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1、马鞍山工业学校机械基础精品课教案课题项目一 自行车模块二 金属材料课时4任务二 常用金属材料素质教育目标（一）知识教学点1、钢的分类，牌号、性能及应用场合2、铸铁的种类、性能、牌号及其应用场合3、铜合金、铝合金的分类、性能及应用场合。（二）能力训练点通过金属材料分类的学习，看到金属的牌号就知道它的种类。（三）德育渗透点通过探究式学习,培养学生观察能力、归纳总结的学习能力。教法学法引导项目教学法、任务驱动法、演示法、讨论法、比较法重点难点重点钢的分类，牌号、性能及应用场合铸铁的种类、性能、牌号及其应用场合难点不同的金属材料各种不同的牌号和性能。教具学具准备多媒体制作、动画制作、教学评价表设计、学
2、生预习（举生活中的例子）师生互动活动设计以问题为载体、行动为导向，采用自主、合作和探究式学习方法来学习。多让学生自己思考总结，教师和学生互动举例讨论说明。教学内容与步骤教师举例引入新课，学生带着问题自学，教师与学生互动结合立体图或课件讲授新课师生共同归纳总结。-12-教学内容师生活动复习金属的性能有哪些？学生回答导入新课机器是由大部分金属材料所组成的，不同的金属材料具有不同的性能，所以才能在不同的场合运用。那么到底有哪些金属材料呢？提出问题：1、金属有哪些种类，如何分类？ 2、黑色金属有哪些？它们是怎样分类的？3、碳钢有哪些种类，它们是如何表示和区分的，它们有哪些性能，分别用在什么场合？4、合
3、金钢应用广泛的原因是什么？它有哪些类型，分别有什么样的性能？5、铸铁有什么样的特性？有哪些种类，分别用于什么场合？6、铜合金和铝合金分别用于哪些场合？观看图片新课讲授工程材料：金属材料：黑色金属（钢、铁），有色金属（铝合金、铜合金）非金属材料：塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等一、钢的分类Wc2.11%的铁碳合金。常存杂质：Mn、Si、S、P（Mn、Si为有益元素，S、P为有害元素）根据合金元素含量可分为：非合金钢（碳钢）、合金钢、根据质量分：普通质量钢、优质钢、高级优质钢。根据含碳量来分：低碳钢Wc0.25%、中碳钢0. 25%Wc0.6%、高碳钢Wc0.6%根据使用来分：结构钢、工具钢、特殊性能
4、钢根据冶炼来分：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢实际命名：结合成分、质量、用途二、常用非合金钢（碳钢）按照钢的用途和质量可分为： 1、普通碳素结构钢1）化学成分：Wc=0.09%0.33% WMn=0.37%0.65 Wsi=0.30% W s0.0350.05% W p0.035%0.045%2）牌号：由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四个部分按顺序组成。 Q235AF3）性能：碳含量低，塑性、焊接性能好4）用途：以热轧状态供应。用于焊接、铆接、栓接构件。 Q195、Q215钢用于制作低碳钢丝、钢丝网、屋面板、焊接钢管、地脚螺栓和铆钉等。Q235钢多用作钢筋和钢结构件或铆钉、铁
5、路道钉和各种机械零件，如螺栓、拉杆、连杆等。Q255、Q275钢用于制作各种农业机械，也可用作钢筋和铁路鱼尾板。 教学内容师生活动新课讲授2、优质碳素结构钢（1）化学成分：Wc=0.08%0.85% Wsi=0.17%0.37% Wsp0.035%（2）牌号：两位数字+符号表示 数字表示含碳量万分之几，符号如果是F则表示是沸腾钢。例：08F:平均碳含量为0.08%的优质碳素结构沸腾钢 15 平均碳含量为0.15%的优质碳素结构钢 65Mn平均碳含量为0.65%的较高含锰量的优质碳素结构钢（3）具体牌号。性能和应用： 08、10 软钢，强度低，塑性好。制造冷轧钢板、深冲压件。15、20、25钢，
6、强度低，塑性、焊接性好。制造冲压件、焊接件。 渗碳淬火后可用于高速重载受冲击件（变速齿轮）。3055钢，调质后具有良好的综合力学性能。用于受力较大的重要件。表面淬火后，可提高表面硬度和耐磨性，用于高速重载重要件。如齿轮类、轴类零件。最常用的为45钢。60、65钢，高碳钢，在淬火+中温回火后，具有较高的耐磨性和良好弹性。主要用于制作弹簧和易磨损的零件。3、碳素工具钢1）化学成分：Wc=0.65%1.35%2）牌号：T+数字表示 T碳 数字表示千分含碳量。若是高级优质钢则数字后面加A。例：T8A平均含碳量为0.8%的高级优质钢碳素工具钢3)性能：具有很高的硬度和耐磨性，但淬透性差，热硬性差。4)用
7、途：用于制作手动和低速切削的工具和要求不高的量具和模具等 具体应用：T7T8 凿子、模具、锤子、木工工具及钳工装配工具T9T11 刨刀、冲模、丝锥、手工锯条、卡尺等T12T13 钻头、锉刀、刮刀等互动：解释牌号含义45 1520Mn互动：解释牌号含义 T9 T10教学内容师生活动新课讲授三、合金钢在碳钢基础上根据用途的不同添加不同的合金元素的钢。常用合金元素有 Si、Mn、Cr、Ni、Ti、V、Mo、W、Al等。合金元素通过与钢中铁、碳发生作用以及合金元素间相互作用，提高了钢的力学的性能，改善了钢的热处理工艺性能。分类：1、按合金元素的含量分 1）低合金钢 合金元素总含量小于等于5%； 2）中
