溶强化？）大多数合金元素（除铅外）都能溶入铁素体中产生固溶强化作用，从而可提高钢的强度和硬度。此外，合金元素的含量对钢的韧性也有一定的影响。2、形成合金碳化物（1）合金渗碳体：容易形成这类碳化物的元素有锰，铬、钼、钨等。合金渗碳体略为稳定，硬度也略高。（2）特殊碳化物：易形成特殊碳化物的元素有钒、铌、钛等。这类特殊的碳化物具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且稳定不易分解，能显著提高钢的硬度、强度和耐磨性。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3、细化晶粒几乎所有的合金元素都有抑制钢在加热时奥氏体晶粒长大的作用，从而达到细化晶粒的目的。（教师口述，详解细化晶粒的原因）4、提高钢的淬透性除钴外，所有的合金元素溶于奥氏体后，均可增加过冷奥氏体的稳定性，推迟向珠光体的转变，使C曲线右移，从而减小淬火临界冷却速度，达到提高钢淬透性的目的。常用提高淬透性合金元素有：钼、锰、铬、镍和硼等。5、提高钢的回火稳定性合金钢在回火过程中，由于合金元素的阻碍作用，使马氏体不易分解，碳化物不易析出，即使析出后也不易聚集长大，而保持较大的弥散度，使得钢在回火过程中硬度下降较慢，从而达到回火稳定的目的，这种作用还可以用来提高刀具的使用寿命。通过本节内容的学习，同学们要对钢中常加合金元素有所了解，对合金元素加入之有哪些作用和目的，同学们对于这一点一定要加以掌握，这对于我们今后正确选择合金材料很重要。练习册P22—P25（教师互动：提问-什么事回火稳定性？）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§7-2合金钢的分类及牌号教学目标知识目标1、熟悉合金钢的分类方法及其种类2、掌握几种典型合金钢的牌号及其含义的表达方法能力目标情感目标教学重点1、合金钢的分类方法及其种类2、典型合金钢的牌号及其含义的表达方法教学难点如何根据合金钢的牌号简单分析其成分、性能、应用等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、新课教学掌握合金钢的分类方法以及合金钢牌号的含义及其应用是很重要的，这对我们在今后的实际生产中正确选用合金钢的牌号是有着非常重要的意义，这节课将和同学们一起来谈谈有关合金钢的分类及其牌号的含义。一、合金钢的分类1、按用途分类合金结构钢：用于制造机械零件和工程结构的钢合金工具钢：用于制造各种工具的钢特殊性能钢：具有某种特殊物力、化学性能的钢，如不锈钢等2、按合金元素总含量分类低合金钢：合金元素总含量＜5％中合金钢：合金元素总含量5％—10％高合金钢：合金元素总含量＞10％二、合金钢的牌号1、牌号表示方法采用两位数字（含碳量）+元素符号（或汉字）+数字表示前两位数字—平均含碳量的万分数教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业元素符号—表明钢中含有的主要合金元素后面的数字—表示该元素的含量（＜1.5％时不予标出）举例分析：60Si2Mn——为合金结构钢，平均含碳量为0.60％，主要合金元素含锰量小于1.5％平均含硅量为2％。9SiCr——为合金工具钢，平均含碳量为0.90％，主要合金元素为硅、铬，含量均小于1.5％。（工具钢用含碳量的千分数表示，大于1％时不标出）W18Cr4V——为平均含碳量为0.7％—0.8％，主要合金元素钨含量为18％，铬为4％、钒为小于1.5％的高速钢（高速钢平均含碳量小于1％省略不写）GCr15SiMn——表示平均含铬量为1.5％，硅、锰含量均小于1.5％的滚动轴承钢。掌握合金钢的分类方法以及合金钢牌号的含义及其应用是很重要的，这对我们在今后的实际生产中正确选用合金钢的牌号是有着非常重要的意义，这节课将和同学们一起来谈谈有关合金钢的分类及其牌号的含义。练习册P14-P15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§7-3合金结构钢教学目标知识目标1、熟悉合金结构钢的种类2、了解合金结构钢的成分、性能、热处理及其用途3、能够对常用合金结构钢的牌号进行简单的分析能力目标情感目标教学重点1、各种合金结构钢的成分、性能、热处理及其用途2、常用合金结构钢的牌号进行简单的分析教学难点各合金元素在钢中所起的作用是什么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、新课教学合金结构钢是用于制造各种工程结构和制造机械零件的钢。这类钢是在碳素结构钢的基础上，加入了少量的合金元素而行成的，广泛用于桥梁、建筑、船舶以及机械工程零件中，根据用途和热处理特点可分为：低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。下面就来一一分析各种合金结构钢。1、低合金高强度结构钢含碳量：一般在0.10％—0.25％之间常加合金元素：锰、硅、钒、铌、钛等热处理方式：热轧退火或正火性能及用途：参见教材表7-1（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）2、合金渗碳钢含碳量：一般在0.10％—0.25％之间常加合金元素：铬、镍、锰、硅、硼等热处理方式：渗碳+淬火+低温回火性能及用途：参见教材表7-4（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）引导学生记忆引导学生记忆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3、合金调质钢含碳量：一般在0.25％—0.50％之间常加合金元素：铬、锰、硅、镍、硼以及钼、钒、钨、钛等热处理方式：调质处理（可再进行表面淬火或表面化学热处理）性能及用途：参见教材表7-5（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）4、合金弹簧钢含碳量：一般在0.45％—0.70％之间常加合金元素：锰、硅、铬、钒、钨等热处理方式：喷丸处理（热成型弹簧）去应力退火（冷成型）性能及用途：参见教材表7-6（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）5、滚动轴承钢含碳量：一般在0.95％—1.15％之间（铬：0.40％—1.65％）常加合金元素：以铬为主，可加入少量的硅、锰等元素热处理方式：淬火+低温回火性能及用途：参见教材表7-7（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）通过本节内容的学习，同学们要对合金结构钢的种类以及各种合金结构钢的成分、性能、热处理及其用途有一定的了解，并能对一些典型的牌号作简单的分析。