金属工艺学教案

教学教案《金属工艺学》专业：机电技术应用班级：2016级机电1、2班教师：张生军学年：2016-2017学年第二学期理论教学教案NO：01课程名称金属工艺学授课时数2周次班级2016级机电1班时间年月日节次班级2016级机电2班时间年月日节次教学内容第一章金属的力学性能教学方式理论【教学内容目标要求】1、掌握金属材料的材料的强度、塑性、硬度、韧性与疲劳强度的定义与含义。2、了解拉伸试验、硬度试验的过程与结果。【主要能力点与知识点应达到的目标水平】教学内容题目职业岗位知识点、能力点与基本职业素质点目标水平识记理解熟练操作应用分析金属材料的力学性能知识点：1、强度的定义2、塑性的定义3、硬度的定义4、韧性的定义5、疲劳强度的定义能力点：了解并掌握各知识点的定义。职业素质渗透点：体会金属材料的力学特点，在生产制造业中的应用。√√√√√√√【教学策略】本次课程的内容主要采用课堂讲授的方式进行教学。在授课过程中针对每个知识点多举一些生产中的实例给学生进行解释，增加学生对知识点掌握程度。每个知识点结束后，进行小结，采用提问的方式对学生进行检测，根据学生的掌握情况随机调整下一个知识点讲授进度、内容和方法。同时在授课过程中，多采用引出问题让学生首先进行理解和思考，然后老师进行讲解的方式进行教学。【教学过程组织】自我介绍课前点名，认识学生。介绍本课程的考核要求介绍本单元的主要知识点。一、自我介绍介绍姓名，性格特点等等二、课前点名因为是第一堂课，认识和了解学生是至关重要的，在点名的过程中，要求每点到名的同学必须起立，简要介绍自己，让大家很快能够融入到课堂中来，不至于感到课堂的压力。三、上课要求课堂中必须关闭一切通讯工具。课堂中不允许迟到、早退、旷课、睡觉等等。课堂中要求各位开动脑筋思考问题，积极回答问题，能够与老师、同学们之间产生很好的互动。我们每节课结束后都要布置课后作业，并严格要求作业的书写格式、作业上交时间等四、考核要求课程成绩=平时成绩（包括考勤30%）+作业成绩（20%）+考试试卷成绩（30%）+实验成绩（20%）五、开始新课内容（这是本节课的主要部分，因此最为重点举例讲解）第一节强度与塑性一、强度定义：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。拉伸试验：1.弹性极限—试样产生完全弹性变形时所能承受的最大拉应力。2.屈服点—试样在试验过程中力示增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。3.抗拉强度——试样拉断前所能承受的最大应力值。第二节硬度一、硬度的定义定义：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。是衡量材料软硬程度的判据。1.布氏硬度（1）试验原理：D、F、t、S（2）符号HBS（HBW）=F/πDh（3）表示方法XXXHBS(W)XX/XXX/XX（4）应用范围：测定结果较稳定、准确，但不宜测薄件或成品件。HBS用于测小于450的材料；HBW用测小于650的材料。主要用来测灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材。2.洛氏硬度（1）试验原理：用顶角为1200的金刚石圆锥或直径为1.588mm的淬火钢球作压头，在初始试验力F1（98N）及总试验力F作用下，将压头压入试样表面，按规定保持时间后卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量计算硬度。（2）符号:HR=K-(bd/0.002)（3）表示方法:在符号前写出硬度值。（4）应用范围:操作简便、迅速、压痕小，不损坏试件表面，可直接测量成品或较薄工件，但结果不够准确。第三节韧性与疲劳强度一．韧性与疲劳强度的定义韧性：金属在断裂前吸收变形的能力。韧性的判据是通过冲击试验确定的，它表示了金属材料抵抗冲击的能力。二．冲击试验冲击试样缺口底部横截面积上的冲击吸收功。将被测材料制成标准U型或V型试样，缺口背向摆锤冲击方向，摆锤举至H1高度，然后自由落下，冲断试样升至高度H2。