金屬材料與熱處理教(學(xué))案

1、._金屬材料與熱處理 _課程教案課程編碼： _總學(xué)時(shí)周學(xué)時(shí)：/開課時(shí)間：年月日第周至第周授課年級(jí)、專業(yè)、班級(jí)：_使用教材： _授課教師： _.月日（星期）總第課時(shí)課題緒論1、明確學(xué)習(xí)本課程的目的教知識(shí)目標(biāo)2、了解本課程的基本容學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際 , 培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題目能力目標(biāo)的能力標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情感目標(biāo)情教學(xué)重點(diǎn)金屬材料熱處理的目的和容教學(xué)難點(diǎn)如何明確學(xué)習(xí)這門課的目的和容教學(xué)用具利用教室中的各種金屬物體教學(xué)方法閱讀教學(xué)法、歸納法、舉例分析法教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.一、組織教學(xué)讓學(xué)生例增加互動(dòng)舉生活中活躍課堂有關(guān)金屬氣氛的東西二、導(dǎo)入新課緒

2、論是本課程的第一節(jié)課，也是學(xué)好本課程的動(dòng)員課。因此，講好本節(jié)課對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)好本課程具有非常重要的意義。讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的目的，了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)及容圍，并了解我國在金屬材料及熱處理方面的發(fā)展概況及所取的成就，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。1、學(xué)習(xí)本課程的目的三、新課教學(xué)問題：為什么不同的材料會(huì)有不同的性能？為什么相同的材料經(jīng)過不同的加通過舉例熱、保溫和冷卻之后能夠獲得不分析引發(fā)同的性能？等等學(xué)生學(xué)習(xí)通過這些問題的分析來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興的興趣趣，同時(shí)說明這些問題正是我們要學(xué)習(xí)這門課的容，同時(shí)也突出這門功課的重要性，從而使學(xué)生明白學(xué)習(xí)這門課的目的。2、本課程的基本容通過對(duì)學(xué)習(xí)目的的學(xué)習(xí)同學(xué)們基

3、本上已經(jīng)明白了學(xué)習(xí)本課程的基本容了，即：金屬的性能、金屬學(xué)的基本知識(shí)、鋼的熱處理及常用的金屬材料。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.從基本容的分析上來看這門課是與實(shí)際生產(chǎn)是有著重要聯(lián)系的， 因此要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的時(shí)要注重理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)還要注意培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。3、金屬材料與熱處理的發(fā)展史這部分容的目的是為了提高學(xué)生的民族自信心，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。舉例 1：例如根據(jù)大量的出土文物考證，我國在公元前 16 世紀(jì)就開始使用金屬材料了；又如殷商時(shí)代，在生產(chǎn)工具、武器、生活用具等方面已大量使用青銅材料；再如我國還是生產(chǎn)鑄鐵最早的國家，早在公元前5

4、世紀(jì)至公元前 4 世紀(jì)的春秋時(shí)期已出現(xiàn)了鑄鐵的鑄造。特別在戰(zhàn)國后期，鑄鐵件的生產(chǎn)得到了迅速的發(fā)展。舉例 2：在熱處理方面，遠(yuǎn)在西漢時(shí)期就“水與火合為淬”之說，東漢時(shí)期則有“清水淬其鋒”等有關(guān)熱處理技術(shù)的記載。 出土的文物如西漢時(shí)期的鋼劍、書刀等，經(jīng)金相檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其部組織接近于淬火馬氏體和滲碳體組織。4、金屬材料在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用這部分材料的目的是為了說明金屬材料與熱處理在現(xiàn)代工業(yè)、 農(nóng)業(yè)和國防建設(shè)中的應(yīng)用及重要的地位。 可通過舉例的方法來說明金屬材料與熱處理技術(shù)在科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化中的地位， 從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。舉例： 具統(tǒng)計(jì)目前機(jī)械工業(yè)部門中所用的材料有 90%以上是金屬材料。今年來， 我

