1金屬材料與熱處理教案學(xué)科 金屬材料與熱處理

第二章第2節(jié)金屬的力學(xué)性能

審批簽字時(shí)數(shù)授

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演示

教具 實(shí)物、多媒體15【學(xué)問目標(biāo)】、硬度等力學(xué)性能及其測(cè)試原理；。塑性、硬度的定義，并了解它們的作用范圍。教 【力量目標(biāo)】學(xué) 分析強(qiáng)度、塑性的拉伸試驗(yàn)過程中培育學(xué)生觀看、分析問題的力量。目的 〔2〕在介紹硬度三種類型的試驗(yàn)過程中培育學(xué)生規(guī)律思維、分析問題力量。課堂小結(jié)過程中，培育學(xué)生對(duì)所學(xué)學(xué)問的總結(jié)概括力量。【思想目標(biāo)】培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)作風(fēng)、養(yǎng)成善觀看、勤思維的好習(xí)慣。培育學(xué)生主動(dòng)參與的意識(shí)和樂觀探究的精神。教學(xué) 【重點(diǎn)】〔1〕強(qiáng)度、塑性、硬度的定義，并了解它們的作用范圍。重 〔2〕硬度的三種表達(dá)方法。難 【難點(diǎn)】〔1〕強(qiáng)度、塑性的拉伸試驗(yàn)。點(diǎn) 〔2〕硬度的測(cè)試原理。專業(yè)主要是初中畢業(yè)生，文化普遍根底差，對(duì)金屬材料很生疏，初次接觸專業(yè)學(xué) 物等手段，承受講練結(jié)合，使學(xué)生們?cè)诟行陨璧母咨希ⅰ盐涨?對(duì)所學(xué)學(xué)問的概念和運(yùn)用方法。分 學(xué)過程中，以實(shí)例為載體，通過課件動(dòng)態(tài)與實(shí)物演示，增加學(xué)生學(xué)析 ，為學(xué)生制造條件，引導(dǎo)學(xué)生探究強(qiáng)度、塑性、硬度的定義、試驗(yàn)原理及應(yīng)用范圍。在課堂中通過不斷提問引導(dǎo)，提高學(xué)生理解和分析力量。課時(shí) 課〔4分鐘〕3、講授課〔65分鐘〕分 4、課堂小結(jié)(6分鐘)5、布置作業(yè)(2分鐘)配教法 講授、練習(xí)、分析、爭(zhēng)論、總結(jié)、歸納，以及協(xié)作播放多媒體課件演示，選 到達(dá)突破重難點(diǎn)，提高教學(xué)效率的目的。擇第1頁共1頁教學(xué) 時(shí)

2教學(xué)內(nèi)容 教法環(huán)節(jié) 間 設(shè)計(jì)組織3

檢查學(xué)生出勤狀況、填寫教學(xué)日志，調(diào)整課堂氣氛，集中學(xué)生注教師站在講教學(xué) 鐘意力預(yù)備上課。翻開電腦，調(diào)試投影設(shè)備。 臺(tái)喊上課。【導(dǎo)入課】1、(用生活中常見的實(shí)例進(jìn)入課題〕問提問：展現(xiàn)一個(gè)斷裂的螺栓 為什么螺栓工作時(shí)會(huì)斷裂？教師通過展示實(shí)物讓學(xué)4導(dǎo) 分 生思考教師入 鐘 提出的問題 并積極發(fā)課 言。2、觀看一個(gè)斷裂的螺栓實(shí)物，引入強(qiáng)度的概念。§2－2 金屬的力學(xué)性能壞的力量。所謂強(qiáng)度抵抗塑性變形或斷裂的力量，其表示方法一般用應(yīng)力表示。講 依據(jù)載荷作用方式不同，強(qiáng)度可分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎授 強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等五種一般狀況下多以抗拉強(qiáng)度作為判

