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1、理 论 课 教 案章节课题绪论 11 金属的力学性能（一）课 型新授课课时2教具学具电教设施挂图教学目标知识教学点金属力学性能的强度和塑性能力培养点通过学习使学生们了解力学性能的作用和试验原理德育渗透点培养学生的职业道德观及互相协作的精神教学重点难点重点各性能的符号、表示方法难点试验原理学法引导1、讲授法 2、自主探究法教学内容更新、补充、删节补充金属材料与热处理相关内容参考资料金属学与热处理课后体会教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间（一）组织教学点名考勤，稳定学生情绪，准备上课（二）复习提问1、 谈谈对于金属材料及热处理这门课的认识？2、 什么是力学性能？（三）
2、讲授新课绪论一讲述金属的发展过程1 古代2 近代3 现在4 未来二 学习金属材料与热处理的方法1 认真做好课堂笔记2 理论联系实际3 按时完成作业，有不懂的问题及时问老师。三金属材料与热处理的内容及重点和难点1 学习材料的两种性能（力学和工艺）2 金属的结构与结晶（微观角度看材料的性能）3 铁碳合金相图的纵向和横向分析4 碳素钢和铸铁的分类和用途5 几种有色金属的性能和用途、几种非金属的介绍第一章 金属的性能由于中学的时候我们已经学习了金属的物理和化学性能，所以现在我们主要是介绍金属的另外两种性能-力学性能和工艺性能。第一节 金属的力学性能（一）载荷1、概念：金属材料在加工及使用过程中所受的外
3、力。2、分类：根据载荷作用性质分，载荷分三种：、静载荷：大小不变或变化过程缓慢的载荷。如：桌上粉笔盒的受力，用双手拉住一根粉笔两端慢慢施力等。、冲击载荷：突然增加的载荷。如：用一只手捏住粉笔的一端，然后用手去弹击粉笔。、变交载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。如：通过在黑板上绘图分析自行车轮转动时辐条的受力。根据载荷作用形式分，载荷又可以分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭曲载荷等。 拉伸载荷 压缩载荷 弯曲载荷 剪切载荷 扭曲载荷、内力1、概念材料受外力作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的与外力相对抗的力。注意：内力一定是在外力的作用下，材料内部所产生的相互
4、作用力。2、特点、内力的大小：外力增加时内力也增加，其数值大小与外力相等，当内力达到其极限值时，外力再增加，材料将被破坏。、内力的方向：与外力相反。、内力的作用方式：随外力的作用方式而变化。、应力1、概念假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布，单位横截面积上的内力。即：R = F / S（R应力，Pa； F外力，N； S横截面面积，m2）1Pa=1N/1Mpa=1 *106 N/mm2 思考 公式中的内力为什么用外力代替答： 内力 = 外力2、意义用“应力”可以表示不同材料的承载能力（见各种手册中的强度指标），也可以在现有外力下材料内部单位面积的受力。如：相同截面的粉笔和铁棒，在相同外力的作
5、用下的结果。（粉笔先断，说明铁棒的应力比粉笔大，即承载能力较强。）如：相同截面的同一粉笔在不同的外力的作用下的结果。（作用力大的粉笔先断，说明先断的粉笔内部单位面积的受力较大）一、强度1、 定义：金属在静载荷的作用下，抵抗塑性变形或断裂的性能2、表示方法：应力 抗拉强度3、强度的种类 抗压强度 抗弯强度 抗剪强度 抗扭强度4、 拉伸试验：拉伸试样：是国家规定的标准棒。拉伸试样的形状一般有圆形和矩形。试棒直径d0与长度之间的关系：两种 L05 d0 或 L010 d0力伸长曲线试验 力伸长曲线 L什么叫力伸长曲线：拉力与伸长量的关系叫力伸长曲线。 纵坐标为拉力F（N），横坐标为伸长量L（mm）通
6、过力伸长曲线图可以看出拉伸时的几个变形阶段：a、oe：弹性变形阶段：试样变形完全是弹性的，这种随载荷的存在而产生，随载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。b、es：屈服阶段：不能随载荷的去除而消失的变形称为。在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。Fs称为屈服载荷c、sb：强化阶段：随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。Fb：试样拉伸的最大载荷。d、bz：缩颈阶段（局部塑性变形阶段） 当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。工程上使
