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机械工程材料及应用教案王纪安1-2.doc

发布:2017-05-23约9.15千字共13页下载文档
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《机械工程材料应用》教案 项目一 工程材料与机械制造过程 课 题: 材料的发展过程 分类及发展趋势(4课时) 导入:教师以教材“问题”进行课程的始学教育,举出身边某制品或零件,说出是什么材料制造的,为何选用这种材料? 教学目标:1.了解机械工程材料及其分类; 2. 了解机械工程材料的发展过程; 3. 了解机械制造过程; 4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用 前测:什么是机械工程材料? 你所知道的机械制造过程有哪些? 教学过程: 【板书】一.材料的简要发展过程 材料是人类文明和技术进步的重要标志。 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊鼎材料石器时代、青铜器时代铁器时代金属是一类重要的材料,人类的生活和生产都离不开金属。常生活中 制易拉罐的金属 制作导线的紫红色金属 灯的灯丝 体温计中填充的金属 家用热水瓶内壁上的金属 【讲解】在通常情况下,金属单质往往无法满足使用要求。如纯铜、纯铝及纯铁质软,强度、硬度很小,无法用来制造承受大载荷的机械零件和工具。如果我们将一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质就得到合金。 合金:一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质。 教师指导阅读表1-1日常生活中常见的合金和教材内容,并介绍记忆合金。 【交流与讨论】 1.组成合金的元素一定是金属元素吗?从概念上来理解合金至少有几种元素组成?其中有一种肯定是什么元素? 2.合金的用途远远比纯金属广泛得多,请问这是为什么? 金属材料:将纯金属和合金材料统称为金属材料。 1.黑色金属:以铁或以它们为主形成的物质。如碳钢、合金钢和铸铁等。 2.有色金属:除黑色金属以外的金属和合金。如铜及铜合金、铝及铝合金和轴承合金等。 【讲解】金属材料在机械工业中应用最为广泛,在各种机械设备所用的材料中,金属材料占90%以上。这是由于金属材料不仅冶炼资源丰富,而且还具有优良的物理、化学、力学和工艺性能。此外,金属材料品种多,性能各异,可以通过不同的加工方法(例如热处理),使金属材料的某些性能获得进一步的改善,从而扩大其使用范围。 高分子材料 (质轻、 耐腐蚀,常用于化工、机械、航空航天等) 陶瓷材料 (高硬度、耐腐蚀、绝缘,用于电器、化 工、航空航天等等) 复合材料 (轻、高的比强度、比刚度,结合两种材料的性能优点,用于航空航天等领域) 三、机械制造过程与材料 1、机械工程材料的常用性能 材料使用性能 力学性能(强度、塑性、韧性等) 物理性能(光、热、电、磁等) 化学性能(氧化、腐蚀等) 材料工艺性能 加工性能(切削、锻造等) 铸造性能(适合铸造与否) 焊接性能(容易焊接与否) 热处理性能(可热处理强化) 2、机械工程材料的加工方法 金属材料的加工方法:铸造、锻造、焊接、冲压、 合金粉末:粉末冶金 工程陶瓷材料:压制、烧结 工程塑料、橡胶:注塑、挤出、吹塑、模压、压铸等 复合材料:层压、浇注、粘贴 3、金属材料的热处理 钢的热处理方法:普通热处理:退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。钢的表面热处理(1)感应淬火感应淬火是指利用感应电流通过工件所产生的热量,使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。(2)火焰淬火 钢的化学热处理:目前常用的化学热处理有:渗碳、渗氮、碳氮共渗等。 四.课程学习指导 1.机械制造和日常生活的基础知识; 2.学习其他后续工艺学的基础。 3.课程特点与学习要求 【小结】: 1.机械工程材料及分类;金属材料、有机高分子材料、无机非金属、 复合材料 2. 了解机械工程材料的发展过程;石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 3. 了解机械制造过程; 4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用 【作业】书面:习题 【交流与讨论】阅读下面的一段故事,谈谈你的感想。 形状记忆合金的发现 许多重大的发现都源于偶然事件。20世纪60年代初,美国海军研究所的的一个研究小组把一些乱如麻丝的镍-钛合金拉直,以便使用。他们无意中发现,当温度升高到一定值时的时候,这些已被拉直的镍-钛合金突然“记忆”起自己的模样,又恢复到弯弯曲曲的“本来面目”。经过材料专家的反复实验,证实了镍-钛合金丝“变形——恢复”的现象能重复进行。其实,类似的现象早在20世纪50年代初就不止一次被观察到,只不过当时没有引起人们的足够重视。 这一发现引起了科学家们的极大兴趣,经研究发现,铜基合金,铁基合金等都有这种奇妙的记忆本领。 课 题:项目二 螺栓、螺母的选材——碳素结构钢的应用(
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