《數(shù)控加工機(jī)械基礎(chǔ)》教案-高等教育出版社

PAGEPAGE4《數(shù)控加工機(jī)械基礎(chǔ)》教案（高等教育出版社，，主編：浙江省教育廳職成教教研室組編）項(xiàng)目一，常用金屬材料。第1教案課題：材料的發(fā)展（1課時(shí)）教學(xué)要求：了解學(xué)習(xí)本課程的目的了解本課程的基本內(nèi)容及其發(fā)展史了解金屬材料在各行業(yè)中的應(yīng)用重點(diǎn)：課程是研究金屬材料的成份、組織、熱處理與金屬材料的性能間的關(guān)系和變化規(guī)律的學(xué)科。教學(xué)過程：為什么要學(xué)習(xí)機(jī)械工程材料？工程材料是現(xiàn)代技術(shù)中四大支柱之一。目前，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的金屬材料，在各種機(jī)器設(shè)備所用材料中，約占90%以上。金屬材料來源豐富，具有優(yōu)良的使用性能與工藝性能。高分子材料和陶瓷材料具有一些特性，如耐蝕、電絕緣性、隔音，減振，耐高溫(陶瓷材料)、質(zhì)輕，原料來源豐富、價(jià)廉以及成型加工容易等優(yōu)點(diǎn)，工程材料：1金屬材料2非金屬材料：【高分子材【陶瓷材料【復(fù)合材料未來發(fā)展方向：主要是非金屬材料方向（本章重點(diǎn)內(nèi)容），金屬材料的節(jié)能【板書】一.材料是人類文明和技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。(教師講解“寫給同學(xué)們的話”第一、二段)石器時(shí)代→青銅器時(shí)代→鐵器時(shí)代→鋼鐵時(shí)代→新材料時(shí)代1、司母戊大鼎發(fā)掘歷史；2、新型材料。二．課程作用1．機(jī)械制造和日常生活的基礎(chǔ)知識(shí)；2．學(xué)習(xí)其他后續(xù)工藝學(xué)的基礎(chǔ)。三．課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)要求【講解】在浩瀚的材料世界里，金屬材料是一個(gè)最大的王國(guó)。最早，我們?nèi)祟愂褂玫慕饘俨牧现饕翘烊划a(chǎn)品。（穿插講解材料史話）經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的漫長(zhǎng)歷史過程后，在冶金技術(shù)的推動(dòng)下，我們又從鋼鐵時(shí)代邁進(jìn)了新材料時(shí)代。在人類文明歷程中，金屬材料對(duì)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展，促進(jìn)文明的進(jìn)步，豐富文化的內(nèi)容，改變?nèi)藗兊纳罘绞桨l(fā)揮了巨大作用。當(dāng)今世界，金屬材料已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。離開了金屬材料的“鋼筋鐵骨”，橋梁將斷，艦艇將毀，大廈將傾，工廠將?！驹O(shè)問】同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的生活中看到過哪些金屬（純金屬）？【板書】1．金屬：如鐵、銅、鋁、金、銀等，共有90種。常溫下為固體（除汞外）?！驹O(shè)問】金屬與非金屬比較有哪些特性？學(xué)生自由回答【板書】2．金屬特性：具有金屬光澤；（鐵、鋁等大多數(shù)金屬為銀白色，銅為紫紅色，金為黃色）有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；（銅、鋁是優(yōu)良的導(dǎo)電體）有一定的強(qiáng)度和塑性?！窘涣鳌啃螤钣洃浐辖鸬陌l(fā)現(xiàn)20世紀(jì)60年代初，美國(guó)海軍研究所的的一個(gè)研究小組把一些亂如麻絲的鎳-鈦合金拉直，以便使用。他們無意中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)的時(shí)候，這些已被拉直的鎳-鈦合金突然“記憶”起自己的模樣，又恢復(fù)到彎彎曲曲的“本來面目”。經(jīng)過材料專家的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了鎳-鈦合金絲“變形——恢復(fù)”的現(xiàn)象能重復(fù)進(jìn)行。其實(shí)，類似的現(xiàn)象早在20世紀(jì)50年代初就不止一次被觀察到，只不過當(dāng)時(shí)沒有引起人們的足夠重視。這一發(fā)現(xiàn)引起了科學(xué)家們的極大興趣，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，銅基合金，鐵基合金等都有這種奇妙的記憶本領(lǐng)?！拘〗Y(jié)】金屬：鐵、銅、鋁、金、銀等。合金：碳鋼、鑄鐵、黃銅、青銅等。金屬具有金屬光澤；有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；有一定的強(qiáng)度和塑性【作業(yè)】復(fù)習(xí)緒論，預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第2、3教案課題一【碳鋼】任務(wù)一：認(rèn)識(shí)碳鋼（2課時(shí)）教學(xué)要求：1.明確金屬，掌握合金、金屬材料及其分類，熟悉常見的金屬材料；2.明確金屬特性。3、掌握碳鋼的概念，熟練掌握碳鋼的四種分類。重點(diǎn)：金屬材料金屬特性碳鋼的四種分類。教學(xué)過程：【交流與討論】金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開金屬。請(qǐng)說出下表日常生活中使用的金屬。金屬不同的用途金屬名稱制易拉罐的金屬制作導(dǎo)線的紫紅色金屬燈泡中的燈絲體溫計(jì)中填充的金屬家用熱水瓶?jī)?nèi)壁上的金屬【講解】在通常情況下，金屬單質(zhì)往往無法滿足使用要求。如純銅、純鋁及純鐵質(zhì)軟，強(qiáng)度、硬度很小，無法用來制造承受大載荷的機(jī)械零件和工具。如果我們將一種金屬跟其他金屬(或非金屬)熔合制成具有金屬特性的物質(zhì)就得到合金?！景鍟拷饘俨牧希轰撹F材料—--非合金鋼低合金鋼合金鋼鑄鐵銅及銅合金鋁及鋁合金軸承合金鈦及鈦合金其他非鐵合金逐一分析上述鋼種合金：一種金屬跟其他金屬(或非金屬)熔合制成具有金屬特性的物質(zhì)?！窘涣髋c討論】1．組成合金的元素一定是金屬元素嗎？從概念上來理解合金至少有幾種元素組成？其中有一種肯定是什么元素？2．合金的用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)比純金屬?gòu)V泛得多，請(qǐng)問這是為什么？金屬材料：將純金屬和合金材料統(tǒng)稱為金屬材料。1．黑色金屬：以鐵或以它們?yōu)橹餍纬傻奈镔|(zhì)。如碳鋼、合金鋼和鑄鐵等。2．有色金屬：除黑色金屬以外的金屬和合金。如銅及銅合金、鋁及鋁合金和軸承合金等?！景鍟刻间摚汉剂啃∮?．11%并含有少量其他元素的鐵碳合金稱為碳鋼（非合金鋼）一、按鋼的含碳量分類低碳鋼含碳量≤0.25%。中碳鋼含碳量0.25%-0.60%。高碳鋼含碳量≥0.60%。【板書】二、按鋼的質(zhì)量分類（依據(jù)S、P含量分）普通鋼S≤0.050%P≤0.045%；如Ｑ235-A.F優(yōu)質(zhì)鋼S≤0.035%P≤0.035%；如45T10高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S≤0.030%P≤0.030%如T10A【問題】“高碳鋼的質(zhì)量?jī)?yōu)于中碳鋼，中碳鋼的質(zhì)量?jī)?yōu)于低碳鋼?！边@句子話對(duì)嗎？為什么？【板書】三、按鋼的用途分類結(jié)構(gòu)鋼C＜0.70％制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)件。（工程結(jié)構(gòu)：指建筑、橋梁、船舶、鍋爐等）工具鋼C＞0.70％制造刀具、模具、量具等。（刀具應(yīng)為金屬切削刀具。刀具大多為機(jī)用的，但也有手工的。）【問題】煉鋼過程是先氧化后脫氧？請(qǐng)問為什么要進(jìn)行脫氧？分析鋼液中氧主要是為了除去鋼液中的雜質(zhì)，硅、錳、磷，碳等雜質(zhì)而加入的，同時(shí)沖入氧氣也是為了獲得較高的反應(yīng)效率，因此在冶煉臨結(jié)束時(shí)，鋼液是處于“過渡氧化”的狀態(tài)。

氧對(duì)鋼性能的影響：氧是在鋼的凝固過程中偏析傾向最嚴(yán)重的元素之一，在鋼液的凝固和隨后的冷卻過程中，氧的溶解度急劇下降，鋼中原溶解的絕大部分氧以鐵氧化物、硫氧化物等微細(xì)夾雜物的形式在與γ或α晶界處富集，這些微細(xì)夾雜物會(huì)造成晶界脆化，使鋼的加工和使用過程中容易成為晶界開裂的起點(diǎn)，最終導(dǎo)致鋼材發(fā)生脆性破壞。