5、國在材料工業(yè)領(lǐng)域取得了巨大成就：我國的鋼鐵產(chǎn)量已躍居世界前列；在金屬材料生產(chǎn)方面已建立了符合我國特點(diǎn)的合金鋼系列，且應(yīng)用圍正在擴(kuò)大；廣泛采用稀土元素材料，并研制出了具有世界先進(jìn)水平的稀土鎂球墨鑄鐵；許多熱處理新工藝、新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣等等。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖四、課堂小結(jié)通過本節(jié)課容的學(xué)習(xí)學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的目的，了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)及容圍，并了解我國在金屬材料及熱處理方面的發(fā)展概況及所取的成， 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品、新工藝、新材料會(huì)不斷的出現(xiàn)，但與發(fā)達(dá)國家相比我國在材料開發(fā)方面仍有一段距離。因此，同學(xué)們要刻苦學(xué)習(xí)，不斷探索，努力趕超世界先進(jìn)水平，為我國材料

6、工業(yè)的騰飛貢獻(xiàn)自己的一份力量。五、布置作業(yè)課后自主復(fù)習(xí)本課的主要容要求：弄清學(xué)習(xí)本課程的目的；本課程學(xué)習(xí)的基本容是哪些金屬材料在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有何重要的地位。教學(xué)反思1. 教學(xué)的成敗得失2. 學(xué)生的信息反饋3. 今后的教學(xué)建議.月日（星期）總第課時(shí)課題§ 1-1 金屬的力學(xué)性能知識(shí)目標(biāo)1、了解金屬力學(xué)性能各指標(biāo)概念教2、掌握低碳鋼拉伸曲線的繪制及各段曲線的含義學(xué)能力目標(biāo)應(yīng)使學(xué)生能對(duì)常用力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行查表和計(jì)算目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)情感目標(biāo)對(duì)常用力學(xué)性能指標(biāo)在工業(yè)中的應(yīng)用予以充分重視1、強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性以及疲勞強(qiáng)度的概念2、低碳鋼拉伸曲線的繪制及曲線中各要點(diǎn)的含義教學(xué)難點(diǎn)掌握低碳鋼拉伸曲線

7、的繪制及曲線中各要點(diǎn)的含義教學(xué)用具教學(xué)方法閱讀教學(xué)法、歸納法、舉例分析法教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.一、組織教學(xué)二、導(dǎo)入新課在機(jī)械設(shè)備及工具的設(shè)計(jì)、制造中選用金屬材料時(shí)， 大多數(shù)是以其力學(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。三、新課教學(xué)（一）、基本概念舉例：讓學(xué)1、力學(xué)性能 ：即指金屬在外力的作用下所生 頭 腦 中表現(xiàn)出來的性能。 它包括強(qiáng)形成概念度、塑性、硬度、 沖擊韌性以及疲勞強(qiáng)度等。2、載荷 ：金屬材料在加工和使用過程中所受的外力稱為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同分為：（ 1）靜載荷：指大小不變或變化過程極其緩慢的載荷（ 2）沖擊載荷：指在短時(shí)間

8、以較高速度作用于零件上的載荷（ 3）交變載荷：指大小、方向或大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的載荷根據(jù)載荷作用形式的不同分為：拉、壓、彎曲、剪切以及扭轉(zhuǎn)等3、變形 ：指金屬材料受到載荷作用而產(chǎn)生的幾何形狀和尺寸的變化.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.（ 1）彈性變形：指隨載荷的去除而消失的變形（ 2）塑性變形：不能隨載荷去除而消失的變形。也稱為永久變形或殘余變形（二）強(qiáng)度1、強(qiáng)度的概念金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力，稱為強(qiáng)度。通過舉例，使學(xué)生對(duì)（金屬材料強(qiáng)度越高，則強(qiáng)度越大，越不容易強(qiáng)度的概被破壞，承載能也就越大。）念有一個(gè)明確的認(rèn)根據(jù) 載荷作用方式的不同，強(qiáng)度可分為：抗識(shí)拉

