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机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社第7章低合金钢与合金钢学时2教学目的：1掌握钢的分类与牌号、性能特点及应用2掌握常用非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用；3能够识别我非国合金工具钢及常用特殊性能钢的牌号教学重点：1.钢的分类及钢铁合金的分类与牌号、性能特点及应用；2.非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用；3.掌握铸造碳钢种类、牌号、性能特点及应用；教学难点：1.钢的分类及钢铁合金的分类与牌号、性能特点及应用；2.非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用；3.掌握铸造碳钢种类、牌号、性能特点及应用；授课形式：讲练结合，传授法教学内容第五章钢铁材料5.1.1钢的分类及合金牌号统一数字代号体系5.1.2钢铁及合金牌号统一数字代号体系5.2非合金钢5.2.1常存杂质元素的影响及非合金钢的分类1.常存杂质元素的影响2.非合金钢的分类提问或作业（1）按钢的碳质量分数分（2）按钢的质量分（3）按钢的用途分（4）按钢脱氧程度分：5.2.2普通质量非合金钢1.牌号2.性能及用途5.2.3优质非合金结构钢1.牌号2.性能及用途及热处理5.2.4非合金工具钢1.牌号2.性能及用途及热处理5.2.5铸造碳钢1.牌号2.性能及用途及热处理机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社第5章第3、4节学时2教学目的：1.掌握低合金钢的化学成分、性能与热处理牌号及用途2.掌握合金钢化学成分、性能与热处理牌号及用途3.掌握合金工具钢和高速工具钢的化学成分、性能与热处理牌号及用途教学重点：1.低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢的化学成分2.低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢性能与热处理牌号及用途教学难点：低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢的牌号及工艺曲线图授课形式：讲练结合，传授法教学内容5.3低合金钢5.3.1低合金高强度结构钢的化学成分、性能与热处理1.化学成分2.性能特点3.热处理特点5.3.2低合金高强度结构钢的牌号及用途1牌号2用途5.4合金钢5.4.1机械结构用合金钢合金渗碳钢、合金调质钢及合金弹簧钢1合金渗碳钢（1）工作条件及性能要求表面受到强烈摩擦、磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷的作用，要求零件表面具有优异的耐磨性和高的疲劳强度，心部具有较高强度和足够的韧性（2）化学成分及热处理工艺a化学成分b热处理工艺（3）牌号及用途a牌号b用途23用途提问或作业备注：机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《金属材料与热处理》机械工业出版社第八单元铸铁模块一铸铁的石墨化模块二灰铸铁模块三球墨铸铁学时2教学目的：1掌握铸铁的分类2掌握铸铁的石墨化过程3掌握灰铸铁、球墨铸铁的性能教学重点：1铁碳合金双重相图2灰铸铁、球墨铸铁的成分、性能、牌号和用途及热处理过程教学难点：1铁碳合金双重相图2灰铸铁、球墨铸铁的成分、性能、牌号和用途及热处理过程授课形式：讲练结合，传授法教学内容提问或作业第八单元铸铁铸铁的分类按照碳的存在形式，铸铁可分为：•碳以渗碳体形式存在的，称为白口铸铁；•碳以石墨形式存在的，称为灰口铸铁；按照石墨的形态,灰口铸铁可分为:石墨呈片状铸铁,称灰铸铁；石墨呈团絮状的铸铁称可锻铸铁；石墨呈球状的铸铁称球墨铸铁；石墨呈蠕虫状的铸铁称蠕墨铸铁。综合知识模块一铸铁的石墨化能力知识点1铁碳合金双重相图能力知识点2石墨化过程一、石墨化方式1.铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。2．石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分解而得到。二、石墨化过程按照Fe－G相图，可将铸铁的石墨化过程分为三个阶段：1．第一阶段石墨化：铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和在1154℃通过共晶反应形成共晶石墨。中间阶段石墨化：在1154℃～738℃温度范围内奥氏体沿E‘S’线析出二次石墨。2.中间阶段石墨化在1154℃～738℃温度范围内奥氏体沿E‘S’线析出二次石墨。3.第二阶段石墨化：在738℃通过共析反应析出共析石墨能力知识点3.影响石墨化的因素一、化学成分的影响（内因）二、冷却速度的影响（外因）综合知识模块二灰铸铁能力知识点1灰铸铁的成分、组织和性能一、灰铸铁的化学成分二、灰铸铁的组织三、灰铸铁的性能能力知识点2.灰铸铁的牌号和用途灰铸铁的牌号由HT+三位数字组成：其中HT是灰铁的汉语拼音缩写；数字代表铸铁的抗拉强度。如HT200表示最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。最小的灰铁是HT100，往上以50为间隔递增，最大为HT350。能力知识点3.灰铸铁的孕育处理•经孕育处理后的灰铸铁叫做孕育铸铁。•孕育的目的是：使铁水内同时生成大量均匀分布的非自发核心，以获得细小均匀的石墨片，并细化基体组织，提高铸铁强度；避免铸件边缘及薄断面处出现白口组织，提高断面组织的均匀性。•孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造机械性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的铸件。能力知识点4.灰铸铁的热处理热处理不能改变石墨的形态和分布，对提高灰铸铁整体机械性能作用不大，因此生产中主要用来消除铸件内应力、改善切削加工性能和提高表面耐磨性等。综合知识模块三球墨铸铁能力知识点1球墨铸铁的成分、组织和性能一、球墨铸铁的化学成分和球化处理二、球铁的组织三、球铁的性能能力知识点2.球墨铸铁的牌号和用途一、球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和延伸率。二、如QT420-10、QT600-2、QT800-2能力知识点3.球墨铸铁的热处理一、退火二、正火三、等温淬火四、调质处理备注：机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《金属材料与热处理》机械工业出版社第八单元铸铁模块一铸铁的石墨化模块二灰铸铁模块三球墨铸铁学时教学目的：教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业第八单元铸铁综合知识模块四蠕墨铸铁蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。能力知识点1蠕墨铸铁的成分一般成分范围如下：碳=3.5%~3.9%硅=2.1%~2.8%锰=0.4%~0.8%硫0.1%磷0.1%能力知识点2蠕墨铸铁的组织与性能一、蠕墨铸铁的性能蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。二、蠕墨铸铁的牌号和应用蠕墨铸铁牌号、性能以“RuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度，如RuT300、RuT420综合知识模块五可锻铸铁可锻铸铁又称为玛铁、玛钢；它是由白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻！能力知识点1可锻铸铁的化学成分和组织一、可锻铸铁的生产可锻铸铁生产分两个步骤第一步，先铸造纯白口铸铁，不允许有石墨出现，否则在随后的退火中，碳在已有的石墨上沉淀，得不到团絮状石墨；第二步，进行长时间的石墨化退火处理。二、可锻铸铁的组织能力知识点2可锻铸铁的牌号、性能及用途一、可锻铸铁的牌号可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。铁素体可锻铸铁以“KTH”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。KTH350-10、KTZ600-3二、可锻铸铁的应用可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动载荷的零件，如汽车拖拉机的后桥外壳、管接头、低压阀门等。这些零件用铸钢生产时，因铸造性不好，工艺上困难较大；而用灰口铸铁时，又存在性能不能满足要求的问题。综合知识模块六合金铸铁能力知识点1耐磨铸铁在磨粒磨损条件下工作的铸铁应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击载荷，因此在生产中常采用激冷的办法来获得激冷铸铁。即用金属型铸造铸件的耐磨表面，其它部位采用砂型。同时调整铁水的化学成分，利用高碳低硅，保证白口层的深度，而心部为灰口铸铁组织，有一定的强度。用激冷方法制造的耐磨铸铁，已广泛应用于轧辊和车轮等的铸造生产。能力知识点2.耐热铸铁在高温下工作的铸铁，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等，必须使用耐热铸铁。加入Al、Si、Cr等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，从而改善铸铁的耐热性。球墨铸铁中，石墨为孤立分布，互不相连，不形成气体渗入通道，故其耐热性更好。常用耐热铸铁的成分和性能能力知识点3.耐蚀铸铁耐蚀铸铁主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。普通铸铁的耐蚀性差，因为组织中的石墨和渗碳体促进铁素体腐蚀。加入Si、Cr、Al、Mo、Cu、Ni等合金元素形成保护膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的耐蚀性能。常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝、高铬等耐蚀铸铁。备注：机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社第5章第1节（题目）学时教学目的：教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业备注：机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社第5章第1节（题目）学时教学目的：教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业备注：机械工程学院课程教案课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社第5章第1节（题目）学时教学目的：教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业备注：