摆锤冲断试样所消耗的能量，即试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。A=mgH1-mgH2=mg（H1-H2）J冲击试样缺口底部处单位横截面积上的冲击吸收功，称为冲击韧度。αk=Ak/SNJ/cm2冲击吸收功Ak作为材料韧性判据。冲击吸收功与温度、试样形状、尺寸、表面粗糙度、内部组织和缺陷有关。三．疲劳强度定义：材料在指定循环基数下不产生疲劳断裂所能承受的最大应力。实际的疲劳强度值，规定钢进行1×106～107次，有色金属进行1×107～1×108次交变循环而不发生疲劳破坏时的最大应力值，即为该材料的疲劳强度σ-1。疲劳强度与抗拉强度之间存在一定的比例关系，如碳素钢σ-1≈（0.4～0.55）σb，灰铸铁σ-1≈0.4σb，有色金属σ-1≈（0.3～0.4）σb。疲劳破坏的原因：应力集中——微裂纹——扩展——断裂破坏。避免措施：改善内部组织、外部形状和表面状态，减小和避免应力集中，表面强化处理和减小表面粗糙度值。学生学习情况检测1、总结归纳；2、随机对学生就所讲的知识进行提问。【教师参考资料及来源】1、《金属工艺学》高等教育出版社【作业及思考】课后习题P10页，1-1至1-8【指定学生阅读材料】1、《金属工艺学》高等教育出版社课后分析:2016级机电1班课后分析：2016级机电2班系部主任审核签名累计学时2理论教学教案NO：02课程名称金属工艺学授课时数2周次班级2016级机电1班时间年月日节次班级2016级机电2班时间年月日节次教学内容第二章金属的结构与结晶第一节纯金属的结构第二节纯金属的实际结构教学方式理论【教学内容目标要求】1、晶体与非晶体、晶格、常见晶格类型。2、晶体缺陷。【主要能力点与知识点应达到的目标水平】教学内容题目职业岗位知识点、能力点与基本职业素质点目标水平识记理解熟练操作应用分析纯金属的结构与实际结构知识点：1、晶体与非晶体2、晶格3、晶格类型4、晶体缺陷能力点：理解金属的微观结构，晶体与非晶体的定义。职业素质渗透点：体会常见金属材料的微观结构。√√√√√√【教学策略】老师举例加上理论讲授为主，辅助学生提问回答问题。【教学过程组织】复习问题：1.强度、硬度、韧性及疲劳强度的定义？2.布氏硬度3.洛氏硬度试验，4.抗冲击试验，5.拉伸试验以上试验各表述了什么问题？教学内容1、课前点名2、课前对上节课的内容进行回顾3、课前提问，请同学们思考并回答问题。4、讲授本次课程的主要内容，教学中采取启发学生，相互比较方法开展教学，重视学生活动性，突出重点。第二章金属的结构与结晶第一节纯金属的结构一、金属结构的基本知识①晶体与非晶体定义②晶格与晶胞二．常见晶格类型：1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格三．金属的实际晶体结构：1.定义：1)单晶体2).多晶体，3）.晶粒4.晶界2.晶体缺陷：1）点缺陷，2）线缺陷，3）面缺陷第二节纯金属的实际结构一、纯金属的结晶结晶冷却曲线与过冷度：1）冷却曲线的意义，2）过冷度的定义及意义。二.金属的结晶过程：晶核的形成与长大是金属结晶的基本过程。三.金属结晶后的晶粒大小：1.晶粒大小对金属力学性能的影响，2.细化晶粒的方法，四．金属的同素异构转变：1.同素异构转变的定义，2.同素异构转变的特点，小结：通过本次课程的学习，掌握晶体、非晶体、晶格、晶格类型、单晶体、多晶体、晶体缺陷的类型以及纯金属的晶体结构。学生学习情况检测1、总结归纳；2、随机对学生就所讲的知识进行提问。【教师参考资料及来源】1、《金属工艺学》高等教育出版社【作业及思考】课后习题P19页：2-1至2-3【指定学生阅读材料】1、《金属工艺学》高等教育出版社课后分析:2016级机电1班课后分析：2016级机电2班系部主任审核签名累计学时4理论教学教案NO：03课程名称金属工艺学授课时数2周次班级2016级机电1班时间年月日节次班级2016级机电2班时间年月日节次教学内容第二章铁碳合金的状态图第一节合金的晶体结构及铁碳合金的基本组织第二节铁碳合金状态图教学方式理论【教学内容目标要求】1、合金的基本概念，组元，相，固溶体，金属化合物的定义2、冷却曲线和纯金属的结晶过程。