工程材料與熱處理教案

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院

教案

授課

授課內(nèi)容Ch1工程材料與機(jī)械制造過(guò)程講授

形式

2011年09月05日

模具1011公3201

授課第1周7、8節(jié)上課

授課班級(jí)

時(shí)間年月日地點(diǎn)

第周第節(jié)

1.了解材料及其成形工藝的歷史發(fā)展、工程材料的分類(lèi)及趨勢(shì)

教學(xué)目的

2.了解機(jī)械制造工藝的分類(lèi)及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、工程材料的生產(chǎn)過(guò)程

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)

.掌握材料及其成形工藝的培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、理

1.能正確了解材料及其成11.

形工藝的歷史發(fā)展過(guò)程、工歷史發(fā)展、工程材料的分類(lèi)論聯(lián)系實(shí)際品質(zhì)

教學(xué)目標(biāo)程材料的分類(lèi)及趨勢(shì)2.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械成品制造流程

的興趣

2.能正確了解機(jī)械制造工2.掌握機(jī)械制造工藝的分類(lèi)

藝的分類(lèi)及流程、工程材料及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、工程材料3.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)選材及加工流程的

的生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)過(guò)程興趣。

任務(wù)案例現(xiàn)代機(jī)器；司母戊鼎；越土勾踐青銅劍；寶鋼高爐

重點(diǎn)：對(duì)“成形工藝概念的理解，機(jī)械制造系統(tǒng)”的理解

重點(diǎn)難點(diǎn)

難點(diǎn)：對(duì)“成形工藝概念的理解，機(jī)械制造系統(tǒng)”的理解

及解決方

解決方法：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)制造的要求，從形狀、功能性入手，分析其成型的工藝流程及其機(jī)械

法

制造系統(tǒng)的過(guò)程，工藝條件的要求；老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、歸納和總結(jié)。

《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》相瑜才孫維連主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社

參考資料《金屬工藝學(xué)》王孝達(dá)田柏齡主編，北京，高等教育出版社

多媒體+教棒

教具

補(bǔ)充

作業(yè)布置

教學(xué)后記

教學(xué)方案設(shè)計(jì)

序?qū)W生時(shí)間分備

步驟教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)

號(hào)活動(dòng)配注

回顧與告知回顧：機(jī)械制圖內(nèi)容(i)回顧提問(wèn)、學(xué)生5分鐘

告知：本節(jié)課主要內(nèi)容及需達(dá)到的教學(xué)討論繪圖、圖樣的討論

目的表達(dá)方法發(fā)言

§1-1材料及其成形工藝的歷史發(fā)展15分鐘

§1-2工程材料的分類(lèi)及發(fā)展趨勢(shì)

一、材料的定義

二、我國(guó)材料的發(fā)展進(jìn)程30分鐘

三、材料科學(xué)技術(shù)------現(xiàn)代文

明的支柱之一

知識(shí)要點(diǎn)四、補(bǔ)充材料價(jià)格

§1.3機(jī)械制造工藝的分類(lèi)及技術(shù)發(fā)展20分鐘

趨勢(shì)

補(bǔ)充工程材料的生產(chǎn)過(guò)程概述10分鐘

一、鋼鐵材料的生產(chǎn)過(guò)程：工業(yè)純鐵，

生鐵，鋼。

二、有機(jī)高分子的生產(chǎn)過(guò)程

1.材料、材料的發(fā)展史；材料科學(xué)技術(shù)；

機(jī)械制造的工藝及其生產(chǎn)過(guò)程10分鐘

歸納與總結(jié)2.學(xué)習(xí)要求和方法

學(xué)習(xí)方法

(1)善于比較各種零件的加工制造過(guò)程

及工藝流程

(2)密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，認(rèn)真參加實(shí)

習(xí)和實(shí)訓(xùn)

(3)注意與基礎(chǔ)學(xué)科及相關(guān)學(xué)科知識(shí)

間的聯(lián)系。

布置作業(yè)

（空白處不夠填寫(xiě)可增加頁(yè)）

主要授課內(nèi)容或板書(shū)設(shè)計(jì)

主要教學(xué)方法：講授

導(dǎo)入

通過(guò)介紹材料在人類(lèi)發(fā)展中的重要作用，并引出當(dāng)前的材料及成形工藝的發(fā)展情況、材料的

主要應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)這門(mén)課程的興趣。并介紹學(xué)習(xí)《工程材料與材料成形工藝》

