金屬材料教案

1、機(jī)械工程學(xué)院課程教案 課程名稱金屬材料與熱處理 課程編碼 教材工程材料與熱加工 大連理工大學(xué)出版社第 7 章 低合金鋼與合金鋼 學(xué)時(shí)2教學(xué)目的： 1 掌握鋼的分類與牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用 2 掌握常用非合金鋼的種類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用； 3 能夠識(shí)別我非國(guó)合金工具鋼及常用特殊性能鋼的牌號(hào)教學(xué)重點(diǎn)：1. 鋼的分類及鋼鐵合金的分類與牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；2. 非合金鋼的種類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；3. 掌握鑄造碳鋼種類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；教學(xué)難點(diǎn)：1. 鋼的分類及鋼鐵合金的分類與牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；2. 非合金鋼的種類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；3. 掌握鑄造碳鋼種類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；授課

2、形式：講練結(jié)合，傳授法 教學(xué)內(nèi)容第五章 鋼鐵材料5.1.1 鋼的分類及合金牌號(hào)統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)體系5.1.2 鋼鐵及合金牌號(hào)統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)體系5.2 非合金鋼5.2.1 常存雜質(zhì)元素的影響及非合金鋼的分類1.常存雜質(zhì)元素的影響2.非合金鋼的分類提問(wèn)或作業(yè)（1） 按鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分 （2）按鋼的質(zhì)量分（3）按鋼的用途分（4）按鋼脫氧程度分：5.2.2 普通質(zhì)量非合金鋼1.牌號(hào)2.性能及用途5.2.3 優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼 1.牌號(hào)2.性能及用途及熱處理5.2.4 非合金工具鋼1.牌號(hào) 2.性能及用途及熱處理 5.2.5 鑄造碳鋼1.牌號(hào) 2.性能及用途及熱處理機(jī)械工程學(xué)院課程教案 課程名稱金屬材料與熱處理

3、 課程編碼 教材工程材料與熱加工 大連理工大學(xué)出版社第 5 章 第 3、4 節(jié) 學(xué)時(shí)2教學(xué)目的： 1. 掌握低合金鋼的化學(xué)成分、性能與熱處理牌號(hào)及用途2. 掌握合金鋼化學(xué)成分、性能與熱處理牌號(hào)及用途3. 掌握合金工具鋼和高速工具鋼的化學(xué)成分、性能與熱處理牌號(hào)及用途教學(xué)重點(diǎn)：1. 低合金鋼、合金鋼、工具鋼和高速工具鋼的化學(xué)成分2. 低合金鋼、合金鋼、工具鋼和高速工具鋼性能與熱處理牌號(hào)及用途教學(xué)難點(diǎn)：低合金鋼、合金鋼、工具鋼和高速工具鋼的牌號(hào)及工藝曲線圖授課形式：講練結(jié)合，傳授法教學(xué)內(nèi)容5.3低合金鋼5.3.1 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、性能與熱處理1. 化學(xué)成分2. 性能特點(diǎn)3. 熱處理特點(diǎn)

4、5.3.2 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途1牌號(hào)2用途5.4 合金鋼5.4.1機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼 合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼及合金彈簧鋼1合金滲碳鋼（1） 工作條件及性能要求表面受到強(qiáng)烈摩擦、磨損，同時(shí)又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷的作用，要求零件表面具有優(yōu)異的耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度，心部具有較高強(qiáng)度和足夠的韌性（2） 化學(xué)成分及熱處理工藝a 化學(xué)成分b熱處理工藝（3）牌號(hào)及用途a 牌號(hào)b 用途2 3 用途提問(wèn)或作業(yè)備注：機(jī)械工程學(xué)院課程教案 課程名稱金屬材料與熱處理 課程編碼 教材金屬材料與熱處理 機(jī)械工業(yè)出版社第八單元 鑄鐵 模塊一 鑄鐵的石墨化 模塊二 灰鑄鐵 模塊三 球墨鑄鐵學(xué)時(shí)2教學(xué)目

5、的： 1 掌握鑄鐵的分類2 掌握鑄鐵的石墨化過(guò)程3 掌握灰鑄鐵、球墨鑄鐵的性能教學(xué)重點(diǎn)：1 鐵碳合金雙重相圖2灰鑄鐵、球墨鑄鐵的成分、性能、牌號(hào)和用途及熱處理過(guò)程教學(xué)難點(diǎn)：1 鐵碳合金雙重相圖2灰鑄鐵、球墨鑄鐵的成分、性能、牌號(hào)和用途及熱處理過(guò)程授課形式： 講練結(jié)合，傳授法教學(xué)內(nèi)容提問(wèn)或作業(yè)第八單元 鑄鐵鑄鐵的分類按照碳的存在形式，鑄鐵可分為： 碳以滲碳體形式存在的，稱為白口鑄鐵； 碳以石墨形式存在的，稱為灰口鑄鐵；按照石墨的形態(tài),灰口鑄鐵可分為: 石墨呈片狀鑄鐵,稱灰鑄鐵； 石墨呈團(tuán)絮狀的鑄鐵稱可鍛鑄鐵； 石墨呈球狀的鑄鐵稱球墨鑄鐵； 石墨呈蠕蟲(chóng)狀的鑄鐵稱蠕墨鑄鐵。綜合知識(shí)模塊一 鑄鐵的石墨

