第4课钢的热处理(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（三）——钢的热处理 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握钢的整体热处理 （2）掌握钢的表面热处理 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：钢的整体热处理、钢的表面热处理 教学难点：分析和选择钢的热处理方法 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）→实例导入（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1.3”，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，了解钢热处理的工艺过程及分类，钢的整体热处理，钢的表面热处理，并思考以下问题： （1）热处理过程分为几个阶段？简述各过程中钢的内部组织转变过程。 （2）钢的整体热处理包括哪些？详述其特点及应用。 （3）钢的表面热处理包括哪些？详述其特点及应用。 · 【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 实例导入 （5 min） · 【教师】讲解以下知识： 中国第一艘航母辽宁号的建造过程，所碰到钢材短缺的问题来说明热处理对国防和经济建设的重要性，吸引学生对钢的热处理知识的关注。 · 【教师】通过以上实例，引入本课课题 通过实例导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣 传授新知 （38min） 1、 热处理概述 · 【教师】新知讲解 1．热处理的概念 定义：采用适当的方式对固态金属材料进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构和性能的工艺称为热处理。 特性：不仅可以消除金属材料内部组织结构上的某些缺陷，改善其加工工艺性能，还可进一步提高金属材料的硬度、强度等力学性能，充分发挥金属材料的潜力，降低生产成本。 应用：热处理在工业生产中具有极为广泛的应用，重要的金属零部件以及各种刀具、模具、量具等在制造过程中几乎都要进行适当的热处理。 2．热处理的工艺过程 热处理的工艺方法很多，但基本上所有热处理的工艺过程都需要经过加热、保温和冷却三个阶段。 热处理的工艺过程可由如图所示的热处理工艺曲线来表示。 【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 热处理工艺过程中的冷却速度对材料的性能有哪些影响？ ✈【学生】聆听、思考、讨论、回答 ✈【教师】总结 热处理工艺过程中的冷却速度对材料的性能有着直接的影响。例如，45钢在加热到450℃并保温后，随炉冷却至室温时得到的屈服强度为272 MPa，而在水中冷却至室温时得到的屈服强度则高达706 MPa，直接表现为前者韧性好、易弯曲，后者脆而硬。 3．钢发生组织转变的温度 钢的内部组织发生转变时的温度称为临界温度。 通常情况下，钢在加热和冷却阶段都会发生组织转变，如图所示的曲线表示钢在加热和冷却时组织转变的临界温度。 其中，共析钢加热到以上温度时，全部转变为奥氏体，而亚共析钢必须加热到以上温度、过共析钢必须加热到以上温度才能获得单相奥氏体。 【点拨】根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。其中，含碳量为0.77%的碳素钢称为共析钢，室温下其内部组织为珠光体；含碳量低于0.77%的碳素钢称为亚共析钢，室温下其内部组织为铁素体+珠光体；含碳量高于0.77%的碳素钢称为过共析钢，室温下其内部组织为珠光体+渗碳体。 钢的各个实际临界温度的含义分别为： ——加热时，珠光体向奥氏体转变的温度； ——亚共析钢加热时，铁素体向奥氏体转变的终了温度； ——过共析钢加热时，二次渗碳体向奥氏体溶入的终了温度； ——冷却时，奥氏体向珠光体转变的温度； ——亚共析钢冷却时，奥氏体向铁素体转变的起始温度； ——过共析钢冷却时，二次渗碳体由奥氏体析出的起始温度。 【多媒体教学】 ✈【教师】要求学生通过“文旌课堂”APP扫描二维码“钢的热处理工艺”，观看微课视频，学习钢的热处理工艺 ✈【学生】观看、思考 4．热处理的分类 热处理的种类很多，根据目的和工艺方法的不同，热处理可分为整体热处理和表面热处理两大类。 根据工序的位置不同，热处理可分为预备热处理和最终热处理。 预备热处理是在零件加工过程中进行的，目