的目的，學(xué)習(xí)方法等。

新投

第一章工程材料與機(jī)械制造過(guò)程

介紹課程：工程材料與材料成形工藝是機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械電子等機(jī)械類(lèi)和近機(jī)

類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。其目的是使學(xué)生獲得有關(guān)工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件常用的金屬材料和非

金屬材料的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并使其初步具備根據(jù)零件工作條件和失效方式合理選擇與使用材

料，正確制定零件的冷、熱加工工藝路線(xiàn)的能力。

§1-1材料及其成形工藝的歷史發(fā)展

§1-2工程材料的分類(lèi)及發(fā)展趨勢(shì)

一、材料的定義

材料是人類(lèi)用來(lái)制作各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是先于人類(lèi)存在的，為人類(lèi)生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

二、我國(guó)材料的發(fā)展進(jìn)程：

石器--陶器一-青銅器--鐵器--鋼一-非金屬一-合成材料--復(fù)合材料

（4000年歷史）公元前6世紀(jì)

三、材料科學(xué)技術(shù)-------現(xiàn)代文明的支柱之一

支撐人類(lèi)文明大廈的四大支柱技術(shù)

1、材料科學(xué)與技術(shù)

2、生物科學(xué)與技術(shù)（細(xì)菌、細(xì)胞）

3、能源科學(xué)與技術(shù)（石油、煤礦）

4、信息科學(xué)與技術(shù)

材料貫穿機(jī)械工程的始終。

四、解決能源危機(jī)的辦法

1、向地殼的深部要資源

2、向海洋要資源

3、節(jié)約金屬材料尋找它的代用品

五、工程材料的分類(lèi)

按來(lái)源分1、天然材料2、人工材料橡膠

按用途分1、功能材料（以機(jī)械力學(xué)性能作為性能指標(biāo)的材料）

2、結(jié)構(gòu)材料（在聲、光、電、磁、熱及化學(xué)性能上有特殊效

應(yīng)的材料）

按化學(xué)性質(zhì)分1、金屬材料2、陶瓷材料（無(wú)機(jī)材料）3、高分子材料（有機(jī)材料）

§1.3機(jī)械制造工藝的分類(lèi)及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械制造的工藝：將各種原材料?，半成品加工成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程。

機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程：

（1）直接改變工件的形狀，尺寸，性能及決定零件相互位置關(guān)系的加工過(guò)程。（毛坯制造，

機(jī)械加工，熱處理，表面保護(hù)等）

（2）按功能分搬運(yùn)，貯存，檢驗(yàn)，包裝等輔助生產(chǎn)過(guò)程，它們創(chuàng)造附加價(jià)值。

機(jī)械制造工藝分類(lèi)

代碼名稱(chēng)

0鑄造

1壓力加工

2焊接

3切削加工

4特種加工

5熱處理

6覆蓋層

7裝配與包裝

8其他

補(bǔ)充工程材料的生產(chǎn)過(guò)程概述

一、鋼鐵材料的生產(chǎn)過(guò)程：工業(yè)純鐵，生鐵，鋼。

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程：高爐煉鐵水預(yù)處理一?氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼一?爐外精煉鋼

連鑄一?鋼坯熱喉熱送一?連軋

⑴生鐵的生產(chǎn)過(guò)程

（2）煉鋼

⑶鋼的澆鑄

⑷鋼的壓力加工

二、有機(jī)高分子的生產(chǎn)過(guò)程

1.基本原料生產(chǎn)（基礎(chǔ)，基本有機(jī)原料生產(chǎn)）

2.有機(jī)高分子材料的生產(chǎn)過(guò)程

塑料，合成纖維，合成橡膠三大有機(jī)高分子材料都是基本有機(jī)原料進(jìn)一步合成加工制造出

來(lái)的。

小結(jié)并布置作業(yè)

（1）材料科學(xué)的重要地位與作用是什么？

（2）工程材料的分類(lèi)如何？

（3）本課程的任務(wù)與內(nèi)容是什么？

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院

教案

Ch2工程材料的性能

授課

授課內(nèi)容§2-1材料的力學(xué)性能§2-2材料的物理性能講授

形式

§2-3材料的化學(xué)性能§2-4材料的工藝性能

2011年09月07日第1

模具1011公2203

授課周上課

授課班級(jí)

時(shí)間年月日地點(diǎn)

第周第節(jié)

1.掌握金屬材料的力學(xué)性能

教學(xué)目的

2.掌握材料的物理性能、化學(xué)性能、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)

1.能應(yīng)用金屬材料的應(yīng)力1.能正確掌握金屬材料的1.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、理

