機(jī)械常識與鉗工技能電子教案 模塊四 常用工程材料

模塊四常用工程材料教案章節(jié)單元一常用金屬材料教學(xué)目的知識目標(biāo)：1.了解金屬的力學(xué)性能，包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等概念。2.理解金屬的工藝性能及其相關(guān)影響因素。3.描述金屬材料的類型、用途。技能目標(biāo)：1.能夠正確認(rèn)識常用金屬材料的類型、用途。2.能夠根據(jù)零件的使用條件和要求，正確選用不同性能的金屬材料。3.掌握常用工程用鋼和有色金屬及其合金的性能、用途。素養(yǎng)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行歸納、整理的能力。2.引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和創(chuàng)新意識。教學(xué)重點(diǎn)1.能夠正確認(rèn)識常用金屬材料的類型、用途；2.能夠根據(jù)零件的使用條件和要求，正確選用不同性能的金屬材料；3.掌握常用工程用鋼和有色金屬及其合金的性能、用途；教學(xué)難點(diǎn)常用金屬材料的性能教學(xué)方法Ppt教學(xué)教具掛圖視頻資料、教具掛圖授課班級授課日期教學(xué)后記教學(xué)過程引言金屬是由單一元素構(gòu)成的具有特殊光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的物質(zhì)。合金是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物質(zhì)。金屬材料是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，具有金屬特性的物質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容正文4.1.1金屬材料的力學(xué)性能機(jī)械零件或工具在使用過程中往往要受到各種形式的外力作用。這就要求金屬材料必須具有一種承受機(jī)械載荷而不超過許可變形及不被破壞的能力，這種能力就是材料的力學(xué)性能。一、強(qiáng)度金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度。二、塑性材料受力后在斷裂之前產(chǎn)生塑性變形的能力稱為塑性。塑性好的材料，易于變形加工，而且在受力過大時，首先發(fā)生塑性變形而不致突然斷裂，因此比較安全。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。它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)。硬度越高，材料的耐磨性越好。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。五、疲勞強(qiáng)度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(qiáng)度。4.1.2金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能是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、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等。一、鑄造性能鑄造性能是鑄造成形過程中獲得外形準(zhǔn)確、內(nèi)部無明顯缺陷鑄件的能力。二、鍛壓性能用鍛壓成形方法獲得優(yōu)良鍛件的難易程度稱為鍛壓性能。三、焊接性能焊接性能是金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性，即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。四、切削加工性能切削材料的難易程度稱為材料的切削加工性能。影響切削加工性能的因素主要有化學(xué)成分、組織狀態(tài)、硬度、韌性、導(dǎo)熱性及形變強(qiáng)化等。五、熱處理性能熱處理是改善鋼切削加工性能的重要途徑，也是改善材料力學(xué)性能的重要途徑4.1.3非合金鋼非合金鋼是指鋼中各元素含量低于規(guī)定值的鐵碳合金。一、非合金鋼的分類（一）按非合金鋼的含碳量分類1.低碳鋼含碳量≤0.25%。2.中碳鋼含碳量為0.25%~0.6%。3.高碳鋼含碳量≥0.60%。（二）按非合金鋼的質(zhì)量等級分類1.普通碳素鋼2.特殊質(zhì)量碳素鋼3.優(yōu)質(zhì)碳素鋼（三）按非合金鋼的用途分類1.碳素結(jié)構(gòu)鋼2.碳素工具鋼（四）其他分類方法非合金鋼還可以從其他角度進(jìn)行分類。例如，按專業(yè)領(lǐng)域分為鍋爐用鋼、橋梁鋼、礦用鋼等;按冶煉方法分為轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼等。二、常用非合金鋼的性能和用途（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼是工程中應(yīng)用最多的鋼種，其產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的70%~80%。（二）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中所含硫、磷及非金屬雜物較少，常用于制造重要的機(jī)械零件，使用前一般都要經(jīng)過熱處理來改善力學(xué)性能。（三）碳素工具鋼由于大多數(shù)工具都要求高硬度和高耐磨性，故碳素工具鋼的含碳量均在0.70%以上，都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼。4.1.4合金鋼合金鋼——在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為了改善鋼的性能，在冶煉時有目的地加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。