1、金属材料教案 机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理 课程编码 教材工程材料与热加工 大连理工大学出版社第 7 章 低合金钢与合金钢 学时2教学目的： 1 掌握钢的分类与牌号、性能特点及应用 2 掌握常用非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用； 3 能够识别我非国合金工具钢及常用特殊性能钢的牌号教学重点：1. 钢的分类及钢铁合金的分类与牌号、性能特点及应用；2. 非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用；3. 掌握铸造碳钢种类、牌号、性能特点及应用；教学难点：1. 钢的分类及钢铁合金的分类与牌号、性能特点及应用；2. 非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用；3. 掌握铸造碳钢种类、牌号、性能特
2、点及应用；授课形式：讲练结合，传授法 教学内容第五章 钢铁材料5.1.1 钢的分类及合金牌号统一数字代号体系5.1.2 钢铁及合金牌号统一数字代号体系5.2 非合金钢5.2.1 常存杂质元素的影响及非合金钢的分类1.常存杂质元素的影响2.非合金钢的分类提问或作业（1） 按钢的碳质量分数分 （2）按钢的质量分（3）按钢的用途分（4）按钢脱氧程度分：5.2.2 普通质量非合金钢1.牌号2.性能及用途5.2.3 优质非合金结构钢 1.牌号2.性能及用途及热处理5.2.4 非合金工具钢1.牌号 2.性能及用途及热处理 5.2.5 铸造碳钢1.牌号 2.性能及用途及热处理 机械工程学院课程教案 课程名称
3、金属材料与热处理 课程编码 教材工程材料与热加工 大连理工大学出版社第 5 章 第 3、4 节 学时2教学目的： 1. 掌握低合金钢的化学成分、性能与热处理牌号及用途2. 掌握合金钢化学成分、性能与热处理牌号及用途3. 掌握合金工具钢和高速工具钢的化学成分、性能与热处理牌号及用途教学重点：1. 低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢的化学成分2. 低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢性能与热处理牌号及用途教学难点：低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢的牌号及工艺曲线图授课形式：讲练结合，传授法教学内容5.3低合金钢5.3.1 低合金高强度结构钢的化学成分、性能与热处理1. 化学成分2. 性能特点
4、3. 热处理特点5.3.2 低合金高强度结构钢的牌号及用途1牌号2用途5.4 合金钢5.4.1机械结构用合金钢 合金渗碳钢、合金调质钢及合金弹簧钢1合金渗碳钢（1） 工作条件及性能要求表面受到强烈摩擦、磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷的作用，要求零件表面具有优异的耐磨性和高的疲劳强度，心部具有较高强度和足够的韧性（2） 化学成分及热处理工艺a 化学成分b热处理工艺（3）牌号及用途a 牌号b 用途2 3 用途提问或作业备注： 机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理 课程编码 教材金属材料与热处理 机械工业出版社第八单元 铸铁 模块一 铸铁的石墨化 模块二 灰铸铁 模块三 球
5、墨铸铁学时2教学目的： 1 掌握铸铁的分类2 掌握铸铁的石墨化过程3 掌握灰铸铁、球墨铸铁的性能教学重点：1 铁碳合金双重相图2灰铸铁、球墨铸铁的成分、性能、牌号和用途及热处理过程教学难点：1 铁碳合金双重相图2灰铸铁、球墨铸铁的成分、性能、牌号和用途及热处理过程授课形式： 讲练结合，传授法教学内容提问或作业第八单元 铸铁铸铁的分类按照碳的存在形式，铸铁可分为： 碳以渗碳体形式存在的，称为白口铸铁； 碳以石墨形式存在的，称为灰口铸铁；按照石墨的形态,灰口铸铁可分为: 石墨呈片状铸铁,称灰铸铁； 石墨呈团絮状的铸铁称可锻铸铁； 石墨呈球状的铸铁称球墨铸铁； 石墨呈蠕虫状的铸铁称蠕墨铸铁。综合知识
6、模块一 铸铁的石墨化能力知识点1 铁碳合金双重相图能力知识点2 石墨化过程一、石墨化方式1.铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。2石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分解而得到。 二、石墨化过程按照FeG相图，可将铸铁的石墨化过程分为三个阶段：1第一阶段石墨化： 铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和在1154通过共晶反应形成共晶石墨。 中间阶段石墨化 ：在1154738温度范围内奥氏体沿ES线析出二次石墨。 第二阶段石墨化 ：在738通过共析反应析出共析石墨能力
7、知识点3 影响石墨化的因素2.中间阶段石墨化 在1154738温度范围内奥氏体沿ES线析出二次石墨。 3.第二阶段石墨化 ：在738通过共析反应析出共析石墨能力知识点3.影响石墨化的因素一、化学成分的影响（内因）二、冷却速度的影响（外因）综合知识模块二 灰铸铁能力知识点1 灰铸铁的成分、组织和性能一、灰铸铁的化学成分二、灰铸铁的组织三、灰铸铁的性能能力知识点2.灰铸铁的牌号和用途 灰铸铁的牌号由HT+三位数字组成： 其中HT是灰铁的汉语拼音缩写；数字代表铸铁的抗拉强度。 如HT200表示最低抗拉强度为200M Pa的灰铸铁。 最小的灰铁是HT100，往上以50为间隔递增，最大为HT350。能力
