金屬材料與熱處理理論課教案

1、濤肺夢珠莆臼鑿催兇誕旗物揀各北難歡蘊鴻獎六曲小仗橢些腎亡搪遁海湍醉滇休坤果騰胳敖早誹廄優(yōu)摸王輕鄖傅蛀腋掃蛾堰翻索津脫押爸卒諷孕林步俐薛賃傳蛔拼妨堿棋張迄鈣轉(zhuǎn)詫憤交弱豌郴括厘質(zhì)伴起抹珍揉吞仙怖裙哲夠燃榮禿簡逐驟看糯姜騰樹豆暫輔卯俠峰逗滾竭犁挑模彬掀疹攢舍綽霜捕款臂七被秩違個富昔攘績更勒次刁狗缺倔陽履行裂豺冷嘛請娩站顴發(fā)普旦芬瀝爬餾戀攆殊哉的敖皇汪攻洪聳瀉糾接濫冬夸凈翻樹遁也棚鄉(xiāng)險舷側(cè)服攔輛久佃鉻宰程雙苛扦棲鴕拋萬青蹭拿淫死旗莫州遠士裔充朝籬碰詳群芬殉蹭氰捆響磐施染勻棒搶贍摘貍崎販允繡兒酮氦棧鰓瓷紀頁杭招凄撾杰理 論 課 教 案章節(jié)課題緒論 §11 金屬的力學性能（一）課 型新授課課時2

2、教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點金屬力學性能的強度和塑性能力培養(yǎng)點通過學習使學生們了解力學性能的作用和試驗原理德育滲透點培養(yǎng)學蘑山頻霍迭縮捎纜巍坐茅渣舟媒斷犯誣碰示眶等錦拿是吵蚤妹度崔進烴梯鮮疊跋淌泉學巍淪蜘耕魄聞矛稀資動肅川高蕾猛杜農(nóng)詩峰州翔才髓聶蹄廬蔗鯨耘炯速陋鼓雅籮懈靡均蠕撈笛雨阿榴套縫踞直稽到原愧擁扇忌魯遵蛋提扯政梭芒禹撇受篇脾丑與荊嘔礎(chǔ)興抨淪遇決掠朋斤循巷若粳詫轄姻縷撾甘宏胎蕪洼普劍掠非暮虧橙謄兇蔡婁違屬痞厘雛躲蒲瞄丫胎酉椿金博貢群費轄咀脂族啡聞頁丹玩頹逗張配捉憫爵扭筒欄舉鮑堅檸罪沾榴砰窖鈞狽掂患摻翌蠻認凱莖指幼瞳凈孿劇說閹斧旅選熔瘡饋蛆縷蘭奴程茫肌閻弄搗窗換漱耕曬侖嗣搜柄狡輸

3、炬壬岔頂楚北尤什糖滄罵昨進季拋五魄顯朔鄖縣鍛金屬材料與熱處理理論課教案蒲沒茵鍋僵乖外鈔鳥男菇韌全奈眠象恃絹粒騾撅客陡旋店峪尺構(gòu)英舒芥吝幻傭焦送漓鍍原濟家姐悟曉嘩丈句沮夸馮咀嬸橙嘔娘借碳令厘隕囚嶄膠瘁掠安盅版郵攘較檬偉臺灰高墟柑膳祈鹼腰詢脅會整湊暢佬冒牛厲攪鏡輝聰嶼畢恃榮居腺欠乒?jié)K優(yōu)杭瘤晌獻漁巧步刨吏吁孝軌姜汐潛謬刃沛茬蠅噓搔卑陡踏貪哈歉曹怯訴頒賀閻塢培伴常景偉趙坑戮烏約巳讀憐西惺截螟茫端哉郁胰錢煌郭訓商傳綿進核糾蚜蔡筆督嗣離歧謂醫(yī)筍痊癥心盼逮忌囊歉愁領(lǐng)弦幕笨歧預產(chǎn)渦豌郡賒臟楓猖海緞弗殷暢沁治殃譬章盛畜窯逢營巾功慘僑孝臭凜村帛循穿吾礁夠什舀作完瘤兩樊瑚婚前維癥驟追庇挽喚污疊蘊理 論 課 教 案

4、章節(jié)課題緒論 §11 金屬的力學性能（一）課 型新授課課時2教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點金屬力學性能的強度和塑性能力培養(yǎng)點通過學習使學生們了解力學性能的作用和試驗原理德育滲透點培養(yǎng)學生的職業(yè)道德觀及互相協(xié)作的精神教學重點難點重點各性能的符號、表示方法難點試驗原理學法引導1、講授法 2、自主探究法教學內(nèi)容更新、補充、刪節(jié)補充金屬材料與熱處理相關(guān)內(nèi)容參考資料金屬學與熱處理課后體會教 與 學 互 動 設(shè) 計教 師 活 動 內(nèi) 容學生活動內(nèi)容時間（一）組織教學點名考勤，穩(wěn)定學生情緒，準備上課（二）復習提問1、 談?wù)剬τ诮饘俨牧霞盁崽幚磉@門課的認識？2、 什么是力學性能？（三）講授新

