第3课常用工程材料(教案）-《机械基础》同步教学（江苏大学出版社）

课题 机械工程材料（二）——常用工程材料 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握常用工程材料的特点及应用 （2）了解零件的失效形式 （3）掌握零件材料的选择方法 思政育人目标： （1）提高分析问题、解决问题的科学思维能力 （2）培养投身制造强国、专注技能成才的职业追求 教学重难点 教学重点：工程材料的特点及应用、零件的失效形式 教学难点：零件材料的选择方法 教学方法 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学设计 第1节课：课前任务→考勤（2 min）→问题导入（5 min）→传授新知（38 min） 第2节课：传授新知（25 min）→任务实施（15 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min） 教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图 第一节课 课前任务 · 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单1.2”，并根据任务工单进行组内分工。同时，提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件预习本节课知识，了解常用工程材料的特点及应用，零件的失效形式，以及零件材料的选择方法，并思考以下问题： （1）钢铁材料分为哪几类？请分别举例，并说明其牌号的含义、性能特点及应用范围。 （2）常用的非铁金属材料及合金有哪些？请举例说明，并说明其牌号的含义、性能特点及应用范围。 （3）零件的失效形式有哪些？简要说明零件材料选择的一般原则。 · 【学生】完成课前任务 通过课前任务，使学生了解所学课程的重要性，增加学生的学习兴趣 考勤 （2 min） · 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 · 【学生】按照老师要求签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况 问题导入 （5 min） · 【教师】提出以下问题： 举出日常生活中常用的工程材料，并分析其特点。 · 【学生】思考、举手回答 · 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣 传授新知 （38min） 1、 钢铁材料 · 【教师】新知讲解 1．钢铁材料的分类与组织 钢铁材料主要由铁和碳两种基本元素构成，故钢铁又称为铁碳合金。 钢铁根据含碳量进行的分类如图1-15所示。 铁碳合金基本组织的特点（详见教材表1-8）。 2．工业钢 钢是指含碳量为0.021 8%～2.11%的铁碳合金。工业生产中，为了保证其韧性和塑性，钢的含碳量一般不超过1.7%。 1）钢的分类 （1）根据化学成分分类 碳素钢：低碳钢（）、中碳钢（）和高碳钢（）； 合金钢：低合金钢（合金元素总量）、中合金钢（合金元素总量）和高合金钢（合金元素总量）。 （2）根据冶金质量分类 普通钢（，）、优质钢（，）和高级优质钢（，）。 （3）根据冶金质量分类 结构钢、工具钢、特殊功能钢和专业用钢等。 【课堂互动】 ✈【教师】随机邀请学生回答以下问题： 市场上供应的钢材种类有哪些？ ✈【学生】聆听、思考、回答 ✈【教师】总结学生的回答： 工业用钢一般由专门的冶金厂生产，市场上供应的钢材种类有板材（薄钢板、中等厚度钢板和钢带等）、管材（焊接钢管和无缝钢管）、型材（圆钢、方钢、工字钢和槽钢等）、线材及其他异型钢材等，如图所示。  （a）钢板  （b）钢管 （c）工字钢 （d）线材 2）钢的牌号 《钢铁产品牌号表示方法》（GB/T 221—2008）中规定了各种钢的牌号。 钢的牌号通常由大写的汉语拼音、化学元素符号和阿拉伯数字等组成。 （详见教材表1-9） 3）碳素钢 工业用钢中，碳素钢的用量非常大。常用的碳素钢有碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢等，（详见教材表1-10）。 4）合金钢 为改善钢的力学性能，通常在炼钢时加入某些合金元素，如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V等，由此获得的钢称为合金钢。与碳钢相比，合金钢往往具有某些方面的特殊性能或具有良好的综合力学性能。常用的合金钢（详见教材表1-11）。 · 【学生】聆听、思考、理解 【课堂互动】 ✈【教师】提出问题让学生思考、讨论，并随机抽取学生回答 如图所示为2008年北京奥运会的主体育场——国家体育场鸟巢，它的建设用到了一种重要的金属材料，同学们知道是什么吗？ 这座气势如此恢宏的场馆是用什么钢材建造的呢？ ✈【学生】聆听、观看、思考、回答 ✈【教师】总结： 我国自主研制生产的Q460。Q460是一种低合金高强度结构钢，含碳量为0.2%，同时含有锰、钛、钒、铬、铌、镍等合金元素。Q460材料的强度是普通钢的两倍，鸟巢所使用的Q460钢板厚度为110 mm，若采用其他同等强度的钢材，厚度至少需要为220 mm。 · 【教师】新知讲解 2．铸铁 （1）