《金属材料与热处理》教案.docx

《《金属材料与热处理》教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《金属材料与热处理》教案.docx（154页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、理论课教案章节课题绪论1-1金属的力学性能（一）课型新授课课时2鹤盆挂图教学目标学问教学占4八、金属力学性能的强度和塑性力量培育占M八、通过学习使同学们了解力学性能的作用和试验原理德育渗 透点培育同学的职业道德观及相互协作的精神教学重点难点重占各性能的符号、表示方法难点试验原理学法引导1、讲授法2、自主探究法教学内容更 新、补充、删-Hj-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cFJi卜，N1N2 N3打思路进行分析老师活动内容同学活动内容时间教与学互动设计老师活动内容同学活动内容时间（一）组织教学点名考勤，稳定同学心情，预备上课（二）导入新课1、特殊性能钢的分类？2、各种

2、特殊性能钢的用途？（三）讲授新课8-1铸铁概述一、铸铁定义：是含碳量大于2.11%的铁碳合金。常用的铸铁，含碳量一般在2.5%-4.0%之间，此外还含有硅、镒、硫、磷等。二、铸铁的组织分类：1、铸铁的石墨化：定义：铸铁中的碳以石墨的形式析出的过程称之为石墨化。（1）石墨化途径：从液态中直接结晶出或从奥氏体中直接析出，结晶出的石墨成 曲 片状，假设浇注前经球化处理或蠕化处理可呈球状或蠕虫状。也可以先结 晶出渗碳体，再由渗碳体在肯定条件下分解而得，析出的晶体呈团絮状。（2）石墨化过程铁碳合金中渗碳体（Fe3c）是一种亚稳相，石墨（G）才是稳 定 相。但是由于我们炼铁时的c含量更接近于Fe3c的c含

3、量（6.69%,而G中c含量为100%），更简洁形成Fe3c晶核。但是在结晶时假如有徒（si）等促石墨化元素并在高温有足够集中时间的条件下，不仅铁液中 能析出稳定的G,而且接下来的各相（A,Fe3c）也能析出或分解出稳定 的G。石墨化过程即为铁碳相图中各相析出或分解出G的过程。只 是 在共析转变时是否保温而导致第三阶段石墨化是否充分会有一定的差 异。1阶段，1154摄氏度以上铁液发生共晶转变生成奥氏体和G。2阶段，738摄氏度以上奥氏体中析出G3阶段，738摄氏度以下过冷奥氏体析出G和铁素体。以上奥氏体、e3c和珠光体没有具体区分，由于其实都是含有fe3c,G只能由此析出。工程材料及应用中都有

4、这些东西。（3）影响石墨化的因素：影响铸铁石墨化的因素较多，其中化学成分和冷却速度是影响石墨化的主要因素。1）温度和冷却速度在生产过程中，铸铁的缓慢冷却，或在高温 下长时间保温，均有利于石墨化。预备上课同学思考并回答所提 出的问题。听课 记笔记跟随老师的思路进行 分析2分5分10分20分 (*45125分户.同学乐观思考并回并使铸铁的铸造性能和机械S）。FeS与铁形成低熔点（约硫的质量分数在0.15%以下般在012以上）。从常I提高听课记笔I亚特铁的组织有三种类型：铁素体（F）+片体（P）+片状石墨（G）；珠光体（P）+片状203()1()506070榜铁壁厚/顾2）合金元素按对石墨化的作用，

5、可分为促进石墨化的元素（C、Si、Ak Cu、Ni、Co等）和阻碍石墨化的元素（Cr、W、Mo、V、枷S等）两大类。一般来说，碳化物形成元素阻碍石墨化，非碳化物形成 元素促进石墨化，其中以碳和硅最猛烈。生产中，调整碳、硅含量，是把握铸铁组织和性能的基本措施。镒：阻碍石墨化的元素，能溶于铁素体和渗碳体中，增 原子间的结合力，扩大奥氏体区，阻挡共析转变时的石 光体基体的形成。镒还能与硫生成MnS,削减硫的有 数般为0.5%1.4%。/磷：是促进石墨化的元素。铸铁中磷含量增加而提高了铁水的流淌性。在铸铁中，磷 形成二元或三元磷共晶体，其性能 其耐磨性。所以，要求铸铁有较高强/黑以下），而耐磨铸铁那么

6、要5硫：有害元素，它猛烈彳量分数大同6条低铸铁7；归wk石墨性能恶化。少980。共晶所用U生成FeS布。因止状石墨（G组织可以看成是铁或钢的基体上分布着石墨夹杂铸铁的组织:铁素体加珠光体灰口铸铁：缺点：抗拉强度和塑性低（1）相当于钢基体上的裂纹或空洞减小基体的有效截面，并引起应力集中（2）石墨越多，越大，对基体的割裂作用越严峻，其抗拉强 度越低优点：（1）因石墨的存在，造成脆性切削，铸铁的切削加工性能 优异（3）铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀,削减了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力（4）石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很 好的耐磨性能。（5）石墨对振动的传递

