第一篇：《金屬》復習教案

《金屬的性質》復習教學設計

杞縣一高附中 孫巖

一、教學目標:

1、了解金屬一些物理性質。

2、認識常見金屬與氧氣、與酸、與鹽溶液的反應；能利用金屬活動性順序表對有關反應能否發生進行簡單的判斷。

二、重點：金屬的化學性質。

三、難點：金屬活動性順序及靈活運用。

四、教學方法：問答、歸納、練習設計相結合。

五、教具：多媒體及課件。

六、教學過程：

一、金屬的物理性質：如導電性、導熱性、延展性等等，讓學生回憶、回答

二、金屬的化學性質：

1、金屬與氧氣的反應

2、金屬與酸的反應

3、金屬與某些鹽溶液的反應

讓學生邊思考、邊總結、邊回答，并且共同做一下練習題。

三、金屬活動性順序：這里是重難點，應詳細講解、技巧記憶，加深理解，并讓學生學會靈活應用。與學生一起完成習題。

四、講例題、做練習。使本節課的知識點得到延伸。

第二篇：金屬教案

第1節課（緒論）

一、教學目的和要求

1.掌握金屬工藝學的概念； 2.了解主要的工藝方法；

3.知道本課程的重要性和學習方法。

二、教學內容綱要 1.課程的性質與任務； 2.主要內容及研究方法； 3.發展現狀和趨勢； 4.本課程的特點;5.學習方法； 6.重要性。

三、重點、難點 1.主要的工藝方法； 2.研究方法。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用啟發式原則、案例分析式教學方法講授本緒論課程內容。

五、時間分配

1.課程的性質與任務；2.主要內容及研究方法；10 3.發展現狀和趨勢；4.本課程的特點;5.學習方法；6.重要性。

六、布置思考題

1.試述金屬成形的主要方法。

第2節課

（第一章 工程材料基礎知識 §1 材料的力學性能）

一、教學目的和要求

1.掌握強度和塑性指標的符號、單位及意義；

2.掌握布氏硬度和洛氏硬度的測定原理、方法、符號及應用。3.了解拉伸試驗方法和拉伸曲線圖； 4..了解多沖擊韌性和疲勞強度的概念。

二、教學內容綱要 1.強度指標； 2.塑性指標； 3.硬度； 4.沖擊韌性； 5.疲勞強度。

三、重點、難點

重點：金屬主要力學性能指標強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度的概念 難點：疲勞強度

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、問題探究式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.強度指標；15 2.塑性指標；10 3.硬度；10 4.沖擊韌性；5 5.疲勞強度。5

六、布置思考題

1.一銅棒的最大拉應力為70MPa，若要承受2000kg的載荷，它的直徑是多少？

第3節課

（第一章 工程材料的基礎知識 §2 金屬的晶體結構）

一、教學目的和要求

1.掌握純金屬結晶過程，過冷度與晶粒大小對機械性能的影響，細化晶粒的措施，純鐵的同素異構轉變。

2掌握鐵碳合金的基本組織(鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體)。3.掌握簡化的鐵碳合金狀態圖；分析不同成分的鐵碳合金的結晶過程；

4.了解鐵碳合金狀態圖各相區的組織及性能，以及鐵碳合金狀態圖的實際應用。

二、教學內容綱要 1.純金屬的結晶過程； 2.同素異晶轉變； 3.鐵碳合金狀態圖；

三、重點、難點

重點：鐵碳合金狀態圖。

難點：鐵碳合金的凝固過程分析。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講授式、討論式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.純金屬的結晶過程；10 2.純鐵的晶體結構5 3.同素異晶轉變；5 4.鐵碳合金狀態圖；25

六、布置思考題

1.分析在緩慢冷卻條件下，45鋼和T10鋼的結晶過程和室溫組織。

2．過冷度與冷卻速度有何關系，它對金屬結晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？

第4節課

（第一章金屬材料的基礎知識 §3 工業用鋼）

一、教學目的和要求

1..掌握碳鋼中常存元素對碳鋼性能的影響； 2..基本掌握碳鋼的分類、牌號、性能和用途。3.了解選材的一般原則。

二、教學內容綱要 1.鋼的分類； 2.碳素鋼； 3.合金鋼；

三、重點、難點

重點：鋼的分類及牌號 難點：合金鋼的牌號

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、提問式教學方法講授本節課程內容。

五、時間分配

1.鋼的分類；

2.碳素鋼；

3.合金鋼

4.零件選材原則。10

六、布置思考題

倉庫中混存了相同規格的20鋼、45鋼和T10鋼，請提出一種最為簡便的區分方法。

第5節課

（第一章金屬材料的基礎知識 §4 鋼的熱處理

一、整體熱處理）

一、教學目的和要求

1.要求掌握退火、正火、淬火、回火等普通熱處理的工藝特點； 2.掌握防止淬火開裂和減少變形的措施；

二、教學內容綱要 1.熱處理概念； 2.退火和正火； 3.淬火和回火。

三、重點、難點

1.退火、正火、淬火和回火方法； 2.幾種熱處理方法的應用。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.熱處理概念；5 2.退火和正火；20 3.淬火和回火。20

六、布置思考題

1在普通熱處理中，加熱后進行保溫的作用是什么？

第6節課

（第一章金屬材料的基礎知識 §5 鋼的熱處理

二、表面熱處理）

一、教學目的和要求

1.了解鋼的表面淬火的工藝特點及應用范圍； 2.了解表面化學熱處理的工藝特點及應用范圍。

二、教學內容綱要 1.表面淬火； 2.化學熱處理。

三、重點、難點

1.感應加熱表面淬火； 2.鋼的滲碳。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.表面淬火；2.化學熱處理。25

六、布置思考題

感應加熱表面淬火是否需要保溫？化學熱處理的保溫有何特點？為什么？

（第二章 鑄造生產 §1鑄造工藝基礎）

一、教學目的和要求

1.掌握影響充型能力的各種因素；

2.了解凝固與收縮、內應力、變形和裂紋產生的原因及防止措施； 3.了解鑄件質量控制的方法。

二、教學內容綱要 1.液態合金的充型； 2.鑄件的凝固與收縮；

3.鑄造內應力、變形與裂紋； 4.鑄件質量控制。

三、重點、難點 1.充型能力。2.內應力的形成。

四、教學方法，實施步驟 根據本章課的內容特點，運用啟發式原則、講解式、案例分析式等教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.液態合金的充型；15 2.鑄件的凝固與收縮；10 3.鑄造內應力、變形與裂紋。15 4.鑄件質量控制。5

六、布置思考題

1.提高澆注溫度可以提高液態合金的充型能力，但實際中為什么又要防止澆注溫度過高？。2.試述防止鑄件變形應采取哪些措施？

第8節課

（第二章 鑄造生產 §2常用合金的鑄件生產

一、鑄鐵件生產）

一、教學目的和要求 1.要求掌握鑄鐵的分類；

2.了解鑄鐵的石墨化過程及其影響因素；

3.基本掌握灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分、組織、性能、牌號及用途。

二、教學內容綱要 1.鑄鐵的分類； 2.鑄鐵的石墨化； 3.灰鑄鐵； 4.可鍛鑄鐵； 5.球墨鑄鐵；

三、重點、難點 1.灰口鑄鐵；

2.石墨化及影響因素；

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.鑄鐵的分類；5 2.鑄鐵的石墨化；10 3.灰鑄鐵；10 4.可鍛鑄鐵；10 5.球墨鑄鐵。10

六、布置思考題

影響石墨化的因素？并說明石墨形態對鑄鐵的性能影響？

第9節課

（第二章 鑄造生產 §2 常用合金的鑄件生產

二、鑄鋼及銅鋁合金的生產）

一、教學目的和要求

1.了解鑄鋼的分類及牌號； 2.了解鑄鋼的生產特點；

3.了解鑄造銅、鋁合金的分類及牌號； 4.了解銅、鋁合金的生產特點。

二、教學內容綱要

1.鑄鋼的分類及牌號； 2.鑄鋼的生產特點；

3.鑄造銅、鋁合金的分類及牌號； 4.銅、鋁合金的生產特點。

三、重點、難點 1.分類及牌號； 2.鑄造工藝。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.鑄鋼的分類及牌號；5 2.鑄鋼的生產特點； 15 3.鑄造銅、鋁合金的分類及牌號；10 4.銅、鋁合金的生產特點。15

六、布置思考題

制造鑄鐵件、鑄鋼件和鑄鋁件所用的熔爐有何不同？所用的砂型又有何不同？為什么 ？

第10節課

（第二章 鑄造生產 §3砂型鑄造常用方法）

一、教學目的和要求

1.了解手工造型和機械造型的常用方法； 2..了解澆、冒口按放方法。

二、教學內容綱要 1.手工造型方法； 2.簡介機械造型方法； 3.澆、冒口的設制。

三、重點、難點

1.常用手工造型方法； 2.澆注系統設計。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.簡介手工造型方法；25 2.簡介機械造型方法；10 3.澆、冒口的設制；10

六、布置思考題

1.請說明模型、鑄件、零件三者之間的關系。

第11節課

（第二章 鑄造生產 §4 砂型鑄造工藝

一、澆注位置和分型面的選擇）

一、教學目的和要求

1.掌握澆注位置、分型面的選擇原則并靈活運用。

二、教學內容綱要 1.澆注位置的選擇； 2.分型面的選擇；

三、重點、難點 工藝條件的確定；

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.澆注位置的選擇；20 2.分型面的選擇；

六、布置思考題

1.試述澆注位置和分型面的選擇原則。

第12節課

（第二章 鑄造生產 §4 砂型鑄造工藝

二、鑄造工藝圖的繪制）

一、教學目的和要求

1.了解鑄造工藝圖的繪制及標注方法；

2.較熟練地運用澆注位置、分型面的選擇原則和工藝參數的確定原則來分析實際問題。

二、教學內容綱要

1.鑄造工藝圖的繪制方法； 2.鑄造工藝圖的標注方法。

三、重點、難點 工藝條件的確定；

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.鑄造工藝圖的繪制方法；25 2.鑄造工藝圖的標方法。20

六、布置思考題

圖示鑄件有哪幾種分型方案？在大批量生產中該選擇哪種？（P69 C圖）

第13節課

（第二章 鑄造生產 §5 特種鑄造

一、熔模、金屬型、壓力和低壓鑄造方法及應用）

一、教學目的和要求

1.了解熔模鑄造、金屬型鑄造工藝方法及應用； 2.了解壓力鑄造、低壓鑄造工藝方法及應用。

二、教學內容綱要 1.熔模鑄造； 2.金屬型鑄造； 3.壓力鑄造； 4.低壓鑄造。

三、重點、難點 1.熔模鑄造原理。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.熔模鑄造；15 2.金屬型鑄造；10 3.壓力鑄造；10 4.低壓鑄造。10

六、布置思考題

什么是熔模鑄造？試用方框圖表示其大致工藝過程。

第14節課

（第二章 鑄造生產 §5 特種鑄造

二、離心鑄造和其它特種鑄造方法及常用鑄造方法的比較）

一、教學目的和要求

1.了解離心鑄造工藝方法及應用； 2.了解其它特種鑄造工藝方法及應用； 3.掌握常用鑄造方法的優缺點及適用范圍。

二、教學內容綱要 1.離心鑄造

2.其它特種鑄造方法； 3.常用鑄造方法的比較。

三、重點、難點

1.常用鑄造方法的比較

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.離心鑄造；15 2.其它特種鑄造方法；15 3.常用鑄造方法的比較。15

六、布置思考題

下列鑄件在大批量生產時，以什么鑄造方法為宜？

鋁活塞

縫紉機頭

汽輪機葉片

氣缸套

車床床身

摩托車氣缸體

汽車喇叭

大口徑鑄鐵污水管

大模數齒輪滾刀

第15節課

（第二章 鑄造生產 §6 鑄件結構設計）

一、教學目的和要求

1.掌握鑄造工藝對鑄件結構的要求；

2.了解鑄件結構的合理與否對其質量與成本的影響。3.掌握鑄件壁厚對鑄件質量的影響；

4.了解鑄件結構的合理與否對其性能的影響。

二、教學內容綱要

1.如何使鑄件結構便于起模； 2.分型面盡量為平面； 3.少用型芯。

4.合理設計鑄件壁厚； 5.鑄件壁的聯接； 6.防裂筋的正確應用。

三、重點、難點

1.結構與鑄造工藝的關系； 2.結構與鑄件性能的關系。

四、教學方法，實施步驟

根據本節課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.如何使鑄件結構便于起模；7 2.分型面盡量為平面；8 3.少用型芯。5 4.合理設計鑄件壁厚；10 5.鑄件壁的聯接；7 6.防裂筋的正確應用。8

六、布置思考題

1.為什么進行鑄件設計時，就要初步考慮出大致分型面？

第16節課

（第三章 金屬壓力加工 §1 金屬的塑性變形）

一、教學目的和要求 1.了解變形機理；

2.掌握金屬常溫下塑性變形時組織性能變化，3.掌握加工硬化現象的利與弊及如何消除； 4.了解影響可鍛性的因素。

二、教學內容綱要

1.金屬塑性變形的實質；

2.塑性變形對金屬組織和性能的影響； 3.金屬的可鍛性。

三、重點、難點

1.加工硬化、再結晶； 2.纖維組織。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.金屬塑性變形的實質；15 2.塑性變形對金屬組織和性能的影響；15 3.金屬的可鍛性。15

