二元相图教案.doc

理 论 课 教 案 章节 课题 §4-3二元合金相图（一） 课 型 新授课 课时 2 教具学具 电教设施 多媒体 教学目标 知识 教学点 使学生掌握二元相图的基本知识，为学习后面的铁碳相图打好基础，在此基础上了解合金的结晶过程。 能力 培养点 熟悉几种常见的二元合金相图（匀晶相图）；会利用杠杆定律计算相组成物及组织组成物的相对含量。 德育 渗透点 培养学生的职业道德观及互相协作的精神 教学重点 难点 重点 掌握合金中的相及相结构类型；熟悉几种常见的二元合金相图。 难点 利用杠杆定律计算相组成物及组织组成物的相对含量。 学法引导 1、讲授法 2、讨论法 教学内容 更新、补 充、删节 补充《金属材料与热处理》相关内容 参考资料 《金属学与热处理》 课后体会 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 学生活动内容 时间 （一）组织教学 点名考勤，稳定学生情绪，准备上课 （二）提出问题 1、合金的基本定义 2、固溶体和金属化合物的定义、分类 （三）讲授新课 §4-3二元合金相图（一） 1、合金的结晶特点 也是形核与长大，但有自己的特点： （1）不是恒温下进行的，有一定的结晶温度范围。 （2）结晶过程中不只有一个固相和液相，而是在不同范围内有不同的相， 各相成分也变化。 因此，合金的结晶过程要复杂些，单用一条冷却曲线难以说清楚。为了 研究合金的结晶过程及合金组织的变化规律，需借用一个工具——相图。 2、二元合金相图的基本知识 （1）相图（平衡图、状态图） 表示在平衡状态下，合金的组成相或组织状态与温度、压力、成分之间关 系的简明图解（一般在常压下，故压力参数可不考虑）。 所谓平衡状态是指合金的成分、质量份数不再随时间而变化的一种状态。 合金的极缓慢冷却可近似认为是平衡状态。 相图用途：①研究合金的相变、组织形成及变化的规律； ②制定热加工工艺的重要工具。 （2）表示方法 ①纯金属可用一条温度轴表示出不同温度下的相状态。 T/℃ L 1083℃ S 纯Cu t/h 相图 ②二元合金的组成相不仅与温度有关，还与合金的成分有关。因此，不能 用一条温度轴表示，还需增加一个成分坐标轴。 如Cu-Ni相图 T/℃ 1455℃ 液相线 L L+α 固相线 1083℃ α Cu Ni Ni% 说明点、线、区的定义即相图分析：2个点、2条线、3个区。 （3）测定方法：热分析法（最常用） （4）杠杆定律 设某一成分合金在某温度时处于二元相图的两相区内，那么，S、L两相 的重量可借助于“杆杆定律”来求得。 以Cu-Ni合金相图为例说明： T/℃ L 1455℃ a(x1) c b(x2) 1083℃ α Cu x Ni Ni% 设某一成分为x的Ni，在t温度时，L相的成分为x1的Ni；S相的成分 为x2的Ni。L、S两相的重量为WL、Wα、总重量为W。 则有：WL+Wα=W WL·x1+ Wα·x2 = W·x 由此两式得：= 于是，L、S两相得相对重量分数为： L = ×100% S = ×100% 此为“杠杆定律”，只适用于相图中的两相区。因两相重量的计算与力学 中的杠杆两端力的计算相似而得名。