1、金属材料及热处理教案doc金属材料及热处理教案第一课时铁碳合金相图教案设计A：课题：铁碳合金相图（劳动版第四版）B：课型：新授C：教学目标1、 知识与技能、掌握铁碳合金相图重要点线的含义，特别是共晶点，共析点及转变式。、熟悉掌握铁碳合金的分类。2、 过程与方法、培养学生积极与他人交流讨论，清楚表达自己的观点的能力及合作学习的意识。、通过提出问题，启发学生讨论思考，激发学生的学习兴趣，并养成积极思考的学习态度。3、 情感态度与价值观、通过交流与讨论，培养合作意识。、培养创新精神，激发求知欲。D、 重点与难点教学重点：各特性点、线的含义及共析转变、共晶转变教学难点：共晶、共析转变式的写法及共晶、共
2、析转变线。E、 教学准备与教学方法教师准备：多媒体课件、模型、投影仪学生准备：预习本节内容，并复习第二章铁的同素异构转变以及二元合金相图、铁碳合金的相及组织教学方法：演示法、启发法F、课时分配复习：（约5分）新课：（约30分）练习：（约10分）G、 电教设计木课通过教师播放多媒体课件，用醒目的线条加闪式，把简化后的整个相图的框架勾画出来，让学生一目 了然，让学生建立铁碳合金相图的感性认识，用彩色指示灯（红灯）亮出相图中的6个点，让同学们能正 确理解铁碳合金相图的特性点、线的含义；通过观察结晶过程中出现的组织的动画变化，较好地理解共晶 转变与共析转变；熟悉掌握铁碳合金的分类以及临界点的划分。H、
3、 教学过程复习提问：1、铁碳合金的相及组织有哪几种，分别用什么字母表示？学生回答：铁素体（符号F）、奥氏体（符号A）、渗碳体（符号Fe3C）、珠光体（符号P）、莱氏体（Ld, L d）点评：（播放教学软件归纳汇总复述一遍，特别对这些组织所对应的温度、成分、性能加以强调，加深印 象。）小结：上述五种基木组织中，铁素体、奥氏体和渗微体都是单相组织称为碳合金的基木相；珠光体和莱氏 体则是由基木相混合组成的多相组织。新课导入：（由生产实际引出课题）钢铁材料是现代工业中应用最为广泛的合金，它们均为铁和破两种元素为主要元素的合金。由于钢铁材料 成分（含碳量）不同，因此组织和性能也不同，应用场合也不一样。为
4、了弄清不同成分的铁碳合金的状态 或组织随温度变化规律，我们来学习新的内容铁碳合金相图.4.3铁碳合金相图（播放软件、板书）一、问题探究，获得新知1、 什么是铁碳合金相图？表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。2、 铁碳合金相图组成 提问：在铁碳合金中，碳与铁可组成哪几类物质?学生回答：可组成化合物、也可以形成固溶体、还可以形成混合物。教师活动：首先播放课件，用醒目的线条加闪式，把简化后的整个相图的框架勾的出来，让学生一目了然, 并讲述铁碳合金相图的研究范围，（因为工业用铁碳合金的含碳量一般不超过5%,因为含碳量更高的铁碳 合金，脆性很大，难以加工
5、，没有实用价值。）使学生明确，现在所研究的FcFM相图只是整个铁碳合 金中的一部分，它已能满足生产实际的需要。然后，再把Fe-FeaC相图用幻灯片显示出来。根:相图投影的提问：相图横坐标与纵坐标的含义学生回答：图中纵坐标为温度，横坐标为含碳量的质锹分数。2、 Fe - Fe3C相图的分析根据投影提问：相图由哪些点、线组成？决定相图的关键在哪？学生们交流讨论后网答。教师讲解后归纳并板书：五个重要的成份点:P、S、E、C、Go四条重要的线：ECF、ES、GS、PSKo两个重要转变：共晶转变反应式、共析转变反应式。二个重要温度：1148 C、727 C。三、合作探究，领悟规律1、五个重要的成份点：P
6、、S、E、C、Go （板书）教师活动：用彩色小圆点（红点）亮出相图中的6个点，并讲清这些点的含碳量、所处温度及其含义。并 配备小黑板进行概括。学生活动：认真观察，细细领会。（结合前面所学的铁成合金的蛆织来理解、记忆会容易得多。另外，还 须注意含碳量的变化。）（1） 主要特性点的温度、含彳晚量及物理含义（见下表）点的符号温度C含碳量含义A15380纯铁的熔点C1 1484.3共晶点，LcA+ FeaCD12276.69渗碳体的熔点E11482.11碳在Y-Fe中最大溶解度G9120纯铁的同素异构转变点 oFe丫- FeS7270.77共析点As-F+ Fe3C2、四条重要的线：ECF、ES、GS
