機(jī)械基礎(chǔ)第4章教案(4個(gè)

1、教學(xué)課題第四章工程材料第一節(jié)金屬材料的性能講授教師王燕飛教學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)方法講授教具多媒體教學(xué)時(shí)間3.11/3.12授課班級11變電、11機(jī)電教學(xué)重點(diǎn)金屬材料的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能教學(xué)難點(diǎn)金屬材料的力學(xué)性能教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo): 掌握金屬材料物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能能力目標(biāo): 培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛本專業(yè)的態(tài)度教學(xué)內(nèi)容、方法和過程時(shí)間組織教學(xué)復(fù)習(xí)提問 生活中常見的機(jī)器講授新課第一節(jié) 金屬材料的性能黑色金屬材料（如鋼、鐵）1、常用工程材料： 有色金屬材料（如鋁、銅）非金屬材料（如塑料、橡膠等）。 物理性能：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性2、金屬材料的使用性能： 化學(xué)性

2、能：抗氧化性、耐腐蝕性力學(xué)性能：強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度 鑄造性3、金屬材料的工藝性能 ： 鍛造性 焊接性 切削加工性 熱處理性一、金屬材料的力學(xué)性能 金屬材料的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。 1.強(qiáng)度：是材料在外力作用下抵抗塑性變形和破壞的能力。參數(shù)：(1)屈服強(qiáng)度:s = Fs / A0(2)抗拉強(qiáng)度:b = Fb / A02.塑性:是材料發(fā)生斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。參數(shù)：（1）斷后伸長率：=（L1-L0）/LO100%（2）斷面收速率：=( A0-A1)/ AO100% 3.硬度： 是指金屬材料抗拒局部變形，壓痕或劃傷的能力。（1） 布氏硬度：淬硬鋼

3、球或硬質(zhì)合金球，規(guī)定載荷作用下，測得壓痕,經(jīng)計(jì)算或查表，得到布氏硬度值。（HBS、HBW）優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定、適合半成品缺點(diǎn)：壓痕大，不適合測太薄零件（2） 洛氏硬度：120金剛石圓錐體，規(guī)定載荷作用下，在刻度盤上直接讀出洛氏硬度值。（HRA、HRC、HRB）優(yōu)點(diǎn):操作簡單、方便、適用范圍廣缺點(diǎn)：測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確（3）維氏硬度：136四棱錐金剛石，規(guī)定載荷作用下，測對角線長度，通過計(jì)算，得到維氏硬度值。（HV）優(yōu)點(diǎn)：輪廓清晰，數(shù)值準(zhǔn)確缺點(diǎn)：成本高，只適合較高硬度材料 4.沖擊韌性： 是指金屬在沖擊載荷的作用下折斷時(shí)吸收變形能量的能力。參數(shù)：單位面積上的沖擊功kv 5.疲勞強(qiáng)度: 疲勞：是指金屬

4、在循環(huán)應(yīng)力作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累計(jì)損傷，經(jīng)一定次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或斷裂的過程。 疲勞強(qiáng)度：是表示材料經(jīng)周期性交變載荷作用下不知引起斷裂的最大應(yīng)力。 鋼材 循環(huán)次數(shù)N = 107有色金屬 循環(huán)次數(shù)N = 108 二、金屬材料的其它性能簡介 1.物理性能:密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。 2.化學(xué)性能：耐腐蝕性、抗氧化性 3.工藝性能：（1）鑄造性能：如流動(dòng)性、收縮性、偏析性、吸氣性等；灰鑄鐵和青銅鑄造性能好。（2）鍛造性能：塑性好，變形抗力小則鍛造性好；低碳鋼好，普通鋼好，鑄鐵沒有鍛造性（3）焊接性能：獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。低碳鋼好，高碳鋼和鑄鐵焊接性差（4）切削加

5、工性能：被切削加工的難易程度。硬度過高，刀具易磨損，甚至不能切削；硬度過低，容易粘刀，不宜斷屑碳鋼硬度在HBS時(shí)，有較好的切削加工性；灰鑄鐵有良好的切削加工性。小結(jié)：1、常用的金屬材料2、金屬材料的性能3、金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)作業(yè)：習(xí)題冊p30課后反思： 本節(jié)內(nèi)容量比較大，講解的理論性比較強(qiáng)，學(xué)生接受一般，有些內(nèi)容可以適當(dāng)刪減簡化，講得過多，學(xué)生掌握情況反而不一定好，需要精簡一些。教學(xué)課題第二節(jié) 黑色金屬材料講授教師王燕飛教學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)方法講授教具教學(xué)時(shí)間3.14授課班級11變電、11機(jī)電教學(xué)重點(diǎn)黑色金屬材料的性能、材料牌號教學(xué)難點(diǎn)黑色金屬材料的材料牌號教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo): 掌握黑色金屬和有色

