第五版金屬材料教案教材

1、青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理緒論審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間2.13授課班級11焊接11數(shù)控教學目的掌握本課程的性質(zhì)和研究內(nèi)容，了解金屬材料在國民經(jīng)濟中的 作用。教學重點 和難點重點：本課程的性質(zhì)和研究內(nèi)容難點：本課程的性質(zhì)和研究內(nèi)容復習提問教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、本課程的性質(zhì)和研究內(nèi)容2 、金屬材料在國民經(jīng)濟中的作用3、本課程的任務和要求四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）緒論金屬一一由單一元素構(gòu)成的具有特殊的光澤、延展性、導電性、導熱性的物質(zhì)， 如金、銀、銅、鐵、錳、鋅

2、、鋁等。合金一一由一種金屬元素與其他金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方 法合成的具有金屬特性的材料。金屬材料一一金屬及其合金的總稱，即指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成 的，并具有金屬特性的物質(zhì)。課程主要內(nèi)容：1金屬材料的基本知識2. 金屬的性能3. 金屬學基礎知識4. 金屬材料5. 熱處理基本知識1.金屬材料的基本知識主要介紹金屬的晶體結(jié)構(gòu)及變形的相關(guān)知識。2. 金屬的性能主要介紹金屬的力學性能和工藝性能。3. 金屬學基礎知識主要介紹鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖。4. 金屬材料主要介紹碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及硬質(zhì)合金等金屬材料的常用牌號、 成分、組織、性能及用途。5. 熱處理基本知識主

3、要介紹熱處理的原理（鋼在加熱、保溫、冷卻時的組織轉(zhuǎn)變）和熱處理的工藝 （退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等）及常用材料的典型熱處理工藝。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第一章金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶§ 1-1金屬的晶體結(jié)構(gòu)審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間2.13授課班級11焊接11數(shù)控教學目的掌握晶體與非晶體、金屬的晶格類型、單晶體與多晶體、晶體的缺陷。教學重點 和難點重點：晶體與非晶體、金屬的晶格類型 、單晶體與多晶體、 晶體的缺陷。難點：金屬的晶格類型、晶體的缺陷復習提問教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（

4、80分鐘）1、晶體與非晶體2、金屬的晶格類型3、單晶體與多晶體4、晶體的缺陷四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 1 1金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體與非晶體存在狀態(tài)氣態(tài)結(jié)構(gòu)特點物質(zhì)液態(tài)晶體二曰 汩日項目晶體非晶體定義原子呈有序、有規(guī)則排列的物質(zhì)原子呈無序、無規(guī)則堆積物質(zhì)性能特點具有規(guī)則的幾何形狀有一定的熔點，性能呈各向異性沒有規(guī)則的幾何形狀有固定的熔點，性能呈各向同性典型物質(zhì)石英、云母、明磯、食鹽、硫酸 銅、糖、味精玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠晶體和非晶體的對比、金屬的晶格類型晶格類型一一金屬中原子排列的規(guī)律。晶格 為了清楚地表示晶體中原子排列的規(guī)律，將原子簡 化為一個質(zhì)點，再用

5、假想的線將它們連接起來，形成一個能反映原子 排列規(guī)律的空間格架。晶胞一一晶格中能夠完整地反映晶體晶格特征的最小幾何單丿元。三、單晶體與多晶體晶粒一一組成金屬的小晶體。晶界 由晶粒間不規(guī)則排列的原子構(gòu)成晶體缺陷一一由于各種原因，實際晶體中原子的規(guī)律排列受到干擾和 破壞，使晶體中的某些原子偏離正常位置，造成原子排列的不完全性。 結(jié)晶一一金屬從高溫液體狀態(tài)冷卻凝固為固體（晶體）狀態(tài)的過程。結(jié)晶潛熱 結(jié)晶的過程中放出的熱量過冷度理論結(jié)晶溫度和實際結(jié)晶溫度（T1）之間存在的溫度差（T= T0- T1）。金屬結(jié)晶時，冷卻越快，其實際結(jié)晶的溫度就越低，過 冷度 T也就越大。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金