一應(yīng)變圖，力學(xué)性能要點(diǎn)解力學(xué)性能要點(diǎn)論聯(lián)系實(shí)際品質(zhì)

教學(xué)目標(biāo)釋常見(jiàn)日常金屬發(fā)生的現(xiàn)2.能正確掌握材料的物理2.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)力學(xué)性能指標(biāo)的認(rèn)

象（現(xiàn)象略）性能、化學(xué)性能、工藝性能、知能力

2.能正確應(yīng)用金屬材料的經(jīng)濟(jì)性3.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械性能的認(rèn)知能

物理性能、化學(xué)性能、工藝力

性能分析問(wèn)題

任務(wù)案例泰坦尼克號(hào)失事；飛機(jī)爆炸；齒輪失效；易拉罐變形現(xiàn)象等

重點(diǎn)：力學(xué)性能指標(biāo)及其表示，公式，低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)的曲線(xiàn)分析

重點(diǎn)難點(diǎn)掌握材料的化學(xué)性能、材料的工藝性能、材料的經(jīng)濟(jì)性

及解決方難點(diǎn)：力學(xué)性能指標(biāo)及其表示，公式，低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)的曲線(xiàn)分析

法解決方法：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)零件失效的要求，從失效入手，分析其原因并引出講解的內(nèi)容；老師

進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、歸納和總結(jié)。

《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》相瑜才孫維連主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社

參考資料

《金屬工藝學(xué)》王孝達(dá)田柏齡主編，北京，高等教育出版社

多媒體

教具

作業(yè)布置Pis2-1-2-3+補(bǔ)充

教學(xué)后記

教學(xué)方案設(shè)計(jì)

序?qū)W生時(shí)間分備

步驟教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)

號(hào)活動(dòng)配注

回顧與告知回顧：緒論（i）回顧提問(wèn)、學(xué)生5分鐘

告知：材料的日常應(yīng)用，并引出材料的討論金屬材料的討論

性能指標(biāo)的重要作用；本節(jié)課主要內(nèi)容失效原因發(fā)言

及需達(dá)到的教學(xué)目的

M材料的，J學(xué)性能

基本概念,及機(jī)械性能10分鐘

勾種基本變，鄉(xiāng)

1)彈性變形；2）塑性變形：

2J舌形的三個(gè)腎T段及四個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)30分鐘

<P?，

為JL

a--3廣?！耙?/p>

知識(shí)要點(diǎn)1四a江

□?*

彈d'生變形""?塑性變形一?斷裂

0P；0e；<了S；°b;E=—10分鐘

3.3副見(jiàn)的集中另t效形式￡

4.4更度15分鐘

5.?P擊韌度;6.力變勞極限

力學(xué)性能-與失效形式的關(guān)系15分鐘

§："2金屬材用1的物理性能

1.金屬材料的三個(gè)（四個(gè)）變形階段和

歸納與總結(jié)四個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)；其他的力學(xué)性能指標(biāo)

2.金屬材料的工藝性能、物理及其化學(xué)

性能

2.學(xué)習(xí)要求和方法

（1）善于通過(guò)對(duì)金屬材料的失效分析

其機(jī)械性能5分鐘

（2）密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，認(rèn)真參加實(shí)

習(xí)和實(shí)訓(xùn)

（3）注意與基礎(chǔ)學(xué)科及相關(guān)學(xué)科知識(shí)

間的聯(lián)系。

布置作業(yè)

主要授課內(nèi)容或板書(shū)設(shè)計(jì)

主要教學(xué)方法：舉例介紹、比較講授，圖示法

一、導(dǎo)入

簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)上節(jié)課，通過(guò)介紹材料的日常應(yīng)用，并引出材料的性能指標(biāo)的重要作用，強(qiáng)調(diào)

學(xué)習(xí)節(jié)內(nèi)容的重要性。從幾個(gè)概念慢慢引出本節(jié)內(nèi)容，并舉例介紹學(xué)習(xí)工程材料應(yīng)用時(shí)選用

的重要性等。

二、新授

第二章工程材料的性能

§27材料的力學(xué)性能

一、基本概念：

外力作用下材料的變形與失效

作用在機(jī)件上的外力一一載荷（靜載荷，動(dòng)載荷）

力學(xué)性能一一材料在外力作用下所表現(xiàn)出的特性

外力----內(nèi)力------應(yīng)力

1.兩種基本變形

1）彈性變形

材料受外力作用時(shí)產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后恢復(fù)其原來(lái)形狀，這種隨外力消失而消失的變形,