鋼中氧含量的增加會(huì)降低鋼材的延性、沖擊韌性、抗疲勞破壞性能，提高鋼的韌-脆轉(zhuǎn)換溫度，降低鋼材的耐腐蝕性能。此外，含氧高的鋼材還容易發(fā)生時(shí)效老化，在高溫加工時(shí)由于晶界處的雜質(zhì)偏析形成了低熔點(diǎn)網(wǎng)膜，導(dǎo)致鋼產(chǎn)生熱脆。【板書】四、按鋼的脫氧程度分類鎮(zhèn)靜鋼（Z）脫氧完全如10Z或10（Z也可不寫）沸騰鋼（F）脫氧不完全如10F半鎮(zhèn)靜鋼（b）脫氧介于兩者之間如10b【交流與討論】1．應(yīng)用所學(xué)1．應(yīng)用所學(xué)Fe—Fe3C低碳鋼：強(qiáng)度、硬度_______，塑性、韌性________；中碳鋼：強(qiáng)度、硬度_______，塑性、韌性________；高碳鋼：強(qiáng)度、硬度_______，塑性、韌性________。2．含碳量為1.3%、0.45%、0.60%、0.15%、0.30%0.80%、0.08%的鋼材，屬于低碳鋼的是_____________，中碳鋼的是___________，高碳鋼的是_____________?！拘〗Y(jié)】：一、碳鋼二、碳鋼四種分類：學(xué)習(xí)重點(diǎn)碳鋼的四種分類【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第4教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能一（應(yīng)力與載荷）（1課時(shí)）教學(xué)要求：1.明確力學(xué)性能，理解靜載荷、沖擊載荷、交變載荷；2.明確彈性變形、塑性變形，理解應(yīng)力含義。教學(xué)重點(diǎn)：三種載荷、應(yīng)力。教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)力含義。教學(xué)器材：鍍鋅鋼絲、薄鋼板、橡皮筋、彈簧教學(xué)過程：【交流與討論】用來制造硬幣的金屬材料應(yīng)具有哪些特點(diǎn)？（資源豐富，無毒輕便，耐磨耐腐蝕，美觀易加工。）【導(dǎo)入新課】制造硬幣的金屬材料要求耐磨，也就是它必須具有定的硬度和強(qiáng)度。硬度和強(qiáng)度屬于金屬材料的力學(xué)性能，本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)討論力學(xué)性能。【板書】力學(xué)性能：金屬材料在外力作用時(shí)表現(xiàn)來的性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等?！局v解】在機(jī)械設(shè)備及工具的設(shè)計(jì)、制造中選用金屬材料時(shí)，大多以力學(xué)性能為主要依據(jù)，因此熟悉和掌握金屬材料的力學(xué)性能是非常重要的。力學(xué)性能不僅是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，同時(shí)也是整個(gè)教材的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，希望同學(xué)們要努力學(xué)習(xí)掌握好這些內(nèi)容。本節(jié)課學(xué)習(xí)準(zhǔn)備知識(shí)。（一）、載荷（金屬材料在加工和使用過程中所受的外力）靜載荷：指大小不變或變動(dòng)很慢的載荷。如地面所受講臺(tái)的壓力，千斤頂工作所受的載荷。沖擊載荷：指突然增加的載荷。如鐵匠用鐵錘鍛打工件、高速行駛的汽車相撞的載荷。交變載荷：指周期性或非周期性的動(dòng)載荷。如電扇主軸、彈簧工作時(shí)所受的載荷?！窘涣髋c討論】請(qǐng)根據(jù)下列的請(qǐng)根據(jù)下列的文字描述，判斷物體所受的載荷類型。電視機(jī)放在桌面上，桌面所受的載荷是_____________。在金屬拉伸試驗(yàn)中。金屬試樣所受的載荷是_________。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)主軸所受的載荷是___________。人坐在沙發(fā)上，沙發(fā)里彈簧所受的載荷是___________。子彈擊中金屬防彈衣，防彈衣所受的載荷是_________?！景鍟浚ǘ?、變形（金屬材料受載荷作用發(fā)生幾何形狀和尺寸的變化。）【演示】教師用橡皮筋、彈簧演示彈性變形，用鍍鋅鋼絲、薄鋼板演示塑性變形?！景鍟繌椥宰冃危狠d荷去除后，可完全恢復(fù)的變形。塑性變形：載荷去除后，不可恢復(fù)的永久變形?！局v解】金屬材料的彈性變形可用于控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、緩沖與吸振、儲(chǔ)存能量等。金屬材料塑性變形可用于成型產(chǎn)品的加工，70%的金屬材料是通過塑性變形加工成型的?！窘涣髋c討論】1、彈性變形與塑性變形的根本區(qū)別是什么？(有無永久變形。)2、生活、生產(chǎn)哪些地方發(fā)生彈性變形或塑性變形？你知道哪些產(chǎn)品產(chǎn)通過塑性變形加工成形的？（①沙發(fā)、席夢(mèng)思中彈簧變形；汽車、拖拉機(jī)車廂下板彈簧的變形；鬧鐘發(fā)條的變形。②課桌椅上鋼板折邊、鋼管彎折；自行車鈴、彈殼的沖壓加工；轎車車身沖壓加工。）3、加工制造好的機(jī)械零件，在使用時(shí)一旦發(fā)生塑性變形有什么危害？（零件變形、失效，甚至發(fā)生斷裂。）【板書】（三）應(yīng)力1、內(nèi)力金屬受外力作用后，在材料內(nèi)部作用著與外力相對(duì)抗的力稱為內(nèi)力。F內(nèi)力=F外力【板書】2、應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)力。σ=EQ\F(F,S)式中F──外力（N）；S──橫截面積（mm2）；σ──應(yīng)力，常用單位為MPa（N/mm2），1MPa=106Pa?！景鍟拷Y(jié)論：當(dāng)橫截面積一定時(shí)，應(yīng)力越大，表示材料承受載荷的能力越大。例碳鋼最大應(yīng)力Ｑ235鋼（生活中最常用的鋼）460MPa45鋼（制電機(jī)主軸的鋼）600MPa65Mn鋼（制沙發(fā)彈簧的鋼）735MPa【小結(jié)】（略）【交流與討論】aa和b都是45鋼，a的直徑為20mm，b的直徑為10它們都受到10000N的載荷作用。請(qǐng)問：1．a(chǎn)所受的內(nèi)力是______N，b所受的內(nèi)力是______N；2．a(chǎn)的橫截面積為______mm2，b的橫截面積為______mm2；3．a(chǎn)單位橫截面積上所受的應(yīng)力是______N/mm2，b的位橫截面積上所受的應(yīng)力是______N/mm2?！咀鳂I(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第5教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能二（屈服）（1課時(shí)）教學(xué)要求：1.明確低碳鋼拉伸曲線的四個(gè)典型階段；2.理解掌握屈服現(xiàn)象、變形強(qiáng)化。教學(xué)重點(diǎn)：屈服現(xiàn)象，變形強(qiáng)化。教學(xué)難點(diǎn)：屈服現(xiàn)象，變形強(qiáng)化。教學(xué)器材：45鋼拉伸試樣、45鋼拉斷后的試樣。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1.什么是彈性變形？什么是塑性變形？它們的根本區(qū)別是什么？2.什么叫應(yīng)力？應(yīng)力是如何計(jì)算的？常用的單位是什么？45鋼的最大應(yīng)力600MPa它的含義是什么？【導(dǎo)入新課】45鋼的最大應(yīng)力600MPa是用什么方法測(cè)定出來的？通常是將試樣放在拉伸機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)測(cè)出來的。【板書】拉伸試樣和拉伸曲線1．拉伸試樣圓形長(zhǎng)試樣L0=10×d0圓形短試樣工L0=5×d0【講解】d0為試樣的原始直徑（mm），L0為試樣的原始長(zhǎng)度（mm）【板書】2．拉伸曲線【講解】拉伸曲線是指以載荷F為縱坐標(biāo)，試樣伸長(zhǎng)量△L為橫坐標(biāo)繪制的曲線，如下圖為低碳鋼的拉伸曲線?！景鍟浚?）低碳鋼的拉伸曲線oe─彈性形變形階段試樣的伸長(zhǎng)量△L和載荷F成正比，試樣只發(fā)生彈性形變。es─屈服階段試樣發(fā)生屈服現(xiàn)象，開始產(chǎn)生明顯的塑性變形。屈服現(xiàn)象：載荷保持不變或略有減小而試樣的變形繼續(xù)增加的現(xiàn)象。與低碳鋼的力—伸長(zhǎng)曲線與低碳鋼的力—伸長(zhǎng)曲線相比較，你認(rèn)為鑄鐵的拉伸曲線有哪三無？無_______________________________；無_______________________________；無_______________________________。試樣發(fā)生變形強(qiáng)化，產(chǎn)生大量的塑性變形。變形強(qiáng)化：隨著塑性變形的增加，金屬材料強(qiáng)度、硬度增大，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。bZ─縮頸階段試樣出現(xiàn)縮頸，塑性變形所需的載荷逐漸減小?！景鍟浚?）鑄鐵的拉伸曲線【講解】屈服現(xiàn)象并不是所有金屬材料都有的，它只存在于低碳鋼等塑性材料中，但鑄鐵等脆性材料既不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象，也不會(huì)縮頸，因?yàn)樗鼈冊(cè)谏形串a(chǎn)生塑性變形時(shí)就斷了。鑄鐵的拉伸曲線如下。【觀察與思考】1．低碳鋼拉伸試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生屈服現(xiàn)象和加工硬化的載荷有什么不同？1．低碳鋼拉伸試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生屈服現(xiàn)象和加工硬化的載荷有什么不同？2．低碳鋼制造的機(jī)械零件在實(shí)際使用中發(fā)生屈服現(xiàn)象有什么危害？1．彈性變形階段2．屈服階段3．強(qiáng)化階段4．縮頸階段學(xué)習(xí)重點(diǎn)：屈服現(xiàn)象，變形強(qiáng)化【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第6教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能三（強(qiáng)度與塑性）（1課時(shí)）教學(xué)要求：理解并掌握強(qiáng)度、塑性及其衡量指標(biāo)的符號(hào)、意義。教學(xué)重點(diǎn)：強(qiáng)度、塑性及其衡量指標(biāo)的符號(hào)、意義。教學(xué)難點(diǎn)：強(qiáng)度、塑性衡量指標(biāo)的符號(hào)、意義。教學(xué)器材：直徑相同的細(xì)低碳鋼鍍鋅鋼絲、彈簧鋼絲。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1.低碳鋼的拉伸曲線有哪四個(gè)典型階段？什么是屈服現(xiàn)象？發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的載荷與發(fā)生變形強(qiáng)化的載荷有什么區(qū)別？2.什么叫應(yīng)力？應(yīng)力是如何計(jì)算的？Ｑ235鋼的最大應(yīng)力460MPa它的含義是什么？