9、強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及抗扭強(qiáng)度等五種。2、強(qiáng)度的測(cè)定 （以抗拉強(qiáng)度為例進(jìn)行分析，其他不作介紹）（1）拉伸試樣的選用為了使測(cè)試結(jié)果具有可比性，拉伸試驗(yàn)時(shí)必須采用國家表準(zhǔn)規(guī)定的拉伸試樣，具體拉伸試樣可參照（GB/T 397-1986 ），在該標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試樣的形狀尺寸以及加工要求均有明確的規(guī)定。（2）低碳鋼拉伸曲線oe比例階段（彈性變形階段）在這個(gè)階段試樣變形完全是彈性的，若撤去載荷，試樣能立刻恢復(fù)原狀。圖中 Fe 為試樣彈性恢復(fù)最大載荷。es屈服階段（塑性變形階段）在這個(gè)階段試樣發(fā)生明顯的塑性變形，試樣表面出現(xiàn)45o 滑移線，若此時(shí)撤去載荷，試樣不能恢復(fù)原狀。圖中s為屈服載荷。sb強(qiáng)

10、化階段在這個(gè)階段隨著外載荷的不斷增加試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，變形均勻發(fā)生，出現(xiàn)了加工硬化現(xiàn)象，抗拉強(qiáng)度明顯提高。圖中 b 為試樣最大載荷。bz頸縮階段（局部塑性變形階段）在這個(gè)階段試樣局部直徑出現(xiàn)了明顯的收縮，試樣所需載荷急劇下降，伸長(zhǎng)主要集中在頸縮部位.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.直至最后斷裂，斷口呈45o 刀口狀。（注：工程上使用的材料多數(shù)是沒有明顯的屈服現(xiàn)象的，有些脆性材料不僅沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生“頸縮”，例如鑄鐵等。）3、強(qiáng)度的衡量指標(biāo)常用的衡量指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度兩種。屈服點(diǎn)： 在拉伸試驗(yàn)過程中，載荷在不增加（保持恒定）的情況下，試樣仍能繼續(xù)增加伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力即為屈服點(diǎn)。用符號(hào)s

11、表示。抗拉強(qiáng)度：材料在斷裂前所能承受的最大載荷即位抗拉強(qiáng)度。常用符號(hào)b表示。( 注： b 為零件在工作中所承受的最大應(yīng)力也是零件設(shè)計(jì)和選材的重要依據(jù))（三）塑性、塑性的概念塑性是指金屬材料在斷裂前產(chǎn)生變形的能力。常用伸長(zhǎng)率（）和斷面收縮率（）來表示。、塑性的衡量指標(biāo)（）伸長(zhǎng)率（）試樣拉斷后，試樣的伸長(zhǎng)量與拉斷前試樣的長(zhǎng)度的百分比稱為伸長(zhǎng)率（）斷面收縮率（）試樣拉斷后，頸縮處橫截面積的縮減量與拉伸前原試樣橫截面積的百分比（注：塑性好的材料，在受力過大時(shí)，首先產(chǎn)生塑性變形而不致突然斷裂，因此比較安全）（四）硬度、硬度的概念金屬材料抵抗局部變形特別是塑性變形、表面壓痕或表面劃痕的能力稱為硬度。它是衡

12、量金屬材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)。、常用硬度測(cè)試方法（）布氏硬度（）測(cè)試方法：壓入法（普通淬火鋼球壓頭）（硬質(zhì)合金鋼球壓頭）.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.表示方法：符號(hào)HBS或 HBW之前的數(shù)字為硬度值，符號(hào)后面依次為鋼球直徑、試驗(yàn)力、試驗(yàn)力保持的時(shí)間（1015s不標(biāo)記）。應(yīng)用圍及有缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)壓力大，壓痕大，能較準(zhǔn)確的反映金屬材料的平均性能，故適用于測(cè)定會(huì)鑄鐵、有色金屬及各種軟鋼等硬度不高的材料。但不宜測(cè)量成品及薄件。（ 2）洛氏硬度（ HR）測(cè)試方法：壓入法120o 金剛石圓錐體壓頭 1.588mm淬火鋼球表示方法：符號(hào)HR前面的數(shù)字表示硬度值，后面的字母表示不同洛氏硬度的標(biāo)尺。優(yōu)缺點(diǎn)

