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《工程材料及其成型性》授课教案2009～2010学年第一学期教师姓名：李晨希授课对象：材料成型及控制工程0601-0603班授课学时：56学时/3.5学分选用教材：金属材料及其成形性能材料科学与工程学院材料加工系(教研组)2沈阳工业大学教案第1周授课日期周2，3-4节授课章节：绪论金属材料的发展及应用教学目的：掌握：金属的焊接性能、铸造性能、锻压性能的概念熟悉：金属材料在航天航空、交通运输、石油化工、锅炉、压力容器、机器制造等诸多领域中的应用了解：中国金属材料产量以及焊接、铸造、锻压加工工艺在世界的地位教学重点：掌握金属材料及其加工工艺的发展历史和应用现状教学难点：理解金属材料焊接性能、铸造性能、锻压性能的概念教学实施过程设计授课内容：绪论金属材料的发展及应用01概述02金属材料的焊接性能03金属材料的铸造性能04金属材料的锻压性能课后复习和思考题：（1）为什么说我国是金属材料的生产大国，但不是强国？（2）本课程的主要教学内容是什么？（3）什么是金属材料呢？（4）什么是金属材料的焊接性能？（5）金属铸造成形工艺的特点是什么？（6）铸造技术发展的趋势是什么？（7）近年来模锻工艺的主要发展有哪些？课后小结：时间：3沈阳工业大学教案第1周授课日期周4，3-4节授课章节：第1章钢的热处理原理及工艺1.1钢的热处理概述；1.2加热时钢的转变教学目的：掌握：加热过程中钢的奥氏体化过程熟悉：影响奥氏体化的因素了解：对钢热处理的目的；热处理对钢性能的影响；钢的热处理工艺有哪些教学重点：钢的奥氏体化过程教学难点：Fe－C相图上，A1、A3、Acm、Ar1、Accm、Arcm的含义教学实施过程设计授课内容：第1章钢的热处理原理及工艺1.1概述1.1.1热处理的目的及应用1.1.2钢的临界温度1.2钢在加热时的转变1.2.1共析钢的奥氏体化过程1.2.2影响奥氏体化的因素1.2.3非共析钢的奥氏体化过程1.2.4奥氏体晶粒度课后复习和思考题：（1）对钢进行热处理的目的是什么？（2）热处理对钢性能有什么影响？（3）钢的热处理工艺分为那几类？（4）在Fe－C合金状态图上，A1、A3、Acm、Ar1、Accm、Arcm的含义是什么？（5）说明共析钢的奥氏体化过程。（6）影响奥氏体化的因素有哪些？（7）晶粒大小如何表示？（8）什么是“起始晶粒度”、“本质晶粒度”、“本质细晶粒钢”、“实际晶粒度”？（9）奥氏体晶粒大小对钢力学性能有什么影响？课后小结：时间：4沈阳工业大学教案第2周授课日期周2，3-4节授课章节：1.3钢在冷却时的转变教学目的：掌握：过冷奥氏体的等温转变和过冷奥氏体在连续冷却中的转变熟悉：珠光体转变，马氏体转变，贝氏体转变了解：魏氏组织及其危害教学重点：过冷奥氏体在冷却中的转变教学难点：马氏体形态、切变特点、造成马氏体强化的原因教学实施过程设计授课内容：1.3钢在冷却时的转变1.3.1过冷奥氏体的等温转变1.3.2过冷奥氏体在连续冷却中的转变1.3.3珠光体转变1.3.4马氏体转变1.3.5贝氏体转变1.3.6魏氏组织课后复习和思考题：回答概念：过冷奥氏体、C曲线、贝氏体、马氏体、连续冷却C曲线、临界淬火冷却速度、片状珠光体、屈氏体、索氏体、粒状珠光体、马氏体转变、片状马氏体、条状马氏体、残余奥氏体、贝氏体转变，上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、魏氏组织；思考题：什么是过冷奥氏体的等温转变？什么是过冷奥氏体在连续冷却中的转变？马氏体的组织形态；贝氏体的组织形态；马氏体转变的特点；马氏体转变的切变特点；马氏体的力学性能；贝氏体的力学性能；造成马氏体强化的原因。课后小结：时间：5沈阳工业大学教案第2周授课日期周4，3-4节授课章节：1.4钢在回火时的转变教学目的：掌握：钢淬火后在回火过程中的组织转变熟悉：钢淬火后在回火过程中力学性能的变化了解：什么是回火脆性，低温回火脆性、高温回火脆性。