開門見山，直接引入強(qiáng)課 的。度的定義和5 拉伸試驗(yàn)的方法是用靜拉力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)展軸向拉伸，同時(shí)連續(xù)測(cè)量分類，使學(xué)︻ 力和相應(yīng)的伸長(zhǎng)量，直至試樣斷裂，依據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，即可得出有關(guān)︻ 知 的力學(xué)性能。識(shí)。識(shí) 鐘點(diǎn)一︼拉伸試驗(yàn)機(jī) 拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象第2頁共2頁32-1拉伸試驗(yàn)1、拉伸試樣拉伸試樣的外形一般有圓形、矩形和六方等外形。在國家標(biāo)準(zhǔn)(GB／T397—19862-2所示為圓形拉伸試樣。

教師展現(xiàn)拉伸試樣實(shí)物，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱忱，同時(shí)通示，使學(xué)生d講

是試樣的直徑，L0

為標(biāo)距長(zhǎng)度。依據(jù)標(biāo)距長(zhǎng)度與直徑之間的關(guān)系，

有更深的認(rèn)試樣可分為長(zhǎng)試樣(L=10d和短試樣(L=5d兩種。授 0 0

0 0 識(shí)。課︻知識(shí) 10點(diǎn)二 分屈服階段外力去除后不屈服階段外力去除后不能消逝的變形強(qiáng)化階段縮頸階段斷裂彈性變形階段2-3低碳鋼的力——伸長(zhǎng)曲線結(jié)論：1、彈性變形階段：Fe形的載荷。外力撤去，則變形消逝。2、屈服階段：此階段發(fā)生塑性變形，這種拉伸力不增加變形卻增加的現(xiàn)象稱為屈服。3、強(qiáng)化階段：隨著變形增大，變形抗力也漸漸增大，這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化。4、縮頸階段：Fm后，試樣某始終徑處發(fā)生局部收縮，稱為縮頸。5、斷裂：當(dāng)外力超過到Fb后，所需外力漸漸降低直至斷裂。

2、力——伸長(zhǎng)曲線〔2-3〕鐘第3頁共3頁

通過靜止的圖片啟發(fā)、提問、引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生思考教師的問題并樂觀發(fā)言。教學(xué) 時(shí)環(huán)節(jié) 間

強(qiáng)度指標(biāo)

4教學(xué)內(nèi)容 教法設(shè)計(jì)屈服強(qiáng)度在拉伸試驗(yàn)過程中發(fā)生塑性變形而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)，用符號(hào)〔Rs eL

〕表示，計(jì)算公式如下：

教師將強(qiáng)度F s SF0

指標(biāo)公式的含義進(jìn)展分講 式中授

——屈服強(qiáng)度，MPa；

結(jié)，使學(xué)生Fs—試樣屈服時(shí)最小的載荷，N；憶。課 So——試樣原始橫截面積，mm2說明︻ 對(duì)于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，按國標(biāo)GB／T228—1987規(guī)定可用規(guī)定產(chǎn)生知 0.2％剩余伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力作為條件〔名義〕屈服強(qiáng)度R識(shí)點(diǎn) 提示：屈服強(qiáng)度時(shí)工程技術(shù)中組重要的機(jī)

。p0.2二 械性能指標(biāo)之一，設(shè)計(jì)零件時(shí)常以R︼ 8

引導(dǎo)學(xué)生積或 極思考，務(wù)必嫻熟把握R分

作為選用金屬材料的依據(jù)。

屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的鐘 (2)抗拉強(qiáng)度材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度，用符號(hào)

公式及含義〔Rb m

)表示。計(jì)算公式如下：F

這幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。 b S0式中bF

——抗拉強(qiáng)度，MPa；——試樣拉斷前承受的最大載荷，N；mS——試樣原始橫截面積，mm20二、塑性材料受力后再斷裂之前產(chǎn)生塑形變形的力量稱為塑性。公式 L L1、A