6、屬材料與熱處理第一章金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶§ 1-2純金屬的結(jié)晶審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間2.14授課班級11焊接11數(shù)控教學目的掌握純金屬的結(jié)晶過程、晶粒大小對金屬材料的影響、同素異 構(gòu)轉(zhuǎn)變教學重點 和難點重點：純金屬的結(jié)晶過程、晶粒大小對金屬材料的影響、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變難點：晶粒大小對金屬材料的影響、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變復習提問教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、純金屬的結(jié)晶過程2、晶粒大小對金屬材料的影響3、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§1 2純金屬的結(jié)晶一、純金屬的結(jié)晶過程

7、結(jié)晶一一金屬從高溫液體狀態(tài)冷卻凝固為固體(晶體)狀態(tài)的過程。結(jié)晶潛熱一一結(jié)晶的過程中放出的熱量。過冷度一一理論結(jié)晶溫度和實際結(jié)晶溫度(T1)之間存在的溫度差( T= TO T1 )。金屬結(jié)晶時，冷卻越快，其實際 結(jié)晶的溫度就越低，過冷度厶T也就越大。金屬的結(jié)晶過程：二、晶粒大小對金屬材料的影響晶粒愈細，強度、硬度愈高，塑性、韌性也愈好。形核率單位時間、單位體積所形成的晶核數(shù), 用字母N表示。細化晶粒的方法：(1) 增加過冷度(2) 變質(zhì)處理(3) 振動處理三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變一一在固態(tài)下，金屬隨溫度的改變由一 種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象時間 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變青島海洋高級技工學

8、校教案用紙學科金屬材料與熱處理第二章金屬材料的性能§ 2- 1金屬材料的損壞與塑性變形審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授,演示教具授課時間2.24授課班級11焊接11數(shù)控教學目的掌握與變形相關(guān)的幾個概念、金屬的變形、金屬材料的冷塑性 變形與加工硬化教學重點和難點重點:與變形相關(guān)的幾個概念、金屬的變形、金屬材料的冷 塑性變形與加工硬化難點:與變形相關(guān)的幾個概念、金屬的變形、金屬材料的冷 塑性變形與加工硬化復習提問純金屬的結(jié)晶過程、晶粒大小對金屬材料的影響、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、與變形相關(guān)的幾個概念2、金

9、屬的變形3、金屬材料的冷塑性變形與加工硬化四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 2-1金屬材料的損壞與塑性變形一、與變形相關(guān)的幾個概念1、金屬材料的性能使用性能：指材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能， 主要包括力學性能、物 理性能和化學性能。工藝性能：指在制造機械零件的過程中，材料適應各種冷、熱加工和熱 處理的性能。包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能、切削加工 性能和熱處理工藝性能等。2、金屬材料力學性能指材料在外力作用下表現(xiàn)出來的性能，主要有強度、塑性、 硬度、沖擊韌度和疲勞強度等。1. 載荷載荷一一金屬材料在加工及使用過程中所受的外力(1) 靜載荷一一大小不變或變化過

10、程緩慢的載荷。(2) 沖擊載荷一一在短時間內(nèi)以較高速度作用于零件上的 載荷。(3) 交變載荷大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周 期性變化的載荷。2. 內(nèi)力內(nèi)力 工件或材料在受到外部載荷作用時， 為保持其不變形，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的一種與外力相對抗的力，稱為。3. 應力應力一一假設作用在零件橫截面上的內(nèi)力大小均勻分布， 單位橫截面積上的內(nèi)力。R應力，Pa；RFSF:外力，N;S:橫截面面積，m2形變強化（加工硬化）冷塑性變形除了使晶粒的外形發(fā)生變化外，還會使晶粒內(nèi)部的位錯密度增加，晶格畸變加劇, 從而使金屬隨著變形量的增加，使其強度、硬度提高，而塑 性、韌性下降。金屬的塑性變形，在外形變化的同時，晶

11、粒的形狀也會發(fā)生 變化。通常晶粒會沿變形方向壓扁或拉長。金屬塑性變形的影響因素:1. 晶粒位向的影響2. 晶界的作用3. 晶粒大小的影響青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第二章金屬材料的性能§ 2-2金屬的力學性能審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間2.27授課班級11焊接11數(shù)控教學目的掌握強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度教學重點和難點重點：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度難點：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度復習提問與變形相關(guān)的幾個概念、金屬的變形、金屬材料的冷塑性變形 與加工硬化教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（