【導(dǎo)入新課】有了前面四部分知識(shí)作準(zhǔn)備，我們就可以開始學(xué)習(xí)討論力學(xué)性能的知識(shí)了?！景鍟恳?強(qiáng)度：金屬材料抵抗變形或斷裂的能力?！狙菔尽孔寣W(xué)生演示直徑相同的細(xì)低碳鋼鍍鋅鋼絲、彈簧鋼絲塑性變形，觀察誰的抵抗能力大。【講解】抵抗能力越大，則強(qiáng)度越高。衡量強(qiáng)度大小的指標(biāo)主要有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。【板書】屈服點(diǎn)（σS）：材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力。計(jì)算公式如下：σs=EQ\F(Fs,So)Fs──試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的載荷（N）；SO──試樣原始橫截面積（mm2）；σs──屈服點(diǎn)（MPa）。1．依據(jù)1．依據(jù)表4-2，查出下表的σs。碳鋼10鋼（低碳鋼）45鋼（中碳鋼）65鋼（高碳鋼）σs【板書】抗拉強(qiáng)度（σb）：材料拉斷前所承受的最大的應(yīng)力。計(jì)算公式如下：σb=EQ\F(Fb,So)Fb──試樣承的最大載荷（N）；S0──試樣原始橫截面積（mm2）；1．依據(jù)表4-2，1．依據(jù)表4-2，查出下表的σs、σb。碳鋼10鋼（低碳鋼）45鋼（中碳鋼）65鋼（高碳鋼）σsσb2．45鋼制造的機(jī)械零件，當(dāng)工作應(yīng)力σ工作＞355MPa，甚至σ工作＞600MPa將發(fā)生什么時(shí)候危害？【交流與討論】【講解】金屬材料的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度數(shù)值越大，材料的強(qiáng)度越大。機(jī)械零件工作時(shí)所受的應(yīng)力當(dāng)超過材料的屈服點(diǎn)時(shí)，零件則發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致零件精度下降；零件工作時(shí)當(dāng)所受的應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，零件則產(chǎn)生過量的塑性變形而造成失效甚至斷裂。因此，金屬材料的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度是機(jī)械設(shè)計(jì)和選材的主要依據(jù)，也是評(píng)定金屬材料優(yōu)劣的重要指標(biāo)?！景鍟慷?、塑性：金屬材料產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力稱為塑性?！局v解】衡量塑性好與差的指標(biāo)主要是伸長(zhǎng)率和斷面收縮率，它們也是通過金屬試樣拉伸試驗(yàn)測(cè)得的?！狙菔尽孔寣W(xué)生演示直徑相同的細(xì)低碳鋼鍍鋅鋼絲、彈簧鋼絲塑性變形，觀察誰的塑性好。【板書】伸長(zhǎng)率（ψ）試樣拉斷后，標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距的百分比稱為伸長(zhǎng)率。δ=EQ\F(L1—L0,L0)×100%式中L1──試樣拉斷后的標(biāo)距（mm）；L0──試樣的原始標(biāo)距（mm）；δ──伸長(zhǎng)率?！局v解】同一材料的試樣長(zhǎng)短不同，測(cè)得的伸長(zhǎng)率是不同的。長(zhǎng)、短試驗(yàn)樣的伸長(zhǎng)率分別用符號(hào)δ10和δ5表示。習(xí)慣上δ10也常寫成δ。【板書】斷面收縮率（ψ）：試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率。ψ=EQ\F(SO—S1,SO)×100%式中SO──試樣原始橫截面積（mm2）；S1──試樣拉斷處的最小橫截面積（mm2）；ψ──斷面收縮率?！局v解】金屬材料的δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。【板書】塑性好的金屬的實(shí)用意義：塑性好的金屬可以發(fā)生大量塑性變形而不破壞，便于通過塑性變形加工，制成形狀復(fù)雜的零件；塑性好的金屬在受力過大時(shí)，由于首先產(chǎn)生塑性變形而不致發(fā)生突然斷裂，使用比較安全。超塑性金屬材料超塑性金屬材料是指超塑性金屬材料超塑性金屬材料是指伸長(zhǎng)率大于300%的金屬材料。它是1920年德國(guó)材料專家羅森漢在研究鋅－鋁－銅合金時(shí)發(fā)現(xiàn)的。超塑性是在特定條件下的一種奇特現(xiàn)象，超塑性金屬材料能像軟糖一樣伸長(zhǎng)10倍、20倍甚至上百倍，既不出現(xiàn)縮頸，也不會(huì)斷裂。最常用的鋁、鎳、銅、鐵、鈦合金，它們的伸長(zhǎng)率在200~6000%之間。如碳鋼和不銹鋼在150~800%之間，鋁鋅合金為1000%純鋁高達(dá)6000%。超塑性材料加工具有很大的實(shí)用價(jià)值。難變形的合金因超塑性變成了軟糖狀，從而可以像玻璃和塑料一樣，用吹塑和可擠壓加工方法制造零件，從而大大節(jié)省能源和設(shè)備。超塑性材料制造零件的另一優(yōu)點(diǎn)是可以一次成形，省掉了機(jī)械加工、鉚焊等工序，達(dá)到節(jié)約原材料和降低成本的目的。據(jù)專家展望，未來超塑性材料將在航天、汽車、車廂制造等部門中廣泛采用?！景鍟俊纠坑幸恢睆綖閐o=10mm，Lo=100mmr的低碳鋼試樣，拉伸試驗(yàn)時(shí)測(cè)得Fs=21000N，F(xiàn)b=29000N，d1=5.65mm，,L1=138mmr。求此試樣的σs、σb、δ、ψ。解（1）計(jì)算S0、S1S0=EQ\F(∏do2,4)=EQ\F(3.14×102,4)=78.5（mm2）S1=EQ\F(∏d12,4)=EQ\F(3.14×5.652,4)=25（mm2）(2)計(jì)算σs、σbσs=EQ\F(Fs,So)=EQ\F(21000,78.5)=267.5（MPa）σb=EQ\F(Fb,So)=EQ\F(29000,78.5)=369.4（MPa）(3)計(jì)算δ、ψδ=EQ\F(L1—L0,L0)×100%=EQ\F(138—100,100)×100%=38%ψ=EQ\F(SO—S1,SO)×100%=EQ\F(78.5—25,78.5)×100%=68%答此低碳鋼的σs為267.5MPa，σb為369.4MPa，δ為38%，ψ為68%。1．依據(jù)課本1．依據(jù)課本表4-2和純鋁、純銅內(nèi)容，完成下列材料的δ、ψ填充。碳鋼10鋼（低碳鋼）45鋼（中碳鋼）60鋼（高碳鋼）鑄鐵純鋁純銅δ

≈0ψ

≈02．根據(jù)上表不同材料的δ、ψ值，可知：塑性好的是___________________________________________；塑性一般的是_________________________________________；塑性差的是___________________________________________。3．請(qǐng)你用收集到的純銅、純鋁、鍍鋅鋼絲和彈簧鋼絲，做一根相同直徑的彈簧，在實(shí)驗(yàn)中觀察比較它們強(qiáng)度和塑性?！拘〗Y(jié)】本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容力學(xué)性能一、強(qiáng)度屈服點(diǎn)σs=EQ\F(Fs,So)抗拉強(qiáng)度σb=EQ\F(Fb,So)二、塑性伸長(zhǎng)率δ=EQ\F(L1—L0,L0)×100%斷面收縮率ψ=EQ\F(SO—S1,SO)×100%學(xué)習(xí)重點(diǎn)：強(qiáng)度、塑性及其衡量指標(biāo)的符號(hào)、意義?！咀鳂I(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第7教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能四（硬度）（1課時(shí)）教學(xué)要求：1．理解硬度概念，明確三種硬度測(cè)定方法；2．掌握三種硬度的測(cè)定方法的符號(hào)、原理和應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：三種硬度的測(cè)定方法的符號(hào)、原理和應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：三種硬度的測(cè)定方法的符號(hào)、原理和應(yīng)用。教學(xué)器材：布氏硬度壓頭、壓痕，洛氏硬度、維氏硬度壓頭。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】力學(xué)性能屈服點(diǎn)抗拉強(qiáng)度伸長(zhǎng)率斷面收縮率符號(hào)2．上題中哪些是強(qiáng)度指標(biāo)？哪些是塑性指標(biāo)？【新課導(dǎo)入】金屬材料的軟硬是我們經(jīng)常關(guān)注的問題，請(qǐng)問常見的金屬材料中哪些是比較軟的？哪些是比較硬的？在工業(yè)生產(chǎn)中，我們僅僅知道金屬材料軟和硬是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須精確知道其硬度值的大小。本節(jié)課我們來深入學(xué)習(xí)第三個(gè)力學(xué)性能硬度的有關(guān)知識(shí)?！景鍟咳?、硬度：金屬材料抵抗其它更硬物體壓入表面的能力?！局v解】硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。各種不同的機(jī)械零件對(duì)硬度都有不同的要求，尤其是機(jī)械制造業(yè)所用的刀具、量具、模具等，都應(yīng)具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命，因此硬度是金屬材料重要的力學(xué)性能之一。硬度試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，能在零件上進(jìn)行試驗(yàn)而不破壞。