高一上高教版金属材料与热处理7-3钛及钛合金 7-4 轴承合金 7-5硬质合金教案

章节 课题 §7-3钛及钛合金 §7-4 轴承合金 §7-5硬质合金 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 钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。 能力 培养点 掌握钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。 德育 渗透点 培养学生团结协作的精神 教学重点 难点 重点 钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。 难点 钛及钛合金、轴承合金、硬质合金的分类和性能特点。 学法引导 1、讲授法 2、讨论法 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）导入新课 铜合金的标注、分类及应用 （三）讲授新课 §7-3钛及钛合金 一、钛 钛是银白色金属，密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔点1668±4℃。钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导。钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但强度低，不宜作结构材料。钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。   二、钛合金 钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。应用了钛合金的产品 前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去 §7-4 轴承合金 一、对轴承合金性能的要求 轴承合金是指制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。当轴承支撑着轴进行工作时，由于轴的旋转，使轴和轴瓦之间产生强烈的摩擦，因轴价格较贵，更换困难，为了减少轴承对轴颈的磨损，确保机器的正常运转，轴承合金应具有以下性能： （1）具有足够的强度和硬度，以承受较高的周期性载荷； （2）塑性和韧性好。以保证轴承与轴的配合良好，并耐冲击和振动； （3）与轴之间有良好的磨合能力及较小的摩擦系数，并能保留润滑油，减少磨损； （4）有良好的导热性和抗蚀性； （5）有良好的工艺性，容易制造且价格低廉。 二、轴承合金的组织特性 1、在软的基体上分布着硬的质点：轴承合金的组织应该是在软的基体上分布着硬的质点，当轴工作时，软的基体很快磨凹下去，而硬的质点凸出于基体上，支撑着轴所施加的压力，减小轴与轴瓦的接触面，且凹下去的基体可以储存润滑油，从而减小轴与轴颈间的摩擦系数，同时偶然进入外来硬物也被压入软基体中，不致于擦伤轴。软的基体还能承受冲击与振动并使轴与轴瓦很好地磨合。属于这类组织的有锡基和铅基轴承合金。 2、硬基体上分布软质点的组织：对高转速、高载荷轴承，强度是首要问题，轴承合金可以采取硬基体（其硬度低于轴颈硬度）上分布软质点的组织，来提高单位面积上的承载能力，属于这类组织的轴承合金有铜基及铝基轴承合金。这种组织具有较大的承载能力，但磨合能力差 三、常用的轴承合金 巴氏合金的表示方法与其它铸造非铁金属的牌号表示方法相同，例如ZSnSb4Cu4表示含锑的平均质量分数为4%、含铜的平均质量分数为4%的锡基轴承合金。 1、锡基轴承合金：锡基轴承合金是以锡为基础，加入锑、铜等元素组成的合金。其优点是具有良好的塑性、导热性和耐蚀性，而且摩擦系数和膨胀系数小，适合于制作重要轴承，如汽轮机、发动机和压气机等大型机器的高速轴瓦。缺点是疲劳强度低，工作温度较低（不高于150℃），这种轴承合金价最较贵。 2、铅基轴承合金：是以铅为基体，加入锑、锡、铜等合金元素组成的合金。铅基轴承合金的强度、硬度、导热性和耐蚀性均比锡基轴承合金低，而且摩擦系数较大，但价格便宜。适合于制