8、合金钢 合金元素总含量在5%10%之间； 3）高合金钢 合金元素总含量大于等于10%；2、按合金元素的种类分 有铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钼钒钢等。3、按主要用途分（1）结构钢 ：建筑及工程用结构钢；机械制造用结构钢（2）工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢（3）特殊性能钢：不锈耐酸钢、耐热钢、耐磨钢牌号表示：合金结构钢：二位数字+元素符号+数字 40Cr 20CrMnTi合金工具钢：一位数字（无）+元素符号+数字 9SiCr CrWMn特殊专用钢：GCr15（一）合金结构钢1、低合金结构钢（工程结构用钢）（1）性能特点 较高的强度，足够的塑性和韧性、良好的焊接性能。广泛应用建筑、桥
9、梁、船舶、车辆、高压容器等。（2）化学成分特点低碳钢（含碳量0.2%)；主要合金元素为Mn(含量为1.251.5%)（3）热处理特点：一般不进行热处理（4）常用钢种 16Mn、 15MnV、09Mn2等。2、机械制造用钢1）合金渗碳钢性能特点 用于制造表面硬而耐磨，心部韧性好而耐冲击的零件，如齿轮、凸轮等。（具有良好的渗碳能力和淬透性）化学成分特点 低碳钢（含碳量0.10.25%)； 主要合金元素有Cr、Mn、Ti、V等，其主要作用是提高淬透性和防止过热。热处理特点 预先热处理为正火、渗碳后为淬火加低温回火。典型零件： 变速箱齿轮、齿轮等常用的20Cr、20CrMnTi钢。互动：同学们在钳工，
10、车工实习中用到哪些碳素工具钢。教学内容师生活动新课讲授2)合金调质钢性能特点 调质处理后具有高强度与很好塑性及韧性的配合，即具有良好的综合力学性能。化学成分特点 中碳钢（0.30.5%),合金元素主要有Cr、Mn、Ti、Mo等，主要作用是提高淬透性、细化晶粒和防止过热。热处理特点 预先热处理为退火或正火，最终热处理为淬火+高温回火。常用钢种 40Cr、40CrMn 、38CrMoAlA等。应用场合：重载受冲击件（连杆、齿轮、汽车后桥半轴）等3)合金弹簧钢性能特点：具有高的弹性极限、高的屈强比、高的疲劳强度以及足够的韧性。制造各种弹性元件如 圈簧、板簧等。化学成分特点 含碳量（0.50.7%),
11、 合金元素主要有Mn、Si、Cr、V、Mo等，主要作用是提高淬透性和回火稳定性，防止回火脆性。热处理特点： 淬火、中温回火常用钢种：60Si2Mn4）滚动轴承钢性能特点 要求具有很高的强度和硬度、很高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性，很高的耐磨性，而且还应有一定的抗腐蚀能力。化学成分特点 高碳（0.95%Wc1.1%）； 加入的合金元素主要是Cr,以提高其淬透性和耐磨性。热处理特点：预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火+低温回火。常用钢种 GCr15、GCr15SiMn（注意Cr的含量、C的含量）。（二）合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性
12、、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。1、合金刃具钢刃具钢应具有下列性能要求：（1）高硬度（60HRC以上），（2）高的耐磨性，（3）高的热硬性（红硬性）（4）具有一定的强度、韧性和塑性（1）低合金刃具钢、化学成分特点 高的含碳量（0.751.5%)； 加入Cr、Mn、Si、V、W等合金元素；提高淬透性和回火稳定性，、热处理特点：预处理为球化退火，最终热处理为淬火+低温回火。、常用钢种 9SiCr、9Mn2V、CrWMn，、主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀、丝锥、板牙等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规
13、、样板等）教学内容师生活动新课讲授（2）高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢、风钢、白钢。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，硬度和红硬性高，主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。、化学成分特点 高C：0.7 %1.5 %； 加入Cr提高淬透性； 加入W、Mo提高热硬性； 加入V提高耐磨性。、热处理特点 退火+1270淬火+560580回火（三次）。、典型钢种通用高速钢：W18Cr4V(W18)特点：强度较好，可磨性好，可用普通钢玉砂轮磨削，耐热性中等，热塑性差主要用途：通用性强，广泛用于制造钻头、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具及拉刀等。高性能高速钢：W6Mo5Cr4V2(M2)特点：强度高，热塑性好，耐热性、可磨性稍次于W18Cr4V，主要用途：适用于制作热成形刀具和承受冲击、结构薄弱的刀具2、合金模具钢：、冷作模具钢用来制造在室温下使金属塑性变形的模具。Crl2型钢，冷冲模、拉丝模、和冷挤压模等、热作模具钢用来制造对金属进行热变形加工的模具。分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型， 5CrMnMo和5CrNiMo3、合金量具钢用于制造量具的合金钢称为合金量具钢。例如制造卡尺、塞规、量块等。 高精度量具（如块规）可采