12、2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、強度2、塑性3、硬度4 、沖擊韌性5 、疲勞強度四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）力一伸長曲線§ 2-2金屬的力學性能任何機械零件或工具，在使用過程中，往往要受到各種形式外力的作用，這就要求金屬材料必須具有一種承受機械載荷而不超過許可變形或不破壞的能力，這種能力就是材料的力學性能一、強度強度一一金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力其大小用應力表示抗拉強度一一拉伸實驗測定抗壓強度抗剪強度抗扭強度抗彎強度彈性變形階段 屈服階段 強化階段 縮頸階段強度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。3. 強度指標(1) 屈服強度當金屬材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，

13、在實驗期間發(fā)生塑性變F形而力不增加的應力點。屈服強度分為上屈服 s J(MPa)強度FeH和下屈服強度CT S材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應力F s：試樣屈服時所承受的拉伸力A 0 :試樣原始橫截面積2.抗拉強度Fbb (MPa)A抗拉強度一一材料在斷裂前所能承受的最大的應力。藝b:指試樣拉斷前所承受的最大拉應力。Fb:試樣在拉斷前所承受的最大載荷條件屈服極限：有些塑性較低的材料沒有明顯的屈服點，難于確定產(chǎn)生塑性變形的最小應力。故規(guī)定當試樣產(chǎn)生0.2%的塑性變形時所對應的應力作為材料開始產(chǎn)生明顯塑性變 形時的屈服強度，稱為條件屈服極限零件設計時對塑性材料采用屈服強度；脆性材料采用抗拉強度。二、塑性

14、塑性一一材料受力后在斷裂前產(chǎn)生塑性變形的能力1斷后伸長率A試樣拉斷后，標距的伸長量與原始標距之比的百分率。A Lu LoLo2.斷面收縮率Z試樣拉斷后，縮頸處面積變化量與原始橫截面面積比值的百 分率。Z So Su 100%So【例】有一直徑d =10mm, Lo=100mm的低碳鋼試樣， 拉身實驗時測得 FeL=21kN , Fm=29kN , du=5.65mm, Lu=138mm。求此試樣的 ReL、Rm、A11.3、Z。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第二章金屬材料的性能§ 2-2金屬的力學性能審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間2.274.64

15、.10授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度教學重點 和難點重點：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度難點：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度復習提問與變形相關(guān)的幾個概念、金屬的變形、金屬材料的冷塑性變形 與加工硬化教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、強度2、塑性3、硬度4 、沖擊韌性5 、疲勞強度四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 2-2金屬的力學性能1、硬度硬度指金屬材料抵抗外物壓入其表面的能力，也是衡量金屬 材料軟硬程度的一種力學性能指標。洛氏硬度試驗機維氏硬度試

16、驗機工程上常用的有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。 用鋼球為壓頭：HBS,常用范圍HBS v 450優(yōu)缺點(1) 測量值較準確，重復性好，可測組織不均勻材料(鑄鐵)(2) 可測的硬度值不高(3) 不測試成品與薄件(4) 測量費時，效率低*用硬質(zhì)合金為壓頭：HBW表示，較少用。表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符號、壓頭直徑、實驗力及實驗力 保持時間表示。當保持時間為1015s時可不標。例：170HBW10/1000/30:直徑10mm的壓頭，在9807N (1000kg)的試驗力作用下，保持30 s時測得的布氏硬度值為170。600HBW1/30/20:直徑為1mm壓頭，在294.2N (30kg

17、)的實驗力作 用下，保持20 s時測得的布氏硬度值為600。應用范圍：主要用于測定鑄鐵、有色金屬及退火、正火、調(diào)質(zhì)處理后的各種軟鋼等硬度較低的材料。2.洛氏硬度I,洛氏硬度計表盤表示方法洛氏硬度的測定走卜1紙龍觸it航I5W:HT例：45HRC表示用C標尺測定的洛氏硬度值為45的洛氏硬度標尺。符號HR前面的數(shù)字表示硬度值。HR后面的字母表示不同優(yōu)缺點(1) 試驗簡單、方便、迅速(2) 壓痕小，可測成品，薄件(3) 數(shù)據(jù)不夠準確，應測三點取平均值(4) 不應測組織不均勻材料，如鑄鐵。四、沖擊韌性沖擊韌性 金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力材料的沖擊韌性用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定。圖1-6沖

