常用金属材料(碳钢)教案_常见金属单质教案

常用金属材料(碳钢)教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“常见金属单质教案”。

项目一

常用金属材料

课题一

碳钢

认识碳钢与碳钢的力学性能 【课题名称】

金属材料的力学性能、钢的分类、牌号和应用。【教学目标与要求】

一、知识目标

1）了解金属材料力学性能的主要内容。

2）熟悉钢的分类及常用钢的牌号表示方法、性能和应用场合。

二、能力目标

1）熟悉强度、塑性、硬度、疲劳强度等名词的含义。2）熟悉常用钢牌号的含义、特点及应用场合。

三、素质目标

1）了解金属材料力学性能的主要内容。2）能读懂钢的牌号的含义。

四、教学要求

1）了解强度、塑性、硬度、疲劳强度等主要力学性能的含义及指标。

2）熟悉常用工业用钢的分类方法。

3）熟悉常用钢的牌号的表示方法及其性能特点和应用。【教学重点】

1）抗拉强度、布氏与洛氏硬度、疲劳强度的含义及其表示方法。2）合金钢与碳素钢的区别，低、中、高碳钢的区别。3）常用钢的牌号及性能特点和应用场合。【难点分析】

1）布氏硬度和洛氏硬度使用条件的确定。2）常用钢的牌号与性能和应用场合。【分析学生】

1）对于力学性能指标的理解估计不会有太大困难，只要认真听课应当没有问题。

2）对常用钢材的性能及应用场合需要经过一段时间的学习才能逐渐理解和掌握。【教学思路设计】

本次内容为叙述性教学方法，通过多举实例来解说名词的含义、性能和应用场合，使学生逐渐掌握。内容较多且杂乱，讲课时要抓住重点，脉络清晰，记住常用的材料。【教学安排】

3学时（135分钟）【教学过程】

制作机械的常用材料可以分为金属材料和非金属材料两大类，而金属材料具有的优良性能，使其在机械零件的选材上占有绝大的优势，使用范围广，用量多。金属材料又分为黑色金属材料和有色金属材料两大类，熟悉和掌握金属材料的力学性能和常用金属材料的牌号、性能和应用场合，以及采用热处理方法提高金属材料的力学性能是机械基础的重要内容之一。

一、金属材料的力学性能

力学性能包括工艺性能和使用性能两种。工艺性能指金属材料加工成零件的难易程度，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削性能。这些性能将在机械制造工艺课程中作详细的介绍；使用性能是指金属材料在使用过程中所表现出来的性能，包括物理性能，如热胀冷缩；化学性能，如耐腐蚀性能。力学性能是指金属材料在外力的作用下所表现出来的应力与应变关系和弹性与非弹性的性能，主要衡量指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。.强度

强度金属抵抗塑性变形和断裂的能力。强度指标大小用应力来表示。由材料力学知识知道，低碳钢拉伸时，分为弹性阶段、屈服阶段和强化阶段，在弹性阶段外力与变形成正比，当外力去除后，材料的变形能恢复到原有的形状，而超过屈服点时，材料的变形就不能得到恢复。用屈服点的应力s表示屈服应力。

抗拉强度是材料超过屈服极限后继续变形，即强化阶段的最高点所对应的应力值，它是材料所能承受的最大应力，超过这个强度极限，材料将出现断裂。用b表示抗拉强度。

屈服极限s和抗拉强度b是衡量材料强度的二个重要指标。2.塑性

塑形是金属材料产生永久变形而不破坏的能力。用断裂时最大相对变形量来表示塑性指标，具体有： 1）断后伸长率（％）试样拉断后，标距伸长量与原始标距的百分比。

2）断面收缩率（％）试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。

3.硬度

硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑料变形、压痕或划痕的能力。常用的硬度指标有：

1）布氏硬度 用一定直径的钢球或硬质合金球体压入试样表面，所测得表面压痕直径表示材料的硬度。用钢球作测头的用HBS表示；用硬质合金作测头的用HBW表示。近来大都采用HBW的测头测量。布氏硬度用于硬度小于HBW350的场合表示。

2）洛氏硬度 主要应用于表示淬火钢的硬度，用HRC符号表示。其测量方法与布氏硬度相似。

4.韧性

韧性是指材料抵抗冲击载荷的能力。材料的韧性主要取决于强度和塑性两项指标。强度较大的材料，其抗冲击韧性也较好。

5.疲劳强度

疲劳强度是指材料承受无数次交变应力循环而不破坏的最大应力值，常用1表示。零件的失效形式中有80%～90％是由于突然疲劳断裂造成的。所以规定了各种不同机械设备有不同的使用寿命。如个人使用汽车的年限为14年或行驶某个规定公里数后必须强行报废。

6.金属的蠕变 蠕变是指材料在长期的高温条件下工作，如锅炉、内燃机等设备，其高温对金属材料的力学性能有很大的影响。规定在高温条件下持续工作时间内而不发生断裂的最大应力值为蠕变强度。

二、小结

力学性能是金属材料在外力作用下表现出来的特性，常用的性能有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。

三、布置作业