六、布置思考題

1.為什么鐵絲能在反復彎曲后而折斷？

第17節課

（第三章 金屬壓力加工 §2 鍛造）

一、教學目的和要求

1.基本掌握自由鍛造主要幾種工序的定義和應用； 2.能合理地確立鍛造零件的結構工藝性；

3.了解自由鍛造工藝規程的編制，錘上模鍛、胎模鍛造工藝方法。

二、教學內容綱要 1.自由鍛； 2.模鍛； 3.胎模鍛；

4.鍛造工藝規程的制訂； 5.鍛件結構工藝性。

三、重點、難點 1.鍛造方法；

2.鍛件結構工藝性。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.自由鍛；10 2.模鍛；10 3.胎模鍛；5 4.鍛造工藝規程的制訂；10 5.鍛件結構工藝性。10

六、布置思考題

1.“趁熱打鐵”的含義何在？碳鋼的始鍛溫度和終鍛溫度是如何確定的？

第18節課

（第三章 金屬壓力加工 §3 板料沖壓）

一、教學目的和要求

1.基本掌握板料沖壓的基本工序；

2.掌握凸凹模間隙及凸凹模刃口尺寸的確定； 3.了解拉伸系數的應用； 4.掌握沖壓件的結構工藝性。

二、教學內容綱要 1.分離工序； 2.變形工序； 3.沖模簡介；

4.沖壓件的結構工藝性。

三、重點、難點 1.分離與變形機理； 2沖壓件結構工藝性。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.分離工序；15 2.變形工序；15 3.沖模簡介；5 4.沖壓件的結構工藝性。10

六、布置思考題 1.什么是沖壓？

2.沖壓用的原材料是什么？ 3.沖壓屬于熱變形嗎？。

第19節課

（第四章 焊接 §1 電弧焊）

一、教學目的和要求

1.了解手工電孤焊電孤的產生、構造、極性及應用； 2.基本掌握焊條的要求、組織、分類、牌號及選用； 3.掌握手工電孤焊工藝參數的選擇原則。

二、教學內容綱要 1.焊接電弧；

2.焊接接頭的組織與性能； 3.焊接應力與變形； 4.焊條電弧焊； 5.埋弧焊； 6.氣體保護焊。

三、重點、難點 1.電弧焊；

2.焊接應力及變形的分析。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.焊接電弧；5 2.焊接接頭的組織與性能；10 3.焊接應力與變形；10 4.焊條電弧焊；10 5.埋弧焊；5 6.氣體保護焊。5

六、布置思考題

1.焊接電弧是怎樣的一種現象？電弧中各區的溫度多高？用直流和交流電焊接效果一樣嗎？

第20節課

（第四章 焊接 §2 常用金屬材料的焊接）

一、教學目的和要求

1.了解金屬的可焊性概念及金屬材料的可焊性；

2.了解焊接缺陷種類、特征、產生原因及焊接質量檢驗方法； 3．了解鑄鐵、銅、鋁及其合金的焊接。

二、教學內容綱要 1.金屬材料的可焊性； 2.碳鋼的焊接；

3.合金結構鋼的焊接； 4.鑄鐵的補焊；

5.非鐵金屬及其合金的焊接。

三、重點、難點

1.金屬材料的可焊性； 2．鑄鐵的焊接。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.金屬材料的可焊性；10 2.碳鋼的焊接；10 3.合金結構鋼的焊接；10 4.鑄鐵的補焊；8 5.非鐵金屬及其合金的焊接。7

六、布置思考題

1.某種鋼材的主要化學成分為C=0.12%，Mn=1.5%，V=0.15%，Mo=0.5%，試分析其焊接性及焊接時應采取的工藝措施。

第21節課

（第四章 焊接 §3 焊接結構設計）

一、教學目的和要求

1.了解接頭型式和接頭位置； 2.基本掌握焊接結構的工藝性。

二、教學內容綱要

1.焊接結構件材料的選擇； 2.焊縫的布置；

3.接頭形式的選擇與設計； 4.坡口形式； 5.接頭過渡形式。

三、重點、難點

1.焊接件材料的選擇；

2．接頭形式的選擇與設計。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.焊接結構件材料的選擇10； 2.焊縫的布置；10 3.接頭形式的選擇與設計；10 4.坡口形式；10 5.接頭過渡形式。5

六、布置思考題

1.如圖所示三種焊件，其焊縫布置是否合理？或不合理，請加以改正。（圖P169）

第22節課

（第五章 切削加工 §1 金屬切削的基礎知識）

一、教學目的和要求

1.了解切削加工的基本原理和刀具的結構與材料； 2.了解刀具角度與切削加工的關系。

二、教學內容綱要 1.切削運動； 2.切削用量； 3.切削層參數； 4.刀具材料； 5.刀具角度； 6.刀具結構。

三、重點、難點 1.切削用量； 2.刀具角度。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.切削運動；5 2.切削用量；10 3.切削層參數；5 4.刀具材料；5 5.刀具角度；15 6.刀具結構。5

六、布置思考題

1為什么不宜用碳素工具鋼制造拉刀和齒輪刀具等復雜刀具？為什么目前常采用高速鋼制造這類刀具，而較少采用硬質合金？

第23節課

（第五章 切削運動 §2 金屬切削過程）

一、教學目的和要求

1.了解金屬切屑的形成過程；

2.了解積屑瘤對切削加工的影響及如何控制； 3.了解切削力和切削功率的計算方法；

4.了解切削熱和刀具耐用度對切削過程的影響。

二、教學內容綱要

1.切屑形成過程及切屑種類； 2.積屑瘤；

3.切削力和切削功率； 4.切削熱和切削溫度；

5.刀具磨損和刀具耐用度。

三、重點、難點

1.切削力和切削功率； 2．切屑形成過程。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.切屑形成過程及切屑種類；10 2.積屑瘤；5 3.切削力和切削功率；10 4.切削熱和切削溫度；10 5.刀具磨損和刀具耐用度。10

六、布置思考題

1.何為積屑瘤？它是如何形成的？對切削加工有哪些影響？

第24節課

（第五章 切削運動 §3 機床的基礎知識）

一、教學目的和要求

1.了解機床的類型和基本構造； 2.重點了解機床的機械傳動； 3．簡單了解機床的液壓傳動。

二、教學內容綱要 1.機床的類型； 2.機床的基本構造； 3.機床的機械傳動； 4.機床的液壓傳動。

三、重點、難點

1.機床的基本構造； 2．車床的機械傳動。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配(min)1.機床的類型；2.機床的基本構造； 10 3.機床的機械傳動； 20 4機床的液壓傳動。

六、布置思考題

1.機床機械傳動主要由哪幾部分組成？有何優缺點？

第25節課

（第五章 切削運動 §4 常用加工方法綜述

一、車、鉆、鏜）

一、教學目的和要求

1.了解車、鉆、鏜、刨的工藝特點及其應用。

二、教學內容綱要

1車削的工藝特點及應用； 2.鉆削的工藝特點及應用； 3.鏜削的工藝特點及應用； 4.刨削的工藝特點及應用。

三、重點、難點 1.應用； 2.工藝特點。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.車削的工藝特點及應用；15 2.鉆削的工藝特點及應用；10 3.鏜削的工藝特點及應用；10 4.刨削的工藝特點及應用。10

六、布置思考題

1.加工要求精度高、表面粗糙度小的紫銅或鋁合金軸件外圓時，就選用哪種加工方法？為什么？

第26節課

（第五章 切削運動 §4 常用加工方法綜述

二、刨、拉、銑、磨）

一、教學目的和要求

1.了解拉、銑、磨的工藝特點及其應用。

二、教學內容綱要

1.拉削的工藝特點及應用； 2.銑削的工藝特點及應用； 3.磨削的工藝特點及應用。

三、重點、難點 1.應用； 2.工藝特點。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.拉削的工藝特點及應用；5 2.銑削的工藝特點及應用；20 3.磨削的工藝特點及應用。20

六、布置思考題

1.磨孔和磨平面時，由于背向力的作用，可能產生什么樣的形狀誤差？為什么？

第27節課

（第五章 切削運動 §5 典型表面加工分析）

一、教學目的和要求

1.了解各種加工面的加工方法；

2.能對典型表面根據不同的精度要求較合理地按排加工方案。

二、教學內容綱要 1.外圓面的加工； 2.孔的加工； 3.平面的加工； 4.成形面的加工 5.螺紋的加工； 6.齒輪齒形的加工。

三、重點、難點

1.各種典型面的加工方案； 2.齒輪齒形的加工方法。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.外圓面的加工；5 2.孔的加工；5 3.平面的加工；5 4.成形面的加工；10 5.螺紋的加工；5 6.齒輪齒形的加工。15

六、布置思考題

1.在零件的加工過程中，為什么常把粗加工和精加工分開進行？ 2.車削螺紋時，主軸與絲杠之間能否采用帶傳動？為什么？

第28節課

（第五章 切削運動 §6 工藝過程的基本知識

一、工件的安裝和夾具）

一、教學目的和要求

1.了解生產過程和工藝過程的概念； 2.初步了解工件的安裝和夾具的概念； 3.初步掌握定位基準的選擇原則。

二、教學內容綱要

1.生產過程和工藝過程； 2.生產類型； 3.工件的安裝； 4.夾具簡介；

5.定位基準的選擇。

三、重點、難點

1.工件的安裝與夾緊； 2.六點定位原理。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.生產過程和工藝過程；8 2.生產類型；7 3.工件的安裝；10 4.夾具簡介；10 5.定位基準的選擇。10

六、布置思考題

1.何為工件的六點定位原理？加工時，工件是否都要完全定位？

第29節課

（第五章 切削運動 §6 工藝過程的基本知識

二、典型零件的工藝過程）

一、教學目的和要求

1.了解工藝規程的編制方法；

2.能編制簡單的典型零件的工藝過程。

二、教學內容綱要 1.工藝文件的編制；

2.軸類零件的工藝過程編制示例； 3.套類零件的工藝過程編制示例； 4.箱體類零件的工藝過程編制示例。

三、重點、難點

1.工藝文件的編制方法； 2.箱體類零件的編制。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配

1.工藝文件的編制；5 2.軸類零件的工藝過程編制示例；15 3.套類零件的工藝過程編制示例；10 4.箱體類零件的工藝過程編制示例。15

六、布置思考題

1.擬定零件工藝過程時，就考慮哪些主要原因？

第30節課

（第五章 切削運動 §7 零件的結構工藝性）

一、教學目的和要求

1.了解零件的結構的好壞對于加工質量、生產率和經濟效益的影響； 2.能對簡單零件進行結構工藝性的分析。

二、教學內容綱要 1.概述； 2.一般原則； 3.實例分析； 4.討論。

三、重點、難點 1.一般原則； 2.實例分析。

四、教學方法，實施步驟

根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式、案例分析式教學方法講授本課程內容。

五、時間分配 1.概述；5 2.一般原則；5 3.實例分析；20 4.討論。15

六、布置思考題

1.為什么在零件設計時要考慮其結構工藝性？

第三篇：金屬化學性質教案

金屬的化學性質教案（第一課時）

教學目標

1.知道鎂、鐵、銅等常見金屬與氧氣的反應。2.初步認識常見金屬與鹽酸,硫酸的置換反應。

3.通過金屬與氧氣、酸反應的實驗探究,初步了解金屬的活動性。學時重點

金屬與氧氣、酸的反應。學時難點

用實驗探究金屬的活動性。教學活動

【導入】創設情境 導入新課

[提問]前邊咱們講了金屬的一些物理性質，誰能告訴我合金與純金屬相比較有什么優良性能？

【講述】隨著生活水平的提高,黃金及黃金飾品越來越多的成為尋常百姓的裝飾品。隨之而來的假黃金詐騙案也越來越多，提示：黃銅為銅鋅合金，外觀和黃金相似

【討論】人們為何會上當?你能想出一個鑒別真假黃金的辦法嗎? 【回答】通過測密度;硬度不同,相互刻畫等

【設問】那么, 能不能使用化學方法鑒別呢？要想解決這個問題，我們要先來學習金屬的化學性質。

【過渡】金屬有哪些化學性質呢？ 【活動】溫故知新 歸納總結 評論

【提問】請同學們回憶有哪些金屬能和氧氣的反應？ 【回答】金屬鐵和鎂

【投影】鎂在空氣中點燃;鐵在純氧氣中燃燒的圖片。

【提問】鎂在空氣中加熱即可發生反應,而鐵必須在純氧中才能燃燒,從反應條件上比較,可以得出什么樣的結論? 【回答】鎂比鐵活潑。

教師出示表面氧化的鎂片,再用砂紙打磨一半后，引導學生對比觀察

鎂鋁在常溫下就能和氧氣反應,鐵銅在常溫下幾乎不和氧氣反應,但在高溫條件下卻能和氧氣反應,我們得出金屬的第一個化學性質

【板書】一 多數金屬能和氧氣反應（但反應的劇烈程度不一樣）

【投影】燃燒金戒指的圖片：俗話說 “真金不怕火煉”，其中蘊含著怎樣的化學原理？ 教師啟發引導

【回答】金在高溫時也不與氧氣反應

【解釋】金的化學性質不活潑，金難與氧氣發生反應 【提問】學到這同學們有沒有鑒別真假黃金的方法了？ 【回答】用火燒

【提問】 你能描述具體的操作方法嗎？ 【講述】很好，取少量金屬塊在火焰上加熱，若金屬表面發黑則原試樣為黃銅，若無變化，則為真金。

【分析與討論】1.比較鎂鋁鐵銅金分別與氧氣反應時的難易程度有何不同呢？

2.你能得出什么結論？

【學生討論交流】

【教師總結】不同的金屬活潑程度(即金屬活動性)不一樣。越活潑的金屬越容易與別的物質起反應,且反應現象越劇烈。

【總結】我們知道了鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應,鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應,但在高溫時能與氧氣反應。金即使在高溫時也不與氧氣反應,從而我們可以得出這樣的結論: 鎂鋁、鐵銅、金的活動性依次減弱 【投影】聯系生活，鐵制品易生銹，鋁制品卻不易生銹