合金鋼的分類按用途分類合金結(jié)構(gòu)鋼：用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的鋼。合金工具鋼：用于制造各種工具的鋼，可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼等。特殊性能鋼：具有某種特殊物理、化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。按合金元素總含量分類低合金鋼：合金元素總含量＜5％。中合金鋼：合金元素總含量5％～10％高合金鋼：合金元素總含量＞10％常用合金結(jié)構(gòu)鋼的用途合金結(jié)構(gòu)鋼主要指機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼，它主要用于制造機(jī)械零件等。合金滲碳鋼用于制造既具有優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性，又能承受沖擊載荷的零件。合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼用于制造一些受力較復(fù)雜的，要求具有良好的綜合力學(xué)性能的重要結(jié)構(gòu)件。3、合金彈簧鋼4、滾動軸承鋼主要用來制造各種滾動軸承的內(nèi)外圈及滾動體（滾珠、滾柱、滾針），也可用來制造各種工具和耐磨零件。三、合金工具鋼合金工具鋼按用途可分為合金刃具鋼、合金模具鋼和合金量具鋼。1.合金刃具鋼合金刃具鋼主要用來制造車刀、銑刀、鉆頭等各種金屬切削刀具。2.合金模具鋼用于制造模具的鋼稱為模具鋼。3.合金量具鋼量具是測量工件尺寸的工具，如游標(biāo)卡尺、量規(guī)和樣板等。4.1.5有色金屬與硬質(zhì)合金常用的有色金屬有銅與銅合金、鋁與鋁合金、鈦與鈦合金和滑動軸承合金等。一、銅與銅合金由于銅與銅合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗磁性、耐腐蝕性和工藝性，故它們在電氣工業(yè)、儀表工業(yè)、造船業(yè)及機(jī)械制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。1、純銅(Cu)純銅呈紫紅色，故又稱為紫銅。2、銅合金為了滿足制作結(jié)構(gòu)件的要求，工業(yè)上廣泛采用在銅中加入合金元素而制成性能得到強(qiáng)化的銅合金，常用的銅合金可分為：黃銅、白銅、青銅。二、鋁與鋁合金鋁是一種具有良好的導(dǎo)電傳熱性及延展性的輕金屬。鋁中加入少量的銅、鎂、錳等，形成堅(jiān)硬的鋁合金。鋁與鋁合金的性能特點(diǎn)（1）密度小，熔點(diǎn)低，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，磁化率低（2）抗大氣腐蝕性能好（3）加工性能好學(xué)生活動1.熟悉常用金屬材料的分類。2.掌握常用金屬材料的各種性能。章節(jié)單元二工程塑料教學(xué)目的知識目標(biāo)：了解新型工程塑料的發(fā)展。理解通用塑料及工程塑料的基本性能和用途。能通過查閱相關(guān)資料進(jìn)行中外材料的對照。技能目標(biāo)：掌握通用塑料的基本特性及用途。概述工程塑料的基本性能和用途。探討工程塑料的發(fā)展前景。素養(yǎng)目標(biāo)：遵守職業(yè)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生高度的工作責(zé)任感與嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作作風(fēng)。培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作，相互交流，積極探討，分析解決問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)1、掌握通用塑料的基本特性及用途；2、概述工程塑料的基本性能和用途；教學(xué)難點(diǎn)通用塑料的基本特性及用途；教學(xué)方法直觀演示法視頻教學(xué)教具掛圖視頻資料、教具掛圖授課班級授課日期教學(xué)后記教學(xué)過程引言塑料是一種以合成或天然的高分子化合物為主要成分，在一定的溫度和壓力條件下，可塑制成一定形狀，當(dāng)外力解除后，在常溫下仍能保持其形狀不變的材料。教學(xué)內(nèi)容正文4.2.1通用塑料通用塑料是指常用塑料，這類塑料用途廣、價錢平。通常是指聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙?。≒VC）、聚苯乙烯（PS）。ABS等。使用量大，長期使用溫度在100~150℃，可作為結(jié)構(gòu)材料使用的塑料材料。通用塑料的主要性能特點(diǎn)：1.拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、剛性、耐磨性較好；但易受溫度和濕度的影響；2.在低溫和干燥條件下具有良好的電絕緣性，但在潮濕的環(huán)境中，電阻率和介電強(qiáng)度會降低，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗明顯增大；3.熔融溫度比較高，熔融溫度范圍比較窄，有明顯的熔點(diǎn)，熱導(dǎo)率很低。主要應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)械工業(yè)、電子電器、包裝材料、光學(xué)材料、醫(yī)療器械、生活日用品等方面。4.2.2工程塑料工程塑料是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料，有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。工程塑料的性能特點(diǎn)主要是：1.具有優(yōu)良的耐