【正文】 學(xué)性能。 。教學(xué)方法：講授法課型：理論課 教學(xué)過程 第二節(jié) 金屬材料的物理、化學(xué)及工藝性能復(fù)習(xí)舊課：學(xué)習(xí)本課的實(shí)際意義。一、物理性能：：單位體積內(nèi)物體的重量。鐵：、銅：、鋁：、鈦： γ5g/cm3→輕金屬、γ5g/cm3→重金屬。：固體→液體的溫度點(diǎn)。鐵：1538℃、銅：1083℃、鋁：660℃、鈦：1660℃。：一般而言，金屬材料具有熱脹冷縮的性能。應(yīng)用：電線的形態(tài)、橋梁的架設(shè)、鋼軌的鋪設(shè)、精密的測量工具、電冰箱、電飯鍋等。導(dǎo)熱材料的順序：銀、銅、鋁等。高速鋼導(dǎo)熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。5. 導(dǎo)電性：金屬具有傳遞電流的性質(zhì)。應(yīng)用：電火花加工（～80、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜、玻璃拉絲模等。例如：鐵、鎳、鈷等。二、化學(xué)性能：（耐酸堿性）：金屬材料抵抗腐蝕的性能。應(yīng)用：食品行業(yè)、飲料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化工行業(yè)等。應(yīng)用：鍛打、電焊、熱處理等。應(yīng)用：耐熱設(shè)備、高溫鍋爐等。包括：熱處理性能（第三章）、鑄造性能（第二篇）、焊接性能（第三篇）、鍛造性能（第四篇）、切削加工性能（第五篇）。作業(yè)布置：課后總結(jié)：授課時間： 班級： 本課課題：鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶過程。熟悉兩種常見的金屬晶格類型。重點(diǎn)與難點(diǎn)：鐵碳合金晶體結(jié)構(gòu)和同素異晶轉(zhuǎn)變。 教學(xué)過程第二章 鐵碳合金（鋼和鑄鐵） 第一節(jié) 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變復(fù)習(xí)舊課：材料的力學(xué)性能。概念：理論結(jié)晶溫度－金屬在無限緩冷冷卻下結(jié)晶得到的結(jié)晶溫度To。（實(shí)際測量出來的）（平時澆注的溫度）一、金屬結(jié)晶的過冷現(xiàn)象：過冷現(xiàn)象：金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，TnTo。冷卻速度越大，過冷度越大。過冷度：To＝Tn＝?T（變量）。金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，TnTo。冷卻速度越大，過冷度越大。：每一個晶核形成一個晶粒，從而形成含有多晶體的金屬固體。晶核－枝晶－晶粒－多晶體。晶粒越多，晶界也越多，則晶粒移動所受的阻力越大，宏觀來看，材料越不容易發(fā)生變形，即材料的硬度越高，強(qiáng)度越好。采用的主要途徑是：晶核數(shù)目越多－晶粒越多－晶粒越細(xì)小，從而提高材料的力學(xué)性能。（2）變質(zhì)處理（孕育處理）：在液態(tài)金屬中，加入一些細(xì)小的金屬粉末（變質(zhì)劑）（孕育劑）形成非自發(fā)晶核，使晶核數(shù)目增多，晶粒變細(xì)小。二、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)概念：原子球、結(jié)點(diǎn)、晶格、晶胞、晶格常數(shù)（a、b、c、α、β、γ）致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。原子數(shù)：81/8＋1＝2致密度：原子的晶格結(jié)構(gòu)不同，則性能不同，即使原子的晶格結(jié)構(gòu)相同，但由于原子的質(zhì)量不同，性能也不同。原子數(shù)：81/8＋61/2＝4致密度：舉例：銅：a＝b＝c=10銅原子M＝10－24g銅原子的直徑：D＝，計(jì)算銅的密度？純鐵（γ－Fe）912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。提問：一定質(zhì)量的純鐵加熱到912～1394℃時，體積是增加還是減少，若繼續(xù)加熱到1394～1538℃時，體積是增大還是減少？授課時間： 班級： 本課課題：鐵碳合金教學(xué)目的和要求：、組元、系、相、固溶體、金屬化合物、機(jī)械混合物。重點(diǎn)與難點(diǎn)：鐵碳合金組織及其力學(xué)性能。課型：理論課 教學(xué)過程 第二節(jié) 鐵碳合金的基本組織復(fù)習(xí)舊課：細(xì)化金屬材料晶粒的方法及純鐵的結(jié)構(gòu)。Fe：HB80、σb＝200MPa、C：HBσb≈0 。Al：HB2σb＝80MPa。