7、起减弱作用，使铸铁有很好的抗振性 能大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感注：铸铁的力学性能主要取决于机体的组织和石墨的形态、数量、大小以及分布状态。其中机体的组织一般可通过热处理加以改变，但石 墨的形态和分布却无法转变，故要想得到细小而分布均匀的石墨就需要 再是魔化时对其析出过程加以把握。3、铸铁的分类：（1）依据铸铁在结晶过程中石墨化的程度分为灰铸铁、白口 铸铁和麻口铸铁。1）灰铸铁：结晶过程中充分石墨化的铸铁，其游离态的碳全部以 石墨状态存在，断口呈暗黑色。2）白口铸铁：结晶过程中石墨化完全被把握，完全依据铁碳合金相图而得到的铸铁，组织中的碳成化合碳状态，形成渗碳体，并 具有莱氏体组织。

8、其断口呈银白色，性能硬而脆、不易加工。3）麻口铸铁：结晶时未得到充分石墨化的铸铁。其组织介于白门铸铁与灰铸铁之间，含有不同程度的莱氏体 具有较大的硬脆 性（2）依据铸铁中的石墨形态的不同可分为一般灰铸铁、可锻 铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。1）一般灰铸铁：石墨成曲片状存在于铸铁中。2）可锻铸铁：有肯定成分的白口铸铁经过石墨化退火而获得其中石墨呈团絮状存在于铸铁中，有较高的韧性和塑性。3）球墨铸铁：析出的石墨呈球状分布于铸铁中，其性能比普通灰铸铁要高。4）蠕墨铸铁：析出的石墨呈蠕虫状分布于铸铁中。其性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间。（四）课堂小结（五）布置作业1、复习本次课的内容2、课后练习册3、下一节

9、内容预习提示；同学认真听讲20分同学认真听讲同学依据老师的提示 认真回顾本次课的重 点内容理论课教案章节课题 8-2灰铸铁8-3可锻铸铁课型新授课课时2鬣挂图教学目标学问教学占4八、灰铸铁、可锻铸铁化学成分及热处理力量培 育点把握灰铸铁、可锻铸铁化学成分及热处理德育渗 透点培育同学团结协作的精神教学重点难点重占灰铸铁、可锻铸铁化学成分及热处理灰铸铁孕育处理难点灰铸铁、可锻铸铁化学成分及热处理灰铸铁孕育处理学法引导1、讲授法2、争辩法教学内容更 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老师活动内容 同学活动内容时间（-）组织教学点名考勤，稳定同学心情，预备上课（

10、二）导入新课1、铸铁的分类？2、石墨化的进程？（三）讲授新课8-2灰铸铁一、灰铸铁的成分、组织和性能1、成分：WC=2.7%3.6%,WSi=11.3%,W SVO.15%,W p0.3%02、组织：（1）低温石墨化过程充分，铁素体灰铸铁在铁素体体上分布片状石墨的灰铸铁，（2）低温石墨化过程局部进光体 一+铁素体灰铸铁在珠光体+铁素体基体上分布片状石墨的听。低温石墨化过程完全没有进行，珠光体灰铸铁在珠记石墨的灰铸铁，（4）低温石墨化过程完全没向进行，麻口铸铁石墨+二次渗碳体（或低温莱!西切崛“墨化都未进行，白口铸铁石墨+渗碳体3、乐能、减摩性、减振性和切削加工性都高于碳钢，缺口敏感性也较低。强

11、度高、黯越多，尺寸越粗大，分布越不均匀对基体的的割裂作用和应力集中现象越严峻，魂里虽痴性和韧性就越低。二灰感的孕育处理浇注时向铁液中加入少量孕育剂（如硅铁、硅钙合金等），以得到细小、均匀分布的片状石墨和细小的珠光体组织的方法，称为孕育处理。孕育铸铁不仅力学性能较高，断面敏感性较小。三、灰铸铁的牌号及用途跟随老师的灰铸铁的牌号由“HT+数字”组成。其中“HT”是“灰铁”二 思路进行分析字汉语拼音字首，数字表示30mm单铸试棒的最低抗拉强度 值（MPa）O（表8-1）四、灰铸铁的热处理灰铸铁的热处理一般用于消退铸件的剩余应力和白口铸铁组 织，稳定铸件尺寸提高铸件的外表硬 度计耐磨性。预备上课同学思

12、考并回答所 提出的问题。20分1。分1。分1、去应力退火铸件在铸造冷却过程中，由于各部位冷却速度不同，简洁产生内应力，可能导致铸件翘曲和裂纹，为了保证尺寸稳定性，防止变形，对一些外 形简单的铸件，如床身、汽缸体、汽缸盖等，需进行消退内应力退火。其规范一般为：加热温度500飞5CFC,加热速度60120。儿经保温肯 定时间后炉冷到150A220出炉空冷。2、消退铸件白口退火灰铸铁件表层及一些薄截面处，在冷凝过程中冷却速度较快，简洁产生 白口组织，使铸件的硬度和脆性增加，造成切削加工困难，需进行退火 处理。将铸铁件加热到850890。保温2飞h使Fe 3 c分解，然后随 炉缓冷400飞00,再出炉