18、擊試驗原理*五、疲勞強度由于所承受的載荷為交變載荷，零件承受的應力雖低于材料 的屈服強度，但經(jīng)過長時間的工作后，仍會產(chǎn)生裂紋或突然 發(fā)生斷裂。金屬這樣的斷裂現(xiàn)象稱為 疲勞斷裂。金屬材料抵 抗交變載荷作用而不產(chǎn)生破壞的能力稱為疲勞強度。疲勞極 限用符號R1表示。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第二章金屬材料的性能§ 2-3金屬的工藝性能審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間2.284.12授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能及熱處理 性能教學重點 和難點重點：鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能及熱 處

19、理性能難點：鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能及熱 處理性能復習提問強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、鑄造性能2、鍛壓性能3、焊接性能4、切削加工性能及熱處理性能四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 2-3金屬的工藝性能金屬材料的一般加工過程鑄件熱鍛鑄錠板料、棒材、 熱軋f型材、管材機加工機加工焊接_機加工冷軋、冷拔、冷沖金屬材料的工藝性能金屬材料對不同加工工藝方法的適應能力。它包括鑄造性能、鍛造性能、切削加工性能和焊 接性能、熱處理性能等。一、鑄造性能 鑄造成形過程中

20、獲得外形準確、內(nèi)部健全鑄件的能力，主要 取決于金屬的流動性、收縮性和偏析傾向等。1流動性熔融金屬的流動能力2.收縮性鑄造合金由液態(tài)凝固和冷卻至室溫的過程中，體積 和尺寸減小的現(xiàn)象。3.偏析傾向金屬凝固后，內(nèi)部化學成分和組織不均勻現(xiàn)象。二、鍛壓性能用鍛壓成形方法得優(yōu)良鍛件的難易程度。常用 塑性和變形抗 力兩個指標來綜合衡量。三、焊接性能金屬材料對焊接加工的適應性，也就是在一定焊接工藝條件 下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。對碳鋼和低合金鋼而言，焊接性能主要與其化學成 分有關(guān)（其中碳的影響最大）。四、切削加工性能及熱處理性能1切削加工性能切削加工性能一一切削金屬材料的難易程度。一般用工件切 削時的切

21、削速度、切削抗力的大小、斷屑能力、刀具的耐用 度以及加工后的表面粗糙度來衡量。表面加工硬化一一切削塑性金屬材料時，工件在加工表面層的硬度明顯提高而塑性下降的現(xiàn)象。2.熱處理性能淬透性淬硬性過熱敏感性變形開裂傾向回火脆性傾向氧化脫碳傾向青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第三章鐵碳合金§ 3 - 1合金及其組織審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間3.5授課班級11焊接11數(shù)控教學目的掌握合金及其組織的各定義教學重點和難點重點：合金及其組織的各定義 難點:合金及其組織的各定義復習提問強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘

22、）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、合金的基本概念2、合金的組織四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 3-1合金及其組織黑色金屬一一以鐵及以鐵碳為主的合金（鋼鐵） 有色金屬一一其他金屬及其合金。金K材料灰鑄鐵 I鑄鐵有色金展廠1銅及合金 I3S55ZI球墨鑄鐵IL-T3SSE11硬質(zhì)合金一、合金的基本概念 合金以一種金屬為基礎，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。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。相一一合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的組成部分。 組織合金中不

23、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。二、合金的組織1.固溶體：一種組元的原子溶入另一組元的晶格中所形成的均勻固相。間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格中而形成的固溶體。 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 成的固溶體。2. 金屬化合物：在合金中，當溶質(zhì)含量超過固溶體的溶解 度時，除可形成固溶體外，還將出現(xiàn)新的相，其晶體結(jié)構(gòu)不 同于任一組元，而是組元之間相互作用形成一種具有金屬特 性的物質(zhì)。3. 混合物：兩種或兩種以上的相按 定的質(zhì)量百分數(shù)組成 的物質(zhì)。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第三章鐵碳合金§