而工業(yè)中的金屬材料均為合金。金屬特性：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、光澤。產(chǎn)生具有優(yōu)良的使用性能和工藝性能方面的新材料（特出的物理、化學(xué)性能）。合金系：合金中百分含量不同的組元構(gòu)成的一系列合金。鋁合金：Al：99％、97％、95％、…….. Mg：％、2％、2％、………. Mn：％、1％、3％、……….二元合金系、三元合金系、四元合金系。例如：液→單相、固相→單相、液＋固→兩相。置換固溶體：d質(zhì)/d劑。無限置換固溶體：Cu＋Ni有限置換固溶體：Cu+Zn溫度越高，則溶解度（固溶量）越大。（瘦子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。因形成固溶體使材料強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象－固溶強(qiáng)化。單相、層片狀、體心立方晶格。727℃ ％C 。（應(yīng)用簡略提一下）（飽和的鹽水凝固點(diǎn)－21℃、其沸點(diǎn)108℃。） ：C→γ－Fe中形成的固溶體。727℃ %C、1148℃ %C。（應(yīng)用提一下）二、金屬化合物（中間相）（強(qiáng)化相）形成：溫度降低時析出的一種新材料。滲碳體C：F＋C層片相間疊加。三、機(jī)械混合物：定義：α－固溶體＋β－固溶體＋…＋α－金屬化合物＋β－金屬化合物 例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。 ％C。強(qiáng)度高、硬度較高。 Ld＝A＋C 727～1148℃。（低溫萊氏體）機(jī)械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。（應(yīng)用較少）總結(jié)：硬度最高的是滲碳體，強(qiáng)度最好的是珠光體，高溫下奧氏體塑性最好，常溫下鐵素體塑性最好，萊氏體硬度較高。 。教學(xué)方法：講授法。℃ ℃A L D A E L＋A C L＋C F G A＋C A＋C Ld＋A＋C Ld Ld＋C727F P S K 600QP＋F P P＋C P＋C Ld′＋P＋C Ld′ Ld′＋C0 F＋C 一、鐵碳合金狀態(tài)圖的建立 （1）配制不同成分的鐵碳合金，用熱分析法測定各合金的冷卻曲線。 （3）將意義相同的臨界點(diǎn)連接起來。 （特性線）：（1）AC線：液相線 開始結(jié)晶出奧氏體：L→L＋A。（2）AE線：固相線 奧氏體結(jié)晶終了線：L＋A→A。（3）GS線－A3線：從奧氏體中開始析出鐵素體線。（5）PSK線－A1線：共析線； 共析反應(yīng) A→P（F＋C）共晶體。這種由鐵素體中析出的滲碳體為三次滲碳體。：％C：L→L＋A→A→P分析：在727℃發(fā)生共析反應(yīng)，A中含碳多少？P中含碳多少？（727℃:F＝％、C＝％）：％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F分析：①A→A＋F 在→點(diǎn)以上A中含碳多少？隨著溫度降低，A中含碳是 逐漸增加還是減少？②A＋F→P＋F 在冷卻到→點(diǎn)時，％C，發(fā)生共析反應(yīng) A→P，727℃時，P、F各占百分多少？727℃: F＝％、P＝％。：％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C （P＝％、C＝％）分析：①A→A＋C 在→點(diǎn)以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→點(diǎn)以下，隨著溫度降低，A中含碳逐漸增加還是減少？②A＋C→P＋C 當(dāng)冷卻到→時，％C，發(fā)生共析反應(yīng)A→P，727℃,P、C相對含量是多少？Ⅵ.亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵請學(xué)生自行分析。亞共析鋼：F＋P 取決于F、P的含量。過共析鋼：P＋C 取決于P、C的含量（C為網(wǎng)狀的二次滲碳體，脆、不合格）。力學(xué)性能和含碳量的關(guān)系曲線圖。正確選材：①.C≤％，低碳鋼：塑性好，韌性好。③.％≤C≤％，高碳鋼：硬度高，耐磨性好。②鍛造方面：鋼加熱到固相線AE以下200℃及A3線上170℃之間，利用奧氏體塑性好。布置作業(yè)：課后總結(jié)：授課時間： 班級： 本課課題：碳素鋼教學(xué)目的和要求：。重點(diǎn)與難點(diǎn)：碳鋼的分類、牌號、用途。課型：理論課和習(xí)題課。一、鋼的分類碳鋼的分類、編號和用途：分類：①低碳鋼：％C ①亞共析鋼： ～％C。③高碳鋼：％C≤％ ③過共析鋼：～％C。②優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤％、P≤％。