铁碳合金教案-2022-2023学年度高一下学期北京理工大学出版社中职机械基础

中等专业学校2022-2023-1教案 编号： 备课组别 机械组 课程 名称 机械 基础 所在 年级 高一 主备教师 授课教师 授课 系部 授课 班级 授课 日期 课题 2-1-4 铁碳合金 教学 目标 1.掌握金属的晶体结构及其结晶过程 2.掌握铁的同素异晶转变的规律 3.了解合金组元、相和组织的概念 重点 1. 铁碳合金的基本组织及铁碳合金的分类 2.碳对钢性能的影响规律 难点 1.铁的同素异晶转变的规律。 2.铁碳合金相图 教法 启发式互动式教学、分组教学 教学设备 多媒体教学设备、激光翻页笔等 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 一、复习旧课 提问上次课讲授知识，检查学生作业完成情况，并做记录记载学生表现。 重点复习金属材料力学性能指标知识。 二、任务引入 钢和铸铁都是以铁和碳为主要元素组成的合金，统称为铁碳合金。不同成分的铁碳合金，在不同温度下具有不同的组织类型。不同的组织类型，具有不同的性能特点。研究铁碳合金的成分、温度和组织三者之间关系的图形（铁碳合金相图），是掌握铁碳合金性能的依据。那么，铁碳合金的基本组织包含哪些，力学性能如何？铁碳合金相图的应用有哪些？ 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 三、讲解新课 （一）金属的晶体结构与同素异晶转变 1．金属的晶体结构 （1）晶体和非晶体 固态物质根据其原子排列特征，可分为晶体和非晶体两类。 晶体有一定的熔点，其性能随组织结构的改变而改变； 非晶体没有一定的熔点，其性能在各个方向上是相同的。 （2）晶格和晶胞 抽象的用于描述原子在晶体中排列方式的空间几何格架称为晶格，最少数目的原子排列成的最小结构单元来表示晶格，称为晶胞。 （a）原子排列 （b）晶格 （c）晶胞表示方法 （3）三种典型的金属晶体结构 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 （4）实际金属的晶体结构 实际金属中，晶粒内部的原子排列并不理想，其内原子的排列也只是大体上一致，其中不一致的原子排列称为晶体缺陷。 晶体缺陷按形状不同可分三类，即点缺陷、线缺陷、面缺陷。 2．金属的结晶 （1）结晶的基本概念 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 物质由液态转变为固态的过程称为凝固，如果通过凝固形成晶体，则又称为结晶。 纯金属的实际结晶温度T1总是低于平衡结晶温度（T0理论结晶温度或熔点），这种现象叫做过冷。 （2）金属的结晶过程 实验证明，结晶是晶体在液体中从无到有（晶核形成），由小变大（晶核长大）的过程。 自发形核、非自发形核；平面方式、树枝状方式 3．金属的同素异晶转变 金属元素在固态下温度变化时晶格类型的变化，称为同素异晶转变。 为了区别于由液态转变为固态的初次结晶，常将同素异晶转变称作二次结晶或重结晶。 金属的同素异晶转变为热处理提供基础，钢能够进行多种热处理，就是因为铁能够在固态下发生同素异晶转变。 （二）合金的晶体结构 1．合金的组元 组成合金的基本物质称为组元。 2. 相和组织 3. 合金的组织 固溶体、金属化合物和机械混合物。 （三）铁碳合金基本组织 1．铁素体 碳溶于-Fe 中所形成的固溶体称为铁素体，用符号 F 表示。 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 2．奥氏体 碳溶于-Fe 中所形成的固溶体称为奥氏体，用符号 A 表示。 3．渗碳体 渗碳体是铁和碳的化合物，分子式为 Fe3C，含碳量为 6.69%。 4．珠光体 铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为珠光体，用符号 P 表示。 5．莱氏体 奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称为莱氏体，用符号 Ld 表示。 铁碳合金中一共有三个相，即铁素体、奥氏体和渗碳体。但奥氏体一般仅存在于高温下，所以室温下，铁碳合金中只有铁素体和渗碳体两个相 课堂小结： 课后作业： 板 书 设 计 教后札记 学科网（北京）股份有限公司 $