高一上高教版金属材料与热处理1－2 纯金属的结晶 教案

章节 课题 §1－2 纯金属的结晶 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 通过学习使学生们了解金属的结晶过程，结晶冷却的曲线。 能力 培养点 结晶的过程及晶粒大小对金属材料的影响 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 结晶的过程、晶粒大小对金属材料的影响 难点 结晶的过程 学法引导 1、讲授法 2、习题法 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、讨论金属如何结晶？ （三）讲授新课 §1－2 纯金属的结晶 一.、.结晶的概念 结晶：金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 二.、.结晶潜热 结晶潜热：结晶过程中放出的热量。 三、纯金属的结晶过程 （一）、纯金属的冷却曲线及过冷度 1. 冷却曲线的测定：用测温的方法，描绘时间与温度之间关系。 2、过冷度：理论结晶温度和实际结晶温度之差叫过冷度 表示：△T＝To-T1 3、温度的大小与冷却的速度有关。 冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。冷却曲线的坐标表示： 纵坐标表示――温度（T） 横坐标表示――时间（ t ） 提问：为什么纯金属结晶时，冷却曲线有一段是水平的： 由于结晶过程的结晶潜热补赏了散失在空气中的热量，因此，结晶时温度并不随时间的延长而下降。 直到结晶终了时，温度下降才快些。 4、温度的大小与什么有关：与冷却的速度有关。 冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。 （二）、纯金属的结晶过程―――晶核的形成与长大 晶核：作为结晶核心的微小晶体。 1、单晶体：结晶后只有一个晶粒的晶体叫～。 2、单晶体有各向异性：因为单晶体中的原子排列位向是完全一致的，其性能是各向异性的。 3、多晶体：结晶后的晶体是许多位向不同的晶粒组成的。 多晶体中各晶粒的晶格位向互不一致，各向异性彼此抵消。 四、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒越细，金属具有较高的强度和韧性。在实际的生产过程中，为了提高金属的力学性能，就要控制金属结晶的大小。通过研究和分析，发现晶粒的大小与结晶时的形核率有关，与晶核长大的速度有关。形核率越高，长大的速度越慢，晶粒就越小。抓住这个规律之后，所以确认： 细化晶粒的根本途径是控制形核率及长大速度。 增加过冷度 1、常用细化晶粒的方法： 变质处理 振动处理 ⑴增加过冷度能使晶粒细化：这种方法的适应范围：中、小型铸件。 ⑵变质处理：在熔液中加一些变质剂（形核剂）这种方法可使晶粒显著增加，或者降低晶核的长大速度。加入哪些元素可细化晶粒：钢：钛（Ti） 硼（P） 铝（Al）铸铁：硅铁（SiFe） 硅钙（SiCa）等 ⑶振动处理：结晶时金属液加以机械、超声波、电磁振动等，使晶格破碎。 五、同素异构转变 1、概念：金属结晶后，晶格类型随温度的改变而发生的变化。 2、举例：纯铁的同素异构转变（图1-7） 1538度(结晶δ-Fe) 1394度(γ-Fe) 912度(β-Fe) （体心立方晶格） （面心立方晶格） （密排六方晶格） 同素异构转变的特点：固态相变是需要较大的过冷度的，则体积变化时造成较大的内应力，以致于淬火时引起应力导致工件变形和开裂，因此要控制冷却速度，可以改变同素异构后的晶粒的大小，从而改变金属的性能。 （四）课堂小结 点出重点，分析难点 （五）布置作业 1、复习本次课内容 2、课后习题册 3、预习下一节内容 准备上课 学生思考并回答所提出的问题。学生分组讨论并发言 听 课 记笔记 学生分组讨论 并发言 听 讲 提 问 学生分组讨论并发言 记笔记 学生分组讨论并发言：温度与结晶的关系 讨论生产中常见 的细化晶粒的方法 分组讨论，对比金刚石和石墨认识同素异晶转变 学生认真听讲，并详细记笔记 学生根据老师的提示认真回顾本次课的重点内容 2分 5分 30分 10分 20分 15分 5分 3分 学科网（北京）股份有限公司 $