13、空冷。3、外表淬火有些铸件，如机床导轨外表、汽缸内壁等需要提高外表硬度及耐磨性，常进行外表淬火处理，如高频感应加热外表淬火、接触电阻加热外表淬 火等。第四节可锻铸铁可锻铸铁又俗称为马铁。它是将白口铸铁通过可锻化退火而获得 的具有团絮状石墨的铸铁。与灰铸铁相比，可锻铸铁具有较高的力学性 能，尤其是塑性与韧性有明显的提高。但可锻铸铁实际上是不能锻造的。一、可锻铸铁的成分、组织和性能成分：可锻铸铁的大致成分为：wc=2.2%2.8%,WSi二12%2.0%、WMn=0.4%l.2%、W SV0.1%,WPV0.2%；组 织；铁素体基体、珠光体基体。性能：与灰铸铁相比，可锻铸铁有较好的强度和塑性，特殊

14、是低温 冲击性能较好；与球墨铸铁相比，它还具有本钱低、质量稳定、铁液处 理简便和利于组织生产的特点；可锻铸铁的耐磨性和减振性优于一般碳 素钢；切削性能与灰铸铁接近。二、可锻铸铁的牌号及用途常用两种可锻铸铁的牌号由“KTH+数字-数字”或“KTZ+数字-数字”组成。“KTH”、“KTZ”分别代表“黑心可锻铸铁”和“珠 光体可 锻铸铁”，符号后的第一组数字表示最低抗拉强度（MPa）,其次组数字 表示最小断后伸长率。（四）课堂小结（五）布置作业1、复习本次课的内容2、课后练习册3、下一节内容预习提示；教与学互动设计老师活动内容同学活动内容时间同学依据老师的提示 认真回顾本次课的重 点内容15分15分

15、听课 记笔记听课 记笔记30分同学乐观思考并回笞理论课教案章节课题 8-4球墨铸铁 8-3蠕墨铸铁课型新授课课时2鬣挂图教学目标学问教学占J八、球墨铸铁、蠕墨铸铁化学成分及热处理力量培 育点把握球墨铸铁、蠕墨铸铁化学成分及热处理德育渗 透点培育同学团结协作的精神教学重点难点重占球墨铸铁、蠕墨铸铁化学成分及热处理难点球墨铸铁、蠕墨铸铁化学成分及热处理学法引导1、讲授法2、争辩法教学内容更 新、补充、删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老师活动内容同学活动内容时间2分（一）组织教学点名考勤，稳定同学心情，预备上课（二）导入新课1、灰铸铁化学成分及热处理？2、可

16、锻铸铁化学成分及热处理？（三）讲授新课同学思考并回答所 提出的问题。84球墨铸铁球墨铸铁是将铁液经球化处理和孕育处理，使铸铁中的石墨全 部或大局部呈球状而获得的一种铸铁。一、球墨铸铁的成分、组织和性能成分：C、Si的质量分数较高，可促进石墨化并细化石墨，改 善铁液的流淌性。Mn的质量分数较低，可去硫脱氧，稳定细化珠光 体。S、P质量分数限制很严，以防造成球化元素的烧损，降低塑性 和韧性。组织：铁素体、铁素体+珠光体、珠光体和下贝氏体四种。性能；同其它铸铁相比，球墨铸铁强度、塑性、韧性高，屈服 强度也很高。球墨铸铁的屈强比比钢约高一倍，疲惫强度可接近一 般中碳钢，耐磨性优于非合金钢，铸造性能优于

17、铸钢，加工性能儿 乎可与灰铸铁媲美。二、球墨铸铁的牌号及用途 _ 一球墨铸铁的牌号由“QT+数字-数字”组成。其中“QT”是“球 铁”二字汉语拼音字首，其后的第一组数字表示最低抗拉强度（MPa）,其次组数字表示最小断后伸长率（）。三、球墨铸铁的热处理1、退火：为了得到铁素体球墨铸铁，提高塑性和韧性，改善 企鹅削加工性能，消退参与内应力。听课记笔记10分20分90八-no跟随老师的思路进行分析吊9-49-4球墨铸铁高温石墨化退火工艺曲线图.花 3 炉空由孤 吁“0出9.6A-9-5高温石墨化两段退火工艺96球墨铸铁低温石墨化退火工艺曲线低温正火15分无渗碳体时的正火工艺3、等温淬火.2、正火目的