稱(chēng)為彈性變形。

2）塑性變形：

材料在外力作用下產(chǎn)生永久的不可恢復(fù)的變形，稱(chēng)為塑性變形。

2.變形的三個(gè)階段

彈性變形—?塑性變形—?斷裂

3.常見(jiàn)的幾種失效形式

①斷裂②塑性變形③過(guò)量彈性變形④磨損⑤腐蝕

?強(qiáng)度和塑性

強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗永久變形和破壞的能力；塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)

生塑性變形而不破壞的能力。

⑴強(qiáng)度

1)屈服強(qiáng)度。s；2)抗拉強(qiáng)度。b

拉伸實(shí)驗(yàn)

應(yīng)力-應(yīng)變圖不受試樣尺寸的影響，可從圖上直接讀出受檢材料的力學(xué)性能指標(biāo)。

圖1低碳鋼的力——伸長(zhǎng)拉伸圖

曲線(xiàn)分為四階段：

1).階段I(oab)——彈性變形階段a:Pp,b:Pe(不產(chǎn)生永久變形的最大抗力)

oa段：P直線(xiàn)階段；ab段：極微量塑性變形(0.001-0.005%)

2).階段II(bed)段一一屈服變形；c:屈服點(diǎn)。Ps

3).階段HI(dB)段一一均勻塑性變形階段；B:Pb材料所能承受的最大載荷

4).階段IV(BK)段一一局部集中塑性變形，頸縮

鑄鐵、陶瓷：只有第I階段；中、高碳鋼：沒(méi)有第II階段。

1)屈服強(qiáng)度(oS)

指材料在外力作用下，產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力;。S=Fs/So(MPa)它表征了材料抵抗微量塑

性變形的能力。

當(dāng)材料單位面積上所受的應(yīng)力。6＜。＜公時(shí)，只產(chǎn)生微量的塑性變形。當(dāng)。＞。$時(shí)，材料

將產(chǎn)生明顯的塑性變形;條件屈服強(qiáng)度：。0.2=F0.2/S0(MPa)

屈服強(qiáng)度一是塑性材料選材和評(píng)定的依據(jù)。

2)抗拉強(qiáng)度(ob)

抗拉強(qiáng)度是材料在拉斷前承受最大載荷時(shí)的應(yīng)力。

。b=Fb/S0(MPa)它表征了材料在拉伸條件下所能承受的最大應(yīng)力。

抗拉強(qiáng)度一是脆性材料選材的依據(jù)。

⑵塑性

材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不引起破壞的能力。常用6和力作為衡量塑性的指

標(biāo)。/_/

<y='oxloo%

1)伸長(zhǎng)率，以3表示。

*0

式中，10為標(biāo)距原長(zhǎng)，11為斷裂后標(biāo)距長(zhǎng)度。4-4

2)斷面收縮率，以力表示?！?一^義100%

式中，A0為試樣原始橫截面積，A1為斷口處的橫截面積。

剛度(E)

