金属工艺学教学教案.docx
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金属工艺学教学教案.docx
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金属工艺学教学教案
教学教案
《金属工艺学》
专业:
机电技术应用
班级:
2017级机电1班
教师:
张生军
学年:
2017-2018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
2017级机电1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。
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√
√
【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】
Ø自我介绍
Ø课前点名,认识学生。
Ø介绍本课程的考核要求
Ø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
1.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。
3.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:
2017级机电1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
2017级机电1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:
2017级机电1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
2017级机电1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:
2017级机电1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
2017级机电1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。
√
√
√
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√
【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.按主要质量等级和主要性能分类:
1)普通质量
2)优质非合金钢
3)特殊质量非合金钢
3.按用途分类
第二节非合金钢的牌号及用途
一.普通质量非合金钢:
1.牌号的组成:
屈服点字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分组成,
2.镇静钢、沸腾钢、半镇静钢的定义及性能特点
二.优质非合金钢:
1.牌号的组成:
2.化学成分、力学性能及用途:
三.其他专用优质非合金钢:
1.易切削结构钢
2.锅炉用钢
3.工程用铸造碳钢
四.特殊质量非合金钢:
1.用途
2.牌号
学生学习情况检测
1、总结归纳,使用几分进行本课程内容的总结与回顾
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P41页,一,二,四题
【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:
2017级机电1班
系部主任
审核签名
累计
学时
8
理论教学教案
NO:
05
课程名称
金属工艺学
授课时数
2
周次
班级
2017级机电1班
时间
年月日
节次
教学内容
第四章钢的热处理
第一节钢在加热冷却时的组织转变
第二节钢的退火与正火
教学方式
理论
【教学内容目标要求】
1.钢的热处理定义及分类
2.钢在加热与冷却时的组织转变
三.钢的退火与正火
【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
钢的热处理
知识点:
1、钢在加热与冷却时组织转变情况
2、钢的退火
3、钢的正火
能力点:
了解钢在加热与冷却时组织转变情况,退火与正火的工艺特点及应用。
职业素质渗透点:
体会热处理对钢材料的性能影响。
√
√
√
√
√
【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、杂质元素对钢性能有什么影响
2、非合金钢分别按什么分类
3、常用非合金钢有哪些
4、专用非合金钢
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。
第一节钢的热处理分类及冷热时的组织转变
一.钢的热处理分类:
1.整体热处理
2.表面热处理
3.化学热处理
二.钢在加热时的组织转变:
1.相变温度(又称相变点或临界点),A1,A3,Acm的意义
2.钢加热后奥氏体形成的过程
3.奥氏体晶粒长大及其控制措施
三.钢在冷却时的组织转变:
1.采用不同的冷却速度到室温可形成不同的组织
2.钢在冷却时采用的两种冷却转变方式:
1)连续冷却
2)快速冷却到临界点以下某一温度区后再等温转变
第二节退火与正火
一.钢的退火:
1.退火的用途一般做为预备热处理工序,
2.退火的定义及分类:
1)完全退火:
完全退火后的组织及性能,完全退火的用途,
2)球化退火:
球化退火的组织及性能,球化退火的用途,
3)去应力退火:
去应力退火的应用
二.钢的正火
1.定义及正火的目的
2.正火的应用场合:
1)改善切削性能,2)消除网状碳化物,3)做为普通结构件或某些大型非合金钢件的最终热处理。
学生学习情况检测
1、总结归纳,课尾几分钟对本节课内容进行总结和回顾。
2、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P55页,一(1-6),二(1,4,6,7),五(1,4)题
【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:
2017级机电1班
系部主任
审核签名
累计
学时
10
理论教学教案
NO:
06
课程名称
金属工艺学
授课时数
2
周次
班级
2017级机电1班
时间
年月日
节次
教学内容
第四章钢的热处理
第一节钢的淬火与回火
第二节钢的回火、钢的表面热处理与化学热处理
教学方式
理论
【教学内容目标要求】
第一节钢的淬火与回火
一.钢的淬火定义目的及淬火工艺
二。
钢的回火的定义及组织转变
第二节钢回火、表面热处理及钢的化学热处理
一.钢的回火方法及应用
二.钢的表面热处理
三.钢的化学热处理
【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
钢的热处理
知识点:
1.钢的淬火,
2.钢的回火
3.钢的表面热处理与钢的化学热处理。
能力点:
了解钢的各种热处理工艺特点及对材料的影响。
职业素质渗透点:
体会热处理对钢材料的性能影响。
√
√
√
√
√
【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.钢的热处理分类
2.钢的退火
2.钢的正火
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。
第一节钢的淬火及回火
一.钢的淬火的定义
1.钢淬火的定义及目的:
钢经加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺称为淬火.
2.马氏体的定义及性能:
二.淬火工艺:
1.淬火加热温度的确定:
亚共析钢、共析钢、过共析钢的淬火加热温度
2.淬火的介质:
水、油、空气、盐水等
3.淬火方法:
1)单介质淬火
2)双介质淬火
3)马氏体分级淬火
4)贝氏体等温淬火
4.钢的冷处理
三.钢的淬透性与淬硬性
四.钢的淬火缺陷
五.钢回火的定义及组织性能变化
第二节钢的回火、表面热处理及化学热处理
一.钢回火的方法及应用
1.低温回火:
250度以下进行,
2.中温回火:
250-500度进行,
3.高温回火:
500度以上进行,
4.调质:
淬火加高温回火等于调质处理
二.钢的表面热处理:
1.表面热处理的定义及意义
2.感应热处理:
1)感应表面淬火的基本原理,2)感应表面淬火的特点,3)感应表面淬火的应用。
3.火焰加热表面热处理:
定义及特点
三。
钢的化学热处理:
1.钢的化学热处理的定义及方法
2.渗碳工艺的定义及应用
3.渗氮工艺的定义及应用,渗氮工件的加工工艺路线
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P55页,一(7-11),二(2,3,10,11)题
【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:
2017级机电1班
系部主任
审核签名
累计
学时
12
理论教学教案
NO:
07
课程名称
金属工艺学
授课时数
2
周次
班级
2017级机电1班
时间
年月日
节次
教学内容
第五章低合金钢与合金钢
第一节合金元素在钢中的作用,低合金钢与合金钢的分类、低合金钢,
第二节合金钢
教学方式
理论
【教学内容目标要求】
第一节合金元素在钢中的作用,低合金钢与合金钢的分类、低合金钢
一.合金元素在钢中的作用
二.低合金钢与合金钢的分类与牌号
三.低合金钢
第二节合金钢
1.工程结构用合金钢:
2.机械结构用合金钢
3.滚动轴承钢
4.合金工具钢与高速钢
5.不锈钢和耐热钢
【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
低合金钢与合金钢
知识点:
1.合金元素在低合金钢与合金钢中的作用,
2.低合金钢,
3.合金钢的分类与编号
能力点:
了解低合金钢与合金钢的分类及性能特点。
职业素质渗透点:
掌握合金钢的分类及应用知识。
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√
√
【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、钢的回火,2、钢的表面热处理,3、钢的化学热处理,4.其他热处理方法。
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。
第一节合金元素在钢中的作用,低合金钢与合金钢的分类、低合
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- 关 键 词:
- 金属 工艺学 教学 教案