13、：操作簡(jiǎn)單，能直接從刻度盤上讀出讀數(shù)，壓痕小，可以測(cè)定成品以及薄件。（ 3）維氏硬度（ HV）測(cè)試方法：壓入法相對(duì)面夾角為136o 的正四棱錐體金剛石壓頭表示方法：符號(hào)HV前面的數(shù)字表示硬度值，后面的為試驗(yàn)力保持的時(shí)間（1015s 不標(biāo)記）。優(yōu)缺點(diǎn)：試驗(yàn)力較小，壓入深度不大，故可測(cè)量薄件或表面滲碳、滲氮層的硬度，且硬度值有連續(xù)性，故可測(cè)量很軟到很硬的各種金屬材料，且準(zhǔn)確性很高。（五）沖擊韌性1、沖擊韌性的概念金屬材料抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。通常用ak 表示沖擊韌性。（注：使用不同類型的試樣（ V 型缺口或U 型缺口）進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)， 沖擊韌度分別標(biāo)記為akv 或 aku）2、

14、小能量多次沖擊實(shí)踐表明：承受沖擊載荷的機(jī)械零件，大多數(shù)情況下是因小能量多次沖擊而遭到破壞的，所以對(duì)材料進(jìn)行小能量多次沖擊試驗(yàn)是很重要的。一次沖擊韌度高的材料，小能量多次沖擊抗力不一定高，反之也一樣。金屬材料受大能量沖擊載荷作用時(shí)，其沖擊抗力主要取決于沖擊韌度 ak 的大小，而在小能量多次沖擊條件下，其沖擊抗力主要取決于材料的強(qiáng)度和塑性。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖（六）疲勞強(qiáng)度1、疲勞強(qiáng)度的概念疲勞強(qiáng)度是指金屬材料在無數(shù)次的交變載荷的作用下而不斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。用 -1 表示。2、疲勞破壞的特征（1）疲勞斷裂時(shí)并沒有明顯的宏觀塑性變形，斷裂前無預(yù)兆，而是突然的。（2）引起疲勞斷

15、裂的應(yīng)力很低，常常低于材料的屈服點(diǎn)。（3）疲勞破壞的宏觀斷口由裂紋的策源地及擴(kuò)展區(qū)（光滑部分）和最后斷裂區(qū)（粗糙部分）兩部分組成。3、影響疲勞強(qiáng)度的因素及提高疲勞極限的措施因素：如工作條件、零件表面狀態(tài)、材料成分、組織及殘余應(yīng)力等。措施：改善零件的結(jié)構(gòu)形式、降低零件表面粗糙度、采用各種表面強(qiáng)化的方法（例如表面滲碳、表面滲氮等）。四、課堂總結(jié)通過本節(jié)容的學(xué)習(xí)，同學(xué)們要了解有關(guān)強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性以及疲勞強(qiáng)度的概念及其衡量指標(biāo)，重點(diǎn)掌握對(duì)拉伸曲線各階段的分析及其各階段的特征。除此之外還要對(duì)疲勞破壞的特點(diǎn)加以認(rèn)識(shí)。五、布置作業(yè)1、習(xí)題冊(cè)P1-P32、低碳鋼拉伸曲線的繪制及各階段的分析。3、疲勞