【主要能力点与知识点应达到的目标水平】教学内容题目职业岗位知识点、能力点与基本职业素质点目标水平识记理解熟练操作应用分析金属的结构与结晶知识点：1、合金、组元、相、固溶体、金属化合物。2、铁碳合金的基本组织及状态图能力点：了解合金、组元、相、固溶体、金属化合物的概念，掌握铁碳合金状态图的分析职业素质渗透点：了解各个定义，掌握铁碳合金状态图的分析方法。√√√√【教学策略】老师举例加上理论讲授为主，辅助学生提问回答问题。【教学过程组织】复习问题：（1）名词解释：晶体、晶格、点缺陷、线缺陷、面缺陷（2）常见的晶格种类有哪些？（3）实际金属晶体中存在哪几种缺陷？这些缺陷对金属性能的影响？教学内容1、课前点名2、课前对上节课的内容进行回顾3、课前提问，请同学们思考4、讲授本次课程的主要内容，教学中采取启发学生，相互比较方法开展教学，重视学生活动性，突出重点。第一节合金的晶体结构一．基本概念：合金、组元、合金系、相、组织的定义。二．合金的晶体结构：1.固溶体：1）置换固溶体，2）间隙固溶体，2.金属化合物3.机械混合物三．合金的结晶特点：1）合金的结晶温度（在一定范围内），2.化学成分无变化3.合金结晶后的组织状态有三种，铁碳合金的基本组织：1.铁素体F，2.奥氏体A，3.渗碳体,4.珠光体,5.莱氏体Ld第二节铁碳合金状态图一.Fe-Fe3C状态图1.只研究含碳量在0-6.69%之间的铁碳合金,之外的没有实际应用价值.2.Fe-Fe3C状态图:1)Fe-Fe3C状态图中主要特性点的温度碳含量及其含义，2）主要特性曲线的意义，二．铁碳合金的分类：1.纯铁：含碳量在0-0.0218%之间的铁碳合金，2.钢：含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金，又分为1)亚共析钢2)共析钢3)过共析钢,3.白口铸铁:含碳量在2.11%-6.69%之间的铁碳合金,又分为1)亚共晶白口铸铁2)共晶白口铸铁3)过共晶白口铸铁三.碳对铁碳合金组织和性能的影响:软韧相、强化相,四.Fe-Fe3C状态图的应用小结：通过本次课程的学习与课堂练习，掌握Fe-Fe3C状态图的分析方法,碳在铁碳合金里的作用。学生学习情况检测1、总结归纳:通过课尾5分钟的总结,总结本课程的重点,要求学生复习掌握.2、随机对学生就所讲的知识进行提问。【教师参考资料及来源】1《金属工艺学》高等教育出版社【作业及思考】课后习题P31页：一(19-20),二(16-21),五(9)【指定学生阅读材料】1、《金属工艺学》高等教育出版社课后分析:2016级机电1班课后分析：2016级机电2班系部主任审核签名累计学时6理论教学教案NO：04课程名称金属工艺学授课时数2周次班级2016级机电1班时间年月日节次班级2016级机电2班时间年月日节次教学内容第三章非铁合金第一节杂质元素对钢性能的影响及非合金钢的分类第二节非合金钢的牌号及用途教学方式理论【教学内容目标要求】1、杂质元素对钢的影响2、非合金钢的牌号及用途【主要能力点与知识点应达到的目标水平】教学内容题目职业岗位知识点、能力点与基本职业素质点目标水平识记理解熟练操作应用分析非铁合金知识点：1、杂质元素对钢的影响2、非合金钢的分类3、非合金钢的牌号及用途能力点：常见杂质元素对钢性能的影响,常用非合金钢的牌号及用途.职业素质渗透点：掌握杂质元素对钢性能的影响,常用非合金钢的用途。√√√√√【教学策略】老师举例加上理论讲授为主，辅助学生提问回答问题,课尾总结回顾.【教学过程组织】复习问题：：1.铁碳合金各特性点的意义,2.铁碳合金各特性线的意义,3.铁碳合金的分类,教学内容1、课前点名2、课前对上节课的内容进行回顾3、课前提问，请同学们思考4、讲授本次课程的主要内容，教学中采取启发学生，相互比较方法开展教学，重视学生活动性，突出重点。第一节杂质元素对钢性能的影响一.杂质元素对钢性能的影响1.硅元素的影响:有益2.锰元素的影响:有益3.硫元素的影响:有害4.磷元素的影响:有害二.非合金钢的分类:1.按碳的含量分类:2.按主