硬度值還可以間接地反映金屬材料的強(qiáng)度和金屬的化學(xué)成分、金相組織和熱處理工藝上的差異，因而硬度試驗(yàn)在機(jī)械工程中得到普遍應(yīng)用。硬度試驗(yàn)方法很多，生產(chǎn)中常用的有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等試驗(yàn)方法?！景鍟坑捕葴y(cè)定方法壓頭類型原理硬度值應(yīng)用HBS：淬硬鋼球以球面壓痕單位表面積HBS＜450測(cè)定較軟的原材料、布氏硬度HBW：硬質(zhì)合金球上的壓力來計(jì)量硬度值。HBW＜650半成品的硬度。直徑1、2、2.5、5、10HB=EQ\F(F,S壓)（完成交流與討論1、2）HRA1200金剛石圓錐體以壓痕深度(h)來HRA20~80適用于測(cè)定硬度極高的材料和成品。如硬質(zhì)合金。洛氏硬度HRB1.588mm的鋼球計(jì)量硬度值。HRB20~100適用于測(cè)定硬度較低的材料和成品。如黃銅軸套。HRC1200金剛石圓錐體HRC20~70適用于測(cè)定硬度較高的材料和成品。如淬火鋼。相對(duì)面夾角為1360以壓痕單位表面積HV10~1000適用測(cè)定極軟到極硬的各種維氏硬度的正四棱錐體金剛石上的壓力計(jì)量硬度值。材料，主要用于測(cè)試很薄工件及滲碳層等的硬度?！景鍟恳?、各種硬度值越大，材料的硬度越大；二、不同硬度值的近似換算：（講解：HBS、HRC、HV因測(cè)定方法不同，其硬度值也不同。哪么如何比較不同硬度值的大小呢？除通過直接查閱硬度值換算表外，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行近似換算）HRC≈EQ\F(1,10)HBSHBS≈HV如400HBS≈40HRC三、制圖時(shí)硬度值標(biāo)注應(yīng)注意1.硬度值范圍HBS＜450HRC20~70如銼刀硬度60~62HRC（對(duì)）600~620HBS（錯(cuò)）2.不能用等號(hào)，不能有單位。如HBS=300kgf/mm2(錯(cuò))1．1．某私營(yíng)企業(yè)自制了一批水泥磚，需要檢驗(yàn)這批水泥磚的硬度是否達(dá)到樣品的硬度。這時(shí)有人說只要有一個(gè)小鐵球就可以做這個(gè)試驗(yàn)。你認(rèn)為可行嗎？應(yīng)怎樣試驗(yàn)，能夠測(cè)出水泥磚的硬度是否達(dá)標(biāo)？（1．讓小鐵球從相同高度自由下落，檢查鐵球落在每塊水泥磚上的深度，深度淺的硬度大。2．讓水泥磚成45度角安放，小鐵球從相同高度下落，看鐵球滾動(dòng)多遠(yuǎn)。硬度大，小鐵球滾得遠(yuǎn)些。）【小結(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容硬度測(cè)定方法：布氏硬度洛氏硬度維氏硬度【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第8教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能五（韌性與疲勞強(qiáng)度）（1課時(shí)）教學(xué)要求：1．理解韌性的意義，明確韌性測(cè)定方法，掌握韌性的衡量指標(biāo)（Ak）；2．了解金屬的疲勞斷裂，理解疲勞強(qiáng)度。教學(xué)重點(diǎn)：韌性、疲勞強(qiáng)度、疲勞斷裂。教學(xué)難點(diǎn)：理解韌性測(cè)定方法、疲勞強(qiáng)度含義。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】沖擊載荷、交變載荷是什么樣的載荷？請(qǐng)舉例說明?！拘抡n導(dǎo)入】中文里“韌”是什么意思?它是指柔軟而結(jié)實(shí),不易折斷。在生產(chǎn)和生活中，許多機(jī)械零件往往要受到?jīng)_擊載荷的作用，如沖床的沖頭、鑿巖石機(jī)風(fēng)鎬上的活塞、快速行駛的汽車相撞、高速飛行的子彈擊中防彈衣的材料等。在金屬材料受到?jīng)_擊載荷作用時(shí)，也必須具有這種韌性。【板書】四、韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。1．韌性測(cè)定（1）沖擊試樣圖1-19所示V型缺口試樣10×10×55U型缺口試樣10×10×55（2）沖擊試驗(yàn)大能量一次沖擊（圖1-20所示）2．韌性指標(biāo)沖擊功Ak=G（H1—H2）G──擺錘重量（N）；H1──沖擊前擺錘舉起的高度（m）；H2──沖斷試樣后，擺錘回升的高度（m）；Ak──沖擊功（J）?！揪毩?xí)】依據(jù)表4-2，請(qǐng)查出下列材料的韌性（Ak）碳鋼253525韌性（Ak）【板書】韌性材料Ak≥8J如碳鋼；脆性材料Ak＜8J如鑄鐵。小結(jié)：（1）Ak值的越大，表示材料的韌性越好；【交流與討論】是否所有受到?jīng)_擊載荷作用的零件都要選用韌性大的材料制造？【板書】（2）受到大能量，一次沖擊載荷作用的零件，應(yīng)選用韌性大的材料制造。如汽車保險(xiǎn)桿、防彈材料；受到小能量，多次沖擊載荷作用的零件，應(yīng)選用強(qiáng)度大塑性好的材料制造。如模鍛錘錘桿。五、疲勞強(qiáng)度空難事件：2002年5月25日下午3：08，臺(tái)灣華航公司一架波音747飛機(jī)從臺(tái)北桃園機(jī)場(chǎng)飛往香港，3：37當(dāng)飛機(jī)飛行到離大陸很近的空難事件：2002年5月25日下午3：08，臺(tái)灣華航公司一架波音747飛機(jī)從臺(tái)北桃園機(jī)場(chǎng)飛往香港，3：37當(dāng)飛機(jī)飛行到離大陸很近的澎湖海域上空，飛機(jī)發(fā)生解體性爆炸，機(jī)上225名乘客和機(jī)組人員全部遇難?？针y發(fā)生后，一時(shí)間境外媒體紛紛猜測(cè)空難原因。有的認(rèn)為飛機(jī)遇上了惡劣天氣，也有認(rèn)為是恐怖分子所為，更有甚者說是飛機(jī)被大陸導(dǎo)彈擊中。調(diào)查結(jié)論：＂5．25＂空難發(fā)生后，華航公司邀請(qǐng)美國(guó)專家協(xié)查空難原因。美國(guó)專家從海水中打撈的飛機(jī)殘胲進(jìn)行分析研究，得出的結(jié)論是：飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)材料疲勞斷裂導(dǎo)致空難發(fā)生?！拘侣劼?lián)接】【板書】1.疲勞斷裂【講解】在交變應(yīng)力作用下，零件的工作應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但仍會(huì)發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。疲勞斷裂是機(jī)械零件失效的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械零件失效中約有80%以上疲勞斷裂。而且疲勞斷裂前沒有明顯的塑性變形而突然發(fā)生。所以，疲勞斷裂經(jīng)常造成重大的事故?！景鍟刻卣?（1）疲勞斷裂時(shí)沒有明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有預(yù)兆，而是突然發(fā)生；（2）引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常低于材料的屈服點(diǎn)；（3）疲勞斷裂的斷口由兩部分組成，即疲勞裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展區(qū)（光滑部分）和最后斷裂區(qū)（毛糙部分）。(觀察圖1-21斷口示意圖)原因(閱讀教材內(nèi)容)【設(shè)問】材料在交變載荷作用下，會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂，那么金屬材料在多少大的交變應(yīng)力作用下工作是安全的呢？【板書】2.疲勞強(qiáng)度:金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞活的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。用σ-1表示，單位是MPa。【講解】電風(fēng)扇的軸（45鋼）受交變載荷作用,假如它的設(shè)計(jì)壽命為10年（工作107次），當(dāng)它以100MPa、200MPa、300MPa、400MPa都能達(dá)到工作107次。則電風(fēng)扇軸的疲勞強(qiáng)度為400MPa?！景鍟繃?guó)家規(guī)定：鋼鐵材料經(jīng)受107次交變載荷作用時(shí)，不產(chǎn)生斷裂的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度；有色金屬經(jīng)受108次交變載荷作用時(shí)，不產(chǎn)生斷裂的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度?！窘涣髋c討論】通過學(xué)習(xí)，你認(rèn)為如才能避免材料疲勞斷裂？（1.提高零件的疲勞強(qiáng)度。a設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu);b提高零件材料的質(zhì)量，避免損傷。2.嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)械使用時(shí)間。如飛機(jī)飛行達(dá)到10000小時(shí)、轎車使用達(dá)到8年強(qiáng)行退役。）【小結(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容四、韌性AkAk值的越大，表示材料的韌性越好；五、疲勞強(qiáng)度σ-1學(xué)習(xí)重點(diǎn)：韌性、疲勞強(qiáng)度、疲勞斷裂【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第9教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能六（物理性能）（1課時(shí)）教學(xué)要求：對(duì)常見金屬材料的物理性能有較深的認(rèn)識(shí)，能運(yùn)用物理性能分析解決問題。