(完整word版)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
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
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 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Fe－G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1154℃～738℃温度范围内奥
2.中间阶段石墨化在1154℃～738℃温度范围内奥氏体沿E‘S’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
可锻铸铁又称为玛铁、玛钢；
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
❖可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。

❖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。

❖KTH350-10、KTZ600-3
二、可锻铸铁的应用
❖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。

❖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。

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：
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授课形式：
教学内容提问或作业备注：
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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：
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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：。