第八章 第一节 铝及铝合金

铝合金的热处理特点 【复习】碳钢、合金钢淬火后的性能是怎样的？（淬火后强度、硬度显著提高。 ） 【讲解】我们将可以淬火的铝合金（硬铝、超硬铝、锻铝）淬火后快速冷，性能是怎样变化 的？（教师指导阅读教材相关内容）
【板书】时效硬化：热处理后的铝合金随时间延长而发生硬化的现象。 时效硬化的应用：铝合金冷加工（如铆接、弯曲、卷边等）通常在淬火后的孕育期 内进行。 2、铸造铝合金 铸造铝合金 牌号 代号 用途 铝硅合金 ZAISi2 ZL102 用来制造质轻、耐蚀、形状复杂但强度要求不高 ZAISi7Mg ZL101 的铸件， 如发动机气缸、 手提电动工具、 带轮等。 铝铜合金 ZAICu5Mn ZL201 用于铸造高强度或高温条件下工作的零件。 铝镁合金 ZAIMg10 ZL301 用作腐蚀介质条件下工作的铸件，如氨用泵体、 泵盖及海轮配件。 【小结】学习内容 一、工业纯铝 性能：密度小，导电、导热性好，耐腐蚀性好，塑性好。 牌号：2A11、5A50 二、铝合金 1、变形铝合金 防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝 2、铸造铝合金 铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金等。 学习重点：铝及铝合金的牌号、性能和用途。 【问题解决】
衢州市工程技术学校（衢州市技师学院）教案
教学时间 12 月 25 日 铝及铝合金 教学对象 12 数控 1 班-3 班 课时 2
教学课题：第一节
教学目标：1、掌握纯铝的性能、牌号和用途； 2、掌握铝合金的性能、牌号和用途。 教学重点：铝及铝合金的牌号、性能和用途。 教学难点：铝及铝合金的牌号。 教学准备： 教学过程： 【复习】1.按铸铁中石墨存在形态，按铸铁可分为哪儿类？ 2.从化学成分这个角度考虑，如何促进石墨化？ 【板书】 第三节 灰铸铁 3 【讲解】灰铸铁密度为 7.25×10 Kg/m3，熔点在 1150~1250℃，它是工业上应用最为广泛的 铸铁。在各类铸铁中，灰铸铁的产量约占 80%以上。 【板书】一、灰铸铁的生产和成分 1、生产
原因：铝在表面形成一层致密的氧化膜（AI2O3），将大气隔离而防止表 面进一步氧化。 注意：a、生活中铝制品炊具洗涤要注意保护氧化膜，且不能用肥皂洗涤； b、铝在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象。 塑性好 δ为 50%，ψ 为 80% 可加工成丝、线、片、棒、管、箔等型材。 2、牌号（教师指导阅读教材相关内容） 1A99，表示 99.99%的纯铝； 1A93，表示 99.93%的纯铝。 3、用途 工业纯铝主要用作食品、药品和烟草的包装，制作电线、电缆、电器和散热 器、配制铝合金及生活用品。（指导观察图 8-1、图 8-2、图 8-3） 【交流与讨论】
HT200：制造机床的床身、机器的机架。 四、灰铸铁的热处理 【设问】碳钢我们可以通过淬火进行强化（即提高强度硬度） ，灰铸铁能否通过淬火进行强 化？（请阅读教材相关内容） 【板书】灰铸铁不能通过热处理进行强化。 【讲解】灰铸铁不能通过热处理进行强化，但仍可以通过退火等热处理改善其他性能。 【板书】1、去应力退火 消除铸件内应力 加热 500~600℃ 保温 冷却 随炉冷却至 150~200℃，出炉空冷 2、高温退火 降低硬度，改善切削加工性 加热 850~900℃ 保温 2~5 小时 冷却 随炉冷却至 400~500℃，再出炉空冷 3、表面淬火 用于机床道轨表面、内燃机气缸内壁等 火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、电接触加热表面淬火等 【小结】学习内容 一、灰铸铁的生产 二、灰铸铁的组织和性能 1、组织 2、性能 力学性能差：抗拉强度低，塑性、韧性差。 其他性能：铸造性好，切削加工性好，减摩、减震，缺口敏感性小。 