6、化能力知識(shí)點(diǎn)1 鐵碳合金雙重相圖能力知識(shí)點(diǎn)2 石墨化過(guò)程一、石墨化方式1.鑄鐵中碳原子析出并形成石墨的過(guò)程稱為石墨化。2石墨既可以從液體和奧氏體中析出，也可以通過(guò)滲碳體分解來(lái)獲得?；铱阼T鐵和球墨鑄鐵中的石墨主要是從液體中析出；可鍛鑄鐵中的石墨則完全由白口鑄鐵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間退火，由滲碳體分解而得到。 二、石墨化過(guò)程按照FeG相圖，可將鑄鐵的石墨化過(guò)程分為三個(gè)階段：1第一階段石墨化： 鑄鐵液體結(jié)晶出一次石墨（過(guò)共晶鑄鐵）和在1154通過(guò)共晶反應(yīng)形成共晶石墨。 中間階段石墨化 ：在1154738溫度范圍內(nèi)奧氏體沿ES線析出二次石墨。 第二階段石墨化 ：在738通過(guò)共析反應(yīng)析出共析石墨能力知識(shí)點(diǎn)3 影響石墨

7、化的因素2.中間階段石墨化 在1154738溫度范圍內(nèi)奧氏體沿ES線析出二次石墨。 3.第二階段石墨化 ：在738通過(guò)共析反應(yīng)析出共析石墨能力知識(shí)點(diǎn)3.影響石墨化的因素一、化學(xué)成分的影響（內(nèi)因）二、冷卻速度的影響（外因）綜合知識(shí)模塊二 灰鑄鐵能力知識(shí)點(diǎn)1 灰鑄鐵的成分、組織和性能一、灰鑄鐵的化學(xué)成分二、灰鑄鐵的組織三、灰鑄鐵的性能能力知識(shí)點(diǎn)2.灰鑄鐵的牌號(hào)和用途 灰鑄鐵的牌號(hào)由HT+三位數(shù)字組成： 其中HT是灰鐵的漢語(yǔ)拼音縮寫(xiě)；數(shù)字代表鑄鐵的抗拉強(qiáng)度。 如HT200表示最低抗拉強(qiáng)度為200M Pa的灰鑄鐵。 最小的灰鐵是HT100，往上以50為間隔遞增，最大為HT350。能力知識(shí)點(diǎn)3.灰鑄鐵的

8、孕育處理 經(jīng)孕育處理后的灰鑄鐵叫做孕育鑄鐵。 孕育的目的是：使鐵水內(nèi)同時(shí)生成大量均勻分布的非自發(fā)核心，以獲得細(xì)小均勻的石墨片，并細(xì)化基體組織，提高鑄鐵強(qiáng)度；避免鑄件邊緣及薄斷面處出現(xiàn)白口組織，提高斷面組織的均勻性。 孕育鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和硬度，可用來(lái)制造機(jī)械性能要求較高的鑄件，如汽缸、曲軸、凸輪、機(jī)床床身等，尤其是截面尺寸變化較大的鑄件。能力知識(shí)點(diǎn)4.灰鑄鐵的熱處理熱處理不能改變石墨的形態(tài)和分布，對(duì)提高灰鑄鐵整體機(jī)械性能作用不大，因此生產(chǎn)中主要用來(lái)消除鑄件內(nèi)應(yīng)力、改善切削加工性能和提高表面耐磨性等。綜合知識(shí)模塊三 球墨鑄鐵能力知識(shí)點(diǎn)1 球墨鑄鐵的成分、組織和性能一、 球墨鑄鐵的化學(xué)成分和球化

9、處理二、 球鐵的組織三、 球鐵的性能能力知識(shí)點(diǎn)2. 球墨鑄鐵的牌號(hào)和用途一、球墨鑄鐵牌號(hào)用“QT”標(biāo)明，其后兩組數(shù)值表示最低抗拉強(qiáng)度極限和延伸率。二、如QT420-10、QT600-2、QT800-2能力知識(shí)點(diǎn)3.球墨鑄鐵的熱處理一、退火 二、正火 三、等溫淬火四、調(diào)質(zhì)處理備注： 機(jī)械工程學(xué)院課程教案 課程名稱金屬材料與熱處理 課程編碼 教材金屬材料與熱處理 機(jī)械工業(yè)出版社第八單元 鑄鐵 模塊一 鑄鐵的石墨化 模塊二 灰鑄鐵 模塊三 球墨鑄鐵學(xué)時(shí)教學(xué)目的： 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：授課形式：教學(xué)內(nèi)容提問(wèn)或作業(yè)第八單元 鑄鐵綜合知識(shí)模塊四 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是在一定成分的鐵水中加入適量的蠕化劑而煉成的