材料在外力作用下抵抗彈性變形的能力稱(chēng)為剛度。E=—

在彈性階段：/攵△/

E—材料抵抗彈性變形的能力越大。

（小結(jié)）塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的性能。

表示材料的塑性指標(biāo)是：伸長(zhǎng)率6和斷面收縮率,；對(duì)于塑性差的材料，用。0.2來(lái)代替

os；1）使材料具有良好的成形性；2）受到外力變形時(shí)，有強(qiáng)化作用。

4.硬度

硬度是指材料對(duì)局部塑性變形、壓痕或劃痕的抗力。布氏硬度適用HB<450

原理皿壓入載荷（）

Nnin9IF

I）布氏硬度（HB）：期二壓痕的表面積（二九

應(yīng)用：淬火鋼球用以測(cè)定硬度<450的金屬材料?，其硬度值以HBS表示。

布氏硬度在450?650之間的材料，壓頭用硬質(zhì)合金球，其硬度值用HBW表示。

優(yōu)點(diǎn)：具有較高的測(cè)量精度。

⑵洛氏硬度

洛氏硬度一般用于HB〉450,1：10

低碳鋼：。b^3.6HB;高碳鋼：0bp3.4HB;調(diào)質(zhì)合金鋼：。b"3.25HB

優(yōu)點(diǎn)：操作迅速、簡(jiǎn)便，可由表盤(pán)，直接讀出硬度值；缺點(diǎn)：精度較差，硬度值波動(dòng)較

大。

⑶維氏硬度

優(yōu)點(diǎn)：維氏硬度可測(cè)定從很軟到很硬的各種材料，可測(cè)定較薄材料和各種表而滲層，且

準(zhǔn)確度高。

缺點(diǎn)：測(cè)試手續(xù)較繁。

5.沖擊韌性

材料抵抗沖擊載河而不破壞的能力稱(chēng)為沖擊韌性。

AK=G（Hl-H2）（J）ak=AK/S（J/m2）

在沖擊載荷下工作的零件，很少是受大能量一次沖擊而破壞的；往往是受小能量多次重復(fù)沖

擊而破壞的。

1）擺錘式一次沖擊試驗(yàn);2）小能量多次沖擊試驗(yàn)。如圖所示。

6.疲勞強(qiáng)度

材料在無(wú)數(shù)次重復(fù)或交變載荷作用下不引起破壞的最大應(yīng)力。

受交變載荷作用的零件，在其所受應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，會(huì)發(fā)生突然的斷裂。

而且是脆性斷裂。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約80%的機(jī)件失效為疲勞破壞。

二、力學(xué)性能與失效形式的關(guān)系

力學(xué)性能失效形式

斷裂

塑性變形

過(guò)量彈變

磨損

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教案

授課

授課內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一金屬材料的拉伸實(shí)驗(yàn)講授

形式

2011年09月09日第1機(jī)電系力學(xué)實(shí)

模具1011

授課周3、4節(jié)上課驗(yàn)室

授課班級(jí)

時(shí)間年月日地點(diǎn)

第周第節(jié)

1.掌握材料的力學(xué)性能測(cè)定方法

教學(xué)目的

2.熟練應(yīng)用計(jì)算力學(xué)性能指標(biāo)的公式

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)

.掌握力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度

1.能熟練掌握金屬材料的11.

力學(xué)性能指標(biāo)的測(cè)定流程規(guī)范2.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，敏銳

教學(xué)目標(biāo)的洞察力

2.能正確應(yīng)用金屬材料力2.掌握力學(xué)性能指標(biāo)及其對(duì)

學(xué)性能指標(biāo)的計(jì)算公式測(cè)量指標(biāo)操作的影響3.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程的素質(zhì)

.了解力學(xué)指標(biāo)測(cè)量的安全

3.能正確羅列、整理實(shí)驗(yàn)貫34.培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及應(yīng)變

徹內(nèi)容完成布置任務(wù)操作知識(shí)能力

任務(wù)案例

重點(diǎn)：力學(xué)性能指標(biāo)及其表示，公式，低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)的曲線(xiàn)

重點(diǎn)難點(diǎn)

難點(diǎn)：低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)的曲線(xiàn)分析：力學(xué)性能指標(biāo)的測(cè)定

及解決方

解決方法：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)材料力學(xué)性能指標(biāo)測(cè)定的要求，從測(cè)量方法入手，結(jié)合原理圖，分析

法

其測(cè)定的流程及其影響因素

《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》相瑜才孫維連主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社

參考資料

《金屬工藝學(xué)》王孝達(dá)主編，田柏齡副主編，高等教育出版社

實(shí)驗(yàn)儀器

教具

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

作業(yè)布置

教學(xué)后記

教學(xué)方案設(shè)計(jì)

序?qū)W生活時(shí)間備

步驟教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)

號(hào)動(dòng)分配注

回顧與告知回顧：低碳期的拉伸實(shí)驗(yàn)及其其他力學(xué)（i）回顧提問(wèn)、學(xué)生討

性能指標(biāo)討論力學(xué)性能的論發(fā)言5分鐘

告知：金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)測(cè)量的測(cè)量方法

方法；本節(jié)課主要內(nèi)容及需達(dá)到的教學(xué)

目的

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)生小15分

1.研究低碳鋼、鑄鐵的應(yīng)力一

組代表鐘

應(yīng)變曲線(xiàn)拉伸圖。

2.確定低碳鋼在拉伸時(shí)的機(jī)械性發(fā)言，記

能（比例極限Rp、下屈服強(qiáng)度ReL、強(qiáng)錄

度極限Rm、延伸率A、斷面收縮率Z

等等）。

3：確定鑄鐵在拉伸時(shí)的力學(xué)機(jī)械

知識(shí)要點(diǎn)性能。

二、實(shí)驗(yàn)原理：

拉伸實(shí)驗(yàn)是測(cè)定材料力學(xué)性能最

基本的實(shí)驗(yàn)之一。在單向拉伸時(shí)F—AL20分

（力一一變形）曲線(xiàn)的形式代表了不同鐘

材料的力學(xué)性能，利用：

F\L

a=-￡=——以小組

s。A)為單位

可得到。一￡曲線(xiàn)關(guān)系。接受工

三、實(shí)驗(yàn)所田的設(shè)備、儀器和工具作任務(wù)，

1、電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

每小組

一臺(tái)2、游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器各15分

一支；3、記號(hào)筆一支；4、低碳鋼試各成員進(jìn)

