金属材料与热处理教案——金属的性能第11-13课时.doc

项目教学电子教案 （总第11-13 课时） 一、项目名称：金属的性能 1.子项目名称：金属材料的力学性能之硬度、韧性、疲劳强度。 2.课时安排： 2 ，本节为第 1-3课时。 二、教学目标： 1.知识目标： 1、了解硬度的测试方法； 2、掌握硬度的表示方式及应用范围； 3、了解韧性的测试方式及表示符号； 4、掌握疲劳强度的概念、表示符号。 2.能力目标：培养学生理解问题的能力理论联系实际的能力。 3.情感目标：积极进取的精神。 三、教学重、难点：硬度的表示方式，疲劳破坏在生产中的危害。 四、教学准备： 1.教师准备：制作课件，准备教案、提出项目任务，给出完成项目的相关知识。 2.学生准备：预习课本内容。 五、教学方法（策略）：讲解法、提问法、练习法。 六、预计问题及对策： 问题：小能量多次冲击抗力的影响因素，疲劳的危害。 对策：了解小能量多次冲击试验，掌握疲劳破坏的特征。 七、教学辅助手段： 八、教学过程： 教师阐述项目任务： 项目任务： 1、掌握硬度、韧性、疲劳强度的感念及表示符号； 2、能根据零件不同的工作环境，选择主要力学性能指标作为选材依据。 。知识链接/示范讲解： 三、硬度 硬度;材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。 1．布氏硬度 布氏硬度值:用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为MPa，但一般均不 标出，用符号HBW表示： 1）、表示方法： 170HBW10/1000/30： 直径10mm的压头，在9807N（1000kg）的试验力作用下，保持30 s时测得的布氏硬度值为170。 600HBW1/30/20： 直径为1mm压头，在294.2N（30kg）的实验力作用下，保持20 s时测得的布氏硬度值为600。 2)、应用范围： 主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的 材料。 3）、优缺点 优点：能准确反映出金属材料的平均性能。 缺点：操作时间长，压痕测量较费时。 2．洛氏硬度 1）表示方法 符号HR前面的数字表示硬度值。HR后面的字母表示 不同的洛氏硬度标尺。 例：45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。 每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是A、B、C三种，其中C标尺应用最为广泛。 2）、适用范围 HRC：一般淬火钢 HRB：软钢、退伙钢、铜合金等 HRA：硬质合金、表面淬火钢等 3）、优缺点： 优点：①操作简单迅速，能直接从刻度盘上读出硬度值；②压痕小，可测成品及较薄工件；③测硬度范围大。 缺点：数值波动大 3、维氏硬度（阅读材料） 四、冲击韧性： 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。 常用一次摆锤冲击弯曲，试验来测定金属材料的冲击韧性。 冲击试样； 冲击试样的原理及方法：冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越好。 小能量多次冲击试验。 1、试样冲断时所消耗的冲击功A k为: 冲击吸收功 Ak 作为材料韧性判据，与温度、试样形状、尺寸、表面粗糙度、内部组织和缺陷有关。 2、冲击韧度a k：就是试样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功。 3.小能量多次冲击抗力 承受冲击载荷的零件很少因为一次大能量冲击而遭破坏.如:冲模的冲头,它们的破坏是由于多次冲击伤的积累,导致裂纹的产生与扩展的结果,不同于一次冲击破坏的对这样的零件用 冲击韧度作为设计依据是不合理的. 一次性冲击韧度高的材料,小能量多次冲击抗力不一定高,反之亦是.例如大功率的柴油机的曲轴,冲击韧度几乎为零,但是长期使用中未发生断裂现象. 这就需要用小能量多次冲击抗力来检验这类金属的抗冲击性的能力 五、疲劳强度 1、疲劳概念： 在交变应力作用下，零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。 1）、疲劳破坏的特征 ①、疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前没有预兆，而是突然破坏； ②、引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点； ③、疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。 2）、疲劳曲线和疲劳极限 疲劳曲线是指交变应力与循环次数的关系曲线。 1.实施步骤： 第一课时：教师做重点讲解； 第二课时：小组讨论，共同完成本项目任务。 第三课时：采用测验的方式对本项目进行考核。 2.项目评价： 3.项目作业：练习册内容 预习碳素钢 十、教学后记： 1