16、破壞有哪些特點(diǎn)？教學(xué)反思1 教學(xué)的成敗得失2 學(xué)生的信息反饋3 今后的教學(xué)建議.月日（星期）總第課時(shí)課題§ 1-2 金屬的工藝性能知識(shí)目標(biāo)1、了解金屬工藝性能的有關(guān)基本概念教2、熟悉和掌握金屬材料各工藝性能的衡量指標(biāo)學(xué)能力目標(biāo)應(yīng)使學(xué)生能利用工藝性能指標(biāo)判別簡(jiǎn)單工件加工過程目標(biāo)情感目標(biāo)對(duì)工藝性能在加工中的重要性予以充分認(rèn)識(shí)教學(xué)重點(diǎn)1、金屬工藝性能的有關(guān)基本概念2、金屬材料各工藝性能的衡量指標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)金屬材料各工藝性能的衡量指標(biāo)教學(xué)用具教學(xué)方法閱讀教學(xué)法、歸納法舉例分析法教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.一、組織教學(xué)二、導(dǎo)入新課.金屬材料僅有良好的力學(xué)性能是不夠的，除此之外還

17、必須有良好的工藝性能，只有這樣，才能得到生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量良好、成本低廉的工件。我們可通過舉一些例子來說明這個(gè)問題。例如：有色金屬（如青銅）鑄造性很好，常用來鑄造精美的工藝品；再如鑄鐵的鑄造性能要比鋼好，因此常用鑄造的方法生產(chǎn)零件；但是鋼的鍛造性能很好，可以用鍛造的工藝方法生產(chǎn)出力學(xué)性能較高的機(jī)械零件，而鑄鐵則不能鍛造。三、新課教學(xué)工藝性能：指金屬材料對(duì)不同加工工藝方法的適應(yīng)能力，主要包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能以及熱處理性能等。工藝性能直接影響到零件制造工藝和質(zhì)量，是選材和制定零件工藝路線時(shí)必須考慮的因素之一。（一）鑄造性能.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.1、鑄造性能的

18、概念金屬及合金在鑄造工藝中獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。2、鑄造性能衡量指標(biāo)（ 1）流動(dòng)性流動(dòng)性好的金屬容易充滿鑄型，從而可以獲得外形完整、尺寸精確、輪廓清晰的鑄件（ 2）收縮性鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮性。鑄件收縮不僅影響尺寸精度，還會(huì)使鑄件產(chǎn)生縮孔、疏松、應(yīng)力、變形和開裂等缺陷，故用于鑄造的金屬其收縮率越小越好。（ 3）偏析傾向金屬凝固后，部化學(xué)成分和組織不均勻現(xiàn)象稱為偏析。偏析嚴(yán)重時(shí)能使鑄件各部分的力學(xué)性能有很大的差異，從而降低了鑄件的質(zhì)量，尤其對(duì)大型鑄件危害更大。（二）鍛造性能用鍛壓成形方法獲得優(yōu)良鍛件的難易程度稱為鍛造性能。鍛造性能的好壞主要與金屬的塑性

19、和變形抗力有關(guān)。塑性越好，變形扛力越小，金屬的鍛造性能越好。（三）焊接性能焊接性能是指金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性，也就是說在一定焊接工藝下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。焊接性的好壞主要取決于鋼中的含碳量，含碳量越低，焊接性越好；反之含量越高，焊接性越差。（四）切削加工性能切削加工金屬材料的難易程度稱為切削加工性能。切削加工性能的好壞主要取決于鋼的化學(xué)成分以及組織狀態(tài)等因素。一般認(rèn)為材料具有適當(dāng)硬度（170-230HBS）和足夠的脆性時(shí)較易切削。 例如鑄鐵比鋼的切削加工性能要好，一般碳鋼要比高合金鋼切削加工性能好。四、課堂總結(jié)通過本節(jié)容的學(xué)習(xí)，我們知道金屬材料僅有良好的力學(xué)性能是不夠的，還必須具