7、、PSKo并讲清6条线的含义，特别是两条水平线即的含义，并配备小黑板进行概括，让学生们一看就知道铁碳合 金相图是由主要的条线所组成，让学生感到不枯燥新鲜有味。学生活动：认真观察，细细领会其含义（根据第二节二元合金相图中点、线的含义连贯现在所学内容，达 到举一反三的目的）。（2） 相图中特性线的含义（见下表）特性线含义ACD液相线AECF固相线GS常称A3线。冷却时，从不同含碳量的奥氏体析出铁素体的开始线ES常称Acm线，碳在Y-Fe+的溶解度线ECF共晶线Lc-A+ Fe3CPSK共析线，常称*线，As-F+ Fe3C3、两个重要转变：共晶转变反应式、共析转变反应式。二个重要温度：1148 C
8、、727 C。讨论：从上面所讲的特性点、线的含义中同学们发现了什么？特别是ECF线、PSK线是否存在相变呢?学生活动：认真思考，交流讨论后并网答。教师活动：启发关注并引导学生思维，讲解归纳后板书。共晶转变：一定成分的液态合金，在某一恒温下, 同时结晶出两种固相的转变。共晶转变：一定成分的液态合金,在某一恒温下，同时结晶出两种固相的转变。共析转变：一定成分的固溶体，在某一恒温下，同时析出两种固相的转变。 As（o.7n） 72710 （F+Fe3C）珠光体注意：两转变的前提条件（成分、温度）以及发生相变后的产物。3、铁碳合金的分类据相图投影可知铁、碳不同的配比，可形成一系列的合金。讨论：对照相图
9、，铁碳合金怎么样分类会恰当些？学生活动：先个体认真思考后，再同桌讨论交流后1门1答。教师活动：启发、引导并关注学生的思维。讲解后板书。亚共析钢(0.0218%C0. 77%)f 钢(0.0218%-2.11%) 共析钢（C=077%）过共析钢(0. 77%C2.11%)R共晶白口簿铁（2.11%C4. 3%）1白口铸铁（2.69%） 共晶白口铸铁（C=4. 3%）1过共晶白口卷铁（4. 3%CL+Af A-P+A-P （室温组织） 学生活动：根据教师讲解积极思考，仔细观察，找规律。课堂反馈练习：要求学生根据亚共析钢、过共析钢的冷却曲线及结晶过程动州i,描述它们的组织变化过程。学生回答: 亚共析
10、钢：L-L+A-A-A+F-A+P+F-P+F （室温组织） 过共析钢：LL+AAA+FeaCiiA+PFesCuP+ FesCn教师归纳：利用课件在Fc-FcbC相图的各区域，分别亮出各区域线。特别强调在PSK线以下，由于含碳量 的不同，其组织发生变化，并在不同的区域亮出金相组织。在亚共析钢区亮出20号钢和45号钢的显微组 织，以示不同含碳量其组织的相对量也是不同的。在共析钢区亮出T8钢的显微组织，并讲清都为珠光体 蛆织，在过共析钢X亮出T12钢的PTFE3C的显微组织图片。（注意比较，寻找异同。钢的金相组织见图1）2、共晶白口铸铁（含碳量为4.3%）教师活动：展示课件，教师根据其冷却曲线和
11、结晶过程动州,讲解其组织变化过程如下:LL+A+ FeiCA+FC3CP+ FeaCn+FeaC结晶出来的称为一次渗碳体（FeCQ ,二是奥氏体中析出的称为二次渗碳体（的3%）,三是从铁素体中 析出的称为三次渗碳体（Fc：QQ。对于绝大多数铁碳合金由于FeCm数量极少，往往予以忽略。注意它们 的显微组织中数量、形态和分布是不同的。三、 继续探究，掌握规律四、 铁碳合金的成分、组织与性能的关系图3标注蛆织组分的铁碳相图学生回答:亚共晶白口铁：LfL+A-L+Ld-Ld-P+Ld + Fe3Cn （室温组织）过共晶白口铁：LL+FeaC I L+Ld+ FeaCiLd+ FeaC -*-Ld +
12、FeaCi3、小结（课件展示如图3所示）说明：Fe体有三种来:一是从液态铁碳合金中宜接思考：含傲量的增加，铁破合金的组织、性能如何变化？教师活动：重新演示课件，提出问题，启发引导关注学生的思维活动，特别关注中下等学生的思维动向。学生活动：根据前面所学习考虑问题，先个体思考，再进行交流,注意探索方法,踊跃举手发言,展示不 同的思路。学生回答: 根据铁碳合金相图分析，铁碳合金在室温的组织都是由铁素体和渗碳体组成。组织变化：随着含碳量的增加，铁素体的量逐渐减少，而渗碳体的量则有所增加。合金的蛆织变化顺序如 下:F-F+P-P-P +Fe3Cn-P+ Fe3CD+ Ld -Ld -Ld +Fe3Ci