教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)用物理性能分析解決問題。教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用物理性能分析解決問題。教學(xué)過程：【交流與討論】說出鋁、銅、銀和金的顏色【導(dǎo)入新課】金屬顏色為金屬材料的物理性能，本節(jié)課我們將深入討論金屬材料的物理性能?！景鍟课锢硇阅埽航饘俟逃械膶傩?。一、密度（是指單位體積金屬的質(zhì)量。其單位為Kg/m3。）【交流與討論】請(qǐng)你說出金、銀、銅、鐵、鋁、鈦等常用金屬密度大?。◣熒餐瓿上卤韮?nèi)容）?！景鍟拷饘黉X鈦鐵銅銀金密度（Kg/m3）2．7×1034．5×1037．87×1038．96×10310．49×10319．3×103（鋁的密度僅為鋼的1/3，鈦的密度不到鋼鐵的2/3。）【講解】大多數(shù)金屬的密度都比較大，最大的金屬鋨(e)22．48×103Kg/m3，但有些金屬密度比較小，鈉、鉀能浮在水面上，密度最小的是金屬鋰0．534×103【例1】有一塊質(zhì)量為5×10-2Kg形似黃金的金屬，投入盛有125×10-6m3水的量筒中，水面升高到128×10-6m3的地方，請(qǐng)問這塊金屬是純金嗎？解：已知：金屬的質(zhì)量m=5×10-2Kg金屬的體積V=128×10-6m3—125×10-6m3=3×10-6m3密度ρ=EQ\F(m,V)=EQ\F(5×10-2,3×10-6)=16.7×103(Kg/m3)求得此金屬密度與金的密度19．3×103Kg/m3不符，故知，這塊金屬不是純金?！窘涣髋c討論】一架波音767飛機(jī)，約70%的零件是用鋁和鋁合金制造的。請(qǐng)問飛機(jī)的上零件為什么要大量選用鋁和鋁合金制造？（減輕自重，提高效能。）【板書】二、熔點(diǎn)（金屬材料從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。）易熔金屬（＜700℃）難熔金屬（＞700℃）錫鉛鋅鎢鉬釩231．2℃327．4℃419．4℃3180℃制造保險(xiǎn)絲和防火安全閥等零件。制造耐高溫的零件，廣泛用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等?！景鍟咳?、導(dǎo)熱性（金屬材料傳導(dǎo)熱量的性能。）金屬的導(dǎo)熱性：銀＞銅＞鋁【講解】導(dǎo)熱性好的金屬散熱必然好，因此在制造散熱器、熱交換器和活塞等零件時(shí)，要選用導(dǎo)熱性好的金屬材料制造。導(dǎo)熱性是金屬材料的重要性能之一，在制訂鍛造、鑄造焊接和熱處理工藝時(shí)必須考慮金屬材料的導(dǎo)熱性，防止在加熱或冷卻過程中形成過大的內(nèi)應(yīng)力，以免金屬材料變形或開裂?！窘涣髋c討論】導(dǎo)熱性差的金屬材料，加熱和冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)外溫度差，導(dǎo)致內(nèi)外不同的膨脹或收縮，易使金屬材料變形或開裂。請(qǐng)你設(shè)計(jì)出導(dǎo)熱性差的金屬材料在加熱時(shí)防止變形或開裂的方法。（采用分級(jí)加熱。W18Cr4V的熱處理工藝曲線）。【板書】四、導(dǎo)電性（金屬材料傳導(dǎo)電流的性能稱為導(dǎo)電性。）導(dǎo)電性好的金屬材料：銀＞銅＞鋁，做導(dǎo)電材料（電線、電纜等）；導(dǎo)電性差的金屬材料：鐵-鉻、銅-鎳，做電熱元件（電爐絲、電熨斗等）?！就卣挂曇啊砍瑢?dǎo)材料（略）【問題】法國(guó)巴黎的埃菲爾鐵塔是用7000噸鋼鐵材料建成的，塔身高300米，天線高24米。鐵塔管理部門檢測(cè)到，每到夏天埃菲爾鐵塔會(huì)長(zhǎng)高21厘米，請(qǐng)問鐵塔為什么會(huì)長(zhǎng)高？【板書】五、熱膨脹性（金屬材料隨著溫度變化而膨脹、收縮的特性。）【交流與討論】1．金屬工件加工過程中測(cè)量尺寸時(shí)從熱膨脹因素考慮應(yīng)如何操作？（測(cè)量工件尺寸，應(yīng)等待冷卻后再進(jìn)行。）2．精密測(cè)量工具（如游標(biāo)卡尺）應(yīng)選用熱膨脹性大的還是熱膨脹性小的金屬材料來制造，為什么？（小，作為測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大氣溫度的變化其熱膨脹性應(yīng)很小。）【板書】六、磁性（金屬材料在磁場(chǎng)中受到磁化的性能。）【講解】具有磁性的金屬都能被磁鐵所吸引。對(duì)某些金屬來說，磁性也不是固定不變的，如鐵在自然溫度下是鐵磁性材料，但當(dāng)溫度升高到770℃以上時(shí)就會(huì)失去磁性。【板書】鐵磁性材料抗磁性材料鐵、鈷、鎳等。銅、金、銀、鋅等。制造半導(dǎo)體收音機(jī)的天線磁棒、錄音機(jī)制造避免磁場(chǎng)干擾的零件，如航海的磁頭、電子計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)元件、校羅盤、航空儀表和炮兵瞄準(zhǔn)環(huán)等。園一卡通的磁性卡等。【小結(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容：金屬的物理性能學(xué)習(xí)重點(diǎn)：運(yùn)用物理性能分析解決問題?！咀鳂I(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第10教案課題一【碳鋼】任務(wù)二：了解碳鋼的力學(xué)性能七（化學(xué)性能）（1課時(shí)）教學(xué)要求：1.理解耐腐蝕性、抗氧化性；2.知道常見金屬的腐蝕性,了解金屬的防腐方法。教學(xué)重點(diǎn)：耐腐蝕性、抗氧化性，發(fā)藍(lán)處理。教學(xué)器材：鍍鋅、鍍鉻、發(fā)藍(lán)處理的金屬制品。教學(xué)過程：在碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、金、銀和鈦這些常見的金屬材料中：耐腐蝕的金屬是在碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、金、銀和鈦這些常見的金屬材料中：耐腐蝕的金屬是____________________________；易腐蝕的金屬是____________________________。（教師注意引導(dǎo)觀察教室內(nèi)鋼制課桌椅腐蝕情況或展示實(shí)物。）【導(dǎo)入新課】金屬腐蝕的問題屬于金屬的化學(xué)性能，本節(jié)課我們學(xué)習(xí)討論：【板書】第三節(jié)金屬的化學(xué)性能一、耐腐蝕性：金屬材料在常溫抵抗氧、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕作用的能力。指出：以鋼鐵為例：常溫下鋼鐵能與氧氣及其他化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)（Fe+O2→Fe2O3）當(dāng)有水存在時(shí)，將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，腐蝕的速度將大大加快?！局v解】腐蝕不僅使金屬材料本身受到損害，給生產(chǎn)生活帶來很大不便，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使金屬構(gòu)件遭到破壞，引起重大的傷亡事故。據(jù)報(bào)道，全世界每年因金屬材料腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。我國(guó)因金屬材料腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）的4%，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%~30%。金屬材料腐蝕還可能造成環(huán)境污染。例如，重金屬制成的材料被腐蝕后重金屬離子就會(huì)進(jìn)入水體、土壤中，引起重金屬污染。因此，采取各種措施防止金屬材料的腐蝕十分必要?！窘涣髋c討論】在日常生活中，你所知道的金屬材料防腐方法有哪些？【板書】金屬防腐方法（教師邊講邊展示實(shí)物）覆蓋法防腐（把金屬同腐蝕介質(zhì)隔開來，以達(dá)到防腐目的。）1．噴涂油漆（最常見的防腐方法,如給汽車噴漆；國(guó)家體育館“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)刷6層防腐漆，可確保25年不生銹。）2．噴塑（把塑料噴涂在零件上。目前廣泛用于電器設(shè)備金屬外殼的防腐。）3．鍍層（在易腐蝕的金屬表面電鍍（或噴鍍）上一層耐腐蝕的金屬鍍層。如鍍鋅、鍍鉻、鍍銅、鍍金、鍍銀等。）鍍鋅：自來水管、鋼絲（俗稱鐵絲）、白鐵皮都經(jīng)過鍍鋅處理；鍍鉻：普通自行車把手、自行車鋼圈上的通常鍍鉻防腐；4．涂油脂（當(dāng)零件或工具表面需要保持光潔時(shí)，常采用上油或涂脂的方法防腐。如機(jī)床導(dǎo)軌、游標(biāo)卡尺的防腐。）5．發(fā)藍(lán)處理：將除銹后零件放入氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉溶液中，在140~150℃溫度下，保溫60~120分鐘，使零件表面生成一層以Fe3O46．搪瓷（在金屬表面涂覆一層或數(shù)層瓷釉，通過燒成，兩者發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而牢固結(jié)合的一種復(fù)合材料。它既有金屬的強(qiáng)度，又有涂層的耐腐蝕、耐磨、耐熱、無毒及可裝飾性。）提高金屬本身的耐腐蝕性1．在冶煉金屬材料的過程中，加入一些合金元素，以增強(qiáng)其耐蝕能力。如不銹鋼就是很有代表性的一例。2．采用化學(xué)熱處理（滲鉻、滲鋁、滲氮）使金屬表面產(chǎn)生一層耐蝕性強(qiáng)的表面層。電化學(xué)防腐（經(jīng)常采用的是犧牲陽極法，即用電極電位較低的金屬與被除數(shù)保護(hù)的金屬接觸，使被保護(hù)的金屬成為陰極而不被腐蝕。犧牲陽極法廣泛用于防止海水及地下的金屬設(shè)施的腐蝕。如在輪船的外表面焊上一些鋅塊。）干燥氣體封存法（采用密封包裝，在包裝袋內(nèi)放入干燥劑或充入干燥氣體，濕度控制在≤35%/使金屬防腐。