【提問】鋁的化學性質很活潑,為什么通常鋁制品卻很耐腐蝕?閱讀教材,回答問題。

【回答】鋁在空氣中與氧氣反應,其表面生成一層致密的氧化鋁(Al2O3)薄膜,從而阻止鋁進一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性能。【提問】能不能用鋼絲球擦洗鋁鍋？ 【回答】不能，會破壞表面的氧化膜

【過渡】以上是金屬與氧氣的反應。那么金屬還可以與哪些物質反應呢? 回想你家庭廚房中盛放醋的容器是什么材料的呢？能用鐵或鋁嗎？ 【活動】實驗探究

【學生分組實驗】

【投影】實驗內容及實驗過程中需觀察注意的問題 學生結束試驗后

【提問】請同學試著描述實驗現象 【回答】金屬表面有氣泡產生

【講述】有氣泡產生說明將稀鹽酸加入到金屬中后，產生了新物質，從而咱們可以知道金屬和酸發生了化學反應，所以咱們得到了金屬的第二個化學性質 二．金屬能和酸反應（只介紹和鹽酸硫酸的反應）

【提問】根據現象，討論，哪些金屬能和酸反應，哪些不和酸反應？

【回答】鎂鋅鐵表面有氣泡，能和酸反應；銅絲 表面沒現象，不能和酸反應 【提問】根據是否能和酸反應，你能把金屬分為哪兩類？哪類金屬活潑些？ 【回答】能和酸反應的活潑些

所以我們得出銅在這幾種金屬中最不活潑

【設問】那么鎂鋅鐵三種金屬的活潑性又是怎樣的呢？

【提問】第三個問題，回想實驗過程中鎂鋅鐵與酸反應的劇烈程度如何呢？ 【回答】鎂反應最劇烈，鋅次之，鐵最慢

所以鎂比鋅活潑，鋅比鐵活潑

根據能不能和酸反應和反應的劇烈程度你能得出這幾種金屬的活動性順序嗎？ 【探究結果】鎂、鋅、鐵、銅的金屬活動性由強到弱依次為Mg>Zn>Fe>Cu 【提問】學到這里，你能總結出判斷金屬活動性的方法嗎？ 【總結】1.根據金屬與氧氣反應的難易程度或者反應現象的劇烈程度判斷

2.金屬是否與酸反應，及反應的劇烈程度判斷

教師引導學生寫出幾種金屬與酸反應的化學方程式

【講解】鐵與鹽酸或硫酸反應時，生成的是正2價的鐵，亞鐵 Fe+2HCl= FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4= FeSO4+H2↑ 學生試著寫出鎂鋅分別和鹽酸硫酸反應的化學方程式 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg + H2SO4 === MgSO4 + H2↑ Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

【提問】從反應物和生成物的物質類別角度分析，上述反應有什么特點？ 學生討論交流后教師引導學生小結。

【總結】由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與另一種化合物的反應叫做置換反應。表達式：A + BC = B+ AC 判斷依據:單質+化合物 → 單質+化合物

【練一練】：學過的反應中有置換反應嗎? 【提問】我們還學過哪些基本反應類型？

化合反應 ‘’由多變一‘’分解反應 ‘由一變多’

練習；下面幾個反應中哪些是置換反應 哪些是化合反應 哪些是分解反應 學生小結這節課學到了什么？ 學生總結所學知識 投影；課堂小結

板書設計

金屬的化學性質

一． 多數金屬能和氧氣反應

△

2Cu+O2= 2CuO 4Al+3O2==2Al2O3

Mg、Al＞Fe、Cu＞Au（金）二． 金屬和酸反應

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+ H2SO4 === MgSO4 + H2↑ Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ Fe+2HCl= FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4= FeSO4+H2↑

Mg＞Zn＞Fe＞Cu 置換反應：判斷依據：單質+化合物 → 單質+化合物

第四篇：金屬工藝學教案

金屬工藝學教案

緒論

一、為什么要學金屬工藝學（機械工程材料工藝學）？

金屬工藝學是一門傳授有關制造金屬零件工藝方法的綜合性技術基礎課。它主要傳授各種工藝方法本身的規律性及其在機械制造中的應用和相互關系；金屬零件的加工工藝過程和結構工藝性；常用金屬材料性能對加工工藝的影響；工藝方法的綜合比較等。研究的對象：常用的工程材料、材料的各種加工處理工藝。

例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、塑料等材料及熱處理工藝、焊接工藝、鑄造工藝、切削加工工藝等加工處理工藝。

舉例：常用主軸材料：45。技術要求：調質處理。

箱體材料：HT200。技術要求：退火。國家工業發展的三大支柱：材料、信息、微機。1.工程材料是國家工業發展的物質基礎。

工業和日常生活都離不開工程材料的使用，研究材料最終是為人類的文明進步而服務。2.作為工科類專業所必須掌握的一門功課。基礎課→（橋梁）→ 專業課

機械工程材料工藝學是一門技術基礎課，對專業課和基礎課起著橋梁的作用。

二、機械工程材料工藝學課程有什么特點？

1.本課程同實踐緊密相聯系，是一門實踐性很強的學科。

2.通過生產實踐才能融會貫通地學習掌握（安排了鉗工、金工實習）。

3.為了彌補實踐方面的不足，采用錄像教學以及到工廠參觀和實習，通過師生的相互努力來學好這門功課。

三、怎樣才能學好機械工程材料工藝學？

1.注意各章節的聯系、學習、復習、鞏固、應用、總結。2.要理解、要提問題、不能累計問題。

3.抓住主要內容：金屬材料及熱處理基本知識，鑄造、鍛造、焊接、切削加工基本常識。

隨著科學技術和生產力的不斷發展，金屬工藝學的內容構成也有所發展。應當指出，本課程的發展必然是有關學科的相互滲透和綜合，而不是兼收并蓄、包羅萬象、內容越來越復雜。它仍屬工藝學范疇。

金屬工藝學是實踐性很強的技術基礎課，它有利于對學生進行技能訓練，有利于培養學生具有更高的實際能力和開拓精神。

第一篇 金屬材料導論

合金的定義：一種金屬為基礎，加入其他金屬或非金屬，經過熔煉或燒結制成的具有金屬特性的材料（導電性、延展性、光澤、導熱性）。

常用的是：鋼和鐵、銅合金、鋁合金等（理論聯系實際）。

第一章 金屬材料的主要性能 第一節 金屬材料的力學性能（機械性能）

材料的性能：

使用性能：物理性能、化學性能、力學性能（機械性能）。

工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能。

力學性能的定義：材料在外力作用下，表現出（靜載荷、動載荷、交變載荷）的性能。

一、強度與塑性 概念：靜載荷、應力

試驗：拉伸實驗 試樣－低碳鋼、L0＝5d0、L0＝10d0 GB（6397－86）要求同學們實驗指導書（圖書館查資料，鍛煉學生的自學能力）。材料的力學性能實驗。分析：（從中導出材料的強度和塑性）1.強度：

定義：塑性變形、斷裂的能力。衡量指標：屈服強度、抗拉強度。（1）屈服點：

定義：發生屈服現象時的應力。公式：σs＝Fs/Ao（MPa）Fs－材料發生屈服現象時的力。So－材料的原始橫截面面積。

條件屈服強度規定：σr0.2＝F0.2/Ao(無明顯的屈服現象的材料)應用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性（螺栓聯接）超過螺栓材料本身的屈服強度。（2）抗拉強度： 定義：最大應力值。

公式：σb＝Fb/Ao（Fb－最大的載荷；So－材料的原始截面面積。）應用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機車的牽引等。σs/σb 屈強比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。2.塑性：

定義：發生塑性變形，不破壞的能力。衡量指標：伸長率、斷面收縮率。（1）伸長率：

定義公式：δ＝（L1－L0）/L0 ×100％（L1－拉斷后的長度；L0－原來的試樣長度）注意：長、短試樣測出的δ值不相等（比較大小，要同樣的試樣）。L0＝5d0 δ5 L0＝10d0 δ10＝δ

δ5>5% －塑性材料、δ5<5％－脆性材料。45：δ5≈18.7% δ1<δ5（2）斷面收縮率：

定義公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％（S0－原截面面積；S1－斷口處斷面面積）Ψ5 Ψ10

Ψ值越大，塑性越好。

總結：δ Ψ越大，塑性越好，越易變形但不會斷裂。

二、硬度

硬度：抵抗更硬物體壓入的能力。

衡量：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。1.布氏硬度：HB 試驗：GB84。一定直徑的鋼球HBS（硬質合金HBW），規定的載荷及時間后測出的壓痕深度差即硬度的大小。

HB＝F/S(N/mm2)<650 舉例：鋼球直徑：10mm，載荷：30KN（F＝30D2），時間：規定10（s）。材料：壓痕直徑：d0＝3.92mm 查表： HBS＝239（1）應用范圍：鑄鐵、有色金屬、非金屬材料。

（2）優缺點： 精確、方便、材料限制、非成品檢驗和薄片。2.洛氏硬度：HR、（HRA、HRB、HRC）

試驗：GB83。一定錐形的金剛石（淬火鋼球），在規定載荷和時間后，測出的壓痕深度差即硬度的大小（表盤表示）。

HRA、HRB、HRC。一般通常習慣用HRC（無單位）。（1）應用范圍：鋼及合金鋼。

（2）優缺點：測成品、薄的工件，無材料限制，但不精確。3.維氏硬度：

試驗：GB83。一定錐形的金剛石，在規定的載荷、時間后測出的壓痕深度差即硬度的大小。HV＝F/S（1）應用范圍：測薄片和鍍層。（2）優缺點：數值精確，但操作麻煩。4.肖氏硬度HS、銼氏硬度、顯微硬度HM 總結：數值越大，硬度越高。但相互之間不能比較，必須查表為同單位才行。

三、韌性

概念：動載荷、“梅氏”試樣（金屬夏比試驗）。沖擊韌度：抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。

衡量指標：αk＝Ak/A（J/cm2）（αk－一次性沖擊試驗的標準。）多次沖擊：Ak↓→σs、σb。Ak↑→Ψ、δ

αk和溫度有關：溫度越低，αk越小。（低溫易沖斷）脆性臨界轉變溫度。

四、疲勞強度

概念：交變載荷、疲勞現象 試驗：疲勞實驗法。衡量指標：疲勞強度σ-1 鋼：107、有色金屬：108。σmax=σ-1

五、蠕變和松弛：（補充內容）1.蠕變： 蠕變強度 高溫下容易產生。2.松弛：松弛強度 高溫下容易產生。

第二節 金屬材料的物理、化學及工藝性能

金屬的性能：物理性能、化學性能。

一、物理性能：

1.比重：單位體積內物體的重量。密度：單位體積內物體的質量。

鐵：7.8克/厘米

3、銅：8.9克/厘米

3、鋁：2.7克/厘米

3、鈦：4.51克/厘米3 γ<5g/cm3→輕金屬、γ>5g/cm3→重金屬。

應用：飛機制造業、子彈頭、檢驗材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。2.熔點：固體→液體的溫度點。

凝固點：液體→固體的溫度點。

鐵：1538℃、銅：1083℃、鋁：660℃、鈦：1660℃。

應用：耐高溫材料（飛機、導彈、航天）、防火安全閥、熔斷器（保險絲）等。3.熱脹性：一般而言，金屬材料具有熱脹冷縮的性能。材料不同，熱脹冷縮的大小也不同。

應用：電線的形態、橋梁的架設、鋼軌的鋪設、精密的測量工具、電冰箱、電飯鍋等。4.導熱性：金屬具有傳導熱能的性質。導熱材料的順序：銀、銅、鋁等。

金屬材料的雜質越多、導熱性越差。高速鋼導熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。應用：陶瓷、水壺的水垢等。

5.導電性：金屬具有傳遞電流的性質。導電材料的順序：銀、銅、鋁等。

應用：電火花加工（下冊P.78～80、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜、玻璃拉絲模等。

6.磁性；金屬材料在磁場的情況下磁化（分為軟磁和硬磁）。例如：鐵、鎳、鈷等。

應用：手表材料、磨床的磨削加工（P.71下冊）等。

二、化學性能： 1.耐蝕性（耐酸堿性）：金屬材料抵抗腐蝕的性能。例如：鋼鐵生鐵銹、銅生銅綠（造成重大事故）。應用：食品行業、飲料行業、醫藥行業、化工行業等。2.抗氧化性：高溫時抵抗氧化的能力。應用：鍛打、電焊、熱處理等。

3.化學穩定性：在常溫下，化學穩定的性能。應用：耐熱設備、高溫鍋爐等。

三、工藝性能：是指是否易于進行冷、熱加工的性能。

包括：熱處理性能（第三章）、鑄造性能（第二篇）、焊接性能（第三篇）、鍛造性能（第四篇）、切削加工性能（第五篇）。（最后要和書名金屬工藝學聯系上）以上各種工藝性能將在以后有關章節中分別介紹。

第二章 鐵碳合金（鋼和鑄鐵）

第一節 純鐵的晶體結構及其同素異晶轉變

一、金屬的結晶

結晶：液態金屬凝結成固態金屬的現象。

概念：理論結晶溫度－金屬在無限緩冷冷卻下結晶得到的結晶溫度To。（計算出來的）

實際結晶溫度－金屬以實際冷卻速度冷卻結晶得到的結晶溫度Tn。（實際測量出來的）（平時澆注的溫度）

一、金屬結晶的過冷現象：

過冷現象：金屬的實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度，Tn

金屬的實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度，Tn

金屬的實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度，Tn

晶界；晶粒。晶粒越多，晶界也越多，則晶粒移動所受的阻力越大，宏觀來看，材料越不容易發生變形，即材料的硬度越高，強度越好。總結：晶粒越小，則材料的力學性能越好。采用的主要途徑是：

