金属材料与热处理教案——铸铁及有色金属第29-32课时.doc

项目教学电子教案 （总第 29-32 课时） 一、项目名称：铸铁及有色金属 子项目名称：有色金属 课时安排： 8 课时，本节为第 5、6、7、8 课时。 二、教学目标： 知识目标： 1、了解有色金属的分类； 2、掌握铜合金、铝合金、轴承合金及硬质合金的性能、牌号、应用。 能力目标：培养学生的理解力和记忆力。 情感目标：积极进取不甘落后。 三、教学重、难点： 重点：铝合金、轴承合金及硬质合金的性能、牌号、应用 难点：的性能、牌号、应用 四、教学准备 教师准备：制作多媒体课件，编写教案，设计项目任务，准备项目作业 预计问题及对策: 预计问题：牌号混淆，应用混淆 对策：角色扮演，讲练习结合，强化记忆 学生准备：预习本项目内容、准备制作卡片的材料 五、教学方法（策略）：自学法、讲解法，辩论法，分组讨论法 六、教学手段：多媒体课件、启发，引导 七、教学过程： 相关知识：（知识连接） 教师阐述项目任务： 解常用铜合金、铝合金的牌号、性能及应用掌握硬质合金及轴承合金的应用达到能写出给定牌号的有色金属及硬质合金的牌号含意的目的。 教师示范讲解： 一、 铝及铝合金 1、工业纯铝 1）物理性能 熔点660℃，密度2.7g/cm3 , 具有良好的导电性（相当于铜的60%）和导热性。在大气中抗蚀性较高。 2）力学性能 强度硬度低（ób=80~100MPa、20HBS）、塑性较高（?=50%，?=80%）、冷变形后强度增加不多，但塑性却急剧下降（ ?= 2~5%），因此铝不易作受力的结构材料。 2、铝合金 通过加入硅、铜、镁、锌、锰等合金元素，使铝得到固溶强化、沉淀强化及组织强化，从而得到高强度的铝合金。 1）铝合金的分类 （1）形变铝合金 可以通过加热的方法使合金变为单相á固溶体，其塑性很好。形变铝合金又可分为不能热处理强化的和能热处理强化的两种。 （2）铸造铝合金 能够通过热处理来提高强度和硬度。大多数铸造铝合金也可以热处理强化。 2）铝合金的热处理 （1）退火 a）变形铝合金主要进行再结晶退火，以消除冷压后产生的加工硬化现象。也称中间退火。 b）去应力退火：加热至180~300 ℃保温后空冷。 （2）热处理强化的基本工艺及特点 a）铝合金的强化热处理的方法是淬火加时效处理。 淬火（加热到单相区保温后快速冷却）后，强度和硬度增加不多，塑性却大大提高。 经过时效（自然时效和人工时效）后，强度和硬度才明显提高，合金被强化。 b）铸造铝合金热处理特点 与相变铝合金相比，淬火加热温度更高，保温时间更长，但淬火、时效后的强化效果不如形变铝合金明显。原因是铸造组织粗大。 有的铸造铝合金经过淬火处理后不需时效或不完全时效处理即可提高塑性和强度。这是因为淬火加热使粗大的化合物溶解，增加了固溶强化效果使成分均匀，从而改善了性能。 3）、形变铝合金 形变铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金等。 （1）防锈铝合金： 防锈铝合金是铝-锰或铝-镁系组成的形变铝合金。 特点 :耐腐蚀性能好，抛光性好，能长时间保持光亮的表面，具有高的塑性和焊接性，不能热处理强化，强度低，只有通过冷加工进行加工硬化。 应用 承受中等强度的冷压、焊接件及铆钉等。 （2）硬铝 硬铝又称杜拉铝，是含有铜、镁、锰等元素的形变铝合金。 特点：具有高的强度和硬度（YL12合金的强度为470MPa），可以热处理强化，但耐腐蚀性能较差。 （3）超硬铝 超硬铝是在硬铝型铝-铜-镁系合金基础上在加入4~6%的锌，形成铝-锌-镁-铜系高强度合金。 超硬铝可作各种结构件。 （4）锻铝 锻铝合金除要求有一定的力学性能和抗蚀性外，还要求在热态下具有高的塑性，以便用来锻造各种锻件或冲压件。 锻铝大多含有铜、镁、硅等元素。锻后经淬火加时效处理其强度随含铜量的增加而升高，但热塑性和抗蚀性则降低。 在锻造铝合金中加入铁和镍，可提高合金的使用温度，称为耐热锻造铝合金。 4）铸造铝合金 铸造铝合金是指直接用来浇注各种形状机械零件的铝合金。其合金元素含量一般高 于形变铝合金。 特点：合金流动性好，塑性差，经变质处理和热处理后可提高力学性能。 分类：铝-硅系合金（又称硅铝明）、铝-铜系合金、铝-锌系合金、铝-镁系合金等。 二、 铜及铜合金 1、纯铜 纯铜又称紫铜，熔点1083℃，密度8.9g/cm3，呈面心立方晶格。 特点： a）具有优良的导电性和导热性； b）在许多介质中的化学稳定性很高，大气中耐腐蚀； c）抗拉强度不高（ób=200~250MPa），塑性很好（?=45~50%）