20、有良好的工藝性能，只有這樣，才能得到生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量良好、成本低廉的工件。.教學(xué)環(huán)節(jié)五、布置作業(yè).教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖練習(xí)冊(cè) P1P3金屬的工藝性能包括那些？影響其好壞的因素有哪些？教學(xué)反思1教學(xué)的成敗得失2學(xué)生的信息反饋3今后的教學(xué)建議.月日（星期）總第課時(shí)課題§ 2-1金屬的晶體結(jié)構(gòu)1、了解晶體與非晶體的概念以及兩者之間的異同知識(shí)目標(biāo)教學(xué)目能力目標(biāo)標(biāo)2、了解晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)基本知識(shí)3、掌握金屬中幾種常見的晶格類型，并能舉例說明情感目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)1、晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)基本知識(shí)2、金屬中幾種常見的晶格類型教學(xué)難點(diǎn)金屬中幾種常見的晶格類型教學(xué)用具多媒體多媒體教學(xué)、舉例分教學(xué)方法析、閱讀歸

21、納教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.一、教學(xué)回顧二、新課導(dǎo)入.不同的金屬材料具有不同的力學(xué)性能，即使是同一種金屬材料，在不同的條件下其性能也是不同的。金屬性能的這些差異，從本質(zhì)來說，是由其部結(jié)構(gòu)所決定的。因此，掌握金屬的部結(jié)構(gòu)及其對(duì)金屬性能的影響，對(duì)于選用和加工金屬材料，具有非常重要的意義。三、新課教學(xué)一、晶體與非晶體通過教學(xué)應(yīng)使學(xué)生了解晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別，消除過去把天然的、外形規(guī)則的物體認(rèn)為是晶體的模糊概念。兩者的主要區(qū)別應(yīng)該在于其部原子的排列是否有規(guī)則。1、晶體：在物質(zhì)部，凡原子呈有序、有規(guī)則排列的物體稱為晶體。（例如：金屬在固態(tài)下一般均屬于晶體、天然金剛石、水晶等）2、非

22、晶體：在物質(zhì)部，凡原子呈無序堆積狀態(tài)的物體稱為晶體。（金屬在固態(tài)下一般均屬于晶體例如：玻璃、松香、樹脂等）3、兩者異同：晶體具有固定的熔點(diǎn)，其性能呈各向異性；非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，其性能呈各向同性。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.二、晶體結(jié)構(gòu)的概念晶體結(jié)構(gòu)是指物體部原子排列的狀態(tài)。為了對(duì)晶體結(jié)構(gòu)右充分的認(rèn)識(shí)，必須要使學(xué)生們了解與晶體有關(guān)的基本知識(shí)，如晶格、晶胞、晶面以及晶向等。1、晶格和晶胞晶格：表示原子在晶體中排列規(guī)律的空間格架稱為晶格晶胞：能夠完整的反映晶格特征的最小幾何單元稱為晶胞2、晶面和晶向晶面：在晶體中由一系列的原子組成的平面稱為晶面晶向：通過兩個(gè)或兩個(gè)以上原子中心的直線，可代

23、表晶格空間排列的一定方向，成為晶向。三、金屬晶格的類型金屬晶格類型很多，但絕大多數(shù) （占 85）金屬為以下三種晶格類型1、體心立方晶格屬于這類晶格類型的金屬有：鉻（ Cr）、釩（ V）、鎢（ W）、鉬（ Mo）以及 - 鐵（ -Fe ）等。2、面心立方晶格屬于這類晶格類型的金屬有：鋁（ Al ）、銅（ Cu）、鉛（ Pb）、鎳（ Ni ）以及 - 鐵（ -Fe ）等。3、密排六方晶格屬于這類晶格類型的金屬有：鎂（ Mg）鈹（ Be）鎘（ Cd）鋅（ Zn）等四、課堂總結(jié)通過本節(jié)容的學(xué)習(xí)，同學(xué)們要對(duì)晶體與非晶體的概念以及兩者之間的異同有所了解；此外還要了解晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)基本知識(shí)；最后我們要掌握金

