高一上高教版金属材料与热处理5－1 合金元素在钢中的主要作用教案

章节 课题 §5－1 合金元素在钢中的主要作用 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 合金元素在钢中的主要作用 能力 培养点 掌握合金元素在钢中的主要作用 德育 渗透点 培养学生团结协作的精神 教学重点 难点 重点 合金元素在钢中的主要作用 难点 合金元素在钢中的主要作用 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 1、锉刀的热处理分析？ 2、汽车传动齿轮轴的热处理分析？ （三）讲授新课 §5－1 合金元素在钢中的主要作用 一、碳素钢不足之处： 1.淬透性差 2.回火稳定性差 3.综合机械性能低 4不能够满足某些的要求 二、合金钢的定义： 在碳素钢的基础上，为改善刚的性能，在冶炼时有目的的加入一种或多种合金元素的钢。含碳量：＜2.11%。 三、常用元素 常用元素： Cr铬、Ni镍、Mo钼、W钨、V钒、Ti钛、Al铝 B硼、Nb铌、Nd钕。 合金元素的影响： 1.可以得到所需的力学性能，用于重要零件； 2.特殊物理（熔点、磁性）、化学（耐热、耐腐蚀）性能； 3.特殊工艺性能（焊接、热处理）； 4.使C曲线右移，淬透性提高。 四、主要作用物极必反 1、强化铁素体（除铅外）： 1)存在形式： 大多数合金元素溶于α-Fe，形成合金铁素体。 2)作用： 由于晶格畸变，产生固溶强化，强度↑、硬度↑、 塑性↓，韧性↓。 3)对韧性的影响： Si＜1.0%、Mn＜1.5%，F韧性不下降，超过此量，则F韧性下降 Cr≤2%、Ni≤5%，明显强化F，提高F韧性。 2、形成合金碳化物： 1)存在形形式（合金元素与碳亲和力不同）： 非碳化物形成元素：镍、钴、铜、硅、铝、硼，不形成碳化物，溶于F和A，形成合金F和合金A。 弱碳化物形成元素：Mn锰，与碳亲和力弱，大部分溶于F或A，少部分溶于Cm，形成合金渗碳体。 中碳化物形成元素：Cr铬、Mo钼、W钨，和碳亲和力强，形成合金渗碳体，硬度提高，明显提高低合金钢强度，组织比Cm稳定。 强碳化物形成元素：V钒、Nb铌、Ti钛，与碳形成特殊碳化物，比合金Cm有更高的熔点、硬度和耐磨性，组织更稳定。 2)作用： 碳化物种类、性能、在钢中分布状态，直接影响钢的性能、热处理相变。 如果碳化物以弥散状分布，则强度↑、硬度↑、耐磨性↑，对工具钢有重要意义。便宜的Al 3、细化晶粒（除Mn外）： 1)元素作用： Mn使晶粒长大倾向增大，即过热。 其他元素加热时抑制A长大，降低长大速度 V、Nb、Ti形成的碳化物，铝在钢中形成的AlN、Al2O3细小质点，相当于孕育剂，增加形核率。 2)结果： 细化晶粒，使强度↑、韧性↑。使晶粒细化。 4、提高钢的淬透性(除钴外)： 1)作用： 合金元素溶于A，使过冷A稳定性增强，推迟珠光体转变，使C曲线右移，V临↓、淬透性↑。 2)结果： 淬透性好，可采用冷却能力较低的介质，有B则灵 防变形、开裂，保持尺寸和形状精度。 在同样淬火条件下，合金钢淬硬层较深， 大截面零件组织均匀，综合力学性能提高。 3)常用元素：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B。 4)特例：微量的B（0.0005%～0.003%）可明显提高淬透性。 5、提高钢的稳定性： 1)回火稳定性：钢在回火时，抵抗软化、抵抗硬度下降的能力。 2)产生原因：合金元素阻碍M分解，且碳化物不易析出，即使析出也不易长大，保持较大弥散度，硬度下降慢。 （四）课堂小结 点出重点，分析难点 （五）布置作业 1、复习本次课的内容 2、课后练习册 3、下一节内容预习提示； 准备上课 学生思考并回答所提出的问题。 听 课 记笔记 跟随老师的 思路进行分析 听 课 记笔记 听 课 记笔记 听 课 记笔记 听 课 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 10分 20分 40分 10分 3分 学科网（北京）股份有限公司 $