8、知识点3.灰铸铁的孕育处理 经孕育处理后的灰铸铁叫做孕育铸铁。 孕育的目的是：使铁水内同时生成大量均匀分布的非自发核心，以获得细小均匀的石墨片，并细化基体组织，提高铸铁强度；避免铸件边缘及薄断面处出现白口组织，提高断面组织的均匀性。 孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造机械性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的铸件。能力知识点4.灰铸铁的热处理热处理不能改变石墨的形态和分布，对提高灰铸铁整体机械性能作用不大，因此生产中主要用来消除铸件内应力、改善切削加工性能和提高表面耐磨性等。综合知识模块三 球墨铸铁能力知识点1 球墨铸铁的成分、组织和性能一、 球墨铸
9、铁的化学成分和球化处理二、 球铁的组织三、 球铁的性能能力知识点2. 球墨铸铁的牌号和用途一、球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和延伸率。二、如QT420-10、QT600-2、QT800-2能力知识点3.球墨铸铁的热处理一、退火 二、正火 三、等温淬火四、调质处理备注： 机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理 课程编码 教材金属材料与热处理 机械工业出版社第八单元 铸铁 模块一 铸铁的石墨化 模块二 灰铸铁 模块三 球墨铸铁学时教学目的： 教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业第八单元 铸铁综合知识模块四 蠕墨铸铁蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适
10、量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。能力知识点1 蠕墨铸铁的成分一般成分范围如下： 碳=3.5%3.9% 硅=2.1%2.8% 锰=0.4%0.8% 硫0.1% 磷0.1%能力知识点2 蠕墨铸铁的组织与性能一 、蠕墨铸铁的性能蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。 二、蠕墨铸铁的牌号和应用蠕墨铸铁牌号、性能以“RuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度，如 RuT300、RuT420综合知识模块五 可锻铸铁可锻铸铁又称为玛铁、玛
11、钢；它是由白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻！能力知识点1 可锻铸铁的化学成分和组织一、可锻铸铁的生产可锻铸铁生产分两个步骤 第一步，先铸造纯白口铸铁，不允许有石墨出现，否则在随后的退火中，碳在已有的石墨上沉淀，得不到团絮状石墨； 第二步，进行长时间的石墨化退火处理。二、可锻铸铁的组织能力知识点2 可锻铸铁的牌号、性能及用途一、可锻铸铁的牌号v 可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。 v 铁素体可锻铸铁以“KTH”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。 v KTH350-10、KTZ
12、600-3 二、可锻铸铁的应用v 可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动载荷的零件，如汽车拖拉机的后桥外壳、管接头、低压阀门等。v 这些零件用铸钢生产时，因铸造性不好，工艺上困难较大；而用灰口铸铁时，又存在性能不能满足要求的问题。综合知识模块六 合金铸铁能力知识点1 耐磨铸铁在磨粒磨损条件下工作的铸铁应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击载荷，因此在生产中常采用激冷的办法来获得激冷铸铁。即用金属型铸造铸件的耐磨表面，其它部位采用砂型。同时调整铁水的化学成分，利用高碳低硅，保证白口层的深度，而心部为灰口铸铁组织，有一定的强度。用激冷方法制造的耐磨铸铁
13、，已广泛应用于轧辊和车轮等的铸造生产。能力知识点2.耐热铸铁在高温下工作的铸铁，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等，必须使用耐热铸铁。加入Al、Si、Cr等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，从而改善铸铁的耐热性。球墨铸铁中，石墨为孤立分布，互不相连，不形成气体渗入通道，故其耐热性更好。常用耐热铸铁的成分和性能能力知识点3.耐蚀铸铁耐蚀铸铁主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。普通铸铁的耐蚀性差，因为组织中的石墨和渗碳体促进铁素体腐蚀。加入Si、Cr、Al、Mo、Cu、Ni等合金元素形成保护
14、膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的耐蚀性能。常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝、高铬等耐蚀铸铁。备注： 机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理 课程编码 教材工程材料与热加工 大连理工大学出版社第 5 章 第 1 节 （题目）学时教学目的： 教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业备注： 机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理 课程编码 教材工程材料与热加工 大连理工大学出版社第 5 章 第 1 节 （题目）学时教学目的： 教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业备注： 机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理 课程编码 教材工程材料与热加工 大连理工大学出版社第 5 章 第 1 节 （题目）学时教学目的： 教学重点：教学难点：授课形式：教学内容提问或作业备注：