18、是为了得到以珠光体为主的基体组织，并细化晶粒，提高球墨铸铁的强度、硬度和耐磨性。高温正火,适当保温（热透），快速放入250s35CTC取出空冷，使过冷奥氏体转变为下贝氏体。从而获得高调2球2 41,向炉。冷WI-98O土伊豆，贝港.螭冢 sn渗碳体时等温淬火是将铸件加氏艇86aq的盐浴炉中进行0.5sL 5hfi的综合力学性能4、调质处 550理方充削860T920。保温后油冷，然后在 同学乐观思考并回B 回火索氏体和球状石墨组织的热处答 学性能外表强化处理，如渗氮、离子渗氮、渗硼 等。第五节蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状的铸铁，是20世纪6。年月中期研制成功的。它 的石墨形态介于片状石墨和球状石墨之间

19、，所以力学性能也介于一般灰口铸铁和球墨铸铁之间一、蠕墨铸铁的成分、组织与性能1、成化学成分和球墨铸铁基本相同，一般为wC=3.0%s4.0%,wSi=2.0%3.0%,wMn=0.4%0.8%,wP0.08%,wS0.04%o其成分特点也是高的碳和硅质量分数，低的镒、磷和硫质量分 数。2、组织老师活动内容同学活动内容时间老师活动内容一、工艺性能的概念：金属材料对不同加工工艺方法的适应力量。包 括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性 能。具 体内容如下：1:铸造性（可铸性）：指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件 的性 能。铸造性主要包括流淌性，收缩性和偏析。流淌性是指液 态金属布

20、 满铸模的力量，收缩性是指铸件凝固时，体积收缩的程 度，偏析是指 金属在冷却凝固过程中，因结晶先后差异而造成金 属内部化学成分和 组织的不均匀性。2：可锻性：指金属材料在压力加工时，能转变外形而不产生裂纹的性 能。它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。3：切削加工性（可切削性，机械加工性）：指金属材料被刀具切削加 工后而成为合格工件的难易程度。切削加工性好坏常用加工 后工件的 外表粗糙度，允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡 量。它与金属 材料的化学成分，力学性能，导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常是用硬度和韧性作切削加工性好

21、坏的大 致推断。一般讲，金属材 料的硬度愈高愈难切削，硬度虽不高，但韧性大，切削也较困难。4：焊接性（可焊性）：指金属材料对焊接加工的适应性能。主要是指 在肯定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括两 个方面的内容：一是结合性能，即在肯定的焊接工艺条 件下，肯定的 金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在 肯定的焊接工艺条 件下，肯定的金属焊接接头对使用要求的适性。四、课堂小结点出重点：同学总结五、布置作业1、复习本次课的内容2、课后练习3、下一节内容预习提示同学认真听讲同学依据老师的提示认 真回顾本次课的重点内 容10分蠕墨铸铁的组织为钢的基体上分布希蠕虫状石墨。蠕虫状石墨

22、为 互 不连接的短片状，其石墨片的长厚比拟小，端部较钝，其形态介于 片状石墨和球状石墨之间。常见的有铁素体、铁素体+珠光体、珠光 体三种。3、性能蠕墨铸铁的性能优良，1）力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，如 抗拉强度、伸长率、弯曲疲惫强度优于灰铸铁，而接近于铁素体球墨 铸铁。2）导热性和耐热疲惫性比球墨铸铁高得多，抗生长性和抗氧 化性均较其它铸铁都高。3）减振性能比球墨铸铁高，而不如灰铸铁。4）良好的工艺性能。切削加工性优于球墨铸铁，铸造性能接近灰铸 铁，其缩孔、缩松倾向小于球墨铸铁，故铸造工艺比拟简洁。二、蠕墨铸铁的牌号及应用蠕墨铸铁的牌号由“RuT+一组数字”组成。其中“RuT”是“蠕 铁

23、”二字汉语拼音字首，其后的三位数字表示最低抗拉强度（MPa），见表8-4常用于制造受热循环载荷、组织要求致密、强度 要求高、外形简单的大型铸件。三、蠕墨铸铁的热处理蠕墨铸铁在铸态时，其基体具有大量的铁素体，通过正火可增加珠光 体，提图强度和耐磨性。为了消退自由渗碳体或提身塑性，可以通过 退火获得85%以上铁素体基体的蠕墨铸铁。（四）课堂小结（五）布置作业1、复习本次课的内容2、课后练习册3、下一节内容预习提示；同学认真听讲同学依据老师的提示 认真回顾本次课的重 点内容30分5分3分理论课教案章节课题9-1铝及铝合金课型新授课课时2鬣挂图教学目标学问教学占J八、铝合金的分类、标注和热处理力量培