晶核數目越多－晶粒越多－晶粒越細小，從而提高材料的力學性能。（1）提高過冷度：（>107℃/s 非晶態金屬）實驗測出：冷卻速度越大，生核速率越大>長大速率。

（2）變質處理（孕育處理）：在液態金屬中，加入一些細小的金屬粉末（變質劑）（孕育劑）形成非自發晶核，使晶核數目增多，晶粒變細小。

（3）機械振動：使枝晶破碎成為幾個晶核，使晶核數目增多（超生波振動等）。

二、純金屬的晶體結構

概念：原子球、結點、晶格、晶胞、晶格常數（a、b、c、α、β、γ）致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。純金屬的晶格類型： 1.體心立方晶胞

例如：純鐵（α-Fe）912℃↓、W、Mo、V、Cr（β－Ti）882℃↑ 立方體: a＝b＝c ； α＝β＝γ＝90o 原子數：8×1/8＋1＝2 致密度：0.68 原子的晶格結構不同，則性能不同，即使原子的晶格結構相同，但由于原子的質量不同，性能也不同。2.面心立方晶格 立方體 a＝b＝c α＝β＝γ＝90o 原子數：8×1/8＋6×1/2＝4 致密度：0.74 舉例：銅：a＝b＝c=3.608×108、銅原子M＝63.54×1.67×10－24g 銅原子的直徑：D＝2.5505?，計算銅的密度？ 純鐵（γ－Fe）912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。

三、純鐵的同素異晶轉變（舉列鉆石和石墨）

純鐵：α－Fe→（912℃）γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L

二次結晶或重結晶。提問：一定質量的純鐵加熱到912～1394℃時，體積是增加還是減少，若繼續加熱到1394～1538℃時，體積是增大還是減少？

第二節 鐵碳合金的基本組織

元素（金屬＋非金屬）共為108種，而純金屬一般共為83種。Fe：HB80、σb＝200MPa、C：HB3、σb≈0。Fe＋C組成的合金化合物：HB800、σb=400MPa。Al：HB25、σb＝80MPa。

Al＋Mg＋Mn組成的鋁合金化合物：HB70、σb＝280MPa。而工業中的金屬材料均為合金。

合金定義：金屬元素同另一種或幾種金屬元素或非金屬元素組成的具有金屬特性的新材料。金屬特性：導電性、導熱性、塑性、光澤。

例如：鋼鐵合金：Fe＋C＋Mn＋Si、鋁合金：（Al＋Mg＋Mn）、（Al＋Ze＋Mn）、銅合金：（Cu＋Zn）、（Cu＋Sn）、（Cu＋Ni）等。

產生具有優良的使用性能和工藝性能方面的新材料（特出的物理、化學性能）。組元：合金中的最小單元。

合金系：合金中百分含量不同的組元構成的一系列合金。鋁合金（Al＋Mg＋Mn）。鋁合金：Al：99％、97％、95％、……..Mg：0.5％、2％、2％、……….Mn：0.5％、1％、3％、……….二元合金系、三元合金系、四元合金系。相：具有同一化學成分，同一聚集狀態，且有明顯界面分開的獨立均勻部分。例如：液→單相、固相→單相、液＋固→兩相。

一、固溶體：

定義：溶質原子進入溶劑中，依然保持晶格類型的金屬晶體。置換固溶體：d質/d劑>0.85。（胖子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。無限置換固溶體：Cu＋Ni 有限置換固溶體：Cu+Zn 溫度越高，則溶解度（固溶量）越大。

間隙固溶體：d質/d劑<0.59。（瘦子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。

只能形成有限固溶體：C→α－Fe、727℃ 0.0218％。

因形成固溶體使材料強度、硬度升高的現象－固溶強化。（合金的好處）1.鐵素體F：C→α－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、體心立方晶格。20℃ 0.0008％C（工業純鐵）。727℃ 0.0218％C。

機械性能：δ＝30～50％、ψ＝70～80％、αku＝160～200J/cm2、σb＝180～280MPa、HBS50～80（770℃↓磁性）。（應用簡略提一下）

（飽和的鹽水凝固點－21℃、其沸點108℃。飽和NaOH溶液沸點314℃。）

2.奧氏體A：C→γ－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、面心立方晶格。727℃ 0.77%C、1148℃ 2.11%C。

機械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。（應用提一下）

二、金屬化合物（中間相）（強化相）形成：溫度降低時析出的一種新材料。Fe3C、Fe2.4C、VC、WC、CuZn、Cu21Zn22 σ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。滲碳體C：F＋C層片相間疊加。硬度極高，而塑性、韌性極低。

三、機械混合物：

定義：α－固溶體＋β－固溶體＋…＋α－金屬化合物＋β－金屬化合物

例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。1.珠光體P：F＋Fe3C 兩相，機械混合物。0.77％C。

機械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、HBS＝280～260。強度高、硬度較高。（應用提一下）

2.萊氏體Ld、Ld′： 兩相機械混合物，含碳量：4.3％C。

Ld＝A＋C 727～1148℃。（高溫萊氏體）

Ld′＝P＋C 20～727℃。（低溫萊氏體）

機械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。性能與滲碳體相近。（應用較少）

總結：硬度最高的是滲碳體，強度最好的是珠光體，高溫下奧氏體塑性最好，常溫下鐵素體塑性最好，萊氏體硬度較高。

一、鐵碳合金狀態圖的建立

（1）配制不同成分的鐵碳合金，用熱分析法測定各合金的冷卻曲線。

（2）從各冷卻曲線上找出臨界點，并將各臨界點分別畫到成分－溫度坐

標中。

（3）將意義相同的臨界點連接起來。

二、Fe－Fe3C合金狀態圖的分析： 1.點（特性點）：

A 1538℃ 100％Fe的熔點 ； D 1227℃ 100％Fe3C的熔點； G 912℃ 100％Fe的同素異晶轉變點（重結晶溫度點）； C 1148℃ 4.3％C 共晶點L→Ld（A＋C）共晶反應； F 1148℃ 6.69％C 虛點 ； P 727℃ 100％Fe虛點；

K 727℃ 6.69％C虛點、E 1148℃ 2.11％C 碳在γ－Fe中的最大固溶量； S 727℃ 0.77％C 碳在γ－Fe中的最小固溶量，共析點A→P 共析反應。

2.線（特性線）：

（1）AC線：液相線 開始結晶出奧氏體：L→L＋A。DC線：液相線 開始結晶出滲碳體：L→L+C。

（2）AE線：固相線 奧氏體結晶終了線：L＋A→A。ECF線：固相線（共晶線）：共晶反應 L→Ld。

（3）GS線－A3線：從奧氏體中開始析出鐵素體線。

（4）ES線—Acm線：從奧氏體中開始析出滲碳體線（碳在奧氏體中的固溶線）。（5）PSK線－A1線：共析線； 共析反應 A→P（F＋C）共晶體。

（6）PQ線－碳在鐵素體中的溶解度曲線。這種由鐵素體中析出的滲碳體為三次滲碳體。3.分類： 含碳量分類：

工業純鐵：C≤0.0218％C 鋼：0.0218％

白口鐵：2.11％

共析鋼：0.77％ P 亞共析鋼： C<0.77％ P＋F 過共析鋼： C>0.77％ P＋C 共晶白口鐵分類：

共晶白口鐵：4.3％C Ld′

亞共晶白口鐵：C<4.3％C Ld′＋P＋C 過共晶白口鐵：C>4.3％C Ld′＋C

三、鋼在結晶過程中的組織轉變

實驗：熱分析法－（C：0－6.69％）實用價值。1.共析鋼：

0.77％C：L→L＋A→A→P

分析：在727℃發生共析反應，A中含碳多少？P中含碳多少？

（727℃:F＝88.78％、C＝11.22％）2.亞共析鋼：

0.5％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F 分析：①A→A＋F 在→點以上A中含碳多少？隨著溫度降低，A中含碳是 逐漸增加還是減少？

②A＋F→P＋F 在冷卻到→點時，A中含碳增加到0.77％C，發生共析反應 A→P，727℃時，P、F各占百分多少？

727℃: F＝35.34％、P＝64.66％。20℃:F＝92.64％、C＝7.36％。3.共析鋼：

1.0％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C（P＝96.1％、C＝3.9％）

分析：①A→A＋C 在→點以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→點以下，隨著溫度降低，A中含碳逐漸增加還是減少？

②A＋C→P＋C 當冷卻到→時，A中含碳逐漸減少到0.77％C，發生共析反應 A→P，727℃,P、C相對含量是多少？

Ⅵ.亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵請學生自行分析。鐵碳合金的組織和性能： 工業純鐵：F 塑性好。

亞共析鋼：F＋P 取決于F、P的含量。共析鋼：P 強度高。

過共析鋼：P＋C 取決于P、C的含量（C為網狀的二次滲碳體，脆、不合格）。亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵自行分析。力學性能和含碳量的關系曲線圖。力學性能

4.Fe－Fe3C狀態圖的應用。正確選材：

①.C≤0.25％，低碳鋼：塑性好，韌性好。②0.25％

共晶成分的鐵碳合金鑄造時，組織致密，不易偏析。②鍛造方面：

鋼加熱到固相線AE以下200℃及A3線上170℃之間，利用奧氏體塑性好。③焊接方面： ④熱處理方面：

課堂討論：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。

第四節 工業用鋼簡介

一、鋼的分類

碳鋼的分類、編號和用途：（1）分類：

①低碳鋼：<0.25％C ①亞共析鋼： 0.008～0.77％C。②中碳鋼：0.25％≤C<0.60% ②共析鋼： 0.77％C。③高碳鋼：0.60％

①普通碳素鋼：S≤0.05％、P≤0.045％。

②優質碳素鋼：S≤0.04％、P≤0.04％。（和國際不接軌）③高級優質碳素鋼：S≤0.03％、P≤0.035％。（3）用途：

①碳素結構鋼： ②碳素工具鋼：（4）冶煉：

①平爐鋼（逐漸淘汰）②轉爐鋼（使用）③電弧爐鋼。（5）酸堿性：

①酸性鋼 ②堿性鋼 ③中性鋼。鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。

二、碳素鋼：

鋼中雜質含量對其性能的影響

1.錳Mn：0.25～0.8％Mn，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。

2.硅Si：<0.4％Si，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度。

3.硫S：<0.050％，有害元素，熱脆（紅脆性）。（FeS＋Fe）為共晶體，985℃為液體。硫的含量越高，熱脆性越嚴重。

4.磷P：<0.0045％，有害元素，冷脆。使鋼常溫下其塑性和韌性急劇下降，脆性轉變溫度升高，在低溫時，這種現象更加嚴重。

5.氫H：<0.0001％，有害元素，氫脆，白點。過多的氫分子會導致鋼的開裂。總之，雜質元素對鋼材的性能與質量影響很大，必須嚴格控制在所規定的范圍內。碳素鋼分如下三類：（1）普通碳素結構鋼：

新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。

舊：甲類鋼：A1、A2、A3、………A7滿足機械性能要求的。

乙類鋼：B1、B2、B3、……….B7滿足化學性能要求的。

特類鋼：C2、C3、……..C5滿足機械和化學性能要求的。通常用于制造型材、螺釘、鐵釘、鐵絲、建筑材料等。（2）優質碳素結構鋼：

普通含錳量鋼：0.25～0.8％Mn。

較高含錳量鋼：0.70～1.20％Mn。

舉例：45： 0.45％C左右、0.50～0.80％Mn左右。

45Mn ： 0.45％C左右、0.70～1.00％Mn左右。常用于齒輪、主軸、連桿→45。彈簧、板簧、發條→65、65Mn。（3）.碳素工具鋼：

優質碳素工具鋼：T＋數字。

高級優質碳素工具鋼：T＋數字＋A。

舉例：T7、T8、T9、……….T14。含義：0.7％、0.80％、0.9％…….1.4％

T7A、T8A、T9A、……….T14A。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。

三、合金鋼：

鋼：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼。合金鋼：低合金鋼、合金鋼。

碳鋼在200℃時，機械性能劇烈下降，而合金鋼在650℃時，其機械性能才略為下降。質量：優質鋼、高級優質鋼（A）、特級優質鋼（E）。1.合金結構鋼

起首兩位數字表示平均含碳量的萬分之幾，其后的符號表示所含的主要元素；若元素含量<1.5％，不標數，元素含量≥1.5％，其后的數表示其百分含量。最后標“A”則稱為高級優質合金結構鋼（滾動軸承鋼除外）。

例：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni 20CrMnTi：0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％ 15Cr、20Mn2B、55Si2MnA 2.合金工具鋼

當含碳量≥1.0％時，不標含碳量數當含碳量<1.0％時，起首數表示含碳量的千分之幾。合金元素同上。

例：9Mn2V：0.9％C、2％Mn、V<1.5％ CrWMn：C≥1.0％、Cr、W、Mn<1.5％。W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、9SiCr。3.特殊性能鋼

起首數表示含碳量的千分之幾，若起首為“0”，則表示含碳量<0.10％；若起首數為“00”，則表示含碳量為≤0.03％，合金元素同上。

第五節 零件選材的一般原則

選擇材料的一般原則如下：

1.應能滿足零件的工作要求：安全第一。2.應能滿足工藝性能要求：質量第一。

3.必須重視材料的經濟性：效率第一。（以鐵代鋼，以鑄代鍛）問答題：

一、根據鐵碳合金狀態圖，說明下列原因： 1.含碳1.0％的鋼比含碳0.5％的鋼硬度高。2.含碳1.2％的鋼比含碳0.6％的鋼強度高。3.鋼宜壓力加工成形，鑄鐵宜鑄造成形。