u o100%LoS S2、斷面收縮率Z o S

100%o第44頁5教學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間教學(xué)內(nèi)容教法設(shè)計(jì)講授課L——試樣原始長(zhǎng)度；oL——試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度。uSo——試樣原始橫截面積；Su——試樣拉斷后縮頸處橫截面積。︻學(xué)問點(diǎn)二︼6測(cè)得Fs=21kN,Fm=29kN，du=5.65mm，Lu=138mm。求此試樣的分，，A，Z。sb通過例題，練習(xí)，加深學(xué)生對(duì)公式的了解和掌握鐘〔1〕計(jì)算SSod23.14102o，Su4478.5mm2Sud23.145.6524425.1mm210〔2〕計(jì)算〔2〕計(jì)算s，：b講授課sSs0F2100078.5267.5MPa6bFmS2900078.5369.4MPa0︻學(xué)問點(diǎn)二︼分〔3〕計(jì)算A，Z：鐘LAuLLoo138100100% 100%38%100首先教師分析并重點(diǎn)講解例題，同時(shí)板書解題過程。學(xué)生樂觀參與思考，與教師互動(dòng)SZ oSSou25.1100% 100%68%78.5第55頁教學(xué) 時(shí)環(huán)節(jié) 間

三、硬度

6教學(xué)內(nèi)容 教法設(shè)計(jì)材料抵抗局部變形硬度。通常，硬度是通過專用的硬度試驗(yàn)機(jī)〔圖2-4〕上測(cè)得的，硬度測(cè)試的方法很多，最常用的有布氏硬度試驗(yàn)法、洛氏硬度試驗(yàn)法和維氏硬度試驗(yàn)法三種。講授 8鐘 課鐘布氏硬度試驗(yàn)機(jī)洛氏硬度試驗(yàn)機(jī) 維氏硬度試驗(yàn)機(jī)2-4硬度試驗(yàn)機(jī)

利用圖片演示讓同學(xué)們有感性生疏，然后、思考、樂觀發(fā)言，對(duì)布氏硬度測(cè)量原理和過程進(jìn)展總結(jié)概1︻ 〔1〕布氏硬度的定義知識(shí) 布氏硬度的測(cè)量方法如圖2-5所示。用肯定載荷P，將直徑為D的球體〔淬點(diǎn)三 火鋼球或硬質(zhì)合金球，壓入被測(cè)材料的外表，保持肯定時(shí)間后卸去載荷，測(cè)︼壓痕直徑〔圖2-，由此計(jì)算壓痕的外表積，有單位的，其單位為Mpa，但一般不標(biāo)出，用符號(hào)HSW〔HBS〕表示，即：HBSHBWF

0.102

2F S DD D2d2注釋：HBS(HBW)——用鋼球(或硬質(zhì)合金球)試驗(yàn)時(shí)的布氏硬度值；F——試驗(yàn)力，N；S——球面壓痕外表積，mm；D——球體直徑，mm；d——壓痕平均直徑，mm。第6頁共6頁教學(xué) 時(shí)環(huán)節(jié) 間

7教學(xué)內(nèi)容 教法設(shè)計(jì)講授 圖2-5布氏硬度的測(cè)量〔動(dòng)畫演示〕課7

畫使學(xué)生更加深刻的生疏布氏硬度程，同時(shí)通過前面的的分析，舉例一布氏硬度的標(biāo)記，叫學(xué)生答復(fù)它的含義，增加學(xué)生感性〔2)布氏硬度的表示方法 生疏，讓學(xué)︻ 分 用符號(hào)HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值符號(hào)后面的數(shù)字按挨次分別表生理解枯燥知示。如:170HBW10/1000/30表示直徑為10mm識(shí)鐘1000kgf〔9.807kN〕30s170。點(diǎn)三︼

的概念。2-6壓痕直徑的測(cè)量布氏硬度應(yīng)用特點(diǎn)

出壓痕直徑(d)，依據(jù)壓痕直徑的I。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小〔因壓痕大缺點(diǎn)：壓痕面積較大，測(cè)量費(fèi)時(shí)。應(yīng)用：常用于測(cè)量較軟材料、灰鑄鐵、有色金屬、退火正火鋼材的硬度。不適于測(cè)量成品零件或薄件的硬度。第7頁共7頁教學(xué) 時(shí)環(huán)節(jié) 間

2、洛氏硬度洛氏硬度的定義

8教學(xué)內(nèi)容 教法設(shè)計(jì)洛氏硬度是目前應(yīng)用范圍最廣的硬度試驗(yàn)方法，它是用錐頂角為120°的金剛石圓錐或直徑1.588mm的淬火鋼球，以相應(yīng)試驗(yàn)力壓入待測(cè)外表，保持規(guī)定時(shí)間卸載后卸除主試驗(yàn)力，以測(cè)量的剩余壓痕深度增量來計(jì)算出硬度值，其2-7。洛氏硬度的表示方法講授課︻知 10識(shí)點(diǎn) 三︼ 鐘