24、屬中幾種常見的晶格類型，并能簡(jiǎn)單的舉例說明。五、布置作業(yè)練習(xí)冊(cè) P4P6.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教學(xué)反思1. 教學(xué)的成敗得失2. 學(xué)生的信息反饋3. 今后的教學(xué)建議.月日（星期）總第課時(shí)課題§2-2純金屬的結(jié)晶1、熟悉純金屬的冷卻曲線以及過冷度的概念教知識(shí)目標(biāo)2、了解純金屬的結(jié)晶過程3、掌握晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響學(xué)目能力目標(biāo)標(biāo)情感目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)1、基本概念2、晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響教學(xué)難點(diǎn)細(xì)化晶粒的方法教學(xué)用具教學(xué)方法閱讀教學(xué)法、歸納法、舉例分析法教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.一、教學(xué)組織二、導(dǎo)入新課金屬材料通常需要經(jīng)過熔煉和鑄造，要經(jīng)歷由液態(tài)變成固態(tài)的凝

25、固過程。金屬由原子不規(guī)則排列的液體轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列的固體的過程稱為結(jié)晶。了解金屬結(jié)晶的過程及規(guī)律，對(duì)于控制材料部組織和性能是十分重要的。三、新課教學(xué)一、純金屬的冷卻曲線及過冷度金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的結(jié)晶過程是在冷卻的情況下產(chǎn)生的。冷卻時(shí)，反應(yīng)時(shí)間與溫度之間關(guān)系的圖形就是冷卻曲線，它是通過過熱分析的方法來測(cè)定的。實(shí)驗(yàn)表明，純金屬的結(jié)晶過程是在一個(gè)恒定的溫度下進(jìn)行的， 即純金屬都有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，也就是冷卻曲線上水平線段所對(duì)應(yīng)的溫度。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.如圖所示：（a）圖為理論結(jié)晶曲線 （b）圖為實(shí)際結(jié)晶曲線則過冷度： T=T0T1結(jié)論：金屬結(jié)晶時(shí)過冷度的大小與冷卻的速度有關(guān)，冷

26、卻速度越快，金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。二、純金屬的結(jié)晶過程液態(tài)金屬的結(jié)晶是在一定過冷度的條件下進(jìn)行的，整個(gè)結(jié)晶過程實(shí)際上是一格晶核的形成與長(zhǎng)大的過程。純金屬結(jié)晶過程可參照書上圖2-11晶粒：外形不規(guī)則但部原子排列規(guī)則的小晶體稱為晶粒。晶界：晶粒與晶粒之間的分解面稱為晶界。晶粒與晶界可參照書上圖2-12和2-13但晶體：結(jié)晶后只有一個(gè)晶粒的晶體稱為單晶體。特點(diǎn)：?jiǎn)尉w呈現(xiàn)各向異性。多晶體：結(jié)晶后晶體是由許多位向不同的晶粒組成的。特點(diǎn)：多晶體呈現(xiàn)各向同性，也叫作“偽各向同性”。三、晶粒的大小對(duì)金屬力學(xué)性能的影響一般來說，在常溫下，晶粒越細(xì)，則具有的強(qiáng)度和韌性越高。為了提高力學(xué)性能，所

27、以必須嚴(yán)格控制晶粒的大小。根據(jù)結(jié)晶過程的分析可知，金屬晶粒的大小取決于結(jié)晶時(shí)的形核率和晶核長(zhǎng)大的速度，從這個(gè)因素來看，細(xì)化晶粒的根本途徑有：1、增加過冷度2、變質(zhì)處理3、機(jī)械振動(dòng)處理四、課堂總結(jié)通過本節(jié)容的學(xué)習(xí)， 同學(xué)們首先要熟悉純金屬的冷卻曲線以及過冷度的概念，其次要了解純金屬的結(jié)晶過程，最后重要的是掌握晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響以及細(xì)化晶粒的根本途徑有哪些。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖五、布置作業(yè)練習(xí)冊(cè) P4P6教學(xué)反思1. 教學(xué)的成敗得失2. 學(xué)生的信息反饋3. 今后的教學(xué)建議.月日（星期）總第課時(shí)課題§2-3金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變1、熟悉金屬同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概念知識(shí)目標(biāo)教學(xué)目能

