2022年单元教学设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载课程单元教学设计工程材料与成形工艺任课老师本次课铁碳合金相图分析（ 2）课时上课时间学问目标标题授课班级第（ ）次课上课地点才能技能目标教学目标分析典型合金的结晶过程 1. 把握典型合金的结晶过程；才能训练 任务及案例 器材预备给定几种典型成分的铁碳合金, 让同学分析它们的结晶过程及冷却至室温的组织 转变；参考资料教研室主任签字：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载单元教学设计步骤教学内容教学方教学手同学活时间法段动安排2.4.3 典型

2、合金的结晶过程分析铁碳合金的分类：工业纯铁、钢和白口铸铁三类；工业纯铁： Wc0.0218%；钢：亚共析钢Wc=0.0218% 0.77%；共析钢Wc=0.77%；过共析钢Wc=0.77%2.11% 白口铸铁：亚共晶白口铸铁 Wc=2.11%4.3%；共晶白口铸铁 Wc=4.3%；过共晶白口铸铁 Wc=4.3%6.69% 老师讲述钢的 结晶过讲授法多媒体程,白口铸铁的结晶过 程由学1 共析钢的结晶过程分析生自述如图示, 过 w c=0.77%的点作一条垂直于横轴的垂线（合金线） ,与相图分别交于1、2、3（S）点温度,以这三点温度为界,分析其冷却过程；1 点以上全部为液相 L,当缓冷至与 AC

3、 线相交的 1 点温度时,开始从液相中结晶出奥氏体 A ,奥氏体的量随温度下降而增多,其成分沿AE 线变化,剩余液相逐步削减, 其成分沿 液相全部结晶为与原合金成分相同的奥氏体；AC 线变化； 冷至 2 点温度时,2 3 点即 S 点温度范畴内为单一奥氏体；冷至 3 点727时,发生共析转变,从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体,构成交替重叠的层片状两相组织,称为珠光体；其组织转变过程为：LL+AA F+ Fe 3C（ P）1、2、3、4 点2 亚共析钢结晶过程分析（以w c=0.45 为例）过 w c=0.45的亚共析钢作合金线,与相图分别交于温度；名师归纳总结 3 点以上的冷却过程与共析钢在3

4、 点以上相像；当合金冷至与GS第 2 页,共 4 页线相交的3 点时,开头从奥氏体中析出铁素体；随温度降低,铁素体量不断增多,其成分沿GP 线变化,而奥氏体量逐步削减,其成分沿着GS线变化,在34 点之间,组织为奥氏体和铁素体,温度缓冷至4 点时,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载剩余奥氏体的碳的质量分数达到共析成分w c=0.77,发生共析转变形成珠光体；温度连续下降,由铁素体中析出极少量的三次渗碳体（可忽视不计）；故其室温组织为铁素体和珠光体；其组织转变如下：LL+AAA+FF+P 全部亚共析钢的冷却过程均相像,其室温组织都是由铁

5、素体和珠光体组成；所不同的是随碳的质量分数的增加,珠光体量增多,铁素体量削减；3.过共析钢结晶过程分析（w c =1.2的过共析钢为例）图中合金为 w c =1.2的过共析钢；合金在 3 点以上的冷却过程与共析钢在 3 点以上相像；当合金冷至与 ES 线相交的 3 点时,奥氏体中碳的质量分数达到饱和,碳以二次渗碳体 Fe3C的形式析出,呈网状沿奥氏体晶界分布；连续冷却,二次渗碳体量不断增多,奥氏体量不断削减,剩余奥氏体的成分沿ES 线变化；当冷却到与PSK 线相交的4点时,剩余奥氏体碳的质量分数达到共析成分wc =0.77,故奥氏体发生共析转变,形成珠光体；连续冷却,组织基本不变；其室温组织为

6、珠光体和网状二次渗碳体；其组织转变过程为：LL+AA A+ Fe 3CP+ Fe 3C全部过共析钢的室温组织都是由珠光体和网状二次渗碳体组成的；不同的是随碳的质量分数的增加,网状二次渗碳体量增多,珠光体量减少；4 共晶白口铸铁的结晶过程分析（见图中合金）（结晶过程略）组织转变过程为：L LdLd+ Fe 3CLd （P+ Fe 3C+ Fe 3C）5 亚共晶白口铸铁结晶过程分析（见图中合金 V）组织转变过程为：LL+AA+ Ld A+ Fe3C+ Ld P+ Fe3C+ Ld 6 过共晶白口铸铁结晶过程分析（见图中合金）组织转变过程为：LL+ Fe 3C Fe3C + Ld Fe3C+ Ld

7、2.5 铁碳合金相图的应用2.5.1 含碳量、组织与力学性能的关系室温时,随碳的质量分数的增加,铁碳合金的组织变化如下：F+ Fe 3CF+PPP+Fe3CP+Fe3C+ Ld /Ld / Ld /+ Fe 3Cw c0.9%时,随着碳的质量分数增加,钢的强度和硬度直线上升,而塑性和韧性不断下降；当钢的 w c0.9 以后, 二次渗碳体沿晶界形成较完整的网,因此钢的强度开头明显下降,但硬度仍在增高,塑性和韧性连续降低；w c2.11 的白口铸铁,由于组织中有大量的渗碳体,硬度高,塑性和韧性极差,既难以切削加工,又不能用锻压方法加工,故机械工程上很少直接应用；2.5.2 铁碳合金相图的应用1.

8、在选材方面的应用要求塑性、韧性好的各种型材和建筑用钢,应选用碳的质量分数低的钢；承担冲击载荷,并要求较高强度、塑性和韧性的机械零件,应选名师归纳总结 用碳的质量分数为0.25 0.55的钢； 要求硬度高、 耐磨性好的各种工第 3 页,共 4 页具,应选用碳的质量分数大于0.55的钢；外形复杂、不受冲击、要求- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载耐磨的铸件 如冷轧辊、拉丝模、犁铧等 ,应选用白口铸铁；2. 在铸造方面的应用 共晶成分的合金熔点最低,结晶温度范畴最小,故流淌性好、分散 缩孔少、偏析小,因而铸造性能最好；所以,在铸造生产中,共晶成分 邻近的铸铁得到了广泛的应用；常用铸钢的碳的质量分数规定在 0.15 0.6之间,在此范畴的钢,其结晶温度范畴较小,铸造性能较 好；3. 在锻造和焊接方面的应用 复相组织, 塑性较差,变形困难,当将其加热到单相奥氏体状态时,可获得良好的塑性,易于锻造成形；4. 在热处理方面的应用（第三章讲解）名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页