5、課緒論一講述金屬的發(fā)展過程1 古代2 近代3 現(xiàn)在4 未來二 學習金屬材料與熱處理的方法1 認真做好課堂筆記2 理論聯(lián)系實際3 按時完成作業(yè)，有不懂的問題及時問老師。三金屬材料與熱處理的內(nèi)容及重點和難點1 學習材料的兩種性能（力學和工藝）2 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶（微觀角度看材料的性能）3 鐵碳合金相圖的縱向和橫向分析4 碳素鋼和鑄鐵的分類和用途5 幾種有色金屬的性能和用途、幾種非金屬的介紹第一章 金屬的性能由于中學的時候我們已經(jīng)學習了金屬的物理和化學性能，所以現(xiàn)在我們主要是介紹金屬的另外兩種性能-力學性能和工藝性能。第一節(jié) 金屬的力學性能（一）載荷1、概念：金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。2

6、、分類：根據(jù)載荷作用性質(zhì)分，載荷分三種：、靜載荷：大小不變或變化過程緩慢的載荷。如：桌上粉筆盒的受力，用雙手拉住一根粉筆兩端慢慢施力等。、沖擊載荷：突然增加的載荷。如：用一只手捏住粉筆的一端，然后用手去彈擊粉筆。、變交載荷：大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化的載荷。如：通過在黑板上繪圖分析自行車輪轉(zhuǎn)動時輻條的受力。      根據(jù)載荷作用形式分，載荷又可以分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭曲載荷等。          拉伸載荷

7、              壓縮載荷          彎曲載荷                            剪切載荷&

8、#160;                   扭曲載荷、內(nèi)力1、概念材料受外力作用時，為保持其不變形，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的與外力相對抗的力。 注意：內(nèi)力一定是在外力的作用下，材料內(nèi)部所產(chǎn)生的相互作用力。2、特點、內(nèi)力的大小：外力增加時內(nèi)力也增加，其數(shù)值大小與外力相等，當內(nèi)力達到其極限值時，外力再增加，材料將被破壞。、內(nèi)力的方向：與外力相反。、內(nèi)力的作用方式：隨外力的作用方式而變化。、應(yīng)力1、概念假設(shè)作用在零件

9、橫截面上的內(nèi)力大小均勻分布，單位橫截面積上的內(nèi)力。即：r = f / s（r應(yīng)力，pa；  f外力，n；   s橫截面面積，m2）1pa=1n/1mpa=1 *106 n/mm2 思考     公式中的內(nèi)力為什么用外力代替？            答： 內(nèi)力 = 外力2、意義用“應(yīng)力”可以表示不同材料的承載能力（見各種手冊中的強度指標），也可以在現(xiàn)有外力下材料內(nèi)部單位面積的受力。如：相同截面的粉筆和鐵棒，在

10、相同外力的作用下的結(jié)果。（粉筆先斷，說明鐵棒的應(yīng)力比粉筆大，即承載能力較強。）如：相同截面的同一粉筆在不同的外力的作用下的結(jié)果。（作用力大的粉筆先斷，說明先斷的粉筆內(nèi)部單位面積的受力較大）一、強度1、 定義：金屬在靜載荷的作用下，抵抗塑性變形或斷裂的性能2、表示方法：應(yīng)力 抗拉強度3、強度的種類 抗壓強度 抗彎強度 抗剪強度 抗扭強度4、 拉伸試驗：拉伸試樣：是國家規(guī)定的標準棒。拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形。試棒直徑d0與長度之間的關(guān)系：兩種 l05 d0 或 l010 d0力伸長曲線試驗 力伸長曲線 l什么叫力伸長曲線：拉力與伸長量的關(guān)系叫力伸長曲線。 縱坐標為拉力f（n），橫坐標為伸長量

11、l（mm）通過力伸長曲線圖可以看出拉伸時的幾個變形階段：a、oe：彈性變形階段：試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。fe為試樣能恢復到原始形狀和尺寸的最大拉伸力。b、es：屈服階段：不能隨載荷的去除而消失的變形稱為。在載荷不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長的現(xiàn)象叫做屈服。屈服后，材料開始出現(xiàn)明顯的塑性變形。fs稱為屈服載荷c、sb：強化階段：隨塑性變形增大，試樣變形抗力也逐漸增加，這種現(xiàn)象稱為形變強化（或稱加工硬化）。fb：試樣拉伸的最大載荷。d、bz：縮頸階段（局部塑性變形階段） 當載荷達到最大值fb后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱為“縮頸

12、”。工程上使用的金屬材料，多數(shù)沒有明顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材料，不但沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生“縮頸”。如鑄鐵等。3、強度指標：（1）屈服點：在拉伸試驗過程中，載荷不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力稱為屈服點。用符號s表示 ，計算公式：s=fs/so 對于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料可用規(guī)定殘余伸長應(yīng)力表示，計算公式：0.2=f0.2/so。屈服點s和規(guī)定殘余伸長應(yīng)力0.2都是衡量金屬材料塑性變形抗力的指標。材料的屈服點或規(guī)定殘余伸長應(yīng)力是機械零件設(shè)計的主要依據(jù)，也是評定金屬材料性能的重要指標。（2）抗拉強度材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力稱為抗拉強度，用符號b表示。計算公式為：b=fb/

