高一上高教版金属材料与热处理2－2 金属的力学性能（一）教案

章节 课题 §2－2 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、强度和判据 2、韧性及其判据 （三）讲授新课 §2－2 金属的力学性能（一） 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： ⑴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 L0＝5 d0 或 L0＝10 d0 力－伸长曲线 ⑵试验 力－伸长曲线 △L ⑶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） ⑷通过力－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σs表示 ，计算公式：σs=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：σ0.2=F0.2/So。屈服点σs和规定残余伸长应力σ0.2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σb表示。计算公式为：σb=Fb/So零件在工作中所承受的应力，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δ表示： L1—— L0 计算公式 δ＝ ×100% L0 2、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ψ表示 计算公式 ￠=×100% 金属材料的伸长率（δ）和断面收缩率（ψ）数值越大，表示材料的塑性越好。 例、有一直径dO=10mm，lo=100mm的低碳钢试样，拉伸验时测得FS=21KN，Fb=29KN，d1=5.65mm，l1=138mm，求：σs、σb、δ、ψ。 解：（1）计算SO，S1 S0=πd02/4 =3.14×102/4=78.5mm2 S1=πd12/4 =3.14×5.652/4=25mm2 （2）计算σs、σb σs=FS/SO=21×103/78.5 =267.5Mpa σb= Fb/SO=29×103/78.5 =369.4Mpa （3）计算δ、ψ δ=(l1-l0)/l0×100%=(138-100)/100×100%=38% ψ=(S0-S1)/S0×100%=(78.5-25)/78.5×100%=68% 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