24、3-2鐵碳合金的基本組織與性能審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間3.63.22授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或Cm、珠光體（P）、萊氏體（Ld）教學重點和難點重點：鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或Cm、珠光體（P）、萊氏體（Ld）難點:鐵碳合金的基本組織與性能復習提問合金及其組織的各定義教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、鐵素體（F）2、奧氏體（A）3、滲碳體（Fe3C或Cn）4、珠光體（P）5、萊氏體（Ld）四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2

25、分鐘）§ 3-2鐵碳合金的基本組織與性能一、鐵碳合金的基本組織1鐵素體（F）碳溶于a Fe中的固溶體，它保持體心立方晶格結(jié)構(gòu)。 溶解度（0.008%-0.02%），故性質(zhì)接近純鐵，強度、硬度低, 塑性、韌性好。2.奧氏體（A）碳溶于丫 一Fe中的固溶體，保持面心立方晶格結(jié)構(gòu)。溶 解度（0.77% -2.11%）,其強度和硬度略高于鐵素體，塑性、 韌性較好。圖1-16奧氏體的顯微組織3.滲碳體（Fe3C）鐵和碳組成的金屬化合物，復雜斜方晶體結(jié)構(gòu)。含碳量為6.69%，其硬度很高，塑性、韌性幾乎為零，脆性極大, 在一定條件下分解為鐵和石墨4.珠光體 P ( F+Fe 3C)珠光體是鐵素體和

26、滲碳體的機械混合物。其顯微組織珠 光體強度較高，塑性、韌性和硬度介于滲碳體和鐵素體之間5萊氏體Ld727C以上為高溫Ld (A+ Fe 3C) 727C以下為低溫Ld' ( P+ Fe 3C)力學性能與Fe 3C相似，硬而脆青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第三章鐵碳合金§ 3 3鐵碳合金相圖審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間3.123.233.27授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握鐵碳合金相圖的組成、Fe- Fe3C相圖中特性點、線的含義及 各區(qū)域內(nèi)的組織、鐵碳合金的分類、鐵碳合金的成分、組織與性能的關(guān)系、Fe- Fe3C相圖的應用教

27、學重點 和難點重點:鐵碳合金相圖的組成，鐵碳合金的成分、組織難點：Fe- Fe3C相圖中特性點、線的含義復習提問鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或CR、珠光體（P）、萊氏體（Ld）教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、鐵碳合金相圖的組成2、Fe Fe3C相圖中特性點、線的含義3、鐵碳合金的分類4、鐵碳合金的成分、組織與性能的關(guān)系5、Fe Fe3C相圖的應用四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 3-3鐵碳合金相圖一、鐵碳合金相圖的組成鐵碳合金相圖一一表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）的條件下， 不同成分的鐵碳合金

28、的狀態(tài)或組織隨溫度變化的圖形。在鐵碳合金中，鐵和碳可以形成一系列的化合物， 如Fe3C、Fe2C、FeC 等。相圖上的特性線和點如下：1）ACD線（液相線）。當金屬液冷卻到此線時開始結(jié)晶，在 此線以上區(qū)域為液相。2）AECF（固相線）。當合金冷卻到此線時，金屬液全部結(jié) 晶為固相，在此線以下區(qū)域為固相。3）A點。純鐵的熔點（1538C）。4）D點。滲碳體的熔點（1227C ）。5）C點。共晶點，溫度11480C,成分4.3%C。共晶：指合金 在一定的條件（溫度、成分）下，由液體合金中同時結(jié)晶出兩 種不同的晶體，而形成一種特殊的共晶體組織的轉(zhuǎn)變。即L4.3%C1148°CLd4.3%C

29、A2.11%CFe3C6.69%C6）ECF（共晶線）。含碳量在2.11%6.69%的鐵碳合金， 冷卻到此線時（1148度），將發(fā)生共晶反應，同時結(jié)晶出奧 氏體和滲碳體的共晶混合物萊氏體。7）ES線。是碳在 中的溶解度曲線，E點表示在11480C時碳在中的最大溶解度為2.11%。隨著溫度降低，溶解度下降，即含碳量大于0.77%的奧氏體冷卻過程中都將從奧 氏體中析出滲碳體（次生滲碳體），常稱為Acm線8）GS線。是冷卻過程不同含碳量的奧氏體中析出鐵素體的 轉(zhuǎn)變線，常稱為A3線。9）S點。共析點，溫度7270C,成分0.77%。共析轉(zhuǎn)變：指 合金在一定條件下，由一種固相轉(zhuǎn)變成兩個固相的機械混合 物