24、育点把握铝合金的分类、标注和热处理理德育渗 透点培育同学团结协作的精神教学重点难点重占铝合金的分类、标注和热处理难点铝合金的热处理学法引导1、讲授法2、争辩法教学内容更 新、补充、删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（一）组织教学老师活动内容同学活动内容时间点名考勤，稳定同学心情，预备上课（）导入新课1、蠕墨铸铁化学成分及热处理？2、球墨铸铁化学成分及热处理？预备上课（三）讲授新课9-1铝及铝合金一、铝及铝合金的标注同学思考并回答所提出的问题。10分纯铝（铝含量不小于99.00%）以铜为主要合金元素的铝合金以镭为主要合金元素的铝合金以硅为主要合金元素的铝合金以镁为主要合

25、金元素的铝合金以镁和硅为主要合金元素的铝合金以锌为主要合金元素的铝合金以其他元素为主要合金元素的铝备用百分点。牌铝1120分位铝密度2.7g/cig熔点660.4。沸点2467。纯铝的导电性 很好，仅次于银、铜，铝有良好的延展性，分：同一组中 状况。在1XXX系列为:2XXX系列为:3XXX系列为:4XXX系列为:5XXX系列为:6XXX系列为:7XXX系列为:8XXX系列为:9XXX系列为:听课牌号的其次位字母表示原始纯铝或铝合金的口 数表示，牌号的最终两位数字以标识&组中不同白第 的纯度。1XXX系列牌号的最终两右号的其次位的字母表示原女2XXX-8XXX系列牌号状、铝粉和 密度 2.70

26、；合金。终两位数没有特殊意义，仅用来区 牌号的期欠位字母表示原始纯铝的改型O商品常制成棒状、片状、箔状、粉 能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。相对o沸点2327。铝是银白色的轻金属，较软，跟随老师的思路进行分析二元铝合金相图变形铝合金铸造铝合金老师活动内容2、铝合金的热处理固溶后获得的过饱和固溶体是不稳定的组织，在室温下放置一段 时间后或低温加热时，其次相从中缓慢析出，使合金的强度和硬度明 显提高。这种固溶处理后的铝合金，随时间延长而发生硬化的现象，称为时效（即时效强化）。固溶处理后，在自然时效初始阶段，铝合金的强度不高，塑性好，称这段时间为其“孕育期”，在此

27、期间，可进行各种冷变形加工（如 钾接、弯曲等）。超过孕育期后，强度、硬度快速增高。铝合金时效强化效果与加热温度有关，如图10-2所示，同学活动内容时间防锈铝：主要是A1-勺行业，比方15分.9%Mn少量的硅），硬铝有便于加工，而且密度小，可作轻型结构材同学乐观思考并回 答四、常用变形铝合金变形铝合金依据其性能特点和用途可分为（LC）及锻铝合金（LD）。其代号分别用LF5、1、Al-Mg；处理强化，但可以通过加工硬化来提高 称为防锈相。使用在一些防J8 造船，容器还有地铁高速列车硬铝合金（LY）、超硬铝合金D5等表示，数字为挨次号。时效强化 效果不明显，所以不宜热 要性能特点是具有优良的抗蚀性，

28、故2、Mg、0.硬铝时旨铝合於以Cu为主要合金元素的（含匕，2.24.9%Cu、良好的机械t料。固溶处理“过”的3、性不良，因此不得不在硬铝板材外表用轧制方法包一层工业纯铝。2）此温度不能发挥最大强化效果，而超出上限温度，又有产生晶界吏制粒聚集受到破坏。3）焊接裂纹倾向大，用熔焊 法有困难。苜硬铝：超硬铝合金为铝、锌、铜、镁系合金。这类合金 是室温强度最高的铝合金，经固溶处理和时效后，其强度达680MPa,其比强度已相当于超强度钢，故名超硬铝。常用的有LC4、LC9等。主要用于飞机上受力较大的结构件4、锻铝：主要指Al-Cu-Mg-Zn系合金，力学性能与硬铝相近。热塑性好，适合压力加 工，可制

29、造航空及仪表工业中外形简单的零教与学互动设计老师活动内容同学活动内容时间件。五、铸造铝合金据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。(1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大 的合金，含硅量在10%25%。有时添加0.2%0.6%镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和30分镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部 件。(2)铝铜合金，含铜4.5%5.3%合金强化效果最正确，适当加入镒和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受 大的动、静载荷和外形不简单的

30、砂型铸件。(3)铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3),强度最高(355MPa左同学认真听讲右)的铸造铝合金，含镁12%,强化效果最正确。合金在大气和海水中的抗 腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达 底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。(4)铝锌系合金，为改善性能常九1入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经 热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理 后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。(四)课堂小结铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金体系，具有与变形铝 合 金

31、相同的强化机理(除应变强化外)，他们主要的差异在于：铸造铝合金 中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合 金除含有强化元素之外，还必需含有足够量的共晶型元素(通常是硅)，5分以使合金有相当的流淌性，易与填充铸造时铸件的收缩缝。目前基本的合金只有以下6类；(DAI-CU合金，AI-Cu-Si合金AI-Si合金，ALMg合金，AI-Zn-Mg合金，AI-Sn合金(五)布置作业1、复习本次课的内容2、课后练习册3、下一节内容预习提示；同学依据老帅的提/5认真回顾本次课的重 点内容3分章节课题9-2铜及铜合金课型新授课课时2鬣挂图教学目标学问教学占4八、铜合金的分类、标注和热处理