回火脆性的产生条件是什么，是否可以消除教学重点：淬火钢回火过程中力学性能的变化教学难点：马氏体中过饱和碳原子的偏聚，马氏体分解，碳化物的变化，残余奥氏体的转变，相的回复再结晶与碳化物的聚集长大教学实施过程设计授课内容：1.4钢在回火时的转变1.4.1淬火状态钢的不稳定性1.4.2淬火状态钢在回火过程中的组织转变1.4.3淬火钢回火过程中力学性能的变化1.4.4回火脆性课后复习和思考题：(1)淬火状态钢存在的不稳定因素有哪些？（2）简述淬火钢在回火过程中的组织转变。（3）按淬火钢回火后的组织特征，回火产物分为哪几类，简述其组织特征。（4）淬火钢回火过程中强度、塑性、韧性的变化规律？（5）回答概念：回火脆性、低温回火脆性、高温回火脆性。课后小结：时间：6沈阳工业大学教案第3周授课日期周2，3-4节授课章节：1.5钢的退火与正火教学目的：掌握：钢退火和正火过程中组织的变化熟悉：钢退火和正火过程中力学性能的变化了解：钢各种退火、正火工艺教学重点：退火和正火过程中钢力学性能的变化规律教学难点：退火和正火过程中钢组织的变化规律教学实施过程设计授课内容：1.5钢的退火与正火1.5.1钢的退火1.完全退火；2.等温退火；3.球化退火；4.扩散退火；5.去应力退火1.5.2钢的正火课后复习和思考题：(1)简述钢完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火的目的和工艺。(2)说明钢正火的目的和工艺。课后小结：时间：7沈阳工业大学教案第3周授课日期周4，3-4节授课章节：1.6钢的淬火与回火教学目的：掌握：钢淬火和回火处理的目的，淬火和回火的组织熟悉：淬火、回火后，钢的硬度、强度、塑性及韧性了解：预冷淬火、单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火，低温回火、中温回火、高温回火、高温软化、调质处理工艺教学重点：淬火、回火对钢力学性能的影响教学难点：淬火和回火后钢的组织教学实施过程设计授课内容：1.6钢的淬火与回火1.6.1钢的淬火1.6.2钢的回火1.6.3淬火及回火的主要缺陷和防止课后复习和思考题：（1）钢淬火处理的目的是什么？（2）常用的淬火冷却方式包括：预冷淬火、单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等，它们有什么不同，用于那些零件？（3）什么是淬透性，影响淬透性的因素有哪些？（4）钢回火的目的是什么？讨论低温回火、中温回火、高温回火后、高温软化回火后的组织、硬度、强度、塑性及韧性的差异。（5）什么是调质处理？调质处理工艺用于哪些零件？课后小结：时间：8沈阳工业大学教案第4周授课日期周2，3-4节授课章节：1.7表面淬火，1.8化学热处理，1.9形变热处理教学目的：掌握：钢化学热处理的基本过程，渗碳、氮化、碳氮共渗工艺熟悉：感应加热表面淬火，火焰加热表面淬火了解：钢的形变热处理教学重点：钢的渗碳、氮化、碳氮共渗处理工艺教学难点：钢化学热处理的三个基本过程教学实施过程设计授课内容：1.7钢的表面淬火1.7.1感应加热表面淬火；1.7.2火焰加热表面淬火1.8钢的化学热处理1.8.1化学热处理的基本过程；1.8.2钢的渗碳；1.8.3钢的氮化；1.8.4碳氮共渗1.9钢的形变热处理1.9.1高温形变热处理；1.9.2低温形变热处理课后复习和思考题：（1）感应加热表面淬火的特点是什么？常用于哪些零件？（2）火焰加热表面淬火的特点是什么？常用于哪些零件？（3）回答概念：渗碳、氮化、碳氮共渗（4）什么是高温形变热处理、低温形变热处理课后小结：时间：9沈阳工业大学教案第4周授课日期周4，3-4节授课章节：第2章合金元素对钢相变的影响2.1合金元素与铁和碳的作用；2.2合金元素对钢相变的影响2.3钢的强化机制教学目的：掌握：合金元素在钢中存在形式，合金元素与铁、碳的作用熟悉：钢的强化机制了解：合金元素对Fe-C相图、奥氏体形成、奥氏体分解、对回火过程的影响教学重点：合金元素与铁和碳的作用及对钢相变的影响教学难点：固溶强化、晶粒细化强化、第二相强化、位错强化机制教学实施过程设计授课内容：2.1合金元素与铁和碳的作用2.1.1合金元素在钢中的存在形式；2.1.2合金元素与铁的相互作用；2.1.3合金元素与碳的相互作用2.2合金元素对钢相变的影响2.2.1合金元素对Fe-C相图的影响；2.2.2合金元素对加热时奥氏体形成过程的影响；2.2.3合金元素对过冷奥氏体分解过程的影晌；2.2.4合金元素对回火过程的影响2.3钢的强化机制2.3.1固溶强化；2.3.2晶粒细化强化；3.3.3第二相强化；3.3.4位错强化课后复习和思考题：（1）说明合金元素在钢中的存在形式。