主要用于包裝整架飛機(jī)、整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和槍械等。）【小結(jié)】金屬防腐方法比較方法噴涂油漆噴塑鍍鋅發(fā)藍(lán)處理鍍鉻熱噴涂使用不銹鋼防腐效果一般一般好好很好很好很好價(jià)格便宜便宜中等中等昂貴昂貴昂貴【講解】有許多零件在高溫下工作，制造這些零件的材料，就要求具有良好的抗氧化性?！景鍟慷?、抗氧化性：金屬材料在高溫時(shí)抵抗氧化作用的能力。【講解】長(zhǎng)期在高溫下工作零件，如工業(yè)用的鍋爐、加熱設(shè)備、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等，易發(fā)生氧化腐蝕，形成一層層的氧化鐵皮。金屬材料的氧化隨溫度升高而加速。氧化不僅造成材料的過量的損耗，也可形成各種缺陷。因此，在高溫下制造或使用金屬零件，必須考慮抗氧化性。例如，鋼材在鑄造、鍛造、焊接、熱處理等熱加工作業(yè)時(shí)，常在其周圍造成一種還原氣體或保護(hù)氣，以免金屬材料的氧化。【交流與討論】耐腐蝕性抗氧化性耐腐條件耐腐介質(zhì)【小結(jié)】一、化學(xué)性能耐腐蝕性抗氧化性二、金屬防腐方法覆蓋法防腐：噴涂油漆、鍍鋅、鍍鉻、發(fā)藍(lán)處理等提高金屬本身的耐腐蝕性電化學(xué)防腐干燥氣體封存法本節(jié)課的重點(diǎn)：耐腐蝕性、抗氧化性，發(fā)藍(lán)處理?！咀鳂I(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第11教案課題一【碳鋼】任務(wù)三：了解碳鋼的切削加工性能（金屬的工藝性能）一（1課時(shí)）教學(xué)要求：1．了解一般機(jī)械零件的生產(chǎn)工藝，從而明確鑄造、壓力加工、焊接和切削加工等四種工藝；2．初步明確常用材料的四種工藝性能。教學(xué)重點(diǎn)：鑄造、壓力加工、焊接和切削加工等四種工藝，常用材料的工藝性能。教學(xué)難點(diǎn)：常用材料的工藝性能。教學(xué)過程：【新課導(dǎo)入】工廠是怎能樣把金屬材料加工制造成機(jī)械零件的？（教師指導(dǎo)學(xué)生觀察下圖。）”【板書】工藝性能指金屬材料是否易于加工成形的的性能?！局v解】工藝性能包括鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能和切削加工性能。工藝性能的好壞直接影響機(jī)械零件的質(zhì)量，它是選擇、制訂工藝必須考慮的因素?！景鍟恳?、鑄造性能（指導(dǎo)學(xué)生觀察圖1-22，閱讀教材內(nèi)容。）鑄造性能指標(biāo)：1、流動(dòng)性響流動(dòng)性的主要因素：化學(xué)成分。鋼鐵材料中含磷量越高流動(dòng)性越好。2、收縮性鑄鐵的收縮率為1.0%，而鑄鋼的收縮率為2.0%。3、偏析小結(jié)：鑄造性鑄鐵＞碳鋼二、壓力加工性（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，觀察圖1-23。）1、壓力加工方法：鍛造、擠壓、軋制、拉制、沖壓等。2、塑性好、變形抗力小的材料壓力加工性能也好。小結(jié)：塑性：低碳鋼＞中碳鋼＞高碳鋼＞鑄鐵壓力加工性：低碳鋼＞中碳鋼＞高碳鋼＞鑄鐵（鑄鐵不能進(jìn)行壓力加工。）【設(shè)問】鋼制的零件毛坯為什么要進(jìn)行反復(fù)的鍛造？（閱讀教材內(nèi)容。）【板書】三、焊接性能（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材內(nèi)容。）【講解】全世界每年生產(chǎn)的鋼材約45%是經(jīng)焊接成型的，焊接方法有人工焊接，機(jī)器人焊接，還有激光焊接。金屬材料的化學(xué)成分對(duì)金屬的焊接性能有很大的影響。【板書】焊接性能：低碳鋼＞中碳鋼＞高碳鋼＞鑄鐵四、切削加工性能（指導(dǎo)閱讀教材內(nèi)容，讓學(xué)生進(jìn)一步明確常用的切削加工方法）1、切削加工性能難易主要與金屬材料的硬度有關(guān)。最佳切削硬度：170~230HBS硬度高難于切削加工，刀具易磨損；硬度低易粘刀，表面光潔度低。2．切削加工性能：鑄鐵＞碳鋼【小結(jié)】工藝性能：鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能和切削加工性能。重點(diǎn)：常用材料的工藝性能。【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第12教案課題一【碳鋼】擴(kuò)展知識(shí)任務(wù)三：了解碳鋼的切削加工性能（金屬的工藝性能機(jī)械制造過程簡(jiǎn)介）二（1課時(shí)）教學(xué)要求：1.了解一般機(jī)械產(chǎn)品的制造過程2.制造階段的工藝過程的一般紀(jì)律與協(xié)接重點(diǎn)：設(shè)計(jì)制造使用（站在用戶的立場(chǎng)做事）教學(xué)過程：掌握和理解機(jī)械制造生產(chǎn)過程，是學(xué)生實(shí)習(xí)的最基本要求之一，在通過十幾個(gè)工種的學(xué)習(xí)后，結(jié)合實(shí)習(xí)和生產(chǎn)的理解，學(xué)生應(yīng)該有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)【板書】鋼材生產(chǎn)流程示意圖

人原材料市場(chǎng)信息產(chǎn)品設(shè)計(jì)審核生產(chǎn)準(zhǔn)備設(shè)施（方案設(shè)計(jì)、圖樣設(shè)計(jì)）作業(yè)指導(dǎo)書反饋型材下料熱處理過程鑄造用戶（退火、淬火、調(diào)質(zhì)、發(fā)藍(lán)等）毛坯生產(chǎn)鍛造沖壓銷售焊接傳統(tǒng)加工：車、刨、銑、磨成品零件裝配零件切削加工現(xiàn)代加工：數(shù)控加工（鉗）特種加工設(shè)計(jì)階段制造階段使用階段市場(chǎng)分析鑄造→鑄件→機(jī)械加工產(chǎn)品計(jì)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)試制試驗(yàn)下料→鍛件→熱處理→裝配→試驗(yàn)→產(chǎn)品運(yùn)行→保養(yǎng)→維修設(shè)計(jì)圖工藝：型材→鍛件→焊接磨損腐蝕切割故障斷裂質(zhì)量評(píng)價(jià)（拒付款、客戶流失）【小結(jié)】：1、設(shè)計(jì)階段的前期工作2、制造過程的各道工序3、使用階段的反饋的重要性【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)、預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第13教案課題一：【碳鋼】任務(wù)四：選用碳鋼一（1課時(shí)）教學(xué)要求：1、明確碳鋼材料的優(yōu)點(diǎn)；2、熟練掌握普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、性能和用途。教學(xué)重點(diǎn)：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、性能和用途：。教學(xué)難點(diǎn)：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1、低碳鋼的拉伸曲線中，屈服現(xiàn)象發(fā)生在哪一階段？屈服現(xiàn)象是什么意思？做好的機(jī)械零件在使用中出現(xiàn)屈服現(xiàn)象意味著什么？發(fā)生屈服現(xiàn)象的應(yīng)力叫什么？（教師畫出低碳鋼的拉伸曲線）2、請(qǐng)說出“普通鋼”、“結(jié)構(gòu)鋼”的含義。3、什么叫碳鋼？【新課導(dǎo)入】碳鋼是目前應(yīng)用最為廣泛的金屬材料。對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防乃至日常生活來說，碳鋼是最基本、最重要的材料，這是因?yàn)樘间摼哂邢旅娴膬?yōu)點(diǎn)：【板書】碳鋼的優(yōu)點(diǎn)：具有良好的力學(xué)性能和工藝性能，且冶煉方便，價(jià)格便宜?！局v解】實(shí)際生產(chǎn)中使用的碳鋼材料種類很多，常用的有以下四類：【板書】一、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（C：0.06%~0.38%，硫、磷含量較高，一般不需要熱處理。）1、牌號(hào)（先指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，然后師生共同完成以下內(nèi)容）Q+數(shù)字──質(zhì)量等級(jí)+脫氧程度屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)（ABCD）（FbZTZ）數(shù)值差→好Ｑ215-B.b表示屈服點(diǎn)為215MPa的B級(jí)半鎮(zhèn)靜鋼。Ｑ235-A.F表示σs為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。【練習(xí)】說出牌號(hào)Ｑ195-A.z，Ｑ235-D.Br含義?！景鍟?、性能、用途牌號(hào)Ｑ195、Ｑ215Ｑ235Ｑ255Ｑ275含碳量低碳鋼中碳鋼性能塑性、韌性和焊接性能好，有一定的強(qiáng)度、硬度較高，塑強(qiáng)度和硬度。性、韌性良好。用途用于制造受力小的零件。廣泛用于一般要求的零件用于制造承受中等載荷如鐵釘、鐵絲、白鐵皮、和加工時(shí)需要冷彎、鉚接、的零件。如自行車、三黑鐵皮、輕負(fù)荷的沖壓焊接及工程結(jié)構(gòu)件。如螺輪車上的心軸、農(nóng)機(jī)零件和焊接件。釘、螺母、建筑結(jié)構(gòu)、橋件等。梁、鋼結(jié)構(gòu)課桌椅等?！拘〗Y(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容普通碳素結(jié)構(gòu)鋼一、牌號(hào)Q+數(shù)字──質(zhì)量等級(jí)+脫氧程度如Ｑ235-A.F二、性能、用途學(xué)習(xí)重點(diǎn)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)和典型用途?！