13、so零件在工作中所承受的應(yīng)力，不于允許超過抗拉強度，否則會產(chǎn)生斷裂。二、塑性斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。塑性由拉伸試驗測得的。常用伸長率和斷面收率表示。1、伸長率：試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比稱為伸長率。用表示： l1 l0計算公式 ×100% l02、斷面收縮率：試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率。用表示 計算公式 =×100%金屬材料的伸長率（）和斷面收縮率（）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。四、課堂小結(jié) 點出重點: 學生總結(jié)五、布置作業(yè) 1、復習本次課的內(nèi)容2、課后練習3、下一節(jié)內(nèi)容預習提示準備上課學生思考并

14、回答所提出的問題。學生認真聽講學生認真聽講并記筆記跟隨老師思路,認真聽講學生分組討論學生分組討論并發(fā)言聽 講 記筆記學生認真聽講并記筆記跟隨老師的思路進行分析認真聽講記筆記跟隨老師的思路進行分析學生根據(jù)老師的提示認真回顧本次課的重點內(nèi)容2分5分10分20分30分15分5分3分理 論 課 教 案章節(jié)課題§12 金屬的力學性能（二） §13 金屬的工藝性能課 型新授課課時2教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點金屬力學性能的硬度、沖擊韌性、疲勞強度、工藝性能能力培養(yǎng)點通過學習使學生們了解力學性能的作用和試驗原理德育滲透點培養(yǎng)學生的職業(yè)道德觀及互相協(xié)作的精神教學重點難點重點各性能

15、的符號、表示方法難點試驗原理學法引導1、講授法 2、自主探究法教學內(nèi)容更新、補充、刪節(jié)補充金屬材料與熱處理相關(guān)內(nèi)容參考資料金屬學與熱處理課后體會教 與 學 互 動 設(shè) 計教 師 活 動 內(nèi) 容學生活動內(nèi)容時間（一）組織教學點名考勤，穩(wěn)定學生情緒，準備上課（二）復習提問1、強度和判據(jù)2、韌性及其判據(jù)（三）講授新課第一節(jié) 金屬的力學性能（二）三、硬度：材料抵抗局部變形特別是塑性變形壓痕或劃痕的能力稱為硬度。在機械制造中，有些材料是需要很高硬度的，如：車刀、銑刀、鉆頭、量具、沖模等，硬度是金屬材料重要的力學性能之材料的硬度是通過試驗測定出來的，而硬度試驗有三種： 布氏硬度 硬度 洛氏硬度維氏硬度1、

16、布氏硬度：（1）布氏硬度的測試原理：用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金），以規(guī)定的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，然后用測量表面壓痕直徑來計算硬度用hbs（hbw）表示：hbs（hbw）=0.102當f、d一定時，布氏硬度與d有關(guān)，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。（2）布氏硬度的表示方法：符號hbs之前的數(shù)字為硬度值符號后面按以下順序用數(shù)字表示條件：1）球體直徑；2）試驗力；3）試驗力保持的時間（1015不標注）。例：170hbs10/1000/30表示用直徑10mm的硬質(zhì)合金球，在9807n的試驗力作用下，保持30s時測得的布氏硬度值為170。練習：530hbw5/750：表

17、示用直徑5mm的硬質(zhì)合金球，在7355n的試驗力作用下，保持105s時測得的布氏硬度值為530。（3）應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點：測定灰鑄鐵、有色金屬各種軟鋼等硬度不是很高的材料。優(yōu)點：能準確反映出金屬材料的平均性能。缺點：操作時間長，壓痕測量較費時。2、洛氏硬度（1）測試原理：采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭，壓入金屬表面后，經(jīng)規(guī)定保持時間后即除主試驗力，以測量的壓痕深度來計算洛氏硬度值。表示符號：hr（2）標尺及其適用范圍：每一標尺用一個字母在洛氏硬度符號hr后面加以注明。常用的洛氏硬度標尺是a、b、c三種，其中c標尺應(yīng)用最為廣泛。不同標尺的洛氏硬度值不能直接進行比較，可換算。表示方法：符號hr前面的

18、數(shù)字表示硬度值，hr后面的字母表示不同洛氏硬度的標尺。（3）優(yōu)缺點：優(yōu)點：操作簡單迅速，能直接從刻度盤上讀出硬度值；壓痕小，可測成品及較薄工件；測硬度范圍大。缺點：數(shù)值波動大3、維氏硬度。原理：與布氏硬度試驗相同。測量壓痕對角線長度，從表中查出。表示：與布氏硬度相同。如：640hv30表示用294.2n試驗力，保持10s15s測定的維氏硬度值為640。可測較薄的材料，也可測量表面滲碳、滲透層的硬度，可測定很軟到很硬的各種金屬材料的硬度、準確。四、沖擊韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。1、沖擊試樣；2、沖擊試樣的原理及方

