中职金属工艺学教案集.docx
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1、金属工艺学教案全集授课时间:班级:本课课题:绪论教学目的和要求:1.了解本课程的性质、任务和在生产中的地位。2. 了解本课程内容和机械产品制造全过程的概念。3. 生疏学习本课程的根本要求和方法。重点与难点:了解本课程的性质及意义。教学方法:讲授法和录像观摩。课型:理论课金属工艺学教学过程绪论一、为什么要学金属工艺学机械工程材料工艺学?金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基 础课。它主要传授各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互关系;金属零件的加工工艺过程和构造工艺性;常用金属材料性能对加工工艺的影响;工艺方法的综合比较等。争论的对象:常用的工程材料、材料的各种
2、加工处理工艺。例如:钢铁、铝合金、铜合金、塑料等材料及热处理工艺、焊接工艺、铸造工艺、切削加工工艺等加工处理工艺。举例:常用主轴材料:45 。技术要求:调质处理。箱体材料:HT200。技术要求:退火。国家工业进展的三大支柱:材料、信息、微机。第 10 页 共 117 页1. 工程材料是国家工业进展的物质根底。工业和日常生活都离不开工程材料的使用,争论材料最终是为人类的文明进步而效劳。2. 作为工科类专业所必需把握的一门功课。根底课桥梁 专业课机械工程材料工艺学是一门技术根底课,对专业课和根底课起着桥梁的作用。二、机械工程材料工艺学课程有什么特点?1. 本课程同实践严密相联系,是一门实践性很强的
3、学科。2. 通过生产实践才能融会贯穿地学习把握安排了钳工、金工实习。3. 为了弥补实践方面的缺乏,承受录像教学以及到工厂参观和实习,通过师生的相互努力来学好这门功课。三、怎样才能学好机械工程材料工艺学?1. 留意各章节的联系、学习、复习、稳固、应用、总结。2. 要理解、要提问题、不能累计问题。3. 抓住主要内容:金属材料及热处理根本学问,铸造、锻造、焊接、切削加工根本常识。随着科学技术和生产力的不断进展,金属工艺学的内容构成也有所进展。应当指出,本课程的进展必定是有关学科的相互渗透和综合,而不是兼收并蓄、包罗万象、内容越来越简单。它仍属工艺学范畴。金属工艺学是实践性很强的技术根底课,它有利于对
4、学生进展技能训练,有利于培育学生具有更高的实际力量和开拓精神。录像教学:绪论 J056 25 分钟 作业布置:课后总结:授课时间:班级:本课课题:钢铁生产简介。教学目的和要求:1.了解炼铁的实质、原料、设备及产品介绍常识学问。2.了解炼钢的实质、原料、设备及产品介绍常识学问。重点与难点:炼钢和炼铁的过程。教学方法:讲授法和录像观摩。课型:理论课。教学过程金属材料导论复习旧课:了解本课程的性质。合金的定义:一种金属为根底,参加其他金属或非金属,经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料导电性、延展性、光泽、导热性。常用的是:钢和铁、铜合金、铝合金等理论联系实际。钢铁的冶炼:一、炼铁:1. 原料:空气
5、供给氧气,助燃作用。铁矿石铁有贫矿和富矿之分我国常用的是 Fe2O3赤铁矿、Fe3O4磁铁矿、Fe2O3.3H2O褐铁矿、伴随着 SiO2、MnO、S、P 等杂质。焦炭复原剂、供给热能炼焦厂生产。CO2CO2Q、 CO2CCOQ Fe2O3COFeCO2Q熔剂造渣剂,去除杂质,石灰厂生产CaCO3石灰石、CaO生石灰举例:家用磷钒净水作用。32CaCO CaOCO CaOSiO2CaSiO3 CaOFeSCaSFeOFeO+CO2. 设备:高炉。衡量质量指标系数:焦炭比。组成:炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。3. 产品:生铁:炼钢 制造铁制品等。高炉煤气:日用燃料等。炉铁渣:水泥、玻璃 提纯。二