鐘

一個(gè)行分工，

四、實(shí)驗(yàn)步驟：

確立各

1.量度試件尺寸；

2.試驗(yàn)結(jié)果整理和計(jì)算自角色

（1）對(duì)拉伸曲線(xiàn)的修正；（2）根據(jù)拉

伸圖的比例，找出相應(yīng)的ReL,Rnio2()分

計(jì)算延伸率：

（3）鐘

五、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的使用注意事項(xiàng)：

1.實(shí)驗(yàn)室注意觀(guān)察低碳鋼的拉伸變

形階段

歸納與總結(jié)1()分

2.掌握實(shí)驗(yàn)操作的步驟

3.注意記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論鐘

布置作業(yè)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告5分鐘

主要授課內(nèi)容或板書(shū)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)一工程材料的拉伸實(shí)驗(yàn)

拉伸實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.研究低碳鋼、鑄鐵的應(yīng)力一一應(yīng)變曲線(xiàn)拉伸圖。

2.確定低碳鋼在拉伸時(shí)的機(jī)械性能（比例極限Rp、下屈服強(qiáng)度Re"、強(qiáng)度極限Rm、延

伸率A、斷面收縮率Z等等）。

3.確定鑄鐵在拉伸時(shí)的力學(xué)機(jī)械性能。

二、實(shí)驗(yàn)原理：

拉伸實(shí)驗(yàn)是測(cè)定材料力學(xué)性能最基本的實(shí)驗(yàn)之一。在單向拉伸時(shí)―AL（力一一變形）

曲線(xiàn)的形式代表了不同材料的力學(xué)性能，利用：

F\L

g=

可得到。一￡曲線(xiàn)關(guān)系。

三、實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備、儀器和工具

1、電子萬(wàn)能材料試瞼機(jī)一臺(tái)

2、游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器各一支

3、記號(hào)筆一支

4、低碳鋼試件各一個(gè)

四、實(shí)驗(yàn)步驟：

1.量度試件尺寸：

1）量度直徑而。對(duì)于圓試件，在計(jì)算長(zhǎng)度的兩端及中部三處用卡尺測(cè)量，每一處都

要在兩個(gè)互相垂直的方向上量出直徑，取其直徑最小值，測(cè)量精度到

2）確定計(jì)算長(zhǎng)度及。

在試件中間等粗的細(xì)長(zhǎng)部分內(nèi)，量取計(jì)算K度Lo（按10倍或5倍試件確定）。然后用刻

線(xiàn)機(jī)（記號(hào)筆等）把計(jì)算長(zhǎng)度Lo分成若干等分（通常是以5mm或10mm為一等分）。以便當(dāng)

試件斷裂不在中間時(shí)進(jìn)行換算，從而求得比較正確的延伸率。但刻線(xiàn)時(shí)，應(yīng)盡量輕微。

2.試驗(yàn)結(jié)果整理和計(jì)算：

1）對(duì)拉伸曲線(xiàn)的修正。

拉伸曲線(xiàn)得到后，往往在開(kāi)始處形成如圖3.3中所示的不規(guī)則的曲線(xiàn)。這是由于試驗(yàn)開(kāi)

始時(shí)，握緊器、夾具和試件之間尚未緊密相接。并非完全由于試件變形所致。因此對(duì)此曲線(xiàn)

要進(jìn)行修正，即將拉伸圖直線(xiàn)部分往下延長(zhǎng)，它與橫座標(biāo)相交，交點(diǎn)即為原點(diǎn)

2）根據(jù)拉伸圖的比例,找出相應(yīng)的ReL，Rm。并求出:

匕

下屈服點(diǎn)RCL=SO

F.