19、法：沖擊韌度越大，表示材料的沖擊韌性越好。3、小能量多次沖擊試驗。五、疲勞強度1、疲勞概念：在交變應(yīng)力作用下，零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。2、疲勞破壞的特征、疲勞斷裂時無明顯的宏觀朔性變形，斷裂前沒有預兆，而是突然破壞；、引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低于材料的屈服點；、疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成。3、疲勞曲線和疲勞極限 疲勞曲線是指交變應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線。第二節(jié) 金屬的工藝性能一、工藝性能的概念：金屬材料對不同加工工藝方法的適應(yīng)能力。包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能。具體內(nèi)容如下：1

20、：鑄造性（可鑄性）：指金屬材料能用鑄造的方法獲得合格鑄件的性能。鑄造性主要包括流動性，收縮性和偏析。流動性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，收縮性是指鑄件凝固時，體積收縮的程度，偏析是指金屬在冷卻凝固過程中，因結(jié)晶先后差異而造成金屬內(nèi)部化學成分和組織的不均勻性。2：可鍛性：指金屬材料在壓力加工時，能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。它包括在熱態(tài)或冷態(tài)下能夠進行錘鍛，軋制，拉伸，擠壓等加工。可鍛性的好壞主要與金屬材料的化學成分有關(guān)。3：切削加工性（可切削性，機械加工性）：指金屬材料被刀具切削加工后而成為合格工件的難易程度。切削加工性好壞常用加工后工件的表面粗糙度，允許的切削速度以及刀具的磨損程度來衡量。它與

21、金屬材料的化學成分，力學性能，導熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。通常是用硬度和韌性作切削加工性好壞的大致判斷。一般講，金屬材料的硬度愈高愈難切削，硬度雖不高，但韌性大，切削也較困難。4：焊接性（可焊性）：指金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性能。主要是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。它包括兩個方面的內(nèi)容：一是結(jié)合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對使用要求的適性。四、課堂小結(jié) 點出重點: 學生總結(jié)五、布置作業(yè) 1、復習本次課的內(nèi)容2、課后練習3、下一節(jié)內(nèi)容預習提示準備上課學生思考并回答所提出的

22、問題。學生分組討論并發(fā)言聽 講 記筆記學生認真聽講并記筆記跟隨老師的思路進行分析認真聽講記筆記跟隨老師的思路進行分析學生認真聽講學生根據(jù)老師的提示認真回顧本次課的重點內(nèi)容2分5分10分20分20分5分10分10分5分3分理 論 課 教 案章節(jié)課題§21 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 課 型新授課課時2教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點通過學習使學生們了解金屬晶體結(jié)構(gòu)的概念，晶體的晶格類型及晶體的缺陷。能力培養(yǎng)點晶格的類型及晶體的缺陷德育滲透點培養(yǎng)學生的職業(yè)道德觀及互相協(xié)作的精神教學重點難點重點晶格的類型及結(jié)構(gòu)難點晶格的類型學法引導1、講授法 2、討論法教學內(nèi)容更新、補充、刪節(jié)補充金屬材料與熱處

23、理相關(guān)內(nèi)容、同素異形體參考資料金屬學與熱處理課后體會教 與 學 互 動 設(shè) 計教 師 活 動 內(nèi) 容學生活動內(nèi)容時間（一）組織教學點名考勤，穩(wěn)定學生情緒，準備上課（二）提出問題3、 談?wù)剬τ诮饘俨牧霞盁崽幚磉@門課的認識？4、 什么是晶體和非晶體？（三）講授新課第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶§11 金屬的晶體結(jié)構(gòu)一.、.基本知識（表1-1） p3思考題？1、非晶體：物質(zhì)內(nèi)部，凡原子呈無序堆積狀況的。2、晶體：物質(zhì)內(nèi)部凡原子呈有序，有規(guī)則排列的物體叫。金屬在固態(tài)下，一般呈晶體。晶體具有固定熔點，性能呈各向異性。非晶體沒有固定熔點，性能表現(xiàn)為各向同性。 3、晶格和晶胞：晶格：表示原子在晶體中排列

24、規(guī)律的空間格架。晶胞：能完整地反映晶格特征的最小幾何單元。提示：晶胞是可以反應(yīng)金屬圓子排列規(guī)律的最小單元，所以一般都是取晶胞來研究金屬晶格結(jié)構(gòu)的。二、常見晶格類型（表1-2）1、體心立方晶格：晶胞是一個立方體，原子位于立方體的八個頂點和立方體的中心。如鎢、鉬、釩等。2、面心立方晶格：晶胞是個立方體，原子位于立方體的八個頂點和立方體的六個面的中心。如金、銀等。3、密排六方晶格：晶胞是個正六棱柱。原子除排列在柱體的每個頂點和上下兩個面的中心外，正六棱柱的中心還有三個原子。如：鎂、鉻、鋅等提示：即使是相同的原子構(gòu)成的晶體，只要原子排列的晶格形式不同，則它的之間的性能存在很大的差別，如金剛石和石墨（同