咀鳂I(yè)】做好練習(xí)冊(cè)，預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第14教案課題一：【碳鋼】任務(wù)四：選用碳鋼二（1課時(shí)）教學(xué)要求：熟練掌握優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、性能和用途。教學(xué)重點(diǎn)：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)和典型用途。教學(xué)難點(diǎn)：根據(jù)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)換算出含碳量。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是如何表示的？說出牌號(hào)Ｑ235-C.b含義。2、請(qǐng)說出“優(yōu)質(zhì)鋼”和“結(jié)構(gòu)鋼”的含義?！拘抡n導(dǎo)入】碳鋼中常用的結(jié)構(gòu)鋼除普通碳素結(jié)構(gòu)鋼還有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，本節(jié)課討論：【板書】二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（S≤0.035%P≤0.035%，用于質(zhì)量要求高的機(jī)械零件。）1、牌號(hào)（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，共同完成以下內(nèi)容。）二位數(shù)字──表示平均含碳量的萬分之幾。牌號(hào)0820456580含碳量0.08%0.20%0.45%0.65%0.80%60表示平均含碳量為0.60%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。65Mn表示平均含碳量為0.65%的較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼?！窘涣髋c討論】1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示各有什么特點(diǎn)？（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)著重表示屈服點(diǎn)和質(zhì)量等級(jí)，而優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)著重于表示含碳量。）2．表4-2中，從08到85鋼哪些是低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼？【板書】2、性能、用途牌號(hào)性能用途08~25塑性、韌性好，焊接性能好，08、10鋼稱為冷沖壓鋼。主要用于制造（低碳鋼）強(qiáng)度、硬度低。深冷沖壓件和焊接件。如汽車駕駛室、油箱、壓力容器等。（引導(dǎo)觀察圖示）15、20、25鋼稱為滲碳鋼。a、制造滲碳件。鏈條，小齒輪。b、制作冷沖壓件和焊接件，如風(fēng)扇葉片、法蘭盤等。30~55具有較高的強(qiáng)度、硬度，塑性、廣泛用于受力較大的零件，如機(jī)床（中碳鋼）韌性良好。主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等。60~85具有較高的強(qiáng)度、硬度和彈性，主要用于制造彈性零件和耐磨件，（高碳鋼）但塑性較低，焊接性能不好，切削如彈簧、板簧、彈簧墊圈、彈簧片、鋼加工性差。軌、鋼絲繩等。【小結(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼一、牌號(hào)二位數(shù)字──表示平均含碳量的萬分之幾。二、性能、用途學(xué)習(xí)重點(diǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)和典型用途。【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)，預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第15教案課題一：【碳鋼】任務(wù)四：選用碳鋼三（1課時(shí)）教學(xué)要求：熟練掌握碳素工具鋼、鑄造碳鋼的牌號(hào)、性能和用途。教學(xué)重點(diǎn)：碳素工具鋼的牌號(hào)和典型用途。教學(xué)難點(diǎn)：根據(jù)碳素工具鋼的牌號(hào)換算出含碳量。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是如何表示的？說出牌號(hào)Ｑ235-A.F和45鋼的含義。2、請(qǐng)說出“優(yōu)質(zhì)鋼”、“高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼”和“工具鋼”的含義?！拘抡n導(dǎo)入】本節(jié)課討論常用碳鋼中的碳素工具鋼和鑄造碳鋼?！景鍟咳⑻妓毓ぞ咪摚ㄖ圃斓毒?、模具、量具等。）1、牌號(hào)（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，共同完成以下內(nèi)容。）T+數(shù)字?jǐn)?shù)字為平均含碳量的千分之幾。牌號(hào)T7T8T9T10T11T12T13含碳量0.7%0.8%0.9%1.0%1.1%1.2%1.3%T7表示平均含碳量為0.7%的碳素工具鋼；T12A表示平均含碳量為1.2%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)調(diào)：（1）碳素工具鋼含碳量在0.7%以上；（2）碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼?！景鍟?、性能（1）熱處理后具有高的硬度、耐磨性；（2）隨含碳量的增加，其硬度和耐磨性逐漸增大，韌性逐漸下降?！咎釂枴刻妓毓ぞ咪撝校囊环N鋼的韌性最好，哪一種鋼的硬度、耐磨性最大？【板書】3、用途──制造形狀復(fù)雜，切削速度較低（＜5米/分），工作溫度不高（200℃以下）的工具和耐磨件。T7、T8：用于制造受沖擊，需要高硬度和耐磨性的工具（工作部分48~60HRC）。如鐵錘、沖頭、鏨子、螺絲刀、打炮眼的鋼釬、簡(jiǎn)單模具、木工工具等。T9、T10、T11：用于受中等沖擊的工具和耐磨件（工作部分60~62HRC）。如手工鋸條、絲錐、板牙、沖模。T12、T13鋼用于制造不受沖擊，硬度極高的工具和耐磨件（工作部分62~65HRC）。如銼刀、刮刀、鉆頭等?！景鍟克?、鑄造碳鋼1、牌號(hào)（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，共同完成以下內(nèi)容。）ZG數(shù)字—數(shù)字〔鑄鋼σSσb〕ZG340—640表示σS為340MPa，σb為640MPa的鑄造碳鋼。2、成分特點(diǎn)含碳量：0.15%~0.60%3、用途制造形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求較高的機(jī)械零件。像變速箱體、水泵殼體等。（教師介紹教材“你知道嗎”【小結(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容一、碳素工具鋼二、鑄造碳鋼學(xué)習(xí)重點(diǎn)碳素工具鋼的牌號(hào)和典型用途。【作業(yè)】做好練習(xí)冊(cè)，預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第16教案課題二：【合金鋼】擴(kuò)展知識(shí)任務(wù)一：認(rèn)識(shí)合金鋼一（1課時(shí)）教學(xué)要求：1、掌握合金鋼及其優(yōu)良性能；2、明確紅硬性，合金鋼為什么易淬透。教學(xué)重點(diǎn)：合金鋼及其優(yōu)良性能。教學(xué)難點(diǎn)：合金鋼易淬透。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1、什么叫碳鋼？碳鋼材料有哪些特點(diǎn)？【引入新課】隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)鋼材的要求也越來越高。如大型重要的結(jié)構(gòu)零件，要求具有更高的綜合力學(xué)性能；切削速度較高的車刀，要求更高的硬度、耐磨性和紅硬性；大型的電站設(shè)備、軍事設(shè)備、化工設(shè)備、航空發(fā)動(dòng)機(jī)械等，不僅要有高的力學(xué)性能，而且還要求具有耐蝕、耐熱、抗氧化等特殊物理、化學(xué)性能需求。顯然，碳鋼是不能滿足這些要求，于是人們就研制各種合金鋼，以適應(yīng)日益發(fā)展的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的需要?！景鍟亢辖痄摓楦纳其摰男阅?，特意加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。（強(qiáng)調(diào)：合金元素是特意加入的。）常見的合金元素硅、錳、鉻、鎳、鎢、鉬、釩、鈦、鋁、硼、鈮、鋯和稀土Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、AI、B、Nb、Zr、Re稀土元素稀土的英文是RareEarth,意即“稀少的土”。其實(shí)這不過是18世紀(jì)遺留給人們的誤會(huì)。1787年后人們相繼發(fā)現(xiàn)了若干種稀土元素，但相應(yīng)的礦物發(fā)現(xiàn)卻很少。由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)水平的限制，人們只能制得一些不純凈的、像土一樣的氧化物，故人們便給這組元素留下了這么一個(gè)別致有趣的名字。稀土元素稀土的英文是RareEarth,意即“稀少的土”。其實(shí)這不過是18世紀(jì)遺留給人們的誤會(huì)。1787年后人們相繼發(fā)現(xiàn)了若干種稀土元素，但相應(yīng)的礦物發(fā)現(xiàn)卻很少。由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)水平的限制，人們只能制得一些不純凈的、像土一樣的氧化物，故人們便給這組元素留下了這么一個(gè)別致有趣的名字。