32、力量培育占M八、把握铜合金的分类、标注和热处理理德育渗 透点培育同学团结协作的精神教学重点难点重占铜合金的分类、标注和热处理难点铜合金的热处理学法引导1、讲授法2、争辩法教学内容更 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老师活动内容同学活动内容时间（一）组织教学点名考勤，稳定同学心情，预备上课（二）导入新课铝合金的标注、分类及应用（三）讲授新课 9-2铜及铜合金一、纯铜由于颜色紫红又称紫铜，主成分为铜加银，含量为99.799.95%主要杂质元素：磷、跳、镣、神、铁、镣、铅、锡、硫、锌、氧等；用 于制做导电器材、高级铜合金、铜基合金。紫铜在大气、海水和某些非氧

33、化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶 液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。不能用热处理的方法予以强化，只能借助冷塑性变形。二、黄铜黄铜是由铜和锌所组成的合金。假如只是由铜、锌组成的黄铜 就 叫作一般黄铜。假如是由二种以上的元素组成的多种佥金就称为特殊黄 铜。如由铅、锡、镒、镣、铁、硅组成的铜合金。黄铜有较 强的耐磨性 能。特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还 有切削加工的机械性能也较突出。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐 磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温篁路、海底运输 管。制造板料、条材、典、管材，铸造零件等。含铜在62%68%,塑

34、性 强，制造耐压设备等。一般黄铜是铜锌二元合金，其含锌量变化范围较大，因此其室 温 组织也有很大不同。依据Cu-Zn二元状态图（图6），黄铜的室 温组织 有三种：含锌量在35%以下的黄铜，室温下的显微组织由单相的a固溶 体组成，称为a黄铜；含锌量在36%46%范围内的黄铜，室温下的显 微组织由（a+O）两相组成，称为（a+0）黄铜（两相黄铜）；含锌量超 过46%50%的黄铜，室温下的显微组织仅由。相组成，称为0黄铜。黄铜中由于含锌量不同，机械性能也不一样，图7是黄铜 的机械 性能随含锌量不同而变化的曲线。对于a黄铜，随着含锌量的增多，ob和5均不断增高。对于（a+0）黄铜，当含锌量 增加到约为

35、45%之前，室温强度不断提高。假设再进一步增加含锌量，那么由于合金组织中消灭了 脆性更大的r相（以Cu5Zn8化合物为基的固溶体），强度急剧降低。（a+0）黄铜的室温塑性那么始终随含锌量的增加而降低。所以含锌量超 过45%的铜铿 合金无有用价值。三、青铜青铜原指铜锡合金，后除黄铜、白轴以外的铜合金均称青铜，并常 在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性 能好和机械性能好，适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。预备上课同学思考并回答所提 出的问题。2分5分15分听课 记笔记25分跟随老师的思路进行 分析教与学互动设计老师活动内容同学活动内容时间铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承

36、材料。铝青铜强度高,耐磨 性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。被青铜 和磷青铜的弹性极限高，昱电性好，适於制造精密弹簧和电接触元件，被 青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具1、锡青铜：作为弹性合金指含Sn6.5八的铜锡合金通常尚含P、Zn等合金元素，如还含P那么称为磷锡青铜，具有高弹性极限、弹 性模量、良好的耐磨与耐蚀性能，适用于制造各种弹性元件。锡青铜是铸造收缩率最小的有色金属合金,用来生产外形复杂、轮 廓清楚、气密性要求不高的壑L,锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中 格外耐蚀，广泛用于蒸汽锅炉和海船零件。含磷锡青铜具有良好的力学 性能，可用作高精密工作母机的耐磨零件

37、和月重性零件。含铅锡青铜常用 作耐磨零件和滑动轴承含锌锡青铜可作高气密性铸件。含有3%-14%锡的青铜，此外还经常加入磷、锌、铅等元素。它耐蚀、耐磨，有较好 的力学性能和工艺性能，并能很好地焊接和钎焊，冲击时不产生火花。分为加工锡青铜和 铸造锡青铜。用于压力加工的锡青铜含锡量低于6%7%,铸 造锡青铜的含锡量为10%14%。2、铝青铜含铝量一般不超过11.5%,有时还加入适量的供镣、镐等兀素，以进一步改善性能。铝青铜可热处理强化，其强度比锡 固的高，抗高温氧化性也较好。有较高的强度良好的耐磨性 用于强度比 较高的螺杆、螺帽、铜套、密封环等，和耐磨的零部件，最突出的特点 就是其良好的耐磨性。为含

