金属材料与热处理教案第五版1章.docx

1、金属材料与热处理教案第五版1章广东省阳江市技工学校教 案编号：QD1420 版本号：A/0 流水号： 共 5 页 （首页）科目金属材料与热处理 （第五版）绪论第 一 章 第1节课题：绪论金属的晶体结构授课日期课时2班级授课方式讲授法、练习法、讨论法作业题数3拟用时间45min教学目的1、明确学习本课程的意义。2、了解本课程的基本内容和学习特点。3、熟悉金属的晶体结构，了解晶体的结构缺陷。选用教具挂图挂图重点1、对金属及其合金的初步认识。2、金属的晶格类型。3、晶体的缺陷。难点组织、性能、热处理及相互间的关系。教学回顾 说明审阅签名： 年 月 日教 学 过 程第 1 页2min3min讲授法7m

2、in讲授法板书8min讲授法组织教学 清点人数，稳定学生情绪。新课导入 作为一名机械行业的技术工人，从手中的工具到加工的零件，每天都要与各种各样的金属材料打交道，为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥材料的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。因此，我们需要比较深入地学习和了解金属材料的相关知识，金属材料与热处理正是这样一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。新课讲授 绪论一、有关的概念 金属由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质，如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。合金由一种金属

3、元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的材料。金属材料金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。 二、课程主要内容 1、金属材料的基本知识 主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。2、金属的性能主要介绍金属的力学性能和工艺性能。3、金属学基础知识主要介绍铁碳合金的组织及铁碳合金相图 。4、金属材料主要介绍碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的常用牌号、成分、组织、性能及用途。5、热处理基本知识主要介绍热处理的原理（钢在加热、保温、冷却时的组织转变）和热处理的工艺（退火、正火、淬火、回火、表面热处理等）及常用材料的典型

4、热处理工艺。教 学 过 程第 2 页10min讲授法讨论回答板书讲授法比较法20min讲授法1-1 金属的晶体结构一、晶体与非晶体 结构特点 思考与讨论：你能区分玻璃、石英、蜂蜡、食盐等是晶体还是非晶体吗？晶体和非晶体的对比：项目晶体非晶体定义原子呈有序、有规则排列的物质 原子呈无序、无规则堆积物质 性能特点具有规则的几何形状 有一定的熔点，性能呈各向异性 没有规则的几何形状 有固定的熔点，性能呈各向同性 典型物质石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶 二、金属的晶格类型 晶格类型金属中原子排列的规律。 晶格为了清楚地表示晶体中原子排列的规律，将原子简化为一个质

5、点，再用假想的线将它们连接起来，形成一个能反映原子排列规律的空间格架。 晶胞晶格中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。教 学 过 程第 3 页比较法板书5min讲授法10min讲授法常见的三种金属晶格类型：（85%的金属）名称结构特点晶胞示意图典型金属体心立方晶格晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体的中心铬（Cr）、钒（V）、钨（W）、钼（Mo）及-Fe面心立方晶格晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体六个面的中心铝（Al）、铜（Cu）、铅（Pb）、镍（Ni）及-Fe密排六方晶格晶胞是一个正六棱柱体，原子排列在柱体的每个顶角上和上、下底面的中心，另外三个原

6、子排列在柱体内镁（Mg）、铍（Be）、镉（Cd）、及锌（Zn）三、单晶体与多晶体 晶粒组成金属的大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体。晶界晶粒间交界的地方称为晶界。单晶体只由一个晶粒组成的晶体。各向异性。多晶体由很多晶粒组成的晶体。普通金属材料都是多晶体。各向同性。四、晶体的缺陷 晶体缺陷由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，把这种晶体中原子紊乱排列的现象称为晶体缺陷。常见的几种晶体缺陷及影响类型名称对性能的影响点缺陷间隙原子在宏观上，使材料的强度、硬度和电阻增加，同时处于缺陷处的原子易于移动。空位原子置代原子线缺陷刃位错在位错周围，由于错排

7、晶格产生较严重的畸变，所以内应力较大。位错很容易在晶体中移动，位错的存在在宏观上表现为：使得金属材料的塑性变形更加容易。面缺陷晶界在宏观上表现为晶界较晶粒内部具有更高的强度和硬度。因此，晶界越多，金属材料的力学性能越好。亚晶界教 学 过 程第 4 页20min巡回指导法5min讲授法练习 课本P11页：第1、2、3题。小结 5 1、课程的主要内容，金属及其合金的初步认识。2、金属的晶格类型体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。3、晶体的缺陷类型点缺陷、线缺陷、面缺陷。作业习题册：P1、P2、P3页相关的习题 。广东省阳江市技工学校教 案编号：QD1420 版本号：A/0 流水号： 共 4

8、页 （首页）科目金属材料与热处理 （第五版）第 一 章 第2节课题：纯金属的结晶授课日期课时2班级授课方式讲授法、练习法、讨论法作业题数4拟用时间45min教学目的1、了解纯金属的结晶过程。2、掌握晶粒大小对金属材料性能的影响。3、掌握纯金属的同素异构转变。选用教具挂图挂图重点1、纯金属的结晶过程和铁的同素异构转变。难点1、纯金属的结晶过程和纯铁冷却曲线。教学回顾 说明审阅签名： 日期： 年 月 日教 学 过 程第 1 页2min3min讲授法4min讲授法板书16min讲授法板图讨论法板书组织教学 清点人数，稳定学生情绪。新课导入 工业上使用的金属材料通常要经过液态和固态的加工过程。例如制造

9、机器零件的钢材，要经过冶炼、注锭、轧制、锻造、机加工和热处理等工艺过程。生产上将金属凝固称为结晶。新课讲授 1-2 纯金属的结晶 结晶金属从高温液体状态冷却凝固为固体（晶体）状态的过程。 结晶潜热结晶的过程中放出的热量。 一、纯金属的结晶过程 过冷度理论结晶温度和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差（T= T0 T1）。金属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低，过冷度T也就越大。图1-5 结晶时的冷却曲线及过冷度示意图思考与讨论：为什么纯金属的结晶在结晶过程中，温度保持不变？金属的结晶实质：晶核的产生和长大过程。教 学 过 程第 2 页分析讲解图15min讲授法板书20min讲授法板书分析

10、讲解转变式图1-6 金属结晶过程示意图二、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。细化晶粒的方法：1、增加过冷度 2、变质处理 3、振动处理 三、同素异构转变 金属的同素异构转变在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。 具有同素异构转变的金属有：铁、钴、钛、锡、锰等。同一金属的同素异构晶体按其稳定存在的温度，由低温到高温依次用希腊字母，等表示。铁的同素异构转变式： （体心立方晶格）（面心立方晶格）（体心立方晶格） 金属的同素异构转变也是一种结晶过程。又称重结晶。教 学 过 程第 3 页25min巡回指导法5min讲授法练习 课本P11页：第4、5、6、7题。小结 1、纯金属的结晶过程。2、细化晶粒的方法增加过冷度、变质处理、振动处理。3、铁的同素异转变。作业习题册： P2、P3、P4页相关的习题 。