（2）讨论合金元素与铁、碳的作用。（3）说明合金元素对Fe-C相图的影响。（4）讨论合金元素对奥氏体形成过程的、回火过程的影响。（5）解释固溶强化、晶粒细化强化、第二相强化、位错强化机制。课后小结：时间：10沈阳工业大学教案第5周授课日期周2，3-4节授课章节：2.4改善钢塑性和韧性的途径；2.5钢的分类及编号教学目的：掌握：改善钢塑性、韧性的途径熟悉：影晌钢塑性、韧性的主要因素了解：钢牌号表示方法教学重点：影晌钢塑性和韧性的各种因素教学难点：改善钢的塑性和韧性的基本途径教学实施过程设计授课内容：2.4改善钢塑性和韧性的途径2.4.1改善钢塑性的途径；2.4.2影晌钢塑性的主要因素；2.4.3改善钢韧性的途径2.5钢的分类及编号2.5.1钢的分类；2.5.2钢的编号课后复习和思考题：（1）提高钢塑性的途径。（2）改善钢韧性的途径。（3）解释概念：脆性断裂、韧性断裂、解理断裂、韧窝断裂、沿晶断裂。（4）按用途、化学成分、含碳量、显微组织、冶金质量，钢如何分类？（5）了解普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、普通低合金结构钢、合金结构钢、合金工具钢、滚动轴承钢、不锈钢及耐热钢牌号表示方法。课后小结：时间：11沈阳工业大学教案第5周授课日期周4，3-4节授课章节：第3章结构钢3.1结构钢的成分、性能和用途；3.2结构钢的焊接性能教学目的：掌握：各种结构钢的牌号、成分、性能、用途熟悉：结构钢的焊接缺陷产生原因、防止措施了解：常用的优质结构钢有哪些，合金元素在优质结构钢中的作用教学重点：结构钢的牌号、成分、力学性能、焊接性能、用途教学难点：焊接缺陷冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、HAZ液化裂纹产生原因教学实施过程设计授课内容：第3章结构钢3.1结构钢的成分、性能和用途3.1.1普通结构钢；3.1.2优质结构钢；3.2结构钢的焊接性能3.2.1普通低合金钢的焊接性能；3.2.2低碳调质钢的的焊接性能；3.3.3中碳调质钢的焊接性能课后复习和思考题：（1）普通碳素结构钢牌号表示方法。（2）合金元素在普低钢中的作用。（3）常用的优质结构钢有哪些，讨论合金元素在优质结构钢中的作用。（4）渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢牌号表示方法。（5）回答概念：冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、过热区脆化、热应变脆化、HAZ液化裂纹课后小结：时间：12沈阳工业大学教案第7周授课日期周2，3-4节授课章节：3.3结构钢的铸造性能教学目的：掌握：结构钢的流动性、体积收缩率、线收缩率、热裂倾向、冷裂倾向熟悉：影响结构钢的流动性、体积收缩率、线收缩率、热裂倾向、冷裂倾向的因素数了解：铸钢的缩孔率、热裂和冷裂倾向与钢的含碳量及钢液浇注温度的关系教学重点：结构钢的热裂倾向、冷裂倾向、流动性、收缩率教学难点：哪些因素影响结构钢的铸造性能教学实施过程设计授课内容：3.3结构钢的铸造性能3.3.1流动性3.3.2体积收缩率与缩孔率3.3.3线收缩率3.3.4热裂倾向3.3.5冷裂倾向课后复习和思考题：（1）什么是金属液的流动性，影响流动性的因素有哪些。（2）讨论铸钢件的缩孔率与钢的含碳量及钢液浇注温度的关系。（3）影响钢形成热裂的主要因素有哪些。（4）讨论铸钢的冷裂倾向，影响冷裂的主要因素有哪些。课后小结：时间：13沈阳工业大学教案第7周授课日期周4，3-4节授课章节：3.4结构钢的锻造性能教学目的：掌握：钢的高温塑性、变形抗力和锻造温度熟悉：合金元素和杂质含量对钢可塑性的影响了解：常见碳钢、合金结构钢的锻造温度教学重点：合金元素和杂质对钢高温塑性、变形抗力的影响教学难点