《塑性变形对组织和性能的影响》教案

《塑性变形对组织和性能的影响》教案课程名称机械工程材料课题名称塑性变形对组织和性能的影响适用对象中职二年级课时数1授课类型新授课学情分析学生处于中职二年级，有较为成熟的认知水平，能识记、理解的一定的概念和理论。学生在本课程之前几章学习了金属的晶体结构和纯金属的结晶过程，对金属的塑性形变有了一定的了解，这对学好这节课有所帮助，但知识掌握情况不佳，需要在上课过程适当穿插复习以前的知识。从学习习惯来说，总体而言，学习兴趣较淡薄，未养成良好学习习惯，上课注意力易分散和转移，需要适当加以引导。教学目标【知识与技能目标】1.了解晶粒形状的变化。2.了解形变亚结构3.了解什么是加工硬化及其优缺点4.如何消除加工硬化现象5.了解变形织构的产生6.金属内应力（残留内应力和点阵畸变）【过程与方法目标】1.教师通过系统的讲授，使学生对金属的塑性变形形成认知框架。2.教师通过演示音像的演示，使学生对塑性形变后的金属内部结构有直观的认识。3.学生通过认真听课，思考教师提出的问题，观察视频影像并结合已有经验总结出答案。4.学生通过自主阅读教材和认真听讲，掌握教材知识。【情感、态度与价值观目标】1.培养学生严谨的治学态度和科学素养。2.培养学生积极向上的学习态度。教学重难点【重点】1.什么是亚结构2.加工硬化的产生3.加工硬化现象的优缺点以及消除方法【难点】加工硬化现象的优缺点、以及产生和消除方法教学方法讲授法、演示法、谈话法课前准备教师：演示课件、投影仪、电脑学生：教材，纸笔【教学过程】教学环节与时间分配教学内容师生活动导入新课（5分钟）新课讲授（30分钟）复习导入：1.复习塑性变形的概念——如果外力较大，当它的作用停止时，所引起的形变并不完全消失，而有剩余形变，称为塑性形变。2.提出问题：金属塑性形变的方式有那两个？答：滑移和孪生1、晶粒形状变化，性能趋于各向异性金属经塑性变形，在外力作用下，随着金属的外形的变化，其内部的晶粒形状也会发生相应的变化，晶粒沿变形方向拉长、压扁，当变形量很大的时，各晶粒将会被拉长成为细条状或者纤维状，晶界变得模糊不清。此时，金属的性能也将会具有明显的方向性，如纵向的强度和塑性远大于横向，这种组织特征通常叫做“纤维组织”。当金属中有杂质存在时，杂质也会沿变形方向拉长为细带状（塑性杂质）或粉碎成链状（脆性杂质）。2、亚结构细化，位错密度增加，产生加工硬化问题一：什么是形变亚结构？答：晶体的每一个晶粒内存在着许多尺寸很小、位相差很小的亚结构，塑性变形前，铸态金属的亚结构直接约为10-2cm，冷塑性变形后，亚结构直径将细化至10-4~10-6cm，称形变亚结构问题二：什么是加工硬化及其产生原因？答：随着塑性变形的进行，位错运动和互相交割，产生塞积群、割阶、固定位错、缠结网等，阻碍了位错进一步运动，即提高了进一步变形的抵抗力，随着塑性变形程度的增加，金属的强度硬度增加，而塑性、韧性下降，产生所谓“加工硬化”现象。问题三：金属或合金经塑性变形过程中，为什么要增加中间的退火处理？答：金属或合金随着塑性形变的进行，强度、硬度、电阻率和矫顽力等升高，塑性、韧性、导磁率和耐蚀性则下降，产生加工硬化现象，为使经冷塑性变形的金属的机械性能恢复到冷塑性变形前的状态，消除加工硬化现象，需要对教师：展示生活中塑性变形的图片，带领学生复习塑性形变的概念。学生：跟随教师的引导，回忆复习以前的知识，教师：自问自答，启发学生思考，以简洁易懂的表述，使学生明白答案。学生：思考教师提出的问题，根据以前学过的知识或以往经验，尝试归纳答案，并认真听讲。教师：结合教材，系统讲授塑性变形对金属组织金属加热进行退火。问题四：加工硬化现象的优点？答：它是工业上用于提高金属强度、硬度和耐磨性的重要手段之一，特别是对那些不能以特处理方法强化的纯金属和某些合金尤为重要！3、变形织构的产生金属塑性变形，伴随晶粒的转动。当变形量很大时，各晶粒的取向会大致趋于一致，形成变形织构。拉拔形成的织构，称丝织构；轧制形成的织构，称板织构。4、残留内应力和点阵畸变1)宏观内应力（第一类内应力）表面和心部变形不均匀。又称为宏观内应力2)微观内应力（第二类内应力）晶粒之间变形不均匀。又称为微观内应力或晶间内应力3)点阵畸变（第三类内应力）晶格畸变、原子偏离平衡位置。又称为晶格畸变应力小结：了解晶粒形状的变化。了解形变亚结构了解什么是加工硬化及其优缺点如何消除加工硬化现象了解变形织构的产生金属内应力（残留内应力和点阵畸变）作业：补充教师板书，并额外抄写一遍和性能的影响，穿插复习点缺陷、位错的知识。学生：认真听讲，适当给关键词划下划线，做笔记等。通过自主阅读，学习和理解相关知识小结及作业（10min）教师：提问学生“请根据黑板上的板书，尝试着总结一下这节课讲了什么内容”学生回答后，教师再次快速的总结一遍。展示课堂作业，请一名同学来回答。学生：结合板书，用自己的话小结本节课内容。回答教师提出的问题。教师：布置作业学生：课后完成作业板书设计教学反思1、晶粒形状变化，性能趋于各向异性2、亚结构细化，位错密度增加，产生加工硬化3、变形织构的产生1）丝织构2）板织构4、金属内应力1)宏观内应力2)微观内应力3)点阵畸变