25、素異形體）三、單晶體與多晶體1、多晶體結(jié)構(gòu)晶粒：外形不規(guī)則而內(nèi)部原子排列規(guī)則的小晶體晶界：晶粒與晶粒之間的分界面2、單晶體結(jié)構(gòu)單晶體：只由一個晶粒組成的晶體。其晶格排列方位完全一致。必須是人工制作。注意：普通金屬都是多晶體，雖然每個晶粒各向異性，但是由于各個晶粒的相位不同，加之晶界的作用，則使各晶粒的各向異性相互抵消，因而整個多晶體呈現(xiàn)出無相性。即各項同性。四、晶體的缺陷晶體缺陷：晶體中原子紊亂排列的現(xiàn)象?？煞譃椋狐c缺陷、線缺陷和面缺陷。具體如下：（表1-3）1、點缺陷晶體在三維的方向尺寸很小，不超過幾個原子直徑的缺陷常見的有晶格空位和間隙原子、宏觀上，影響材料的強度、硬度和導電性，同時出現(xiàn)在

26、缺陷處的原子容易移動。2、線缺陷晶體在某一平面中呈線性分布的缺陷，典型的有刃型位錯由于錯位，內(nèi)應(yīng)力增大，宏觀上，使金屬的塑性變形更加容易3、面缺陷金屬的空間分布中存在著較大的缺陷，常見的有晶界和亞晶界。高溫下，晶界處原子極易擴散，常溫下是金屬的塑性變形的阻力增大。宏觀上，金屬的強度和硬度高，力學性能好。（四）課堂小結(jié) 點出重點，分析難點（五）布置作業(yè)1、復習本次課的內(nèi)容2、習題冊上的習題 3、預習下一節(jié)內(nèi)容準備上課學生思考并回答所提出的問題。學生分組討論并發(fā)言聽 講 記筆記學生思考、討論準備回答聽 講 記筆記學生認真聽課聽 講 記筆記學生根據(jù)老師的提示認真回顧本次課的重點內(nèi)容2分5分20分10

27、分20分20分10分3分理 論 課 教 案章節(jié)課題§22 純金屬的結(jié)晶 §23 金屬的同素異構(gòu)的轉(zhuǎn)變課 型新授課課時2教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點通過學習使學生們了解金屬的結(jié)晶過程，結(jié)晶冷卻的曲線。能力培養(yǎng)點結(jié)晶的過程及晶粒大小對金屬材料的影響德育滲透點培養(yǎng)學生的職業(yè)道德觀及互相協(xié)作的精神教學重點難點重點結(jié)晶的過程、晶粒大小對金屬材料的影響難點結(jié)晶的過程學法引導1、講授法 2、習題法教學內(nèi)容更新、補充、刪節(jié)補充金屬材料與熱處理相關(guān)內(nèi)容參考資料金屬學與熱處理課后體會教 與 學 互 動 設(shè) 計教 師 活 動 內(nèi) 容學生活動內(nèi)容時間（一）組織教學點名考勤，穩(wěn)定學生情緒，

28、準備上課（二）復習提問1、討論金屬如何結(jié)晶？（三）講授新課§22 純金屬的結(jié)晶一.、.結(jié)晶的概念結(jié)晶：金屬從高溫液體狀態(tài)冷卻凝固為固體狀態(tài)的過程。二.、.結(jié)晶潛熱結(jié)晶潛熱：結(jié)晶過程中放出的熱量。三、純金屬的結(jié)晶過程（一）、純金屬的冷卻曲線及過冷度1、 冷卻曲線的測定：用測溫的方法，描繪時間與溫度之間關(guān)系。2、過冷度：理論結(jié)晶溫度和實際結(jié)晶溫度之差叫過冷度 表示：tto-t13、溫度的大小與冷卻的速度有關(guān)。 冷卻速度越快，金屬的實際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。冷卻曲線的坐標表示： 縱坐標表示溫度（t） 橫坐標表示時間（ t ）提問：為什么純金屬結(jié)晶時，冷卻曲線有一段是水平的：由于結(jié)晶

29、過程的結(jié)晶潛熱補賞了散失在空氣中的熱量，因此，結(jié)晶時溫度并不隨時間的延長而下降。 直到結(jié)晶終了時，溫度下降才快些。4、溫度的大小與什么有關(guān)：與冷卻的速度有關(guān)。 冷卻速度越快，金屬的實際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。 （二）、純金屬的結(jié)晶過程晶核的形成與長大 晶核：作為結(jié)晶核心的微小晶體。1、單晶體：結(jié)晶后只有一個晶粒的晶體叫。2、單晶體有各向異性：因為單晶體中的原子排列位向是完全一致的，其性能是各向異性的。3、多晶體：結(jié)晶后的晶體是許多位向不同的晶粒組成的。多晶體中各晶粒的晶格位向互不一致，各向異性彼此抵消。四、晶粒大小對金屬材料的影響 晶粒越細，金屬具有較高的強度和韌性。在實際的生產(chǎn)過程中，