6、、炼钢:1. 原料:生铁铁的来源。2氧气精炼提纯的作用。FeO FeO FeOSiSiO2FeFeOCCOFeFeOMnMnOFe SiO2MnOMnSiO2造渣剂熔剂生石灰主要去除 S、P 等杂质。举例:家用磷钒净水作用FeSFeS CaOFeSCaSFeO PO2P2O5FeP2O5Fe3PO42CaOFe3PO42Ca3PO42FeO2. 设备:转炉正在普及设备、电弧炉最好、平炉淘汰设备。3. 产品:钢锭简称钢包:有特冷静钢TZ、冷静钢Z、半冷静钢b、沸腾钢F。钢渣。煤气。录像:钢铁的冶炼简介 J059 28 分钟 作业布置:课后总结:授课时间:班级:本课课题:金属材料的力学性能。教学目
7、的和要求:生疏强度和塑性的指标及其意义。重点与难点:强度和塑性。教学方法:讲授法和观摩法。课型:理论课教学过程第一章 金属材料的主要性能复习旧课:钢铁的冶炼。提问:炼钢、铁的原料? 第一节 金属材料的力学性能机械性能材料的性能:使用性能:物理性能、化学性能、力学性能机械性能。工艺性能:热处理性能、铸造性能、焊接性能、锻造性能、切削加工性能。力学性能的定义:材料在外力作用下,表现出静载荷、动载荷、交变载荷的性能。一、 强度与塑性概念:静载荷、应力0试验:拉伸试验 试样低碳钢、L5dL、0010d0GB639786要求同学们试验指导书图书馆查资料,熬炼学生的自学力量。材料的力学性能试验。FNbSk
8、FeSeOLmmLe分析:从中导出材料的强度和塑性P:F 、L 。S:F 、L 。 S”Fs”、 L L ”。 bL 、FF。eeSsssbb(1) F0、L0(2) FFe 、LoeLe FoeLoetgLoeK OLe:弹性变形阶段。(3) FeFFs、 LeL Fs” 、L=LsLs”,S 屈服点 “屈服”现象。LsLs” 塑性变形阶段屈服变形(5) Fs”FFb、 Ls”LLbLs”Lb 塑性变形阶段大量塑性变形阶段(6) FFb、 L=Lb, Fb 最大载荷 、b 缩颈点。(7) FkFFb 、 LbL5% 塑性材料、55脆性材料。45:518.7%15(2) 断面收缩率: 定义:1
9、0公式:A0A /A 100 S0原截面面积。 S1断口处断面面积。510 值越大,塑性越好。总结: 越大,塑性越好,越易变形但不会断裂。录像:拉伸试验。作业布置: 课后总结:授课时间:班级:本课课题:金属材料的力学性能。教学目的和要求:1.把握洛氏硬度、布氏硬度的试验原理、特点及其应用范围。2. 了解金属夏比冲击试验、屡次冲击试验简介。3. 了解金属疲乏的概念,提高疲乏强度的措施。重点与难点:硬度、冲击韧性、疲乏强度的概念。教学方法:讲授法课型:理论课和录像观摩。教学过程复习旧课:强度和塑性的概念。二、 硬度硬度:定义:抵抗更硬物体压入的力量。衡量:布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。1. 布氏
10、硬度:HB试验:GB84。肯定直径的钢球 HBS硬质合金 HBW,规定的载荷准时间后。HBF/S(N/mm2)650举例:钢球直径:10mm,载荷:30KNF30D2,时间:规定 10s。材料:压痕直径:d03.92mm查表: HBS2391应用范围:铸铁、有色金属、非金属材料。2优缺点: 准确、便利、材料限制、非成品检验和薄片。2. 洛氏硬度:HR、HRA、HRB、HRC试验:GB83。肯定锥形的金刚石淬火钢球,在规定载荷和时间后,测出的压痕深度差即硬度的大小表盘表示。HRA、HRB、HRC。一般通常习惯用 HRC无单位。(1) 应用范围:钢及合金钢。(2) 优缺点:测成品、薄的工件,无材料
11、限制,但不准确。3. 维氏硬度:试验:GB83。肯定锥形的金刚石,在规定的载荷、时间后。HVF/S(1) 应用范围:测薄片和镀层。(2) 优缺点:数值准确,但操作麻烦。4. 肖氏硬度 HS、锉氏硬度、显微硬度 HM总结:数值越大,硬度越高。但相互之间不能比较,必需查表为同单位才行。三、 韧性概念:动载荷、“梅氏”试样金属夏比试验。冲击韧度:k定义:抵抗冲击载荷而不破坏的力量。衡量指标:kA /A J/cm2 k一次性冲击试验的标准。ksbk屡次冲击:A 、 。 A 、k 和温度有关:温度越低,k 越小。低温易冲断脆性临界转变温度。四、 疲乏强度概念:交变载荷、疲乏现象试验:疲乏试验法。衡量指标
12、:疲乏强度 -1钢:107、有色金属:108。max=-1五、 蠕变和松弛:补充内容1. 蠕变: 蠕变强度高温下简洁产生。2.松弛:松弛强度高温下简洁产生。录像:硬度试验、冲击试验和疲乏试验。作业布置: 课后总结:授课时间:班级:本课课题:材料的物理性能、化学性能。教学目的和要求:1.把握材料的物理性能、化学性能复习过去的相关内容。2. 了解它们在实际生产中的应用。重点与难点:物理性能和化学性能的应用。教学方法:讲授法课型:理论课教学过程其次节 金属材料的物理、化学及工艺性能复习旧课:学习本课的实际意义。 金属的性能:物理性能、化学性能。一、物理性能:1. 比重:单位体积内物体的重量。密度:单