练习册P14—P15引导学生记忆引导学生记忆引导学生记忆教学反思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§7-4合金工具钢教学目标知识目标1、熟悉合金工具钢的种类2、了解各种合金工具钢的成分、性能、热处理及其用途3、能够对常用合金工具钢的牌号进行简单的分析能力目标情感目标教学重点1、各种合金工具钢的成分、性能、热处理及其用途2、对常用合金工具钢的牌号进行简单的分析教学难点各合金元素在钢中所起的作用是什么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、新课教学碳素工具钢容易加工，价格便宜，但淬透性差，容易变形和开裂，而且热硬性较差。因此，对于大尺寸、精度高、形状复杂的模具、量具、以及切线速度较高的刀具均采用合金工具钢制造。下面就来对各种合金工具钢一一作出分析。合金工具钢按用途分为：刀具钢、模具钢和量具钢三类一、合金刀具钢1、低合金刀具钢含碳量：一般在0.85％—1.05％之间常加合金元素：铬、锰、硅等热处理方式：球化退火+淬火+低温回火性能及用途：参见教材表7-8（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）2、高速钢含碳量：一般在0.70％—1.65％之间常加合金元素：大量的钨、铬、钒、钼等（钒提高热硬性）热处理方式：淬火+多次回火（一般二到三次）性能及用途：参见教材表7-9引导学生记忆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（教师可举个别典型的牌号作简单的分析）二、合金模具钢1、冷作模具钢小型冷作模具钢一般采用碳素工具钢和低合金刃具钢制造大型冷作模具一般采用高碳高铬钢制造（如Cr12、Cr12MoV）2、热作模具钢含碳量：一般在0.30％—0.60％之间常加合金元素：铬、镍、锰、硅以及钼、钨、钒等热处理方式：淬火+中温回火（或高温回火）应用实例：5CrMnMo和5CrNiMo制作热锻模；采用3Cr2W8V制作热挤压模和压铸模三、合金量具钢制造量具没有专用的钢，碳素工具钢、合金工具钢和滚动轴承钢均可以用来制造量具。热处理方式：淬火后冷处理+长时间低温回火+时效处理应用实例：参见教材表7-10通过本节内容的学习，同学们要对合金工具钢的种类以及各种合金工具钢的成分、性能、热处理及其用途有一定的了解，并能对一些典型的牌号作简单的分析。练习册P14—P15引导学生记忆教学反思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§8-1铸铁的石墨化教学目标知识目标1、熟悉铸铁的概念、特点及分类2、了解石墨化的概念及影响石墨化的因素能力目标情感目标教学重点1、铸铁的概念、特点及分类2、石墨化的概念及影响石墨化的因素教学难点掌握影响石墨化的因素有哪些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、新课教学高炉炼出的生铁可分为两类，即炼钢生铁和铸造生铁，前者主要用于炼钢原料，后者主要用于铸造各类铸铁件的原料。无论是铸铁还是钢，他们虽然在工业中都有广泛的应用，但由于各自的成分、组织和性能各不同，所以应用的场合也不同。为了合理、正确的使用钢铁材料，有必要对铸铁的成分、组织和性能进行初步的分析和研究。一、铸铁的概念、特点及分类1、什么是铸铁？铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。工业用铸铁含碳量一般在（2.5％-4.0％）。2、铸铁的性能特点铸铁具有优良的铸造性能和切削加工性能：成本低并且具有耐压、耐磨和良好的减震等性能；与钢相比力学性能较低。3、铸铁的分类根据碳存在的形式不同，铸铁可分为：教学环节教师活动学生活动设计意图四、课堂总结五、布置作业白口铸铁：碳主要以渗碳体存在，断口呈银白色。性能硬而脆，无实际应用价值。灰铸铁：碳大部分以石墨的形态存在，断口呈暗灰色。有良好的综合力学性能，使目前应用最为广泛的铸铁。马口铸铁：碳大部分以渗碳体的形态存在，断口呈灰白色。性能硬而脆，工业上很少用到。根据铸铁中石墨存在的形态不同，铸铁可分为：灰铸铁：石墨以片状存在于铸铁中。可锻铸铁：石墨以团絮状存在球墨铸铁：石墨以球状存在蠕墨铸铁：石墨以蠕虫状存在二、石墨化的概念及影响石墨化的因素1、铸铁石墨化的概念铸铁中碳以石墨形态析出的过程称为石墨化。石墨可以从液体中或奥氏体中直接析出，也可以从渗碳体中分解得到。2、影响石墨化的因素成分的影响促进石墨化的元素：碳、硅、铝、镍、铜、钴等。阻碍石墨化的元素：铬、钨、钼、钒、锰、硫等。冷却速度的影响总体趋势：缓冷却能够促进石墨化，而快冷却会阻碍石墨化。（详细信息可参考教材图8-1）通过本节内容的学习，同学们要熟悉铸铁的概念、特点及分类；其次，要掌握石墨化的概念及影响石墨化的因素。练习册P26-P28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§8-2灰铸铁教学目标知识目标1、熟悉灰铸铁的概念、组织与性能2、了解灰