用途： ①碳素結(jié)構(gòu)鋼：②碳素工具鋼：冶煉：①平爐鋼（逐漸淘汰） ②轉(zhuǎn)爐鋼（使用） ③電弧爐鋼。鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。提高鋼的強(qiáng)度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。提高鋼的強(qiáng)度。（FeS＋Fe）為共晶體，985℃為液體。：％，有害元素，冷脆。：％，有害元素，氫脆，白點(diǎn)?？傊?，雜質(zhì)元素對鋼材的性能與質(zhì)量影響很大，必須嚴(yán)格控制在所規(guī)定的范圍內(nèi)。舊：甲類鋼：AAA………A7滿足機(jī)械性能要求的。 特類鋼：CC……..C5滿足機(jī)械和化學(xué)性能要求的。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 普通含錳量鋼：～％Mn。舉例：45： ％C左右、 ～％Mn左右。常用于齒輪、主軸、連桿→45。（3）.碳素工具鋼： 優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：T＋數(shù)字。舉例：TTT……….T14。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。合金鋼：低合金鋼、合金鋼。質(zhì)量：優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（A）、特級優(yōu)質(zhì)鋼（E）。最后標(biāo)“A”則稱為高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼（滾動軸承鋼除外）。合金元素同上。W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、9SiCr。例：9Cr18： ％C、18％Cr。0Cr17Mn13Mo2V：C％、17％Cr、13％Mn、2％Mo、N％ 0Cr18Ni9Ti、1Cr11Cr20Cr17Ti。：質(zhì)量第一。（以鐵代鋼，以鑄代鍛）問答題：一、根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，說明下列原因：％％的鋼硬度高。，鑄鐵宜鑄造成形。℃％的鋼能鍛造，％的生鐵不能鍛造。、10號鋼。彈簧 主軸 螺釘 鋸子 銼子 箱體 油箱蓋。 、方法及應(yīng)用。教學(xué)方法：講授法和錄像觀摩。第四章 鋼的熱處理現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了不斷提高金屬下材料的機(jī)械性能，采用兩種方法：①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調(diào)整鋼的化學(xué)成分）。熱處理：鋼在固態(tài)范圍內(nèi)，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內(nèi)部組織，改變材料的力學(xué)性能。分類： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。 表面熱處理 化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。（冷卻）時組織轉(zhuǎn)變的溫度。Ar1－冷卻時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的溫度。Ar3－冷卻時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始溫度。ArCm－冷卻時，二次滲碳體從奧氏體中析出的終了溫度。亞共析鋼、過共析鋼分析： 共析鋼等溫曲線圖 ℃（溫度） A1 600 550 500 230 Ms －50 Mf 0 1 10 102 103 104 105 106 S（時間）根據(jù)組織分成三個轉(zhuǎn)變區(qū)：（珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）：A1～550℃， P。650～600℃, A′→P細(xì)（索氏體S）、HRC22～2δ＝18％、σb＝870MPa。（貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。350～Ms，A′→B下（竹葉狀）＝C粒＋F針，HRC45～55。M：C→αFe（過飽和地溶解），HRC65～66，硬度很高。三、鋼的冷卻曲線應(yīng)用： 等溫冷卻：定性 連續(xù)冷卻：定量爐冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150℃/s、水冷：600℃/s?！垦a(bǔ)充內(nèi)容：影響C曲線的因素：①含碳量：C％ C％↑