38、有铁、镒元素的铝青铜有高的强度和耐磨性，经淬火、回火后可提高硬度，有较好的高温耐 蚀性和抗氧化性在大气、淡水和海水中抗蚀性很好，可切削性尚可，可焊接不易纤焊，热态下压 力加工良好。目前我国已能量产。特殊铝青铜：这里主要指含铝量在11.5%以上、15%以下的铝青 铜。除铝外的元素组分和一般铝青铜相差不大。由于含铝量的差异，使 得特种铝青铜有着比合金钢更加高的强度和接近合金狙的硬度。被广泛 用于力结构件、传动件等。此外，因其良好的耐腐蚀性、抗压抗磨力量，还用于高速列车的传动轴齿轮。目前中国不能量产。3、被青铜：含Bev2.5%的铜镀一兀合金除具有高的强度、弹性、硬度、耐磨性和耐疲惫性外，还有优良的

39、导电性、导热性、耐蚀 性、无磁、冲击时不产生火花，并有优良的工艺性能。广泛用于制造膜 片、膜盒、弹簧管、弹簧等各种弹性元件。高性能被青铜硬度在(HRC)3843之间，密度8.3g/cm3,含皱1.9%-2.15%,其广泛适用于 塑胶注塑成型模具的内镶件、模芯、压铸冲头、热流道冷却系统、导热 嘴、吹塑模具的整体型腔、汽车模具、磨耗板等。4、硅青铜：硅青铜(silicon bronze)以硅为主要合金元素的青铜。工业上应用的硅青铜除含硅外，还含有少量 的镭、镣、听课记笔记同学乐观思考并回笞35分老师活动内容同学活动内容时间锌或其他元素。硅在铜中呈有限固溶，在852c时最大溶解度 可达5.3%,并随

40、温度降低而减小，但时效硬化效应不强，一般不进行强化热 处理。变形硅青铜含硅量为1%4%,硅增高会 消灭脆性相，铜的代 用品。硅青铜的结晶温度范围较小，力学性能较锡青铜身，耐磨性、高温强度较高。其电导性亦比一般高强度 的铜合金为高。因此在机械 工业等部门制造重要零件，也可作通 讯用高强度架空线和导电极等。铅、镣、秘、神、硫、磷等元素 对合金有害，应严加把握（四）课堂小结（五）布置作业1、复习本次课的内容2、课后练习册3、下一节内容预习提示；同学依据老师的提示 认真回顾本次课的重 点内容5分3分理论课教案章节课题2-1金属的晶体结构课型新授课课时2鬣挂图教学目标学问教学占J八、通过学习使同学们了解

41、金属晶体结构的概念，晶体的晶格类型及晶 体的缺陷。力量培育占rJ八、晶格的类型及晶体的缺陷德育渗 透点培育同学的职业道德观及相互协作的精神教学重点难点重占晶格的类型及结构难点晶格的类型学法引导1、讲授法2、争辩法%F斫、改更充补充金属材料与热处理相关内容、同素异形体参考资料金属学与热处理课后体会章节课题 9-3钛及钛合金9-4轴承合金9-5硬质合金课型新授课课时2鬣挂图教学目标学问教学 点钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。力量培育 点把握钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。德育渗透 点培育同学团结协作的精神教学重点难点重占钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点

42、难点钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。学法引导1、讲授法2、争辩法教学内容更新、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同学活动内容时间课后体会老师活动内容（-）组织教学点名考勤，稳定同学心情，预备上课（二）导入新课铜合金的标注、分类及应用（三）讲授新课 9-3钛及钛合金一、钛钛是银白色金属，密度为4.506-4.516克/立方厘米（20。0,熔 点16684口）钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈 钢，钛 具有超导性纯钛的超导。钛具有可塑性，高纯钛的延长率可达50-60%,断面收缩率可达70-80%,但强度低，不宜作结构材料。钛中杂质的存在，对其机械

43、性能影响极大，特殊是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛 的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就 是通过严格把握其中适当的杂质含量和添加合金元素而到达的。钛有两 种同质异晶体：882。（2以下为密排六方结构a钛，882。（2以上为体心立 方的B钛。二、钛合金钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。合金元素依据它们 对相变温度的影响可分为三类：稳定a相、提高相转变温度的元素为a稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对 提高合金的常温存高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。稳定8相、降低相变温度的元素为B稳定元素，又可分同晶型和共析型 二种。应用了

44、钛合金的产品前者有钳、锯、机等；后者有馅、镒、铜、铁、硅等。对相变温 度影响不大的元素为中性元素，有错、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金 的主要杂质。氧和氮在a相中有较大的溶解度，对钛合金有显著强化效 果，但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15-0.2%和0.040.05%以下。氯在a相中溶解度很小，钛合金中溶解过多的氢会 产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中 氢含量把握在。.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真 空退火除去9-4轴承合金一、对轴承合金性能的要求轴承合金是指制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。当轴承支 撑 着轴进行工作时，由于轴的旋转，使轴和轴瓦之间产生猛烈