30、的過程。即：10）PSK線（共析線）。含碳量在0.02%6.69%的鐵碳合金，冷卻到此線時（7270C）,將發(fā)生共析反應，從奧氏體中同時 結(jié)晶出鐵素體和滲碳體的共析混合物珠光體。即A1線。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第三章鐵碳合金§ 3 3鐵碳合金相圖審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間4.94.103.29授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握鐵碳合金相圖的組成、Fe- Fe3C相圖中特性點、線的含義及 各區(qū)域內(nèi)的組織、鐵碳合金的分類、鐵碳合金的成分、組織與性能的關(guān)系、Fe- Fe3C相圖的應用教學重點 和難點重點:鐵碳合金相圖的組成，鐵碳合

31、金的成分、組織難點：Fe- Fe3C相圖中特性點、線的含義復習提問鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或CR、珠光體（P）、萊氏體（Ld）教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、鐵碳合金相圖的組成2、Fe Fe3C相圖中特性點、線的含義3、鐵碳合金的分類4、鐵碳合金的成分、組織與性能的關(guān)系5、Fe Fe3C相圖的應用四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 3 -3鐵碳合金相圖五、鐵碳合金分類（據(jù)C8不同分）根據(jù)含碳量的不同，鐵碳合金可分為鋼和鑄鐵兩大類：第一類 鋼 含碳量小于2.11 %的鐵碳合金，按室溫組織 不

32、同又可分為三類，以0.77 %為界：* 亞共析鋼一一含碳量V 0.77 %* 共析鋼一一含碳量=0.77 %* 過共析鋼一一含碳量0.77 %第二類 鑄鐵 即生鐵 含碳量為2.11 %6.69 %的鐵碳 合金，安室溫組織的不同，分為三類：*亞共晶鑄鐵一一含碳量V 4.3 %*共晶鑄鐵一一含碳量=4.3 %*過共晶鑄鐵一一含碳量4.3 %六、鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變1. 鋼的結(jié)晶過程1）共析鋼（T8鋼）1點以上L1 2L+ A23 A3 點A- P3點以下P時間亞共析鋼的結(jié)晶過程室溫組織：P2）亞共析鋼（45鋼）1點以上L1 2L+32 3A+L3 4A45 A+F5點A- P5 點以下P+F亞共析鋼

33、的結(jié)晶過程3）過共析鋼（T10）1點以上 L12L+A23A34A+Fe3CII4 點A- P4 點以下 P+Fe3CII過共析鋼的結(jié)晶過程2.白口鑄鐵的結(jié)晶過程七、鐵碳相圖的應用1、選用材料：由鐵碳相圖可知，合金中隨著含碳量的不同，其 組織各不相同，從而導致其力學性能不同。因此，我們就 可以根據(jù)機器零件所要求的性能來選擇不同含碳量的材 料。2、叛斷切削加性能：低碳鋼中鐵素體較多，塑性好，加工性不好；中 碳鋼中鐵素體含量比例適當，鋼的硬度適當，易于加工。3、制定熱加工工藝：在鑄造工藝方面，根據(jù)相圖可以確定合適的熔化 溫度和澆注溫度，含碳量為4.3%的鑄鐵鑄造性最好；在鍛 造工藝方面，可以選擇鋼

34、材的軋制和鍛造的溫度范圍應在 奧氏體區(qū)。4、應用于熱處理生產(chǎn)：由相圖可知合金在固態(tài)加熱和冷卻過程中均有組 織的變化，可以進行熱處理。并且可以正確選擇加熱溫度青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第三章鐵碳合金§ 3-4碳素鋼審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，演示教具授課時間4.164.173.304.3授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握鋼中常存元素及其對性能的影響、碳素鋼的分類、碳素鋼牌號及用途教學重點和難點重點:鋼中常存元素及其對性能的影響、碳素鋼的分類、碳素鋼牌號及用途難點:碳素鋼牌號及用途復習提問鐵素體（F）、奧氏體（A）、滲碳體（Fe3C或CR、珠光體（P