13、位体积内物体的质量。铁:7.8 克/厘米 3、铜:8.9 克/厘米 3、铝:2.7 克/厘米 3、钛:4.51 克/厘米 35g/cm3重金属。应用:飞机制造业、子弹头、检验材料、炼铁、炼钢、铅球等。2. 熔点:固体液体的温度点。第 1 页 共 117 页凝固点:液体固体的温度点。铁:1538、铜:1083、铝:660、钛:1660。应用:耐高温材料飞机、航天、防火安全阀、熔断器保险丝 等。3. 热涨性:一般而言,金属材料具有热胀冷缩的性能。材料不同,热胀冷缩的大小也不同。应用:电线的形态、桥梁的架设、钢轨的铺设、周密的测量工具、电冰箱、电饭锅等。4. 导热性:金属具有传导热能的性质。导热材料
14、的挨次:银、铜、铝等。金属材料的杂质越多、导热性越差。高速钢导热性差,加热要缓慢,以防开裂。应用:陶瓷、水壶的水垢等。5. 导电性:金属具有传递电流的性质。导电材料的挨次:银、铜、铝等。应用:电火花加工下册 P.7880、电解加工、电子束加工及制造电线、电缆、玻璃拉丝模等。6. 磁性;金属材料在磁场的状况下磁化分为软磁和硬磁。例如:铁、镍、钴等。应用:手表材料、磨床的磨削加工P.71 下册等。二、化学性能:1. 耐蚀性耐酸碱性:金属材料抵抗腐蚀的性能。例如:钢铁生铁锈、铜生铜绿 造成重大事故。应用:食品德业、饮料行业、医药行业、化工行业等。2. 抗氧化性:高温时抵抗氧化的力量。应用:锻打、电焊
15、、热处理等。3. 化学稳定性:在常温下,化学稳定的性能。第 17 页 共 117 页应用:耐热设备、高温锅炉等。三、工艺性能:是指是否易于进展冷、热加工的性能。包括:热处理性能第三章、铸造性能其次篇、焊接性能第三篇、锻造性能第四篇、切削加工性能第五篇。最终要和书名金属工艺学联系上以上各种工艺性能将在以后有关章节中分别介绍。作业布置:课后总结:授课时间:班级:本课课题:铁碳合金的晶体构造与结晶过程。教学目的和要求:1.了解晶体与非晶体,晶格、晶胞、晶格常数的意义。生疏两种常见的金属晶格类型。2.了解结晶的概念、结晶根本过程,晶粒大小对金属力学性能影响及其掌握措施,纯铁的同素异晶转变。重点与难点:
16、铁碳合金晶体构造和同素异晶转变。教学方法:讲授法课型:理论课和录像观摩。教学过程其次章 铁碳合金钢和铸铁第一节 纯铁的晶体构造及其同素异晶转变复习旧课:材料的力学性能。一、金属的结晶结晶:液态金属分散成固态金属的现象。概念:理论结晶温度金属在无限缓冷冷却下结晶得到的结晶温度 To。计算出来的实际结晶温度金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。实际测量出来的寻常浇注的温度一、金属结晶的过冷现象:过冷现象:金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度,TnTo。过冷度:ToTnT变量。冷却速度越大,过冷度越大。金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度,TnTo。过冷度:ToTnT变量。温度abcTo
17、理论结晶温度Tn实际结晶温度dO时间冷却速度越大,过冷度越大。金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度,Tn107/s 非晶态金属试验测出:冷却速度越大,生核速率越大长大速率。2变质处理孕育处理:在液态金属中,参加一些细小的金属粉末变质剂孕育剂形成非自发晶核,使晶核数目增多,晶粒变细小。3机械振动:使枝晶裂开成为几个晶核,使晶核数目增多超生波振 动等。二、纯金属的晶体构造概念:原子球、结点、晶格、晶胞、晶格常数a、b、c、 致密度:晶胞中原子占有的体积与晶胞体积之比。纯金属的晶格类型:1. 体心立方晶胞例如:纯铁-Fe912、W、Mo、V、CrTi882 立方体: abc ; 90原子数:81/
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