B5金属材料与热处理教案解析.doc

《金属材料与热处理》教案 魏朝晖 二零一三年一月 绪论教学目的与要求了解学习本课程的目的了解本课程的基本内容及其发展史教学重点与难点? ? ? 无教学学习本课程的目的本课程是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。本课程的基本内容1主要内容：包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理和金属材料等。2、金属的性能主要介绍：（1）金属的力学性能和工艺性能；（2）金属学基础知识讲述金属的晶体结构、结晶及金属的塑性变形，铁碳合金的组织及铁碳合金相图；（3）钢的热处理讲述热处理的原理和工艺；（4）金属材料讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、热处理、性能及用途。3学习本课程的方法理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的金属材料。金属材料与热处理的发展史金属材料的使用在我国具有悠久的历史。金属材料在工业农业上的应用。小结布置作业 ： ? 预习第一章序论及第一章第一小节金属的结构与结晶 ? ?金属的晶体结构教学目的与要求1、掌握晶体的及性能。2、掌握晶体结构的概念。3、熟练掌握金属晶体的类型。教学重点与难点：1、金属常见的晶格类型是教学重点。2、晶体的性能、结构是教学难点。教学：一、晶体与非晶体非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状况的，称为非晶体。 如：普通玻璃、松香、树脂等。晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质，金属的固态、金刚石、明矾晶体等。性能晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。二、晶体结构的概念：1?晶格和晶胞：表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格。能完整地反映晶格特征的最小几何单元，称为晶胞。晶面和晶向：在晶体中由一系列原子组成的平面，秋为晶面。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一定方向，称为晶向。三、金属晶格的类型：体心立方晶格：它的晶胞是一个立方体，? ?原子位于立方体的八个顶角上和立方体的中心。如：铬（Cr）、钒（V）、钨（W）、钼（Mo）及α-Fe?面心立方晶格：它的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。 ? 如：铝（Al）、铜（Cu）、铅（Pb）、镍（Ni）及γ-Fe、?密排六方晶格：它的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，?另外三个原子排列在柱体内。属于这种晶格类型的金属有镁（Mg）、铍（Be）、镉（Cd）、及锌（Zn）等。小结 ? ：布置作业： ? ? P24 ? ? 1~4? ?纯金属的结晶教学的目的与要求：1、掌握金属结晶的概念，纯金属冷却曲线、及过冷度。2、掌握纯金属的结晶过程。3、熟悉掌握晶粒大小对金属力学性能的影响及常用细化晶粒的方法。4、同素异构转变的概论，掌握铁的同素异构转变式。教学重点与难点：1、细化晶粒的方法及晶粒大小对力学性能的影响是教学的难点。2、纯金属冷却曲线及过冷度是教学重点。教学过程金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的过程称为结晶。一、纯金属的冷却曲线及过冷度。用热分析法进行研究：? ? 纯金属的冷却曲线(理论) ? ? ? ? ? ? ? 纯金属的冷却曲线(实际)实际结晶温度（下）低于理论结晶温度（To）这一现象称为“过冷现象”。理论结晶温度和实际结晶温度之差称这“过冷度”（T=To-T1）。金属结晶时过冷度的大小与冷却速度有关。冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。二、纯金属的结晶过程。结晶过程是晶核的形成与长大的过程。外形不规则而内部原子排列规则的小晶体称为晶粒。晶粒与晶粒之间的分界面称为晶界。三、晶粒大小对金属力学性能的方面。一般地说，在室温下，细晶粒金属具有较强的强度和韧性。细化晶粒的方法。1、 ? ?增加过冷度2、 ? ?变质处理3、 ? ?振动处理金属的素异构转变同素异构转变的概论：金属在固态下，随温度的改变有一种晶格转变为另一晶格的现象称为同素异构转变。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α，β，γ，δ等表示。铁的同素异构转变式δ－Fe ? ? ? ? ? γ－Fe ? ? ? ? ? α－Fe金属的同素异构转变与液态金属的结晶过程有许多相似之处：1、有一定的转变温度，转变时有过冷现象；放出和吸收潜热；转变过程也是一个形核和晶核长大的过程。2、同素异构转变属于固态相变，有本身的特点：新晶格的晶核优先在原来晶粒的晶界处形成；转变需要较大的过冷度；晶核的变化伴随金属体积的变化