35、）、萊氏體（Ld）教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）1、鋼中常存元素及其對性能的影響2、碳素鋼的分類3、碳素鋼牌號及用途四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 3-4 碳素鋼碳素鋼一一簡稱碳鋼，是最基本的鐵碳合金。它是指在冶煉 時沒有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。一、鋼中常存元素及其對性能的影響錳一一有益元素，有很好的脫氧能力，還可與硫形成MnS從而消除了硫的有害作用。硅有益兀素，脫氧能力比錳強，還能提高鋼的強度及質(zhì)量，硅作為雜質(zhì)一般應不超過 0.4%。硫一一有害元素，常以Fe

36、S形式存在，易使鋼材變 脆（熱脆性）。磷一一有害元素，它使鋼在低溫時變脆（冷脆性） 氫一一有害元素，能造成氫脆、白點等缺陷。二、碳素鋼的分類1. 按鋼的含碳量分低碳鋼：CX 0.25 %中碳鋼：C=0.25 %0.60 %咼碳鋼：C> 0.60 %2.按鋼的質(zhì)量分普通鋼：S< 0.050%,P< 0.045 %優(yōu)質(zhì)鋼：S< 0.035%,P< 0.035 %高級優(yōu)質(zhì)鋼：S< 0.025 %, P< 0.025 %3. 按鋼的用途分結(jié)構(gòu)鋼：含碳量一般均小于0.70%工具鋼：含碳量一般均大于0.70%4. 按冶煉時脫氧程度的不同分沸騰鋼：脫氧程度不完全的鋼

37、鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度完全的鋼半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼三、碳素鋼牌號及用途化學元素符號+漢語拼音字母+阿拉伯數(shù)字1. (普通)碳素結(jié)構(gòu)鋼2. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼3. 碳素工具鋼4. 鑄造碳鋼1.(普通)碳素結(jié)構(gòu)鋼(1) 屈服強度字母Q(2) 屈服強度數(shù)值(3) 質(zhì)量等級符號：A、B、C、D級，從A到D依次提 高。(4) 脫氧方法符號：F沸騰鋼b半鎮(zhèn)靜鋼Z鎮(zhèn)靜鋼TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼（Z與TZ符號在鋼號組成表示方法中予以省略）2. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的 萬分數(shù)。45表示平均含碳量為0.45 %的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08表示平均含碳量為0.08 %的優(yōu)質(zhì)

38、碳素結(jié)構(gòu)鋼3. 碳素工具鋼牌號以漢字“碳”的漢語拼音字母字頭“ T”及后面的阿拉 伯數(shù)字表示，其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分數(shù)。例如：T8表示平均含碳量為0.80 %的優(yōu)質(zhì)碳素工 具鋼。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在牌號后面標以字母A。4. 鑄造碳鋼牌號由“鑄鋼”兩漢字的漢語拼音字母字頭“ ZG后面加 兩組數(shù)字組成：第一組數(shù)字代表屈服強度，第二組數(shù)字代表 抗拉強度值。例如：ZG270-500表示屈服強度不小于 270MPa抗拉強度不小于500MPa的鑄造碳鋼。青島海洋高級技工學校教案用紙學科金屬材料與熱處理第四章鋼的熱處理§ 4- 1熱處理的原理及分類審批簽 字授課時數(shù)2授課方法講授，

39、演示教具授課時間4.234.13授課班級11焊接11數(shù)控11機電教學目的掌握熱處理概念、分類、熱處理工藝曲線；鋼加熱及保溫得目 的。了解鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變。了解 A晶粒的長大。教學重點 和難點重點:熱處理概念、分類、熱處理工藝曲線；鋼加熱及保溫 得目的。難點:熱處理概念、分類、熱處理工藝曲線；鋼加熱及保溫 得目的。復習提問碳素鋼的牌號教學內(nèi)容、方法和過程附記一、組織教學（1分鐘）二、復習提問（2分鐘）三、新授內(nèi)容（80分鐘）四、課堂小節(jié)（5分鐘）五、布置作業(yè)（2分鐘）§ 4- 1熱處理的原理及分類空冷后水冷后概論:1、熱處理:熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝.2、熱處理的目的：、 提高零件的使用性能；、充分發(fā)