7、用的金属材料，多数没有明显的屈服现象，有些脆性材料，不但没有屈服现象，而且也不产生“缩颈”。如铸铁等。3、强度指标：（1）屈服点：在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。用符号s表示 ，计算公式：s=Fs/So 对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示，计算公式：0.2=F0.2/So。屈服点s和规定残余伸长应力0.2都是衡量金属材料塑性变形抗力的指标。材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据，也是评定金属材料性能的重要指标。（2）抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号b表示。计算公式为：b=Fb/So零件在工
8、作中所承受的应力，不于允许超过抗拉强度，否则会产生断裂。二、塑性断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性由拉伸试验测得的。常用伸长率和断面收率表示。1、伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。用表示： L1 L0计算公式 100% L02、断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。用表示 计算公式 =100%金属材料的伸长率（）和断面收缩率（）数值越大，表示材料的塑性越好。四、课堂小结 点出重点: 学生总结五、布置作业 1、复习本次课的内容2、课后练习3、下一节内容预习提示准备上课学生思考并回答所提出的问题。学生认真听讲学生认
9、真听讲并记笔记跟随老师思路,认真听讲学生分组讨论学生分组讨论并发言听 讲 记笔记学生认真听讲并记笔记跟随老师的思路进行分析认真听讲记笔记跟随老师的思路进行分析学生根据老师的提示认真回顾本次课的重点内容2分5分10分20分30分15分5分3分理 论 课 教 案章节课题12 金属的力学性能（二） 13 金属的工艺性能课 型新授课课时2教具学具电教设施挂图教学目标知识教学点金属力学性能的硬度、冲击韧性、疲劳强度、工艺性能能力培养点通过学习使学生们了解力学性能的作用和试验原理德育渗透点培养学生的职业道德观及互相协作的精神教学重点难点重点各性能的符号、表示方法难点试验原理学法引导1、讲授法 2、自主探究
10、法教学内容更新、补充、删节补充金属材料与热处理相关内容参考资料金属学与热处理课后体会教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间（一）组织教学点名考勤，稳定学生情绪，准备上课（二）复习提问1、强度和判据2、韧性及其判据（三）讲授新课第一节 金属的力学性能（二）三、硬度：材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。在机械制造中，有些材料是需要很高硬度的，如：车刀、铣刀、钻头、量具、冲模等，硬度是金属材料重要的力学性能之材料的硬度是通过试验测定出来的，而硬度试验有三种： 布氏硬度 硬度 洛氏硬度维氏硬度1、布氏硬度：（1）布氏硬度的测试原理：用一定直径的球体（钢球或
11、硬质合金），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度用HBS（HBW）表示：HBS（HBW）=0.102当F、D一定时，布氏硬度与d有关，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。（2）布氏硬度的表示方法：符号HBS之前的数字为硬度值符号后面按以下顺序用数字表示条件：1）球体直径；2）试验力；3）试验力保持的时间（1015不标注）。例：170HBS10/1000/30表示用直径10mm的硬质合金球，在9807N的试验力作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。练习：530HBW5/750：表示用直径5mm的硬质合金球，在7355N的试验力作用下，保持105s时测得的布氏硬度值为530。（3）应用范围及优缺点：测定灰铸铁、有色金属各种软钢等硬度不是很高的材料。优点：能准确反映出金属材料的平均性能。缺点：操作时间长，压痕测量较费时。2、洛氏硬度（1）测试原理：采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后即除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。表示符号：H