4.鉗工鋸T8、T10鋼比鋸10、20鋼費力，鋸條宜鈍。

5.在1100℃含碳0.4％的鋼能鍛造，而含碳4.0％的生鐵不能鍛造。6.捆扎物品的鐵絲一般都用低碳鋼，而吊車用的鋼纜卻用中碳鋼。7.制造滾動軸承的材料均是高碳鋼。8.制造刮刀、刻字刀具均用高碳鋼。9.制造型材的鋼均用08、10號鋼。

二、選擇對應的材料：

A3（Q235A）T13 T8A 10 ZG280－500。彈簧 主軸 螺釘 鋸子 銼子 箱體 油箱蓋。

第一節 概述

復習舊課：碳素鋼的分類和牌號及其應用。

第四章 鋼的熱處理

現代工業生產中，為了不斷提高金屬下材料的機械性能，采用兩種方法： ①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調整鋼的化學成分）。②熱處理法－碳鋼進行工藝處理（調整鋼的組織）。

熱處理：鋼在固態范圍內，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內部組織，改變材料的力學性能。

一個條件，三個過程：Sold hot－keep－cold。分類：

普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。表面熱處理：表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。

化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。?【第一節：熱處理的基本原理】（教課書省略）

一、鋼的加熱和保溫時的組織轉變：

絕大多數的熱處理均是把鋼加熱到使其轉變為奧氏體組織且盡量保持細小的晶粒。1.鋼在加熱（冷卻）時組織轉變的溫度。AC1－加熱時，珠光體轉變為奧氏體的溫度。Ar1－冷卻時，奧氏體轉變為珠光體的溫度。AC3－加熱時，鐵素體轉變為奧氏體。Ar3－冷卻時，奧氏體轉變為鐵素體的開始溫度。

ACCm－加熱時，二次滲碳體在奧氏體中的溶解的終了溫度。ArCm－冷卻時，二次滲碳體從奧氏體中析出的終了溫度。鋼號： 10 25 30 50 T10 T12 AC1： 727 735 732 727 730 730 AC3： 876 840 813 774 Ar3： 850 824 796 755 Ar1： 710 710 714 718 718 713 ACCm： 800 820 加熱、冷卻時的理想溫度：A1、A3、ACm 實際加熱溫度： AC1、AC3、ACCm（0~＋20℃）實際冷卻溫度： Ar1、Ar3、ArCm（0～－20℃）2.鋼加熱時的變化： 以共析鋼為例：

①加熱到AC1以下時，依然是P； ②加熱到AC1時，A晶核產生；

③繼續加熱，A晶核長大，F→A、C溶解； ④殘余C溶解； ⑤均勻化。

亞共析鋼、過共析鋼分析：

根據組織分成三個轉變區：

1.高溫轉變區（珠光體轉變區）：A1～550℃，P。

A1～650℃, A′→P粗、HRC15～

22、δ＝20％、σb＝550MPa。

650～600℃, A′→P細（索氏體S）、HRC22～

27、δ＝18％、σb＝870MPa。600～550℃, A′→P極細（托氏體T）、HRC27～

43、δ＝18％、σb＝1100MPa。2.高溫轉變區（貝氏體轉變區）：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。550～350℃, A′→B上（羽毛狀）＝C粒＋F條狀，HRC40～45。350～Ms，A′→B下（竹葉狀）＝C粒＋F針，HRC45～55。3.低溫轉變區（馬氏體轉變區）：Ms～Mf，A→A′→M＋A′殘。M：C→α-Fe（過飽和地溶解），HRC65～66，硬度很高。特點：①Ms～Mf范圍； ②內應力很大；

③A′不能100％轉變為M。

三、鋼的冷卻曲線應用：

等溫冷卻：定性

連續冷卻：定量

爐冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150℃/s、水冷：600℃/s。

P S＋P S＋T＋M M＋A′殘

臨界冷卻速度Vk＝V臨。】 補充內容：

影響C曲線的因素：

①含碳量：C<0.77％ C％↑C曲線右移。C>0.77％ C％↑C曲線左移。

②合金元素：除Co外所有的合金元素均使C曲線右移。③加熱溫度：溫度越高，C曲線右移。

保溫時間：時間越長，C曲線右移。

第二節 退火和正火 方法：

普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。表面熱處理

化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。

一、退火：

把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。目的：①提高鋼的塑性和韌性（利于切削加工）； ②消除鋼的內應力（以防鋼件變形和開裂）； ③均勻組織；

④為隨后的熱處理做準備（組織上為以后的熱處理做準備）。退火的種類：

（1）完全退火：（亞共析鋼）

把鋼加熱到AC3線以上30～50℃的溫度，保溫一定時間（1.5～2.5min/mm30min/m3)（碳鋼按有效厚度或直徑每25毫米為1小時，合金鋼按有效厚度或直徑每20毫米為 1小時，保溫時間與工件形狀、材料質量、裝爐量等有關）然后隨爐冷卻的一種工藝。

組織分析：P＋F→A→A′→P＋F（重結晶退火）。（實際生產中在爐中冷卻到500℃左右即可出爐冷卻）

（2）球化退火：（過共析鋼）

把鋼加熱到AC1線以上20～30℃的溫度，保溫一定時間（5～6min/mm1hour/m3）然后隨爐冷卻的一種工藝。

組織分析：P＋Fe3C網→A＋Fe3C網→A′＋Fe3C球→P＋Fe3C球。

（實際生產中冷卻到500℃以下時，組織轉變完成，可取出空冷）。有些難于形成顆粒球狀滲碳體的鋼，可以多次并重復上述過程－循環退火（周期化退火）。（3）低溫退火：（亞、共、過共析鋼）

把鋼加熱到500～650℃，保溫一定時間（6～8min/mm、1.5hour/m3），然后隨爐冷卻的一種工藝。（低溫退火）若用于消除加工硬化（650～750℃），空冷，則稱為再結晶退火。組織分析：P＋F→P＋F→P＋F→P＋F P→學生分析。

P＋Fe3C網→學生分析。

（4）擴散退火：（亞、過共析鋼）

把鋼加熱到AC3線以上150～200℃、ACCm線以上150～200℃，保溫一定時間（10～20hour）然后隨爐冷卻的一種工藝。（加熱溫度高，保溫時間長，成本高，鋼的燒損量大，晶粒粗大），這種工藝是為了消除鋼中的成分不均勻的現象。

二、正火：

把鋼加熱到AC3線或ACCm線以上30～50℃的溫度，（4～5min/mm、1hour/m3 經過保溫后，隨空氣冷卻的一種工藝。目的：①提高低碳鋼的硬度。（利于切削加工）

②消除網狀滲碳體組織。（冷卻速度較大，網狀來不及形成）③改善鋼的組織。（細化晶粒，均勻組織）因正火是在空氣中冷卻，得到的組織晶粒細小，且縮短了冷卻時間，提高了生產率和設備利用率，是一種比較經濟的方法，應用較廣泛。但是難于消除再結晶退火。

組織分析：P＋F→A→A→A′→S＋F P＋Fe3C網→A→A→A′→S＋Fe3C粒

應用：①對一些大型或形狀復雜的零件，淬火有開裂的危險，用正火； ②對于含碳量0.3～0.5％的鋼件，用正火代替退火；

③含碳量低于0.3％的鋼件，采用正火，能提高硬度利于切削。

第三節

淬火和回火 復習舊課：退火和正火的目的及其應用。

一、淬火：

在固態范圍內，把鋼加熱到一定的溫度（亞共析鋼Ac3＋30～50°、共析鋼及過共析鋼Ac1＋30～50°），保溫一定時間，（1.5～2.5min/mm、30min/m3)(時間與鋼的成分、原始組織、工件形狀和尺寸加熱介質、裝爐方法，雖經驗公式－熱處理手冊，但生產實際中是綜合上述的因素通過實驗才能合理的選定）以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來的一種熱處理工藝。（>Vk）目的：獲得馬氏體組織，從而提高鋼的硬度和耐磨性。（1）嚴格控制淬火加熱溫度。（2）合理選擇淬火冷卻介質。

目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會產生變形、開裂。

（a）實際水中的冷卻曲線。（b）實際油中的冷卻曲線。（c）理想淬火劑的冷卻曲線。分析MNQT（c）冷卻曲線：MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開裂； NQ－冷卻速度快，目的是A′不會轉變為珠光體；

QT—冷卻較慢，目的是既能得到高硬度的馬氏體，不變形、開裂。而且冷卻介質使用過程中不易變質，不易燃，無毒性，無污染，來源充足，價格便宜，能反復多次重復使用。滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發。水： 碳鋼

優點：650～550℃、V＝600℃/S ； A′ P、S、T、B。

缺點：300～200℃、V＝270℃/S ； 易使工件變形、開裂。

（若水溫超過40℃，在650～550℃，冷卻速度大為A′→P、S、T、B,不易淬硬，水中淬火易形成表面蒸氣膜，若不及時去掉，影響工件內部冷卻形成軟點。鹽水、堿水有水優點以外，并能自由去除薄膜，不會造出淬不硬及軟點，但在200～300℃之間冷卻，依然很快，易變形、開裂）。

礦物油（機油）： 合金鋼

優點：300～200℃、V＝30℃/S ； 工件不會變形、開裂。缺點：650～550℃、V＝150℃/S； A′→P、S、T、B。

（機油溫度不能提的太高，過高的油溫將會引起油面的燃燒，油長時間使用易老化，為了尋求理想的淬火介質：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水溶液….而當前熱處理工藝發展的趨勢是：在淬火冷卻介質的改進和研究方向，主要是在現有的淬火油中加入各種添加劑，以提高冷卻能力，減緩油的老化，延長使用時間，……..）。（3）正確選擇淬火方法：

（由于淬火冷卻介質不能完全滿足淬火質量的要求，所以在熱處理工藝方面還應考慮從淬火方法上加以解決）。單液淬火：

把鋼加熱到淬火溫度，經保溫后，放入一種冷卻介質中。

（這種方法操作簡單，易機械化、自動化，通常工件是形狀簡單的碳鋼和合金鋼。在水中或鹽水中進行單液淬火，操作雖然簡單，單淬火變形大，如果采用油冷又難以取得淬硬的效果，這就可將油、水冷卻結合起來進行如下的雙液淬火）。應用：卡規、軸承、鋸子等。雙液淬火：

把加熱到淬火的溫度的工件，經保溫后，先放入水或鹽水中冷到400～300℃，再迅速移到油中或空氣中冷卻－水淬油冷法。

（雙液淬火廣泛應用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內應力，缺點是操作難，且未能很好地改進工件表面與心部的溫差這一缺點。技術還要熟練）。應用：齒輪、缸體、閥體等。分級淬火：

把工件加熱到淬火溫度，經保溫后，迅速冷卻到Ms點，附近，稍加停留（A′ B），待工件表面和中心溫度基本一致時，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻――熱浴淬火法。（這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉變前，工件的溫度經等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉變得以在表層和內部同時進行，由此可大大減小淬火內應力和變形，主要應用于形狀復雜、小尺寸的碳鋼和合金鋼。）應用：油泵齒輪、滾珠、滾針等。等溫淬火：

把加熱到淬火溫度的工件，經保溫后，放入稍高于Ms點的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉變層成下貝氏體后，再取出空冷。

（等溫淬火硬度雖然沒有分級淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時還具有良好的塑性和韌性，還可以有效地減少應力和變形，其缺點是不適應用界面尺寸大的工件，其心部易產生珠光體，生產周期長，適用于薄、細而形狀發復雜的零件。）應用；油嘴、小圓筒等。冷處理：

把淬冷到室溫的鋼繼續冷卻到－70～－80℃，保溫一段時間，使殘余過冷奧氏體在繼續冷卻過程中轉變為馬氏體。

（是用干冰－78.5℃或－103℃的液化乙烯、－192℃的液態氮成本很高，易產生應力、變形，很少應用。）

應用：游標卡尺、螺旋尺、鋼尺、砝碼等。

V1－單液淬火、V2－雙液淬火、V3－分級淬火、V4－等溫淬火。

二、回火：

定義：將淬火后的鋼加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時間（1～5小時），然后冷卻的一種工藝。

目的：①降低材料的脆性、消除內應力； ②獲得要求的力學性能； ③穩定工件尺寸；

④降低合金鋼的硬度，使之易被切削。

（1）低溫回火（150～250℃）：組織：回火馬氏體 HRC58～64。

應用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。例如：刃具、量具、模具、滾動軸承等。（2）中溫回火（350～500℃）：組織：回火屈氏體 HRC35～45。

應用于需要較高彈性、韌性的材料零件等。例如：彈簧、板簧、發條、沖擊工具等。

（3）高溫回火（500～650℃）組織：回火索氏體HRC15～25（HB200～250）。應用于受交變載荷作用的材料零件等。例如：軸、絲杠、齒輪、連桿等。淬火＋高溫回火：調質處理。

時效處理：（尺寸穩定處理）某些量具等精密工具為了保持淬火后的高硬度和耐磨性及穩定的尺寸，需在100～180℃進行長時間的低溫加熱，保溫（10～50小時），隨爐冷卻的工藝。