13、性能变化：含碳量越高，钢的强度和硬度越高，而塑性、韧性越低。教师点评：由于含碳量越高，钢中的硬脆相渗碳体越多的缘故。但当含碳量超过0.9%时，由于二次渗碳体 呈明显网状，使钢的强度有所降低。为了保证工业上使用的钢具有足够的强度，并具有一定的塑性和韧性，钢中的含碳量一般不超过1.4%o五、FLFeC相图的应用讨论：学习FeFM相图到底有何用呢？学生活动：交流、讨论思考后I珂答。教师活动：关注并引导学生的思维动向，讲解后板书。1、 作为选用钢材料的依据：如制造要求槊性、韧性好，而强度不太高的构件，则应选用含碳量较低的钢; 要求强度、塑性和韧性等综合性较好的构件，则选用含微量适中的钢，各种工具要求硬
14、度高及耐性好，则 应选用含破量较高的钢。2、 制定铸、锻和热处理等热加工工艺的依据。三、 随堂练习，巩固深化课内拔高练习：试分析含碳量为。. 6%的钢从液态冷却到室温的组织变化过程,并州出其室温组织示意图.教师活动：启发、引导并关注中下等学生的思维活动。学生活动：先个体练习，再进行同桌交流，注意探索方法，踊跃上台板演，并说明解题思路。思路点拨：先从含碳量为0.6%的钢属于何类？从共析钢、过共析钢或亚共析钢的结晶过程中找启示，得答 案。四、 实践应用，拓展创新课外延伸解释现象：含成量为0. 45%的铁碳合金比含碳量为1. 2%的铁碳合金硬度低。教师活动：启发、引导并关注中等学生的思维活动。学生活
15、动：先个体思考，再进行同桌交流，注意探索方法，踊跃举手发言，并说明解题思路。思路点拨：从两合金属于何类出发？其室温蛆织是什么？由哪些相组.成来思考？各相中哪些组织属于硬脆 相？教师点评：通过练习，使同学把所学的知识融会贯通，到达举一反三的目的。教学方法和媒体使用，通过课件产生联想讨论交流板演。五、 课堂总结，提高认识1、 典型铁成合金的结晶过程（特别是钢的结晶过程）2、 铁成合金的成分、组织与性能的关系3、 铁碳合金相图的应用六、 布置作业，反思提练1、 习题册P9P13页。2、 选用课时作业设计3、 复习本节内容，预习第五章。七、 教学反思1、 第一次上课时，我并没有用课件的形式来引入课题，
16、而是直接提出提问，发现学生由于课程内容 较抽象、难憧，从上课到下课，学习兴趣无明显变化。后来采用课件的形式，学生在观看组织转变的动画 时，产生了强烈的求知欲望，并能保持到课程结束。好的情景往往触人深思，这也符合技校生的心理。2、 合作探究是学生学习新课程的一种方法。学生在利用教具投影成图的探究中，积极参与，相互合 作，形式活跃，对抽象的问题有了具体的认知和理解，也加深了学生的记忆。大多数学生都掌握了铁碳合 金相图的知识。3、利用学校现有条件自制教具也是解决通用技术课程资源的一种有效办法。4、教学过程中对学生的学习行为、状态进行评价可以微调教学策略，有利于教学的实施和修正。4、学生在归纳总结方面
17、还有一定困难，演绎推理方面还需加强。课时作业优化设计_、选择1、 钢铁材料均以铁和（ ）两种元素为主要元素的合金。A、硅 B、锭 C、金 D、碳2、 铁碳合金相图上的ES线，其代号用（ ）表示，PSK线用代号（ ）表示，GS线用代号（ ）表示。A、A： Bn Al C、Aem3、含碳量为1.5%的铁碳合金加热到650C时，其组织为（），加热到850C时其组织为（），加 热到lioor时，其组织为（ ）。A、A ; B、A+F ; C、P+ F&G;D A+ FesCn4、 Fe-Fe3C相图中的共析反应是在727C的恒温下进行的，反应过程中（）三相共存，直到反应结束。A、L, A, Ld ;
18、B、L, A, F ; C、P, A, F ; D、A, F, Fe3C5、 Wc为1.2%的钢当加热到AciA,m时，其组织应为（）。A、 A ; B、 A+F ; C、 P+A ; D、 A+ Fe3Cn6、 一定成分的同溶体,在某一恒温下，同时析出两种固相的转变，称为（）转变。A、匀晶 包晶；C、共晶；D、共析7、从奥氏体中析出的渗碳体称为（)oA、FesCm ; B、F ; C、FesCi ;D FeaCu二、判断正误（）1、在合金相图中横坐标为温度，纵坐标为质量分数。（）2、钢中随着含碳量由小到大， 塑性、韧性越来越低。渗碳体锹逐渐增多，F体量逐渐减少。铁碳合金的硬度越来越高，而三、问答题1、根据简化的铁碳合金相图，描绘Wc=0.45%, Wc=l.O%及此二3.5%的铁碳合金，从高温液态缓冷至室温 时的组织转变过程以及室温组织示意图O2、随若含碳量的增加，钢的组织和性能如何变化?