強(qiáng)度極限Rm=S。

3）計(jì)算延伸率:

L”一L。

A=L0100%

五、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的使用注意事項(xiàng)：

1、由于電氣參數(shù)初始化的原因，開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)時(shí)要注意順序，開(kāi)機(jī)順序?yàn)橹鳈C(jī)一計(jì)算機(jī)

一打印機(jī)，關(guān)機(jī)順序?yàn)樵囼?yàn)機(jī)一打印機(jī)一計(jì)算機(jī)。

2、安裝試樣前要注意將橫梁限位調(diào)整好，以防止損壞機(jī)器。

思考題：

1、試述低碳鋼拉伸過(guò)程的四個(gè)階段的力學(xué)特性。

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院

教案

§2-3材料的化學(xué)性能

授課

授課內(nèi)容講授

§2-4材料的工藝性能形式

§2-5材料的經(jīng)濟(jì)性

2011年09月14日笫2

模具1011公2203

授課周1、2節(jié)卜.課

授課班級(jí)

時(shí)間年月日地點(diǎn)

第周第節(jié)

1.了解金屬材料的化學(xué)性能指標(biāo)；

教學(xué)目的2.熟悉并掌握金屬的工藝性能指標(biāo)要求；

3.掌握金屬的經(jīng)濟(jì)性。

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)

.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，敏銳

1.能熟練掌握金屬材料的1

教學(xué)目標(biāo)1.能熟練掌握金屬材料的

工藝性能的洞察力

工藝性能的指標(biāo)

.培養(yǎng)學(xué)生熟悉金屬材料失效的

2.能熟悉材料化學(xué)性能指標(biāo)2

2.化學(xué)性能指標(biāo)

及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)機(jī)理分析能力

任務(wù)案例

重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：金屬的工藝性能

及解決方難點(diǎn)：金屬的工藝性能

法解決方法：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)日常生活中的常見(jiàn)金屬，從要求入手，分析其性能指標(biāo)

《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》相瑜才孫維連主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社

參考資料

《金屬工藝學(xué)》王孝達(dá)主編，田柏齡副主編，高等教育出版社

教具

作業(yè)布置課后看書(shū)

教學(xué)后記

教學(xué)方案設(shè)計(jì)

序?qū)W生活時(shí)間備

步驟教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)

號(hào)動(dòng)分配注

回顧與告知回顧：材料的力學(xué)性能（1）回顧提問(wèn)、學(xué)生討

告知：金屬材料的物理、化學(xué)及工藝性討論常見(jiàn)金屬的10分

論發(fā)言

能和需達(dá)到的教學(xué)目的其他性能鐘

一、材料的物理性能

比重

密度學(xué)生小20分

組代表鐘

熔點(diǎn)發(fā)言，記

錄

導(dǎo)電性

知識(shí)要點(diǎn)導(dǎo)熱性、磁性、熱膨脹系數(shù)。

二、材料的化學(xué)性能

15分

耐酸性、耐誡性、抗氧化性等鐘

三、材料的工藝性能：加工性能

40分

鑄造性能；毀造性能；焊接性能；切削

鐘

加工性能；粉末冶金性能；熱處理性能

等

歸納與總結(jié)5分鐘

1.金屬材料的物理、化學(xué)、工藝性能的

衡量指標(biāo)及要求

2.能掌握何種性能指標(biāo)及其含義

布置作業(yè)

主要授課內(nèi)容或板書(shū)設(shè)計(jì)

主要教學(xué)方法：講授

一、導(dǎo)入

簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)上節(jié)課金屬材料的力學(xué)性能，并對(duì)金屬材料的失效、成形以例子引入，激發(fā)學(xué)生

學(xué)習(xí)的興趣。從兒個(gè)概念慢慢引出本節(jié)內(nèi)容，并舉例介紹學(xué)習(xí)工程材料其他性能重要性和提出

相關(guān)相求等。

二、新授

§2-2材料的物理性能

1.密度

單位體積物質(zhì)的質(zhì)量稱(chēng)為該物質(zhì)的密度：

式中，P為物質(zhì)的密度(kg/m3)；m為物質(zhì)的質(zhì)量(kg)；V為物質(zhì)的體積(m3)。

密度小于5X103kg/m3的金屬稱(chēng)為輕金屬，如鋁、鎂、鈦及它們的合金。密度大于5X

103kg/m3的金屬稱(chēng)為重金屬，如鐵、鉛、鴇等。

2.熔點(diǎn)

金屬?gòu)墓虘B(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度稱(chēng)為熔點(diǎn)。熔點(diǎn)高的金屬稱(chēng)為難熔金屬，如鴇、鋁、機(jī)

等，可以用來(lái)制造耐高溫零件，如在火箭、導(dǎo)彈、燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣飛機(jī)等方面得到廣泛應(yīng)用。