28、力目標(biāo)標(biāo)情感目標(biāo)2、掌握純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變3、掌握金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液體結(jié)晶的比較教學(xué)重點(diǎn)1、金屬同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概念，純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變2、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液體的結(jié)晶比較教學(xué)難點(diǎn)金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液體的結(jié)晶相比較教學(xué)用具教學(xué)方法閱讀教學(xué)法、歸納法、舉例分析法教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.一、組織教學(xué)二、導(dǎo)入新課純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是鋼鐵材料熱處理的理論基礎(chǔ)， 在生產(chǎn)中有很重要的使用價(jià)值。因此，在本節(jié)容中我們將一起來共同探討有關(guān)金屬同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概念以及純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。三、新課教學(xué)一、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變這種金屬在固態(tài)下隨溫度的改變，由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象，稱為

29、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 一種金屬經(jīng)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變之后所得到的為該金屬的同素異晶體。為了區(qū)別它們具有不同的晶格類型，一般在元素符號(hào)前根據(jù)溫度的高低由低溫到高溫依次加希臘字母、 、等表示。二、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變由純鐵的冷卻曲線可知， 純鐵冷卻到1538時(shí)結(jié)晶， 形成具有體心立方晶格的-Fe（也稱為高溫 -Fe ）。冷卻到 1394時(shí)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，由-Fe 轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂忻嫘牧⒎骄Ц竦?Fe 。隨著溫度繼續(xù)降至 912時(shí)，又由 -Fe 又轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格的 -Fe ，溫度再下降，晶格類型雖不發(fā)生轉(zhuǎn)變，.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖.但在純鐵的冷卻曲線上， 實(shí)際上還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)臨界溫度770，這是純鐵的磁性

30、轉(zhuǎn)變溫度，在此溫度以上，-Fe 的磁性消失，在此溫度下才具有磁性。因此有時(shí)將770-912 存在的無磁性 -Fe 稱為-Fe ，但由于770不時(shí)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度，因而通常把912以下的具有體心立方晶格的鐵都以 -Fe 表示。為了便于同學(xué)們記憶， 這些轉(zhuǎn)變可以用以下方程式表示結(jié)論：正是由于鐵能夠發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)中才有可能對(duì)鋼和鑄鐵進(jìn)行各種熱處理來改變其組織和性能。三、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液體結(jié)晶的比較金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是通過原子的重新排列來完成的， 因地它實(shí)際上是一個(gè)重結(jié)晶的過程。與金屬液態(tài)結(jié)晶過程相比，共同點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、有一定的轉(zhuǎn)變溫度2、轉(zhuǎn)變時(shí)需要過冷3、轉(zhuǎn)變過程中釋放出結(jié)晶潛熱4、轉(zhuǎn)變過程也是由晶核的形成和晶核長(zhǎng)大來完成的但由于同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是在固態(tài)下完成的，因而它具有自己的轉(zhuǎn)變特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)， 晶核優(yōu)先在原來晶粒的晶界處形核。2、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變需要較大的過冷度。3、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?nèi)菀桩a(chǎn)生較大的組織應(yīng)力。4、在轉(zhuǎn)變時(shí)體積會(huì)發(fā)生變化 （例如-Fe 轉(zhuǎn)變?yōu)?-Fe 時(shí)體積會(huì)膨脹約為 1。四、課堂總結(jié)通過本節(jié)容的學(xué)習(xí)，同學(xué)們首先要熟悉金屬同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概念； 其次要重點(diǎn)純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變以及金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液體結(jié)晶的比較有哪些異同的地方。.教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖五、