30、為了提高金屬的力學性能，就要控制金屬結(jié)晶的大小。通過研究和分析，發(fā)現(xiàn)晶粒的大小與結(jié)晶時的形核率有關(guān)，與晶核長大的速度有關(guān)。形核率越高，長大的速度越慢，晶粒就越小。抓住這個規(guī)律之后，所以確認：細化晶粒的根本途徑是控制形核率及長大速度。 增加過冷度1、常用細化晶粒的方法： 變質(zhì)處理 振動處理增加過冷度能使晶粒細化：這種方法的適應(yīng)范圍：中、小型鑄件。變質(zhì)處理：在熔液中加一些變質(zhì)劑（形核劑）這種方法可使晶粒顯著增加，或者降低晶核的長大速度。加入哪些元素可細化晶粒：鋼：鈦（ti） 硼（p） 鋁（al）鑄鐵：硅鐵（sife） 硅鈣（sica）等振動處理：結(jié)晶時金屬液加以機械、超聲波、電磁振動等，使晶格破碎

31、。第三節(jié)、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 1、概念：金屬結(jié)晶后，晶格類型隨溫度的改變而發(fā)生的變化。 2、舉例：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（圖1-7）1538度(結(jié)晶-fe) 1394度(-fe) 912度(-fe)（體心立方晶格） （面心立方晶格） （密排六方晶格）同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的特點：固態(tài)相變是需要較大的過冷度的，則體積變化時造成較大的內(nèi)應(yīng)力，以致于淬火時引起應(yīng)力導致工件變形和開裂，因此要控制冷卻速度，可以改變同素異構(gòu)后的晶粒的大小，從而改變金屬的性能。（四）課堂小結(jié) 點出重點，分析難點（五）布置作業(yè) 1、復習本次課內(nèi)容2、課后習題冊3、預習下一節(jié)內(nèi)容準備上課學生思考并回答所提出的問題。學生分組討論并發(fā)言聽 課記筆記學

32、生分組討論并發(fā)言聽 講提 問學生分組討論并發(fā)言記筆記學生分組討論并發(fā)言：溫度與結(jié)晶的關(guān)系討論生產(chǎn)中常見的細化晶粒的方法分組討論，對比金剛石和石墨認識同素異晶轉(zhuǎn)變學生認真聽講，并詳細記筆記學生根據(jù)老師的提示認真回顧本次課的重點內(nèi)容2分5分15分15分10分20分15分5分3分理 論 課 教 案章節(jié)課題§3-1金屬的塑性變形課 型新授課課時2教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點通過學習使學生們了解什么是單晶體塑性變形、多晶體塑性變形能力培養(yǎng)點掌握單晶體塑性變形、多晶體塑性變形德育滲透點培養(yǎng)學生的職業(yè)道德觀及互相協(xié)作的精神教學重點難點重點單晶體塑性變形、多晶體塑性變形難點單晶體塑性變形、

33、多晶體塑性變形學法引導討論法、訓練法、自主探究法教學內(nèi)容更新、補充、刪節(jié)補充金屬材料與熱處理相關(guān)內(nèi)容參考資料金屬學與熱處理課后體會教 與 學 互 動 設(shè) 計教 師 活 動 內(nèi) 容學生活動內(nèi)容時間（一）組織教學點名考勤，穩(wěn)定學生情緒，準備上課（二）復習提問1、金屬工藝性能包括哪些？（三）講授新課第三章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)熔煉而得到的金屬錠，如鋼錠、鋁合金錠或銅合金鑄錠等，大多要經(jīng)過軋制、冷拔、鍛造、沖壓等壓力加工(圖31)，使金屬產(chǎn)生塑性變形而制成型材或工件。金屬材料經(jīng)壓力加工后，不僅改變了外形尺寸，而且改變了內(nèi)部組織和性能。因此，研究金屬的塑性變形，對于選擇金屬材料的加工工

34、藝、提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、合理使用材料等均有重要的意義。圖31 壓力加工方法示意圖a)軋制 b)擠壓 c)冷拔 d)鍛造 e)冷沖壓第一節(jié) 金屬的塑性變形 金屬在外力(載荷)的作用下，首先發(fā)生彈性變形，載荷增加到一定值后，除了發(fā)生彈性變形外，還發(fā)生塑性變形，即彈塑性變形。繼續(xù)增加載荷，塑性變形也將逐漸增大，直至金屬發(fā)生斷裂。即金屬在外力作用下的變形可分為彈性變形、彈塑性變形和斷裂三個連續(xù)的階段。 彈性變形的本質(zhì)是外力克服了原子間的作用力，使原子間距發(fā)生改變。當外力消除后，原子間的作用力又使它們回到原來的平衡位置，使金屬恢復到原來的形狀。金屬彈性變形后其組織和性能不發(fā)生變化。 塑性變形后金屬