6、金屬的材料性能能力目標(biāo): 培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛本專業(yè)的態(tài)度教學(xué)內(nèi)容、方法和過程時(shí)間組織教學(xué)復(fù)習(xí)提問 金屬材料的力學(xué)性能講授新課第二節(jié) 黑色金屬材料金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主而組成的并具有金屬特性的工程材料。包括黑色材料和有色材料兩大類。一、常用的黑色金屬材料：鋼、鐵（一）鋼：含碳量小于2.11%的鐵碳合金，稱為鋼。1、鋼的分類：低碳鋼（c0.25%）（1）按碳含量可分為 中碳鋼（c=0.25%0.6%）高碳鋼（c0.6%）。（2）按是否含有合金元素分為 合金鋼碳素鋼普通鋼（3）按鋼的質(zhì)量分為 優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼 工具鋼（4）按鋼的用途分為 結(jié)構(gòu)鋼特殊性能鋼2、常

7、用的碳素鋼（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235AF-屈服強(qiáng)度是235MPa，A等級質(zhì)量的沸騰鋼。如:Q195;Q215;Q255,Q275應(yīng)用：用于制造受力不大零件，螺釘，螺母，墊圈等；(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45-含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 65Mn-含碳量為0.65%，含錳量在0.7%-1.2%之間的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。如：08F;20;30;45;15Mn;65Mn應(yīng)用：受力不大高韌性的零件，螺栓，焊接件等；載荷較大的零件，連桿，曲軸，活塞銷，凸輪等；彈性較高的零件，如鋼絲繩，彈簧等；(3)碳素工具鋼T8A-含碳量為0.8%的高級優(yōu)質(zhì)的碳素工具鋼。如：T8A;T10A;T12A應(yīng)用：用于制造

8、各種工具，如銼刀、手錘；量規(guī)、量塊；（4）鑄鋼 ZG200-400-鑄造用鋼，屈服強(qiáng)度200MPa,抗拉強(qiáng)度400MPa如：ZG200-400 ；ZG310-570（ZGMn13）應(yīng)用：大型齒輪；水壓機(jī)的機(jī)座等；3、常用的合金鋼 低合金鋼： Q345合金滲碳鋼:20CrMnTi（1）合金結(jié)構(gòu)鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼:40Cr;40MnB 合金彈簧鋼 : 60Si2Mn ,50CrVA 滾動(dòng)軸承鋼 :GCr15 A Q345（16Mn）-低合金結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度345 MPa如：Q295；Q345；Q390應(yīng)用：用于橋梁、船舶和車輛領(lǐng)域。B GCr-15-滾動(dòng)軸承鋼,含鉻量1.5%如：GCr9,GCr15,

9、GCr9SiMn應(yīng)用：滾動(dòng)軸承專用鋼 刃具鋼：9SiCr,W18Cr4V（2）合金工具鋼 量具鋼:CrWMn,SiMn 模具鋼:9SiCr,5CrMnMo不銹鋼：12Cr13;20Cr13;1CR18Ni9(3) 特殊性能鋼 耐熱鋼:15CrMo;13Cr13Mo耐磨鋼:ZGMn13;軟磁鋼:（二）鑄鐵：含碳量大于2.11%的鐵碳合金，稱為鑄鐵。白口鑄鐵鑄鐵可分為 灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵（1）白口鑄鐵：碳以Fe3C的形式存在，硬脆，煉鋼的原料。（2）灰口鑄鐵：碳以片狀石墨的形式存在，良好的鑄造，耐磨性，應(yīng)用廣泛，HT100;HT150;HT200;HT250;HT300;HT350;抗拉強(qiáng)度

10、值。（3）球墨鑄鐵：碳以球狀石墨的形式存在。優(yōu)良的性能。QT400-15表示抗拉強(qiáng)度400MPa，最低伸長率15%。（4）可鍛鑄鐵：碳以團(tuán)絮狀石墨的形式存在，具有良好的性能。KTH330-08表示黑心可鍛鑄鐵，抗拉強(qiáng)度300MPa，伸長率8%。小結(jié)：1、鋼的分類、應(yīng)用及性能2、鐵的分類、應(yīng)用及性能作業(yè)：練習(xí)冊p33-8、9、10課后反思：理論性有些強(qiáng)，但和生活生產(chǎn)實(shí)際有聯(lián)系，學(xué)生接受尚可。解讀鋼號這部分內(nèi)容，沒有深入講解，感覺學(xué)生不一定能掌握，所以只舉了一些常見的材料牌號，要求認(rèn)識即可，掌握的應(yīng)該還可以。教學(xué)課題 第五節(jié) 非金屬材料 第六節(jié) 有色金屬材料講授教師王燕飛教學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)方法講授教具