其實(shí)稀土元素是鈧、釔和鑭等17種元素的總稱。我國(guó)是稀土儲(chǔ)量最豐富的國(guó)家，占全世界總儲(chǔ)量的70%。內(nèi)蒙古包頭鋼鐵公司主要冶煉稀土金屬，包頭市有“稀土之城”之美譽(yù)。稀土被人們稱為新材料的“寶庫(kù)”，是各國(guó)科學(xué)家，尤其是材料專家最關(guān)注的一組元素，被美國(guó)、日本等國(guó)家有關(guān)政府部門列為發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素。稀土除具有金屬通用性以外，還具有自己的一些“絕招”。鋼中加入適量稀土，可細(xì)化晶粒，改善加工性能，提高鋼的耐高溫、抗腐蝕的本領(lǐng)。鑄鐵中加入稀土，可大大提高鑄鐵的塑性。另外，稀土還可很好地改善玻璃、陶瓷的性能?！景鍟亢辖痄摰膬?yōu)良性能合金概念：合金元素是為了改善和提高鋼的力學(xué)性能和使鋼獲得某些特殊的物理、化學(xué)性能而專門加入的元素。合金元素對(duì)鋼中基本相的影響１)非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。這些元素與碳親合力很弱，在鋼中不和碳化合，而是溶入鐵素體內(nèi)形成合金鐵素體，對(duì)基體起固溶強(qiáng)化作用。２)中強(qiáng)碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W等。一般能夠置換滲碳體中的鐵原子而形成合金滲碳體，合金滲碳體仍具有滲碳體的復(fù)雜六方晶格。是一般低合金鋼中存在的主要碳化物。３)強(qiáng)碳化物形成元素：Mo、W、Ti、Zr、Nb、V。這些合金元素含量較高。它比合金滲碳體具有更高的熔點(diǎn)、硬度、耐磨性，且更穩(wěn)定?！局v解】合金元素在鋼中不僅與鐵和碳這兩個(gè)基本元素發(fā)生作用，而且合金元素之間也可能相互作用，從而使合金鋼具有優(yōu)良的性能。【板書】一、力學(xué)性能好1、合金元素溶入鐵后，形成合金鐵素體，使鐵素體的強(qiáng)度和硬度提高。2、合金元素能與碳形成較穩(wěn)定的特殊碳化物，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而對(duì)塑性和韌性影響不大。二、紅硬性高【講解】合金元素在淬火時(shí)大部分能溶入馬氏體，因而在回火過程中，合金元素對(duì)擴(kuò)散過程起阻礙作用，使馬氏體不易分解，碳化物不易析出，使鋼在回火過程中硬度下降較慢。淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力稱為耐回火性。高的耐回火性使鋼在較高的溫度條件下，仍能保持高硬度和耐磨性?！景鍟考t硬性金屬材料在高溫（＞550℃）下保持高硬度（≥60HRC）的能力。金屬材料碳鋼合金鋼保持60HRC的溫度200℃【講解】制造刀具只能在以下保持高硬度，而的紅硬性最高可達(dá)。紅硬性高的材料可用于制造切削速度高的刀具，在金屬切削加工中發(fā)揮重要作用。【板書】三、淬透性好原因合金元素（除鈷外）溶入奧氏體后，能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而使C曲線右移，減小了鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。碳鋼合金鋼牌號(hào)4540CrNiMoA淬透層（mm.）18100（水冷）（油冷）【設(shè)問】淬透性好的鋼有何優(yōu)點(diǎn)？【板書】四、具有特殊的物理、化學(xué)性能【講解】一些合金元素合加入鋼后，能使鋼具有一些特殊的物理、化學(xué)性能。加入鉻、鎳、鉬等合金元素可使鋼有很好的耐腐蝕性和耐熱性；若加入11%~14%的錳元素，鋼將具有特別高的耐磨性。鋼的這些特殊的物理、化學(xué)性能，使鋼發(fā)揮著特殊的作用。合金材料左右著戰(zhàn)爭(zhēng)合金材料左右著戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)1916年，第一次世界大戰(zhàn)期間，法國(guó)索瑪河畔的戰(zhàn)場(chǎng)上，英、德兩國(guó)軍隊(duì)用猛烈的炮火相互射擊，雙方的士兵都隱蔽在戰(zhàn)壕里，誰也不敢“越雷池一步”。9月15日黎明，英軍又開始炮擊，德軍照常還擊。突然，從英軍陳地發(fā)出一隆隆的怪聲。不一會(huì)，許多像大鐵盒似的龐然大物向德軍陳地直沖過來。這些大家伙沒有輪子卻能快速奔跑，炮彈不斷從它的兩側(cè)飛出來，德軍慌忙向它射擊，可是子彈一打上就反彈回來，很快就突破德軍防線。這種馳騁疆場(chǎng)，越障跨壕，不怕槍彈，無所阻擋，能攻能防的怪物就是坦克（如圖6-1），它在戰(zhàn)場(chǎng)上一出現(xiàn)就顯示出巨大的威力。可是過了不久，所向披靡的英國(guó)坦克，出乎意料地被德國(guó)的一種特殊炮彈擊穿了。英方很惱火，經(jīng)反復(fù)化驗(yàn)才知道，德軍炮彈殼里含有少量的金屬鎢，鎢和鋼中的碳結(jié)合，生成很硬的碳化鎢，用這種鋼制成的炮彈穿透力很強(qiáng)，所以能摧毀坦克。然而，“道高一尺，魔高一丈”。英國(guó)人在制造坦克裝甲的鋼中加入了少量的鉻、錳、鎳和鉬后，硬度超過了鎢鋼炮彈。這種鋼板僅有原來鋼板厚度的1/3，但防彈能力很強(qiáng)，德軍炮彈再也打不透了?！拘〗Y(jié)】合金鋼的優(yōu)良性能一、力學(xué)性能好二、紅硬性高三、淬透性好四、具有特殊的物理、化學(xué)性能學(xué)習(xí)重點(diǎn)：合金鋼及其優(yōu)良性能?！咀鳂I(yè)】做好練習(xí)冊(cè)，預(yù)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容項(xiàng)目一，常用金屬材料。第17教案課題二：【合金鋼】擴(kuò)展知識(shí)任務(wù)一：認(rèn)識(shí)合金鋼二（1課時(shí)）教學(xué)要求：了解合金鋼的分類，掌握合金鋼牌號(hào)的表示方法；教學(xué)重點(diǎn)：合金鋼牌號(hào)的表示方法。教學(xué)難點(diǎn)：合金鋼牌號(hào)的表示方法。教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)】1.45、60、T7、T12分別屬于哪類碳鋼？請(qǐng)說出它們的含碳量。2．請(qǐng)說出Mo、V、Cr、Ni、W、Ti、AI、B、Si、Mn、Nb、Zr分別表示什么元素？【引入新課】合金鋼的品種很多。設(shè)計(jì)選材、為便于生產(chǎn)、管理和使用，必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的分類、命名和編號(hào)?！景鍟恳弧⒑辖痄摰姆诸?．按合金元素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%。2．按主要用途分類合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要的機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)；合金工具鋼主要用于制造重要工具；特殊性能鋼具有某些特殊物理、化學(xué)性能的合金鋼。如不銹鋼、耐磨鋼等。（強(qiáng)調(diào)：應(yīng)懂得,合金鋼的價(jià)格較碳鋼貴，一般在碳鋼難于勝任工作時(shí)才考慮使用合金鋼。）二、合金鋼的牌號(hào)的表示方法1．合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的表示方法例40Mn2表示含C：0.40%，Mn：2.0%20Cr2Ni4表示含C：0.20%，Cr：2.0%，Ni：4.0%若高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在牌號(hào)后加“A”，特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加“E”。例如20Cr2Ni4A?！揪毩?xí)】請(qǐng)說出下列合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的含碳量和合金元素含量。20Cr37CrNi32．合金工具鋼牌號(hào)的表示方法（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，共同完成以下內(nèi)容。）例3Cr2W8V表示含C：0.30%，Cr：2.0%，V：1.0%Cr12MoV表示含C≥1.0%，Cr：12.0%，V：1.0%【例2】請(qǐng)說出下列合金工具鋼牌號(hào)的含碳量和合金元素含量。60Si2Mn——為合金結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為0.60％，主要合金元素含錳量小于1.5％平均含硅量為2％。9SiCr——為合金工具鋼，平均含碳量為0.90％，主要合金元素為硅、鉻，含量均小于1.5％。（工具鋼用含碳量的千分?jǐn)?shù)表示，大于1％時(shí)不標(biāo)出）W18Cr4V——為平均含碳量為0.7％—0.8％，主要合金元素鎢含量為18％，鉻為4％、釩為小于1.5％的高速鋼（高速鋼平均含碳量小于1％省略不寫）GCr15SiMn——表示平均含鉻量為1.5％，硅、錳含量均小于1.5％的滾動(dòng)軸承鋼?！窘涣髋c討論】3．特殊性能鋼牌號(hào)的表示方法【講解】特殊鋼的牌號(hào)表示方法基本上與合金工具相同，只是當(dāng)含碳量在0.03%~0.1%之間時(shí),牌號(hào)中用0表示；當(dāng)含碳量≤0.03%時(shí),牌號(hào)中用00表示。例如不銹鋼的牌號(hào)有2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr30Mo2等?！景鍟坎讳P鋼2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr30Mo2滾動(dòng)軸承鋼GCr15SiMn表示平均含Cr：1.5%、Si：1.0%、Mn：1.0%的滾動(dòng)軸承鋼?！拘〗Y(jié)】學(xué)習(xí)內(nèi)容一、合金鋼的分類二、合金鋼的牌號(hào)的表示方法學(xué)習(xí)重點(diǎn)合金鋼牌號(hào)的表示