硬度標(biāo)尺HRCHRB洛式硬度HRA硬度標(biāo)尺硬度值范圍硬度標(biāo)尺硬度值范圍應(yīng)用舉例HRC20~67HRC一般淬火鋼件HRB25~100HRB軟鋼、退火鋼、銅合金HRA60~85HRA硬質(zhì)合金、外表淬火鋼

壓頭類型120oΦ1.588mm120o

總試驗(yàn)力/N1471.0980.7588.4

畫演示，使學(xué)生對(duì)洛氏硬度的測(cè)量從感性生疏上升到對(duì)學(xué)問的把握。2-7〔動(dòng)畫演示〕HRA、HRB、HRC分別測(cè)得的硬度，不行直接比較大小洛氏硬度應(yīng)用特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量操作簡(jiǎn)潔，便利快捷，壓痕小；測(cè)量范圍大，能測(cè)較薄工件。缺點(diǎn)：測(cè)量精度較低，可比性差，不同標(biāo)尺的硬度值不能比較。應(yīng)用：是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的硬度試驗(yàn)方法。可用于成品檢驗(yàn)和薄件外表硬度檢驗(yàn)。不適于測(cè)量組織不均勻材料。第8頁共8頁9教學(xué) 時(shí)環(huán)節(jié) 間

1、強(qiáng)度性能指標(biāo)

教學(xué)內(nèi)容 教法設(shè)計(jì)要求了解強(qiáng)度的概念，把握拉伸試樣、力伸長(zhǎng)曲線的各階段和強(qiáng)度指標(biāo)〔包括屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的計(jì)算。課 2、塑性指標(biāo)：5堂 要求了解塑性的概念，把握伸長(zhǎng)率和收縮率的計(jì)算公式。5小 L L

教師對(duì)本次課重點(diǎn)內(nèi)結(jié) A uL o100%分鐘3、硬度指標(biāo)：

S SZZSo

在教材上打記題號(hào)。示方法以及它們的應(yīng)用特點(diǎn)1、解釋概念： 、s b

、A、HRC。布 2 2、將鐘表發(fā)條拉成始終線后，將力釋放，鐘表發(fā)條可能發(fā)生什么置 變形？作 分 直徑為10mm，經(jīng)拉力試驗(yàn)后，業(yè) 鐘最小直徑為4.9mm，試求該材料的伸長(zhǎng)率和斷面收縮率的值？

生預(yù)習(xí)的習(xí)慣課學(xué)生理解和分析力量。用最淺顯的語言對(duì)有關(guān)概念和原理進(jìn)展分析講解，便利學(xué)生理后解。從學(xué)生聽課反響和課堂提問狀況來看，絕大多數(shù)學(xué)生都被調(diào)動(dòng)起來了，思維比較反活潑，課堂練習(xí)也比較樂觀，到達(dá)了預(yù)期的教學(xué)效果。但是也有少數(shù)學(xué)生思維不夠開思闊，不能夠舉一反三，還需在今后的教學(xué)中多加引導(dǎo)和訓(xùn)練。導(dǎo)入課：講授課：板 §2－2 金屬的力學(xué)性能

1、拉伸試樣拉伸試樣的外形一般有等外形。長(zhǎng)試樣(L=10d和短試樣(L=5d兩書 所謂強(qiáng)度就是指金屬在靜載荷作用下抵抗塑性種。

0 0 0 0設(shè) 變形或斷裂的力量。計(jì) 強(qiáng)度可分為抗拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等五種。

2〔2-3〕123第9頁共9頁4、縮頸階段3．強(qiáng)度指標(biāo)(1)屈服強(qiáng)度FS sSs0板 (2)抗拉強(qiáng)度書設(shè) 二、塑性計(jì) 材料受力后再斷裂之前產(chǎn)生塑形變形的力量稱為塑性。LL

10布氏硬度的表示方法HBSHBW之前的數(shù)字