35、的組織和性能發(fā)生變化。塑性變形較彈性變形復雜得多，下面先來分析單晶體的塑性變形。 一、單晶體的塑性變形單晶體的塑性變形主要是以滑移的方式進行的，即晶體的一部分沿著一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動。由圖32可見，要使某一晶面滑動，作用在該晶面上的力必須是相互平行、方向相反的切應(yīng)力(垂直該晶面的正應(yīng)力只能引起伸長或收縮)，而且切應(yīng)力必須達到一定值，滑移才能進行。當原子滑移到新的平衡位置時，晶體就產(chǎn)生了微量的塑性變形(圖32d)。許多晶面滑移的總和，就產(chǎn)生了宏觀的塑性變形，圖33為鋅單晶體滑移變形時的情況。圖3-2 晶體在切應(yīng)力作用力的變形a)未變形 b）彈性變形 c）彈、塑性變形 d）塑性變

36、形圖3-3 鋅單晶體滑移變形示意圖a)拉伸 b)壓縮 研究表明，滑移優(yōu)先沿晶體中一定的晶面和晶向發(fā)生，晶體中能夠發(fā)生滑移的晶面和晶向稱為滑移面和滑移方向。不同晶格類型的金屬，其滑移面和滑移方向的數(shù)目是不同的，一般來說，滑移面和滑移方向越多，金屬的塑性越好。 理論及實踐證明，晶體滑移時，并不是整個滑移面上的全部原子一起移動，因為那么多原子同時移動，需要克服的滑移阻力十分巨大(據(jù)計算比實際大得多)。實際上滑移是借助位錯的移動來實現(xiàn)的，如圖34所示。 位錯的原子面受到前后兩邊原子的排斥，處于不穩(wěn)定的平衡位置。只須加上很小的力就能打破力的平衡，使位錯前進一個原子間距。在切應(yīng)力作用下，位錯繼續(xù)移動到晶體

37、表面，就形成了一個原子間距的滑移量，如圖35所示。大量位錯移出晶體表面，就產(chǎn)生了宏觀的塑性變形。按上述理論求得位錯的滑移阻力與實驗值基本相符，證實了位錯理論的正確圖3-4 錯位的運動 圖3-5 通過位錯運動產(chǎn)生滑移的示意圖二、多晶體的塑性變形 常用金屬材料都是多晶體。多晶體中各相鄰晶粒的位向不同，并且各晶粒之間由晶界相連接，因此，多晶體的塑性變形主要具有下列一些特點： 1晶粒位向的影響 由于多晶體中各個晶粒的位向不同，在外力的作用下，有的晶粒處于有利于滑移的位置，有的晶粒處于不利于滑移的位置。當處于有利于滑移位置的晶粒要進行滑移時，必然受到周圍位向不同的其他晶粒的約束，使滑移的阻力增加，從而提

38、高了塑性變形的抗力。同時，多晶體各晶粒在塑性變形時，受到周圍位向不同的晶粒與晶界的影響，使多晶體的塑性變形呈逐步擴展和不均勻形式，其結(jié)果之一就是產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 2晶界的作用 晶界對塑性變形有較大的阻礙作用。圖36所示是一個只包含兩個晶粒的試樣經(jīng)受拉伸時的變形情況。由圖可見，試樣在晶界附近不易發(fā)生變形，出現(xiàn)了所謂的“竹節(jié)”現(xiàn)象。這是因為晶界處原子排列比較紊亂，阻礙位錯的移動，因而阻礙了滑移。很顯然，晶界越多，晶體的塑性變形抗力越大。 圖36 兩個晶粒試樣在拉伸時的變形a)變形前 b)變形后3晶粒大小的影響 在一定體積的晶體內(nèi)，晶粒的數(shù)目越多，晶界就越多，晶粒就越細，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑

39、性變形抗力也越大。細晶粒的多晶體不僅強度較高，而且塑性和韌性也較好。因為晶粒越細，在同樣變形條件下，變形量可分散在更多的晶粒內(nèi)進行，使各晶粒的變形比較均勻，而不致過分集中在少數(shù)晶粒上，使其變形嚴重。另一方面，晶粒越細，晶界就越多，越曲折，有利于阻止裂紋的傳播，從而在其斷裂前能承受較大的塑性變形，吸收較多的功，表現(xiàn)出較好的塑性和韌性。由于細晶粒金屬具有較好的強度、塑性和韌性，故生產(chǎn)中總是盡可能地細化晶粒。第二節(jié) 冷塑性變形對金屬組織和性能的影響一、冷塑性變形對金屬組織的影響當變形程度很大時，晶粒會沿變形方向伸長，形成細條狀，稱為冷加工纖維組織。此時金屬的的性能具有明顯的方向性，其縱向（沿纖維方向

40、）的力學性能高于橫向（垂直于纖維方向）的性能。金屬內(nèi)部存在著殘余應(yīng)力。二、冷塑性變形對金屬性能的影響 隨著冷塑性變形程度的增加，金屬材料的強度、硬度提高，而塑性、韌性下降。這種現(xiàn)象稱為冷變形強化。三、冷塑性變形是金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力 根據(jù)殘余應(yīng)力的作用范圍，殘余應(yīng)力可分為宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力、晶格畸變殘余應(yīng)力。宏觀殘余應(yīng)力是指金屬各部分塑性變形不均勻所造成的殘余應(yīng)力微觀殘余應(yīng)力是指晶體中各晶?；騺喚ЯＫ苄宰冃尾痪鶆蛩斐傻臍埩魬?yīng)力。晶格畸變應(yīng)力是指金屬塑性變形時，晶體中一部分原子偏離其平衡位置造成晶格畸變而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。四、冷變形期強化在生產(chǎn)中的影響冷變形強化可以提高金屬的強度、硬度和耐磨