三、灰铸铁的牌号和用途 1、牌号 HT200 2、主要用于制造承受压力、要求减震、减摩以及许多力学性能要求不高而形状复杂 的零件。如机床的床身、导轨，机器的机架、底坐（台虎钳底坐、泵体），汽车、 拖拉机气缸、气缸套等。 四、灰铸铁的热处理 学习重点 灰铸铁的牌号、性能和用途。 【复习】 黑色金属：碳钢、合金钢、铸铁等。 金属材料 有色金属：铝、铜、镁、钛、金、银等金属及其合金等。 【引言】 （详见教材） 【板书】第一节 铝及铝合金 （教师介绍材料史话“攻克铝冶炼难关的人——霍尔” ） 一、工业纯铝 1、性能 3 密度小 2．7×10 Kg/m3，仅为铁的 1/3，是一种轻型金属 1、掌握纯铝的性能、 牌号和用途； 2、掌握铝合金的性能、牌号和用途。 。 导电、导热性好 仅次于银和铜。 银 铜 相同体质的导电性 1 0.64 相同质量的导电性 1 2 耐腐蚀性好
【板书】二、铝合金 1、变形铝合金 牌号（教师指导阅读教材相关内容） 2A11：表示 11 号铝铜合金； 5A50：表示 50 号铝镁合金。 变形铝合金 常用牌号 组织 性能 （1）防锈铝 3A21 AI-Mn 系 具有很好的耐腐蚀性（故称 5A50 AI-Mg 系 防锈铝） ，塑性优良，抛光 性好。 （2）硬铝 2A01 AI-Cu-Mg 系 强度较高，比强度与高强 2A11 度钢相近，耐腐蚀性差。 2A12 （3）超硬铝 7A04 AI-Cu-Mg-Zn 系 具有很高的强度，比强度 相当于超高强度钢。耐腐 蚀性差。 （4）锻铝 6A02 AI-Cu-Mg-Si 系 可锻造，力学性能与硬铝 相近。
（教师指导观察图 7-5、7-6） ２、化学成分 【交流与讨论】 灰铸铁以片状石墨存在， 从石墨考虑我们应如何控制化学成分？ （高碳、 硅， 低硫。） （教师指导阅读表表 6-1） 二、灰铸铁的组织和性能 1、组织 F + 片状石墨 (F-P)+片状石墨(指导观察图 7-7 灰铸铁的显微组织) P + 片状石墨 2、性能 （1）力学性能差：抗拉强度低，塑性、韧性差。 原因：片状石墨严重割裂了金属基体，极大地破坏了金属基体的连续性。 【设问】灰铸铁的力学性能差，抗拉强度＜300MPa，能否通过细化晶粒的方法来提高力学 性能？（可以） 【板书】孕育铸铁：往生铁水中加入硅铁，ø30 mm 铸铁棒由 186MPa 提高到 300MPa。 （2）铸造性好，切削加工性好，减摩、减震，缺口敏感性小。 三、灰铸铁的牌号和用途 1、牌号 HT200 表示抗拉强度为 200MPa 的灰铸铁。 2、用途 主要用于制造承受压力、要求减震、减摩以及许多力学性能要求不高而形状复 杂的零件。如机床的床身、导轨，机器的机架、底坐（台虎钳底坐、泵体），汽车、 拖拉机气缸、气缸套等。
用途 制造耐腐蚀、保光泽的零 件。如装饰材料、日用器 具，飞机、车辆的蒙皮。 主要用于航空业制造中等 强度的结构件。如飞机的 隔框、支架、叶片等。 主要用于航空业制造受力 大的结构件。如飞机的大 梁、起落架等。 适合制造航空及仪表工业 各种形状复杂、 要求比强度 较高的锻件。 如汽车控制臂 轿车轮圈、内燃机活塞等。
形状和大小一样的三块铁合金， 一块是低碳钢， 一块是灰铸铁，一块是是白口铸铁，用什么简便方 法可迅速将它们区分开来？
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作业：书本 158 页
教学反思：
1989 年世界卫生组织确认，长期或大量摄入铝元素对人 体的脑组织和神经系统造成损害。建议限制能导致人体摄入 铝元素的各种应用。根据你的生活经验，这些受限制的应用 可能包括： 1．____________________________________； 2．____________________________________； 3．____________________________________。 （1．铝制炊具；2．食品、药品的铝箔包装；3 含铝的食 品添加剂，如明矾等。）