45、的摩擦，因 轴价格较贵，更换困难，为了削减轴承对轴颈的磨损，确保 机器的正常 运转，轴承合金应具有以下性能：（1）具有足够的强度和硬度，以承受较高的周期性载荷；（2）塑性和韧性好。以保证轴承与轴的协作良好，并耐冲击和振动；（3）与轴之间有良好的磨合力量及较小的摩擦系数，并能保存润预备上课同学思考并回答所提 出的问题。听课 记笔记20分跟随老师的思路进行 分析教与学互动设计老师活动内容同学活动内容时间滑油，削减磨损；（4）有良好的导热性和抗蚀性；（5）有良好的工艺性，简洁制造且价格低廉。二、轴承合金的组织特性1、在软的基体上分布着硬的质点：轴承合金的组织应当是在 软的基体上分布着硬的质点，当轴工

46、作时，软的基体很快磨凹下去，而硬的质点凸出于基体上，支撑着轴所施加的压力，减小轴与轴瓦的接 触面，且凹下去的基体可以储存润滑油，从而减小轴与轴颈间的摩擦系 数，同时偶然进入外来硬物也被压入软基体中，不致于擦伤轴。软的基 体还能承受冲击与振动并使轴与轴瓦很好地磨合。属于这类组织的有锡 基和铅基轴承合金。2、硬基体上分布软质点的组织：对高转速、高载荷轴承，强度是首要问题，轴承合金可以采取硬基体（其硬度低于轴颈硬度）上分 布软质点的组织，来提高单位面积上的承载力量，属于这类组织的轴承 合金有铜基及铝基轴承合金。这种组织具有较大的承载能力，但磨合力 量差三、常用的轴承合金巴氏合金的表示方法与其它铸造非

47、铁金属的牌号表示方法相 同，例如ZSnSb4Cu4表示含的平均质量分数为4%、含铜的平均 质量分 数为4%的锡基轴承合金。1、锡基轴承合金：锡基轴承合金是以锡为基础，加入锐、铜等元素组成的合金。其优点是具有良好的塑性、导热性和耐蚀性，而且 摩擦系数和膨胀系数小，适合于制作重要轴承，如汽轮机、发动机和压 气机等大型机器的高速轴瓦。缺点是疲惫强度低，工作温 度较低（不高 于150），这种轴承合金价最较贵。2、铅基轴承合金：是以铅为基体，加入锐、锡、铜等合金元素组成的合金。铅基轴承合金的强度、硬度、导热性和耐蚀性均比锡基 轴承合金低，而且摩擦系数较大，但价格廉价。适合于制造中、低载荷 的轴瓦，如汽车

48、、拖拉机曲轴轴承、铁路车辆轴承等。3、铜基轴承合金铜基轴承合金通常有锡青铜与铅青铜。铜基轴承合金具有高的疲 惫强度和承载力量，优良的耐磨性，良好的导热性，摩擦系数低，能在25CTC以下正常工作。适合于制造高速、重载下工作的轴承，如高速柴 油机、航空发动机轴承等。常用牌号是ZCuSnlOPLZCuPb3O。4、铝基轴承合金铝基轴承合金是以铝为基础，加入锡等元素组成的合金。这种合 金的优点是导热性、耐蚀性、疲惫强度和高温强度均高，而且价格廉价。缺点是膨胀系数较大，抗咬合性差。目前以高锡铝基轴承合金应用最广 泛。适合于制造高速（13m/s）、重载（3200MPa）的发动机轴承。常 用牌号为ZAlSn

49、6CulNil。听课记笔记同学乐观思考并回笞35分教与学互动设计老师活动内容同学活动内容时间5、珠光体灰铸铁他的显微组织是由硬基体（珠光体）和软基体（石墨）组成，可承 受较大压力，价格廉价，但摩擦系数大，导热性较低只适用于制造低速 的不重要轴承。9-5硬质合金由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐 腐蚀等一系列优良性能，特殊是它的高硬度和耐磨性，硬 质合金广泛用作刀且材料，如车刀、铁刀、刨刀、钻头、俾刀等，用于切削铸铁、有 色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和一般钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高镒钢、工具钢

50、等难加工的材20分一、粉末冶金工艺简介1、制粉：可采用机械裂开法、电解法、氧化物还原法、熔融金属气体粉碎法等。2、筛分与混合：使粉末原料中的各元的粗细、混合均匀化。3、压制成型：混合均匀的松散粉末原料装入模具中，在压力机上压制成型。4、烧结：将压制成型的压胚放入真空炉或保护气炉中进行烧结，成为具有肯定力学性能的物理性能的整体。5、后处理：烧结后的冶金制品可直接使用，也可进一步加工。二、硬质合金的性能特点硬度高（86-93HRA,相当于69s81HRC）；热硬性好（可达9001000。（2,保持60HRC）；耐磨性好。硬质合金刀具比高速钢切削速度听课记笔记高47倍，刀具寿命高5s80倍。制造模且