第四節 表面淬火和化學熱處理

復習舊課：淬火和回火的應用。

普通熱處理：材料的內外力學性能均勻一致：外硬內硬、外韌內韌，但是，特殊情況下，需要內外力學性能不一致的材料：外硬內韌。

一、表面淬火（中碳鋼）： 定義：

1.火焰加熱表面淬火： 氧炔焰： M：2～6mm。

2.感應加熱表面淬火：（需經正火、調質處理）高頻（10～500KHz）M：0.5～2mm；

感應器 中頻（500～10000Hz）M： 2～8mm；

中頻（50Hz）M：10～15mm；

二、化學熱處理： 定義：

1.滲碳：氣體滲碳、固體滲碳：

低碳鋼 ： 10.5～2mm 后：滲碳＋淬火＋低溫回火。2.滲氮：氣體滲氮。前：調質處理＋滲氮。合金鋼：（0.001～0.8mm）。

3.碳氮二元共滲：氣體、固體、液體共滲。低碳鋼 低碳合金鋼

4.輝光離子氮化（離子氮化）：

第一章 鑄造工藝基礎

第一節 液態合金的充型

復習舊課：表面熱處理的特點及其應用。液態合金填充鑄型的過程，簡稱充型。影響充型能力的主要因素如下：

一、合金的流動性

流動性：4.3％C、高溫、P、鑄型特點。

二、澆注條件 1.澆注溫度

在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不易太高。2.充型壓力

液態合金所受的壓力越大，充型能力越好

三、鑄型填充條件

如下因素對充型能力均有影響：

1.鑄型材料：導熱系數和比熱容越大，激冷越大，充型能力越差。2.鑄型溫度：

3.鑄型中的氣體：開設出氣口，增加透氣性。

第二節 鑄件的凝固與收縮

一、鑄件的凝固方式 1.逐層凝固： 2.糊狀凝固：

3.中間凝固：大多數的凝固均是這樣。

二、鑄造合金的收縮 合金的收縮經歷三階段：（1）液態收縮（2）凝固收縮（3）固態收縮

收縮率與化學成分、澆注溫度、鑄件結構和鑄型條件有關。鑄鐵的最好。

三、鑄件中的縮孔與縮松 1.縮孔與縮松的形成

（1）縮孔 它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞。（2）縮松 分散在鑄件某區域內的細小縮孔。2.縮孔和疏松的防止（1）定向凝固：設置冒口。（2）安放冷鐵。

第三節 鑄造內應力、變形和裂紋 復習舊課：鑄件的凝固與收縮。

一、內應力的形成 1.熱應力

減少熱應力的基本途徑是盡量減少各個部位間的溫度差，使其均勻地冷卻。3.機械應力

它是合金的固態收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的內應力。

二、鑄件的變形與防止

具有殘余內應力的鑄件是不穩定的，它將自發地通過變形來減緩其內應力，以便趨于穩定狀態。

防止鑄件變形的措施：

使鑄件壁厚均勻、形狀對稱，采用同時凝固和反變形。也可采用時效處理：自然時效和人工時效。

一、鑄件的裂紋與防止

當鑄造內應力超過金屬的強度極限時，便會產生裂紋。兩種： 1.熱烈：

是高溫下形成的裂紋。影響因素：（1）合金性質。（2）鑄型阻力。2.冷裂：

是低溫下形成的裂紋。

二、合金性質和含磷量。

第四節 鑄件的質量控制

應從如下幾個方面來控制鑄件質量：（1）合理選定鑄造合金和鑄件結構。（2）合理制定鑄件的技術要求。（3）模樣質量檢查。（4）鑄件質量檢驗。（5）鑄件熱處理。

第二章 常用合金鑄鐵的生產 第一節 鑄鐵件生產

復習舊課：鑄件的質量控制。

鑄鐵的分類：定義：含碳量6.69％>C>2.11％的鐵碳合金。①白口鑄鐵：C以Fe3C形式存在。

②灰口鑄鐵：C以片狀石墨形式存在，G片。③可鍛鑄鐵：C以團絮石墨狀形式存在，G絮。④球墨鑄鐵：C以球狀石墨形式存在，G球。⑤蠕墨鑄鐵： ⑥麻口鑄鐵：

一、灰鑄鐵 灰鑄鐵的性能：（1）鑄造性能好；（2）減摩性能好；（3）減震性能好；（4）切削加工性能好；

（5）缺口敏感性較低：（舉例：麻子臉；黑白衣服，標準好學生）（6）抗拉強度、塑性、韌性比相應的基體的鋼低。2.影響鑄鐵組織和性能的因素（G＝石墨）（1）化學成分：

C、Si→G，Mn、S、P→Fe3C。（2）冷卻速度： V↑→ Fe3C、V↓→G。

3.灰鑄鐵的孕育處理（變質處理）：變質劑：硅鐵75％。

在鑄鐵未澆注前，向鐵水中加入少量變質劑（Si＋Fe）、（Si＋Ca），形成非自發晶核，細化晶粒，從而提高其力學性能。4.灰鑄鐵的牌號及其生產特點

（1）灰鑄鐵的牌號 HTab： ab為材料的最低抗拉強度。（2）灰鑄鐵的生產特點

二、可鍛鑄鐵

（馬鐵、瑪鋼、展性鑄鐵、韌性鑄鐵）C→G絮狀。成分：

組織特點： G絮狀＋基體。① G絮狀＋F：鐵素體可鍛鑄鐵。② G絮狀＋F：珠光體可鍛鑄鐵。牌號：KTHab－c： ab為最低抗拉強度。

c為最低延伸率。

黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。

三、球墨鑄鐵】

1950年，我國開始球鐵的研究，1959年無錫柴油機廠利用球鐵代替45、40Cr鋼，壽命、機械性能相近，成本降低50～80％，工時減少30～50％。1964年廣州柴油機廠利用球鐵代替合金鋼，成本降低85％。1.球墨鑄鐵的組織和性能： 2.球墨鑄鐵的生產特點（1）鐵水

（2）球化處理和孕育處理：球化劑和變質劑。（3）鑄型工藝（4）熱處理

四、蠕墨鑄鐵 1.蠕墨鑄鐵的性能 2.蠕墨鑄鐵的制取 3.蠕墨鑄鐵的應用

第三節 銅、鋁合金鑄件生產 復習舊課：鑄鐵件的生產特點。

一、鑄造銅合金 銅及銅合金

1.銅：99.95％Cu（紫銅）

面心立方晶格，比重大，塑性好，強度低，σb＝200～250MPa、δ＝45～50％，耐蝕性強，主要用于制造電線、電纜、配置銅合金。工業純銅：T1～T5，數字越大，銅純度越低。

T1：99.95％、T2：99.90％、T3：99.70％、T4：99.50％。2.銅合金：

加入Sn、Zn、Pb、Al、Ni等。①黃銅：（Cu＋Zn）

A.壓力加工黃銅H： H96、H68、HSn62－1。B.鑄造黃銅ZH：ZHSi80－

3、ZHAl67－25。

②青銅：（Cu＋Sn）、（Cu＋Cr）、（Cu＋Pb）、（Cu＋Al）。A.壓力加工青銅QSn：QSn6.5－0.1。B.鑄造青銅ZQSn10－1。③白銅：（Cu＋Ni）。3.熱處理：去應力退火。

二、鑄造鋁合金

1.鋁：99.9968％Al，面心立方晶格，比重小，塑性好，強度低，耐腐蝕能力強，表面易形成Al2O3，主要用于制造電線、電纜、配制合金，σb＝80MPa、δ＝50％、ψ＝80％。工業純鋁：L1～L5，數字越大，鋁純度越低。L1：99.50％Al、L2：99.00％Al、L3：98.00％。2.鋁合金：

加入銅、鎂、錳、鋅、硅等。①壓力加工鋁合金（形變鋁合金）：

A.防銹鋁合金LF：Mn＋Mg，LF5、LF11、抗蝕、強度低、焊接性好。B.硬鋁合金LY：Cu＋Mg，LY1、LY11，機械性能好，抗蝕性好。C.超硬鋁合金LC：Cu＋Mg＋Zn，LC4、LC3抗蝕性差、室溫強度高。D.鍛鋁合金LD：Mg＋Si＋Cu，LD5，LD6、鍛造性好、機械性能好。②鑄造鋁合金：

A.鑄造鋁硅合金ZL1：Si、ZL101、Zl104鑄造性能好、耐腐蝕。B.鑄造鋁銅合金ZL2：Cu、ZL203、ZL201、耐熱、鑄造、耐蝕性差。C.鑄造鋁鎂合金ZL3：Mg、ZL302、ZL301、機械性能好抗蝕、比重大。D.鑄造鋁鋅合金ZL4：Zn、ZL401、ZL402、抗蝕性差、壓鑄性好。③熱處理：

變質處理（2/3NaF＋1/3NaCl）、時效強化。

三、銅、鋁合金鑄件的生產特點 1.銅合金的熔化 2.鋁合金的熔化 3.鑄造工藝

四、鈦、鈦合金

性能：質量輕、比強度高，高溫強度好，低溫韌性優異，耐蝕性好。比強度：強度和密度的比值。鈦和鈦合金的基本性能：

鈦為銀白色的金屬，密度為4.5g/mm3，熔點為1668℃，具有同素異晶轉變：882℃以下呈密排六方晶格－α－Ti，882℃以上呈體心立方晶格－β－Ti。① 比強度值高：σs＝1300MPa； ② ②熱強度高：500℃，保持高強度； ③耐腐蝕性好：超過不銹鋼； ④疲勞極限高：遠遠超過鋁合金。

二、鈦合金

1.α類鈦合金：加入鋁、錫、鋯等。

TA5、TA7，高溫強度好、組織穩定、抗氧化性好，抗蠕變性好，焊接性能好。2.β類鈦合金：加入釩、鉬、鈮、鉻、錳等。TB2，較高的強度，優良的沖壓性能。3.（α＋β）類鈦合金 TC4、TC4，常溫下強度較高，優良的塑性，易鍛造，扎制，沖壓。總之：是飛機、導彈、宇宙飛船、艦艇的理想結構材料。軸承合金：

在滑動軸承中制造軸瓦及內襯的合金。材料：1.錫基軸承合金（巴氏合金）ZChSnSb11－6（ZChSn2）2號。ZChSnSb12－4－10（ZChSn1）1號。2.鉛基軸承合金（巴氏合金）ZChPbSb16－16－2（ZChPb1）1號。ZChPbSb15－5－3（ZChPb2）2號。3.銅基軸承合金 ZQPb30、ZnSn10－1。

各種軸承合金性能的比較

種類 錫基軸承合金 鉛基軸承合金 銅基軸承合金 鑄鐵

抗咬合性 優 優 中 差

磨合性 優 優 差 劣

耐蝕性 優 中 中 優

耐疲勞性 劣 劣 良 優

硬度HB 20～30 15～30 50～80 160～180 溫度℃ 150 150 230 150

最大應力MPa 600～1000 600～800 2000 300～600 咬合性：當摩擦條件不良時，軸承材料與軸粘著和焊合性。

磨合性：在不長的工作時間后，軸承與軸能自動吻合，使載荷均勻作用在工作面上，避免局部磨損。

第三章 砂型鑄造

復習舊課：鑄鋼、鑄鋁、鑄銅的生產特點。

砂型鑄造是傳統的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產。第一節 造型方法的選擇

鑄鐵件、鑄鋼件、鑄鋁件、鑄銅件……的制造工藝方法。定義：將熔化的金屬材料澆注到鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，得到毛坯的方法。產品：毛坯（鑄件）

一、手工造型 1.單件、小批生產： 2.成批生產

P．55看過錄像后，要學生設計①畫出木模②確定分型面③活塊設計④敘述整個制造過程。

二、機器造型（造芯）1.機器造型（造芯）基本原理（1）填砂；（2）震擊緊砂；（3）輔助壓實；（4）起模。

3.機器造型的工藝特點 第二節 澆注位置和分型面的選擇

澆注位置是指澆注時鑄型分型面所處的空間位置，而鑄型分型面是指鑄型組元間的結合面。

一、澆注位置選擇原則

（1）鑄件的重要加工面應朝下。（2）鑄件的大平面應朝下。

（3）將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或處于垂直或傾斜位置。（4）在較厚部位安放冒口。

二、鑄型分型面的選擇原則

定義：以砂子為主要原料形成鑄型型腔的鑄造工藝。（1）以平面為易、越少越好。（2）重要面置于下箱。（3）模型易出 第三節 工藝參數的選擇 復習舊課：鑄造工藝設計。

一、機械加工余量和最小鑄孔

二、起模斜度 為了使模樣便于從砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時，必須留出一定的的傾斜度。外壁的起模斜度通常為15′～3o，內壁的起模斜度通常為3o～10o。

三、收縮率

通常灰鑄鐵為0.7％～1.0％，鑄鋼為1.3％～2.0％，鋁硅合金為0.8％～1.2％。

四、型芯頭

第四節 綜合分析舉例

一、支座（1）方案Ⅰ（2）方案Ⅱ（3）方案Ⅲ

A．單件生產、小批生產 B．大批量生產

二、C6140車床進給箱體 1.分型面的選擇

方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ。A．單件生產、小批生產 B．大批量生產

2.鑄造工藝圖

第四章 特種鑄造 第一節 熔模鑄造

復習舊課：鑄造工藝參數的選擇。

一、熔模鑄造的工藝過程 1.蠟模制造（1）壓型制造（2）蠟模的壓制（3）蠟模組裝 2.型殼制造（1）浸涂料（2）撒砂（3）硬化 3.焙燒和澆注（1）焙燒（2）澆注