11、多媒體教學(xué)時(shí)間3.18/3.19授課班級11變電、11機(jī)電教學(xué)重點(diǎn)有色金屬材料的性能和應(yīng)用，非金屬材料的性能。教學(xué)難點(diǎn)有色金屬材料的性能和應(yīng)用，非金屬材料的性能。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握有色金屬材料、非金屬材料的性能能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛本專業(yè)的態(tài)度教學(xué)內(nèi)容、方法和過程時(shí)間組織教學(xué)復(fù)習(xí)舊課黑色金屬材料的性能講授新課第五節(jié) 有色金屬材料除鋼鐵材料以外的金屬材料，統(tǒng)稱為有色金屬。一、鋁與鋁合金1、鈍鋁 ：是一種銀白金屬，具有下列特性：（1）質(zhì)輕、密度?。?）導(dǎo)電導(dǎo)熱性好（3）抗腐蝕性能好（4）塑性好適合做導(dǎo)電材料和耐腐蝕零件。2、鋁合金：加入適量的銅、鎂硅、錳等元素構(gòu)

12、成了鋁合金。 （1） 變形鋁合金：具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性，可通過壓力加工成各種型材，如：飛機(jī)構(gòu)架、螺旋槳、起落架等。（2）鑄造鋁合金：具有良好的鑄造性能，但塑性差，不適合壓力加工，如：活塞、儀表外殼、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。 二、銅與銅合金1、鈍銅 :純銅是紫紅色，又稱紫銅,有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，極好的塑形和耐腐蝕性，力學(xué)性能較差， 適合做導(dǎo)電材料和耐腐蝕零件。2、銅合金：(1)黃銅：銅與鋅的合金。黃色，稱黃銅。普通黃銅：H80 裝飾品，H70彈殼，H62彈簧墊圈等分為 特殊黃銅：HPb59-1鉛黃銅，軸承、墊圈、氣閥 （2）青銅：指銅與鋅或鎳以外的元素組成的合金。青綠色，稱青銅。 普通青銅（錫青銅）

13、：古鏡、鐘鼎等，分為 特殊青銅（無錫青銅）：軸承保持架、蝸輪等。 （3）白銅：銅鎳合金。制造精密儀器，電阻器、熱電偶。三、鈦與鈦合金1、純鈦：灰白色，密度小，熔點(diǎn)高，塑性好，強(qiáng)度、硬度低，良好的耐蝕性。2、鈦合金：加入合金元素，形成合金。四、軸承合金：用來制造滑動(dòng)軸承中軸瓦及軸瓦內(nèi)襯的合金稱為軸承合金。第六節(jié) 非金屬材料一、工程塑料：以合成樹脂為主要成分。二、橡膠：天然的或人工合成的高聚物的彈性體。三、陶瓷：粘土為主要成分。四、復(fù)合材料：多種材料復(fù)合而成。五、新材料簡介1.納米材料2.超導(dǎo)材料小結(jié)：1、有色金屬材料的性能2、非金屬材料的性能作業(yè)：練習(xí)冊P33、34課后反思： 學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容反映

14、較好，有色金屬和非金屬的知識比較簡單，只了解性能和用途即可，不要記牌號，生活中的實(shí)例很多，學(xué)生自己能主動(dòng)的去學(xué)習(xí)身邊的材料知識，效果不錯(cuò)。教學(xué)課題 第四節(jié) 鋼的熱處理講授教師王燕飛教學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)方法講授教具多媒體教學(xué)時(shí)間3.21授課班級11變電、11機(jī)電教學(xué)重點(diǎn)鋼熱處理的作用及分類教學(xué)難點(diǎn)熱處理的不同作用教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解熱處理的作用及分類能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛本專業(yè)的態(tài)度教學(xué)內(nèi)容、方法和過程時(shí)間組織教學(xué)復(fù)習(xí)節(jié)課 常用的有色金屬和非金屬。講授新課第四節(jié) 鋼的熱處理熱處理是通過加熱、冷卻的方法，以改變金屬內(nèi)部組織為手段，以改變金屬的力學(xué)性能為目的的工藝方法，

15、一、鋼的熱處理鋼的熱處理是將鋼件在固態(tài)范圍內(nèi)，采用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，以獲得所需組織與性能的工藝。退火整體熱處理 正火二、鋼的熱處理可分為 淬火回火表面淬火表面熱處理 化學(xué)熱處理三、鋼的整體熱處理1、退火：過程：加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，緩慢冷卻。目的：降低硬度，提高塑性和韌性。2、正火：過程：加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，出爐空冷。 目的：細(xì)化組織，提高硬度，改善切削加工性。3、淬火：過程：加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，快速冷卻。目的：提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。4、回火：過程：將淬火剛重新加熱到某一溫度，保溫一定時(shí)間，空冷到室溫。目的：減少或消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。（1） 低溫回火：150-250刃具、量具、滾動(dòng)軸承等。（2） 中溫回火：250-500彈簧、發(fā)條、熱作磨具等。（3） 高溫回火：500-650螺栓、連桿、齒輪、曲軸等。四、鋼