熔點(diǎn)低的金屬稱(chēng)為易熔金屬，如錫、鉛等，可用于耨造熔絲和防火安全閥零件等。

3.導(dǎo)熱性

導(dǎo)熱性通常用導(dǎo)熱率來(lái)衡量。熱導(dǎo)率的符號(hào)是"單位是W/(m.K)。導(dǎo)熱率越大，導(dǎo)熱

性越好。金屬的導(dǎo)熱性以銀為最好，銅、鋁次之。

4.導(dǎo)電性

金屬材料能夠傳導(dǎo)電流的能力稱(chēng)導(dǎo)電性，通常用電導(dǎo)率來(lái)衡量，電導(dǎo)率越大，金屬材料

導(dǎo)電性越好。金屬導(dǎo)電性以銀為最好，銅、鋁次之。

5.熱膨脹性

金屬材料隨著溫度變化而膨脹、收縮的特性稱(chēng)為熱膨脹性。熱膨脹性用線(xiàn)脹系數(shù)和

體脹系數(shù)aV來(lái)表示。

式中，al為線(xiàn)脹系數(shù)（1/K或1/℃）；L1為膨脹前長(zhǎng)度（m）；L2為膨脹后長(zhǎng)度（m）；At

為溫度變化量（1＜或℃）。

6.磁性

鐵磁材料：在外磁場(chǎng)中能強(qiáng)烈地被磁化，如鐵、鉆等金屬材料

順磁材料：在外磁場(chǎng)中只能微弱地被磁化，如鎬、格等

抗磁材料：能抗拒或削弱外磁場(chǎng)對(duì)材料本身的磁化作用，如銅、鋅等

§2-3材料的化學(xué)性能

1.耐蝕性

金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其它化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力稱(chēng)耐蝕性。

2.抗氧化性

金屬材料在加熱時(shí)抵抗氧化作用的能力稱(chēng)抗氧億性。加入Cr、Si等合金元素可提高鋼的

抗氧化性。

§2-4材料的工藝性能

金屬材料的一般加工過(guò)程如下：

鑄--------------------------------MUT------r

熱鍛---------激件---------機(jī)加工----------?

鑄錢(qián)r焊接----------?r零件

CI—?熟孔f板、糠、型材、管材機(jī)加工-----------?

_冷軋、冷拔、冷沖一

1.鑄造性能

金屬材料鑄造成形的能力稱(chēng)為鑄造性能，常用流動(dòng)性、收縮性和偏析來(lái)衡量。

2.鍛造性能

金屬鍛造成形的能力為鍛造性能。它主要取決于金屬的塑性和變形抗力。

3.切削加工性能

金屬切削的難易程度稱(chēng)為切削加工性能。

4.焊接性能

金屬能焊接成具有一定使用性能的焊接接頭的特性稱(chēng)為焊接性能。

5.熱處理性能：金屬經(jīng)熱處理可使性能順利改善的性質(zhì)稱(chēng)為熱處理性能。

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院

教案

材料的結(jié)構(gòu)與凝固

Ch3授課

授課內(nèi)容§3-1材料的結(jié)合方式；§3-2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)；§3-3非金屬講授

形式

材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2011年0。月16日第2

模具1011多媒體3201

授課周3、4節(jié)上課

授課班級(jí)

時(shí)間年月日地點(diǎn)

第周第節(jié)

1.了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)；

教學(xué)目的2.熟悉金屬的結(jié)晶與鑄錠的組織；

3.掌握金屬的實(shí)際結(jié)構(gòu)與晶體缺陷。

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)

1.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，敏銳

的洞察力及理解能力

1.能熟練掌握金屬材料的1.能熟練掌握金屬材料的

教學(xué)目標(biāo)

晶體結(jié)構(gòu)結(jié)合方式及晶體結(jié)構(gòu)2.培養(yǎng)學(xué)生建立微觀(guān)金屬材料的

2.能正確理解金屬的實(shí)際晶2.能掌握金屬的實(shí)際晶體結(jié)感性認(rèn)識(shí)能力

體結(jié)構(gòu)及晶體缺陷的現(xiàn)象構(gòu)及晶體缺陷的現(xiàn)象

任務(wù)案例

重點(diǎn)：金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷

重點(diǎn)難點(diǎn)

難點(diǎn)：金屬的實(shí)際結(jié)構(gòu)與晶體缺陷、合金的相結(jié)構(gòu)

及解決方

解決方法：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)日常生活中