二、熔模鑄造的特點和適用范圍 優點：

（1）型腔表面極為光滑

（2）能生產高熔點的黑色金屬鑄件（3）生產批量不受限制。第二節 金屬型鑄造

一、金屬型構造

二、金屬型的鑄造工藝 1.噴刷涂料

2.金屬型應保持一定的工作溫度 3.適合的出型時間

三、金屬型鑄造的特點和適用范圍 第三節 壓力鑄造

一、壓力鑄造的工藝過程（1）注入金屬（2）壓鑄（3）取出鑄件

二、壓力鑄造的優點和適用范圍

（1）鑄件的精度及其表面質量較其它鑄造方法均高。

（2）可壓鑄形狀復雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺紋、齒輪等。（3）鑄件的強度和硬度均較高。

（4）壓鑄的生產率較其它鑄造方法均高。

第四節 低壓鑄造

一、低壓鑄造的基本原理

二、低壓鑄造的特點和適用范圍（1）充型壓力和充型速度便于控制。（2）鑄件組織較砂型鑄造致密。（3）金屬的利用率提高了90％～98％。（4）利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件。

第五節 離心鑄造

一、離心鑄造的基本方式

二、離心鑄造的特點和適用范圍 優點：

（1）省工、省料，降低了成本。

（2）極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷。（3）便于制造雙金屬鑄件。缺點：

（1）尺寸偏差大，而且內表面粗糙。

（2）不適合密度偏析大的合金及輕合金鑄件。

第六節 其它特種鑄造方法

一、陶瓷型鑄造 1.基本工藝過程

2.陶瓷型鑄造的特點及適用范圍

二、實型鑄造 1.泡沫述塑料模 2.鑄造工藝 3.特點

第七節 常用鑄造方法的比較

復習舊課：特種鑄造

第五章 鑄件結構設計

進行鑄件設計時，不僅要保證其力學性能和工作性能要求，還必須考慮鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結構的要求。

第一節 鑄件結構與鑄造工藝的關系 第二節 鑄件結構與合金鑄造性能的關系 1.鑄件壁厚要適當。2.鑄件壁厚宜均勻。

3.鑄件壁的連接應平緩、圓滑。4.防裂筋的應用。

5.減緩筋、輻收縮的阻礙。復習舊課：鑄件結構工藝。

第三篇 金屬壓力加工

壓力加工的特點：經過壓力加工過的金屬材料，具有細晶粒結構；能使粗大枝晶和各種夾雜物都沿著金屬流動的方向被拉長，呈現出纖維組織；并使鑄造時內部缺陷（如微裂紋、氣孔、疏松等）得以壓合，因而提高了金屬的力學性能。很多承受重載荷的、受力復雜的零件都使用鍛件。另外，鍛件還具有適用范圍廣，使用模型鍛造有較高的生產率、節省材料的特點。與焊接和鑄造等方法相比，使用較廣的自由鍛造所獲得的產品形狀比較簡單，若要生產外形和內腔復雜的零件較為困難，甚至是不可能的。

第一章 金屬的塑性變形

第一節 金屬塑性變形的實質

塑性變形：當外力增大到使金屬的內應力超過該金屬的屈服點之后，既使外力停止作用，金屬的變形也不消失。

金屬的塑性變形的實質是晶體內部產生滑移的結果。在切向應力的作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定的晶面產生相對滑移（該面稱滑移面），從而造成晶體的塑性變形。

第二節 塑性變形對金屬組織和性能的影響

金屬的變形：

彈性變形、塑性變形、頸縮變形。

彈性變形：去除外力作用時，能恢復原形。塑性變形：去除外力作用時，不能恢復原形。頸縮變形：材料趨向接近斷裂。

加工硬化：隨變形程度的增大，強度和硬度上升而塑性下降的現象。

原理：壓力加工就是利用材料的塑性變形，即使晶體中晶粒相對于另一個晶粒發生滑移或錯位，達到所要求的變形程度。冷變形：在再結晶溫度以下的變形。熱變形：在再結晶溫度以上的變形。

T再＝0.4T熔

例：純鐵：t熔＝1538℃、45：t熔＝1450℃。

純鋁：t熔＝660℃、Cu：t熔＝1083℃。

T熔＝t熔＋273℃（絕對溫標）

加工硬化：塑性變形程度越高，強度和硬度就升高。消除方法：再結晶退火。

第三節 金屬的鍛造性

金屬的可鍛性是衡量材料在經受壓力加工時獲得優質制品難以程度的工藝程度。

一．金屬的本質

1.化學成分的影響：含碳量；雜質含量等。2.金屬組織的影響：奧氏體；鐵素體等組織。

二、加工條件 1.變形溫度的影響 鍛造溫度：

碳鋼： 800℃～（AE－200℃）。合金鋼：830℃～（AE－150℃）。溫度過低：導致鍛件破裂報廢。

溫度過高：將產生過熱、過燒、脫碳和嚴重氧化等缺陷。2.變形速度的影響：一般情況下可忽略不計。3.應力狀態的影響：壓應力較拉應力為易。

錄像：鍛造

復習舊課：金屬塑性成形原理。第二章 鍛造 第一節 鍛造方法

一、自由鍛 1.自由鍛工序（1）基本工序 鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、錯移。（2）輔助工序

2.鍛件分類及基本工序方案

二、模鍛 1.錘上模鍛（1）模鍛模膛（2）制坯模膛 2.曲柄壓力機上模鍛 3.摩擦壓力機上模鍛 4.胎模鍛

第二節 鍛造工藝規程的制訂

一、繪制鍛件圖

二、坯料重量和尺寸的確定

三、鍛造工序的確定

四、鍛造工藝規程中的其它內容

第三節 鍛件結構的工藝性

一、自由鍛件的結構工藝性

二、模鍛件的結構工藝性

復習舊課：鍛件的結構工藝性。

第三章 板料沖壓

板料沖壓是利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。特點：

（1）可以沖出形狀復雜的零件，且廢料較少。

（2）產品具有較高的精度和較低的表面粗糙度，沖壓件的互換性較好。（3）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度都較高的零件。（4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化。第一節 分離工序

一、落料及沖孔（通稱沖裁）1.沖裁變形過程 2.凹凸模間隙

3.凹凸模刃口尺寸的確定 4.沖裁件的排樣

二、修整

三、切斷 第二節 變形工序

一、拉深 1.拉深過程 2.拉深中的廢品 3.旋壓

二、彎曲

三、翻邊

四、成形 第三節 沖模簡介

一、簡單沖模

二、連續沖模

三、復合沖模

第四節 沖壓件的結構工藝性

一、沖壓件的形狀及尺寸

二、簡化工藝及節省材料的設計

三、沖壓件的厚度

四、沖壓件的精度和表面質量

復習舊課：板料沖壓。第四章 特種壓力加工方法簡介 第一節 精密模鍛 第二節 零件擠壓 第三節 零件扎制

一、縱扎

二、橫扎

三、斜扎

復習舊課：板料沖壓。第四篇 焊接 第四章 焊接 第一節 焊接電弧

焊接：用加熱或加壓的方法，通過材料的原子擴散，使其連接成一個整體的工藝過程。切割：使材料切斷、割離的工藝過程。

焊接分三類：①熔化焊：熔化金屬從而使接頭連接起來。②壓力焊：金屬焊件受壓使接頭連接起來。③釬焊：熔化釬料使焊件接頭連接起來。特點：①省料省時。②拼小成大。③技術高。④能制雙層金屬。

手工電弧焊 工作原理： 焊接電弧

電路短路－電弧－放電－熱量Q（2000～8000℃）工作區域：陽極、弧祝區、陰極區（直流電）陽極區：42～43％Q；

弧柱區：20～38％Q、6000～8000℃； 陰極區：36～38％Q 2400～3200℃。

陽極接焊件、陰極接焊條－正接法（厚焊件）。陽極接焊條、陰極接焊件－負接法（薄焊件）。電焊機（弧焊機）

直流弧焊機：焊逢質量好。交流弧焊機：價格較低。第二節 焊接接頭的組織與性能

一、焊接工件上溫度的變化與分布

二、焊接接頭的組織和性能 1.焊縫 2.焊接熱影響區（1）熔合區（2）過熱區（3）正火區（4）部分相變區

一、改善焊接熱影響區組織和性能的方法 第三節 焊接應力與變形 復習舊課：焊接應力和變形。第四節 焊條電弧焊

一、焊條電弧焊的焊接過程

二、電焊條

1.焊條芯：導電、填充焊縫。

2.藥皮：穩定電弧、隔絕空氣、排除渣子。

焊芯組成：C≤0.1％、Si≤0.03％、S<0.04％、P<0.03％。

藥皮組成：穩弧劑（K2CO3、Na2CO3）＋造氣劑（淀粉）＋造渣劑（螢石）＋脫氧劑（Mn、Fe）＋粘結劑（W、Fe）＋合金劑（水玻璃）。3.焊條的種類、型號和牌號 十種分類：

結構鋼焊條J、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條R、低溫鋼焊條D、不銹鋼焊條G、A、特殊用途焊條W、堆焊焊條B、鑄鐵焊條Z、鎳及鎳合金焊條N、銅及銅合金焊條T、鋁及鋁合金焊條L。4.焊條的選用原則 第五節 埋弧焊

一、埋弧焊的焊接過程

二、埋弧焊的特點（1）生產率高

（2）焊接質量高而且穩定（3）節省金屬材料（4）改善了勞動條件

三、埋弧焊的焊絲與焊劑

四、埋弧焊工藝 第六節 氣體保護焊

一、氬弧焊 1.不熔化極氬弧焊 2.熔化極氬弧焊 氬弧焊的特點： 脈沖氬弧焊的特點： 二、二氧化碳氣體保護焊 CO2氣體保護焊

第七節 等離子弧焊接與切割 等離子弧焊接的特點：

（1）等離子弧焊的焊接速度高，生產率高，焊逢表面光潔。（2）可焊接很薄的箔材。

第八節 微型計算機在電弧焊中的應用 焊接機器人的優點： 復習舊課：各種焊接方法。第二章 其它常用焊接方法

第一節 電阻焊

一、點焊

二、縫焊

三、對焊 第二節 摩擦焊 摩擦焊的特點：

第三節 釬焊

一、硬釬焊

二、軟釬焊釬焊的特點：

第四節 電渣焊電渣焊的特點：

第五節 真空電子束焊接 真空電子束焊接的特點：

第六節 激光焊接

激光焊接的特點：復習舊課：各種焊接方法。第三章 常用金屬材料的焊件 第一節 金屬材料的焊件性

一、焊接性的概念

金屬材料的焊接性，是指被焊金屬在采用一定的焊件方法、焊件材料、工藝常數及結構形式條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。

二、鋼材焊接性的估算方法 根據經驗：

W（C）當量<0.4％時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，焊接性良好。

W（C）當量＝0.4％～0.6％時，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，焊接性能相對較差。W（C）當量>0.6％時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，焊接性不好。

三、小型抗裂試驗法 第二節 碳鋼的焊接

一、低碳鋼的焊接

二、中、高碳鋼的焊接 焊接的特點：

第三節 合金結構鋼的焊接（1）熱影響區的淬硬傾向（2）焊接接頭的裂紋傾向

第四節 鑄鐵的補焊 鑄鐵的焊接特點：

第五節 非鐵金屬及其合金的焊接

一、銅及銅合金的焊接 特點：

二、鋁及鋁合金的焊接 特點：

復習舊課：材料的焊接性。第四章 焊接結構設計 第一節 焊接結構件的材料 第二節 焊接接頭的工藝設計

一、焊縫的布置

（1）焊縫布置應盡量分散（2）焊縫的位置應盡可能對稱布置

（3）焊縫應盡可能避開最大應力端面和應力集中位置（4）焊縫應盡量避開機械加工表面（5）焊縫位置應便于焊接操作

二、接頭形式的選擇與設計 1.接頭形式 2.坡口形式 3.接頭過渡形式

4.其它焊接方法的接頭與坡口形式

復習舊課：金屬塑性成形原理。第八章 非金屬材料 1.來源廣泛。2.特殊的性能。第一節 塑料

是一種高分子材料，在一定條件下（加熱、加壓），可塑制成型，在使 用條件下保 持固定的形狀。

一、塑料的特性：

主要成分：樹脂＋填充劑＋增塑劑＋穩定劑＋潤滑劑＋著色。樹脂：酚醛樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、聚乙烯、聚氯乙稀、尼龍。高分子：幾千個、幾萬個、幾十萬個原子組成。低分子：H2O、CaCO3、C2H5OH、C12H22O11（蔗糖）

1968年開始研究、開發；1909年 2萬噸、1930年 10萬噸、1960年 640萬噸、1986年 1億噸。

1.重量輕：比重約在0.83～2.2之間，平均比重為鋁1/2，鋼1/5，鉛1/8； 最輕：聚4－甲基戊烯，最重：聚四氟乙烯。

2.優越的化學穩定性：聚四氟乙烯能耐“王水”，不必涂料。

3.優良的電絕緣性能：在高頻、超高頻條件下，陶瓷、云母不能相比。

4.比強度高：是空間技術上使用的結構材料。衡量材料：比強度：強度：密度。比彈性模量：彈性模量：密度。5.優良的耐磨、自潤滑和吸震性能。電子設備的傳動機構、隔音材料。6.粘結能力強：環氧樹脂－“萬能膠”。

7.卓越的成型性能：節約材料，節省工時，工人技術低，大批生產。

主要缺點：耐熱性不能很高，導熱系數小，表面硬度低，容易老化，機械性能低。

二、塑料的分類及用途：

按應用狀況分：通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料。按介電性能分：低頻塑料、高頻塑料。按填料的形狀分：粉狀塑料、纖維塑料、層狀塑料。按樹脂的性質：