10、，其方法與程序與球墨鑄鐵基本相同。蠕化劑目前主要采用鎂鈦合金、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金等。能力知識(shí)點(diǎn)1 蠕墨鑄鐵的成分一般成分范圍如下： 碳=3.5%3.9% 硅=2.1%2.8% 錳=0.4%0.8% 硫0.1% 磷0.1%能力知識(shí)點(diǎn)2 蠕墨鑄鐵的組織與性能一 、蠕墨鑄鐵的性能蠕墨鑄鐵是一種新型高強(qiáng)鑄鐵材料。它的強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨性；同時(shí)又有和灰鑄鐵一樣的良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。 二、蠕墨鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用蠕墨鑄鐵牌號(hào)、性能以“RuT”表示，其后的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，如 RuT300、RuT420綜合知識(shí)模塊五 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵又稱為瑪鐵、瑪鋼；它是由白口鑄鐵

11、通過(guò)石墨化退火處理得到的一種高強(qiáng)鑄鐵。它有較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼?？慑戣T鐵不可鍛！能力知識(shí)點(diǎn)1 可鍛鑄鐵的化學(xué)成分和組織一、可鍛鑄鐵的生產(chǎn)可鍛鑄鐵生產(chǎn)分兩個(gè)步驟 第一步，先鑄造純白口鑄鐵，不允許有石墨出現(xiàn)，否則在隨后的退火中，碳在已有的石墨上沉淀，得不到團(tuán)絮狀石墨； 第二步，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的石墨化退火處理。二、可鍛鑄鐵的組織能力知識(shí)點(diǎn)2 可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途一、可鍛鑄鐵的牌號(hào)v 可鍛鑄鐵有鐵素體和珠光體兩種基體。 v 鐵素體可鍛鑄鐵以“KTH”表示，珠光體可鍛鑄鐵以“KTZ”表示。其后的兩組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。 v KTH350-10、KTZ600-3 二、可

12、鍛鑄鐵的應(yīng)用v 可鍛鑄鐵常用來(lái)制造形狀復(fù)雜、承受沖擊和振動(dòng)載荷的零件，如汽車(chē)拖拉機(jī)的后橋外殼、管接頭、低壓閥門(mén)等。v 這些零件用鑄鋼生產(chǎn)時(shí)，因鑄造性不好，工藝上困難較大；而用灰口鑄鐵時(shí)，又存在性能不能滿足要求的問(wèn)題。綜合知識(shí)模塊六 合金鑄鐵能力知識(shí)點(diǎn)1 耐磨鑄鐵在磨粒磨損條件下工作的鑄鐵應(yīng)具有高而均勻的硬度。白口鑄鐵就屬這類耐磨鑄鐵。但白口鑄鐵脆性較大，不能承受沖擊載荷，因此在生產(chǎn)中常采用激冷的辦法來(lái)獲得激冷鑄鐵。即用金屬型鑄造鑄件的耐磨表面，其它部位采用砂型。同時(shí)調(diào)整鐵水的化學(xué)成分，利用高碳低硅，保證白口層的深度，而心部為灰口鑄鐵組織，有一定的強(qiáng)度。用激冷方法制造的耐磨鑄鐵，已廣泛應(yīng)用于軋輥

13、和車(chē)輪等的鑄造生產(chǎn)。能力知識(shí)點(diǎn)2.耐熱鑄鐵在高溫下工作的鑄鐵，如爐底板、換熱器、坩堝、熱處理爐內(nèi)的運(yùn)輸鏈條等，必須使用耐熱鑄鐵。加入Al、Si、Cr等元素，一方面在鑄件表面形成致密的氧化膜，阻礙繼續(xù)氧化；另一方面提高鑄鐵的臨界溫度，使基體變?yōu)閱蜗噼F素體，不發(fā)生石墨化過(guò)程，從而改善鑄鐵的耐熱性。球墨鑄鐵中，石墨為孤立分布，互不相連，不形成氣體滲入通道，故其耐熱性更好。常用耐熱鑄鐵的成分和性能能力知識(shí)點(diǎn)3.耐蝕鑄鐵耐蝕鑄鐵主要用于化工部件，如閥門(mén)、管道、泵、容器等。普通鑄鐵的耐蝕性差，因?yàn)榻M織中的石墨和滲碳體促進(jìn)鐵素體腐蝕。加入Si、Cr、Al、Mo、Cu、Ni等合金元素形成保護(hù)膜，或使基體電極電位升高，可以提高鑄鐵的耐蝕性能。常用耐蝕鑄鐵有高硅、高硅鉬、高鋁、高鉻等耐蝕鑄鐵。備注：機(jī)械工程學(xué)院課程教案 課程名稱金屬材料與熱處理 課程編碼 教材工程材料與熱加工 大連理工大學(xué)出版社第 5 章 第 1 節(jié) （題目）學(xué)時(shí)教學(xué)目的： 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：授課形式：