《工程材料及成形工艺基础》教案 第五章 机械工程材料.docx

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课题

第五章机械工程材料

课时

4课时（180min）

教学目标

知识目标：

（1）熟悉钢的分类与牌号

（2）掌握钢中的残存元素和合金元素，及其对钢性能的影响

（3）了解非合金钢、低合金钢和合金钢的特点及用途

（4）认识铸铁的种类，及其热处理和用途

（5）了解有色金属及其他材料的种类、特点及用途

素养目标：

培养自主学习意识，提升实践操作能力

教学重难点

教学重点：钢的分类与牌号；钢中的残存元素和合金元素，及其对钢性能的影响；合金钢、低合金钢和合金钢的特点及用途；铸铁的种类，及其热处理和用途；有色金属及其他材料的种类、特点及用途

教学难点：不同类型机械工程材料的性能及用途

教学方法

情景模拟法、问答法、讨论法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

问题导入

【教师】提出问题：

什么是机械工程材料？包括哪些类型？

【学生】聆听、思考、回答

传授新知

【教师】通过学生的回答，引入新知，讲解钢材、铸铁、有色金属及其他材料的相关知识

第一节钢材

一、钢的分类与牌号

（一）钢的分类

根据《钢分类》（GB/T13304—2008）的规定，钢的常用分类方法如下。

1．按化学成分分类

【教师】利用多媒体展示“非合金钢、低合金钢和合金钢中合金元素规定含量界限值（摘自GB/T13304—2008）”表格，并进行讲解

根据化学成分不同，钢可分为非合金钢、低合金钢、合金钢。其中各种合金元素规定含量界限值如表所示。

非合金钢、低合金钢和合金钢中合金元素规定含量界限值（摘自GB/T13304—2008）

合金

元素

合金元素规定含量界限值/%

合金

元素

合金元素规定含量界限值/%

非合金钢

低合金钢

合金钢

非合金钢

低合金钢

合金钢

Al

0.10

—

0.10

Se

0.10

—

0.10

B

0.0005

—

0.0005

Si

0.50

0.50～0.90

0.90

Bi

0.10

—

0.10

Te

0.10

—

0.10

Cr

0.30

0.30～0.50

0.05

Ti

0.05

0.50～0.13

0.13

Co

0.10

—

0.10

W

0.10

—

0.10

Cu

0.10

0.10～0.50

0.50

V

0.04

0.04～0.12

0.12

Mn

1.00

1.00～1.40

1.40

Zr

0.05

0.05～0.12

0.12

Mo

0.05

0.05～0.10

0.10

La系

0.02

0.02～0.05

0.05

Ni

0.30

0.30～0.50

0.50

其他元素（S，P，C，N除外）

0.05

—

0.05

Nb

0.02

0.02～0.06

0.06

Pb

0.40

—

0.40

注：①La系元素含量，也可作为混合稀土含量总量。

②表中“—”表示不规定，不作为划分依据。

2．按主要质量等级分类

按主要质量等级不同，非合金钢可分为普通质量非合金钢、优质非合金钢和特殊质量非合金钢；低合金钢可分为普通质量低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢；合金钢可分为优质合金钢和特殊质量合金钢。

（二）钢的牌号

【教师】播放“钢的牌号”视频（详见教材），并提出以下问题：

钢的牌号具体如何表示？

【学生】观看、思考、举手回答

【教师】总结学生回答

1．钢铁材料编号的表示方法

【教师】利用多媒体展示“不同类型钢及其牌号的表示方法”表格，并进行讲解

根据GB/T221—2008《钢铁产品牌号表示方法》规定，钢铁产品牌号通常采用大写汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。不同类型钢及其牌号的表示方法如表所示。

不同类型钢及其牌号的表示方法

分类

牌号举例

牌号表示方法

碳素结构钢和低合金结构钢

Q235AF

牌号由“前缀符号屈服强度值质量等级符号脱氧方式符号”四部分组成。其中，通用结构钢的前缀符号为代表屈服强度的汉语拼音字首Q，而专用结构钢有其特定的前缀符号；质量等级用英文字母A，B，C，D，E，F表示；脱氧方式的F，b，Z，TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢号中可省略

优质碳素

结构钢

50MnE

牌号由两位阿拉伯数字表示钢中的平均碳含量（以万分之几计）。钢中含锰量较高时，在数字后面加符号“Mn”；在数字后加A，E分别表示高级优质钢和特级优质钢；加F，b，Z分别表示沸腾钢、半镇静钢和镇静钢，Z可省略

碳素工具钢

T8

T8A

牌号由“T数字”组成。其中，T为“碳”的汉语拼音字首；数字表示平均含碳量（以千分之几计）。钢中含锰量较高时，在数字后面加符号“Mn”；在数字后加A表示高级