熱固性塑料、熱塑性塑料 1.熱固性塑料

由加熱硬化的合成樹脂制得，這一變化過程既有物理變化，又有化學變化，變化過程不可逆。再加熱不再軟化，不再具有可塑性，過高分解。

常用的包括：

①酚醛塑料：（PF）電木粉，膠木粉。苯酚＋甲醛＋木屑＋石棉＋云母等。

良好的耐熱性，耐磨性，電絕緣性，不耐氧化性酸類，應用于電話機外殼，開關、插頭、齒輪、帶輪、管、棒等。②氨基塑料：（電玉粉）。

尿醛樹脂（UF）＋密胺樹脂（MF）＋石棉。

自熄性，防毒性，耐電弧性，耐熱性，易著色。應用于日用品，餐具，電器零件，泡沫塑料、隔音材料等。③有機硅塑料

有機硅樹脂＋石棉＋玻璃纖維。

絕緣、耐高低溫、防潮、防鹽霧、耐輻射。應用于電動機、變壓器、電子器件涂料等。④環氧樹脂塑料 粘結劑 2.熱塑性塑料

可以多次反復加熱而仍具有可塑性的合成樹脂，這一過程只有物理變化而無化學變化，其變化過程是可逆的。①聚氯乙稀（PVC）氯綸

聚氯乙稀＋穩定劑＋填料＋增塑劑。

機械性能頗高，堅韌、絕緣性好，耐酸堿，化學穩定性好，自熄性，較難成型，耐熱性不高，（－15～＋55℃）。應用于電線包皮、農用薄膜、彎頭，日用品等。②聚乙烯：（PE）（高分子石蠟）

無毒，柔軟性好，耐沖擊性，透明性，易成型加工，高溫絕緣材料，耐熱性低，硬度、機械強度低。應用于無線電傳真、通訊、探測、雷達用途中的高頻絕緣電線，理想的包裝材料、農業薄膜。

③聚丙烯（PP）丙綸

耐水性，絕緣性能，化學穩定性、易成形加工，比水輕，耐磨性差，收縮性差，低溫呈脆性，易受紫外線照射老化。應用于容器、包裝袋、齒輪、微波元件等。④氟塑料：聚四氟乙烯（PTFE）（泰氟隆）（塑料王）氟綸

耐熱，耐寒性（－195～＋250℃），耐強酸，強堿，自熄性，絕緣性，熱膨脹性大，強度低，成型困難。應用于電容器、防火涂料。

⑤聚酰胺（PA）（尼龍Nylon、晴綸、錦綸）尼龍3、4、5、46、56、抗拉強度高，耐磨性和自潤滑性，耐熱性較低，絕緣性不高。應用于軸承、墊圈、滑輪、襯套等。

⑥ABS塑料

堅固、堅韌、堅硬，一定的化學穩定性和絕緣性能，不耐燃，不透明，耐候性不好。應用于電視機、收錄機的外殼、電話機殼、話筒等。

第二節 橡膠

是一種高分子材料，在一定條件下（加熱、加壓）可塑制成型，在使用條件下保持固定的形狀。

一、橡膠的特性：

主要成分：聚異戊二稀（橡膠樹、橡膠草的漿液）1.高彈性：800～1000％ 2.良好的吸收振動的能力。3.良好的耐蝕性。4.良好的絕緣性。5.一定的耐磨性。6.足夠的強度。

主要缺點：耐熱性不高，容易老化，易燃性，龜裂。

二、橡膠的分類及用途： 按來源分：天然橡膠、合成橡膠。按應用分：通用橡膠、特殊橡膠。1.天然橡膠：

由橡膠樹或橡膠草的漿液經去雜質和分離水分等加工程序而提煉的天然的聚異戊二稀，易溶解于醚、汽油、苯、有機溶劑，使用溫度100℃以下。2.合成橡膠：

由石油、天然氣、煤和農副產品為原料，通過有機合成制成單體，經聚合或縮聚制得彈性很高的材料。常用的包括：

①丁苯橡膠（SBR）：第一位。苯乙烯＋丁二稀。

（80～100℃）耐老化，耐熱性好，抗拉強度和耐磨性類似天然橡膠 加工性能不及天然橡膠。應用于輪胎、膠板。②丁腈橡膠（NBR）： 丁二稀＋丙稀腈。

耐油性、密封性好、耐熱較好150℃，不耐臭氧及寒冷，加工性較差。應用于密封圈、油管等。③順丁橡膠（BR）第二位。

聚丁二稀橡膠。優異的彈性、耐磨性，耐寒性。120℃以下，不耐熱，易燃。應用于輪胎、運輸帶等。

④聚氨酯橡膠（UR）： 氨基甲酸酯。

耐磨、耐油性好，強度較高。不耐熱，80℃以下。應用于膠帶、實心輪胎、耐磨制品等。⑤氟橡膠（FPM）： 氟基單體。200℃以下，耐高溫，耐蝕性好，抗輻射。應用于墊圈、化工襯里、高級密封件等。

第三節 陶瓷

是多晶體，由無數細小晶體聚集組成。

一、陶瓷的特性：

主要成分：氧化鋁＋氧化硅＋粘土。1.硬度高：氧化鋁陶瓷硬度（HRC68～70）2.抗壓強度高： 3.耐高溫： 4.耐磨損： 5.耐蝕性： 6.導熱選擇性： 7.導電選擇性：

主要缺點：脆性大，不能敲、彎、拉、剪切，急冷急熱。

二、陶瓷的分類及用途：

按用途：普通陶瓷（傳統陶瓷）、特種陶瓷。1.普通陶瓷： 粘土＋長石＋石英。

良好的耐熱性，耐蝕性，抗壓強度大。脆。應用于日常生活中（日用陶瓷、衛生陶瓷）和工業上（電瓷、耐酸陶瓷）2.特種陶瓷：

氧化物＋氮化物＋碳化物。

①電瓷 SiO2＋Al2O3＋K2O＋Na2O＋CaO＋MgO。

良好的絕緣性、耐蝕性，脆。應用于高、低壓輸電線路使用。②耐酸陶瓷： SiO2＋Al2O3＋CaF。

良好的耐酸、耐堿性能，脆。主要應用于化工容器、熱交換器（>170℃）③過濾陶瓷： Al2O3＋SiO2＋SiC。良好的過濾和分離性能（0.2～200μm），耐酸堿，脆。④高溫、耐腐蝕陶瓷（BN 氮化硼陶瓷）。

良好的耐熱（2800℃），耐蝕性，硬度低，脆。應用于坩鍋等。

第四節 復合材料

由兩種或兩種以上不同性質的或不同組織的材料組成的。

一、復合材料的特性： 1.較高的強度、剛度、耐蝕性。2.減磨、耐磨、隔熱、減震。

主要缺點：抗沖擊能力差、質量不穩定、成本較高。

二、分類及用途：

纖維復合材料、層疊復合材料、細粒復合材料、骨架復合材料。1.纖維復合材料

玻璃纖維復合材料：熱固性樹脂＋玻璃纖維。（玻璃鋼）抗拉、抗彎、抗壓強度好，沖擊韌性差。應用于儀器、儀表、機械零件等。2.層疊復合材料：（三合板）

多層復合：鋼＋青銅＋塑料。耐磨、機械性能好，難于制造。應用于軸承、墊片等。3.細粒復合材料

夾層結構材料：兩層薄而強的面板，中間夾一層輕而弱的芯子組成。面板：紙、木材、塑料。芯子：紙、棉布、石棉。

質輕，比強度、比剛度高，表面光滑。應用于隔音裝置、防火板、火車車箱等。

第五節 涂料

由一種有機高分子膠體的混和溶液，涂抹在物體表面上能結成干膜。

一、涂料的特性： 1.保護作用，標志。2.裝飾作用，偽裝。

主要缺點：有刺激性味，易磨損。

二、涂料的分類：

按涂料用途：建筑用漆、船舶用漆、汽車用漆。按施工方法：刷用漆、噴漆。

按成膜類：油酯類Y、瀝青類L、橡膠類J。1.酚醛樹脂漆

酚醛樹脂＋油類＋顏料＋溶劑＋輔助材料。

漆膜硬，光澤，干燥快、防潮、防銹。應用于家居、建筑、船舶、機械等。2.瀝青

瀝青＋油料＋顏料＋溶劑。

耐水性，絕緣性，耐酸堿，黑又亮。應用于縫紉機、自行車、五金等。

復習舊課：焊接結構設計。第一章 金屬切削的基礎知識 第一節 切削運動及切削要素

一、零件表面的形狀及切削要素 切削運動包括主遠動和進給運動 主運動的速度最高，消耗功率最大。

二、切削用量 1.切削速度V 2.進給量f 3.背吃刀量a

三、切削層參數

1.切削層公稱橫截面積A 2.切削層公稱寬度b 3.切削層公稱厚度h 第二節 刀具材料及刀具構造

一、刀具材料

1.對刀具材料的基本要求（1）較高的硬度（2）足夠的強度和韌度（3）較好的耐磨性（4）較高的耐熱性 較好的工藝性 2.常用的刀具材料 高速鋼 硬質合金 陶瓷刀具

3.其它新型刀具材料簡介（1）高速鋼的改進（2）硬質合金的改進（3）人造金剛石（4）立方氮化硼

二、刀具角度

1.車刀切削部分的組成（1）前刀面（2）后刀面（3）切削刃

2.車刀切削部分的主要角度（1）刀具靜止參考系 a.基面 b.切削平面 c.正交平面 d.假定工作平面（2）車刀主要角度 a.主偏角 b.副偏角 c.前角 d.后角 e.刃傾角

第五篇：金屬熱脹冷縮嗎教案

2.5 金屬熱脹冷縮嗎 【教學目標】 科學概念

1．許多固體和液體都有熱脹冷若冰縮的性質，氣體也有熱脹冷縮的性質。2．有些固體和液體在一定條件下是熱縮冷脹的。過程與方法

1．設計簡單操作的實驗活動，有效地觀察金屬固體體積變化的現象。2．正確使用酒精燈給物體快速加熱。

3．對生活中的現象嘗試用模型實驗加以解釋。情感、態度、價值觀

1．培養學生對探究各種物體的熱脹冷縮現象濃厚的興趣。2．初步意識到事物遵循普遍的變化發展規律，但也有特殊性。【養成教育訓練點】

1.培養學生的實驗操作能力。

2.培養學生對探究各種物體的熱脹冷縮現象濃厚的興趣。3.培養學生設計實驗的習慣。

【教學重點】設計實驗觀察金屬固體體積變化的現象。【教學難點】設計實驗觀察金屬固體體積變化的現象。【教學準備】固體體脹演示盒、圓鐵片、鋼條、有凹槽的木板、三角架、酒精燈、大頭針、小鐵釘等。

【教學過程】

一、故事導入 1．激情導入

1825年，英國鋪設了第一條鐵路，鋼軌是一根連一根的焊接在一起的。結果，到了炎熱的夏天，鋼軌就變得七歪八扭，左右彎曲，有些地方甚至還向上拱了起來；而到了寒冷的冬天，鋼軌竟斷裂成幾段。

學生猜測導致鐵軌彎曲的原因（激發學生探究的興趣）

二、觀察銅球的熱脹冷縮現象

1．我們知道了液體、氣體具有熱脹冷縮的性質后，到底固體會不會熱脹冷縮，現在我們就來做一個實驗來驗證一下。

學生觀察，交流討論，確定實驗方法。

2．教師出示實驗材料：這里有一個銅球，這里還有一個金屬環，銅球剛好能通過金屬環。想一想我們怎樣利用這個實驗材料來證明我們的猜想？

（通過分析材料引導學生思考實驗的方法。）

3．你們認為這個實驗應該怎樣做？根據什么現象知道固體的金屬球有沒有熱脹冷縮的性質。

匯報實驗方法。

4．按學生匯報的方法演示實驗。自己動手實驗（學生自己選擇實驗材料，讓學生真正成為實驗的組織者。從實驗中體驗實驗現象，對科學結論的提出加深理解。）

5．小結：通過實驗我們發現銅球具有熱脹冷縮的性質。

匯報實驗結果給學生留出探索空間，讓學生進行自主的探索與交流。

三、引導學生自主探究

1．剛才我們用實驗證明了：銅的熱脹冷縮，那是不是就可以說：“金屬具有熱脹冷縮的性質呢”？

交流討論。

2．如何來驗證標題：“金屬具有熱脹冷縮”的性質呢？（給學生提供大膽表達和相互交流學習的空間）

3．出示實驗材料：圓鐵片、鋼條、有槽的木板、三角架、酒精燈、大頭針、小鐵釘等。

4．根據材料設計一個實驗裝置，根據什么現象知道圓鐵片或鋼條有沒有熱脹冷縮的性質。

學生交流實驗方法，分組實驗，交流現象。

（學生自己動手實驗，培養學生的探究能力及小組合作的團結合作精神。）5．師巡視指導

6．小結：我們發現金屬墊片和鋼絲條也有熱脹冷縮的性質。

四、拓展延伸

1．銅球和鋼條都有熱脹冷縮的性質，那么是不是所有的金屬都會熱脹冷縮呢？ 2．閱讀教材38頁的資料。

3．總結：通過前面的學習，我們知道了許多金屬都有熱脹冷縮的現象。但也有少數金屬是熱縮冷脹的，如銻和鉍。

（讓學生認識到熱脹冷縮現象的存在，而且這種特殊性質也被運用到人類生產生活中了。）

五、歸納總結

通過這節課的學習，我們知道了大多數金屬都具有熱脹冷縮的性質。但銻和鉍這兩種金屬除外，具有熱縮冷脹的性質。

【板書設計】 5．金屬熱脹冷縮嗎

銅、鋼----大多數金屬 熱脹冷縮（銻、鉍----熱縮冷脹）