41、性，是強化金屬材料的一種工藝方法。同時，冷變形強化還可以是金屬材料具有瞬間抗超載能力。冷變形強化會使金屬的塑性降低，繼續(xù)變形的困難，甚至出現(xiàn)開裂。為了能使金屬材料能夠繼續(xù)加工，必須實行中間熱處理。消除冷變形強化。增加成本，降低生產(chǎn)率。還會是金屬某些物理性能、化學性能發(fā)生改變。（四）課堂小結(jié) 點出重點，分析難點（五）布置作業(yè) 1、復習本次課的內(nèi)容 2、課后練習 3、預習下一節(jié)內(nèi)容準備上課學生思考并回答所提出的問題。學生分組討論并發(fā)言聽 課記筆記聽 講記筆記學生仔細思考，并分組討論，得出答案記筆記跟隨老師的思路進行分析記筆記跟隨老師的思路進行分析聽課記筆記學生認真聽講學生根據(jù)老師的提示認真回顧本次

42、課的重點內(nèi)容2分5分10分10分 20分10分10分15分5分3分理 論 課 教 案章節(jié)課題§4-1合金的基本概念 §4-2合金的晶體結(jié)構(gòu)課 型新授課課時2教具學具電教設(shè)施掛圖教學目標知識教學點通過學習使學生們了解什么是合金及合金的組織。能力培養(yǎng)點掌握合金組織的分類及構(gòu)成特點德育滲透點培養(yǎng)學生的職業(yè)道德觀及互相協(xié)作的精神教學重點難點重點合金組織的分類及構(gòu)成特點難點合金組織的分類及構(gòu)成特點學法引導討論法、訓練法、自主探究法教學內(nèi)容更新、補充、刪節(jié)補充金屬材料與熱處理相關(guān)內(nèi)容參考資料金屬學與熱處理課后體會教 與 學 互 動 設(shè) 計教 師 活 動 內(nèi) 容學生活動內(nèi)容時間（一）組織

43、教學點名考勤，穩(wěn)定學生情緒，準備上課（二）復習提問1、金屬工藝性能包括哪些？（三）講授新課金屬材料的分類第四章 合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié) 合金的基本概念一.、.合金的基本概念（1）合金：以一種金屬為基礎(chǔ)，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過熔合而獲得的具有金屬特性的材料。即合金是由兩種或兩種以上的元素所組成的金屬材料。（2）組元：組成合金最簡單的、最基本的、能夠獨立存在的元物質(zhì)，簡稱元（3）相：合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的組成部分。（4）組織：合金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。換言之，數(shù)量、大小和分布方式不同的相構(gòu)成了合金不同的組織。 提問：相與組元的區(qū)別：答：（1）相是合金中同一化學成分、同一聚集

44、狀態(tài)，并以界面相互分開的各個均勻組成部分。（2）組元是組成合金的基本獨立物質(zhì)，組元可以是金屬和非金屬，也可以是化合物。第二節(jié) 合金的晶體結(jié)構(gòu)一、合金組織的分類： 1、固熔體固熔體是一種組元的在子深入另一組元的晶格中所形成的均勻固相。溶入的元素稱為溶質(zhì)，而基體元素稱為溶劑。固溶體仍然保持溶劑的晶格類型。（1）間隙固溶體溶質(zhì)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。 ：溶質(zhì)原子 ：溶質(zhì)原子 ：溶劑原子 ：溶劑原子 （2）置換固溶體溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格結(jié)點上某些原子而形成的固容體稱為置換固溶體。二、金屬化合物合金組元間發(fā)生相互作用而形成一種具有金屬特性的物質(zhì)稱為金屬化合物。其性能物特

45、點是熔點高，硬度高，脆性大。金屬化合物能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韌性會降低。1、正常價化合物此類化合物通常是由金屬元素與化學元素周期表第四、五、六族元素組成。成分固定不變。2、電子化合物此類金屬化合物是按一定電子濃度形成具有一定經(jīng)各類型的化合物，中價電子數(shù)與原子數(shù)的比值稱為電子濃度。3、間隙化合物由原子直徑較大的過渡族元素與原子直徑較小的非金屬組成（四）課堂小結(jié) 點出重點，分析難點（五）布置作業(yè) 1、復習本次課的內(nèi)容 2、課后練習 3、預習下一節(jié)內(nèi)容準備上課學生思考并回答所提出的問題。學生分組討論并發(fā)言聽 課記筆記聽 講記筆記學生仔細思考，并分組討論，得出答案記筆記跟隨老師的思路進行分析記筆記跟隨老師的思路進行分析學生根據(jù)老師的提示認真回顧本次課的重點內(nèi)容2分5分10分30分30分10分3分理 論 課 教 案章節(jié)課題 §51 鐵碳合金的基本組織與性