3.3 铁碳合金相图简析(教案)《机械基础》同步精品课堂(高教版)

2024-09-19
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3-3 铁碳合金相图简析 【教学目标】 一.知识目标: 1.了解简化铁碳合金相图的主要特性点、特性线的含义及组织分布情况; 2.了解Fe-Fe3C 相图的应用。 2. 能力目标: 1.能够了解 Fe-Fe3C 相图的应用; 2.能够分析及应用铁碳合金相图。 三.素质目标: 1.培养认真、严谨、仔细的工作作风; 2.培养学生的信息处理能力。 【重点难点】 重点:绘制铁碳合金相图,并应用相图进行材料选择。 难点:铁碳合金相图的主要特性点、特性线的含义 【教学方法】 讲授法 交流法 归纳法 ppt演示法 【学生分析】 本节课是在学生通过《机械基础》前三章的学习,已经掌握了金属材料的力学性能和金属与合金的晶体结构的基础上,研究不同成分的钢和铸铁在不同温度下所具有的组织或状态。所以,在教学时,可以让学生清楚了解不同的含碳量对铁碳合金性能的影响,知道各合金常温下的状态。 【教学过程】 1. 导入新课 复习: 1.什么是同素异晶转变?纯铁的同素异晶转变式是什么? 2.什么是铁素体?其溶碳能力和力学性能如何? 3.什么是奥氏体?其溶碳能力和力学性能如何? 4.什么是渗碳体?其含碳量、熔点和力学性能如何? 提出疑问:在不同的温度和成分的影响下,金属将以哪一种组织形态存在,铁素体,奥氏体,渗碳体,或者是它们的混合物? 导入新课:引出铁碳合金相图,铁碳合金相图在机械材料的选择中起着至关重要的作用。 2. 讲授新课 铁碳合金相图是表示在缓慢冷却(或缓慢加热)条件下,不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。 (一)铁碳合金相图的组成 如图纵坐标为温度,横坐标为碳的质量分数。 (二)Fe-Fe3C 相图的特征 Fe-Fe3C 相图由一些点和线组成,了解这些点、线的含义后,就可以把一个看似复杂的相图分割成不同的区域,当成分(碳的质量分数)和温度变化时,按 一定规律可分析出各区域产生的组织。 1.主要特性点(见教材表3-16) 2.主要特性线 (见教材表3-17) 3.主要相区(见教材表3-18) (三)铁碳合金的成分与性能的关系 铁碳合金的成分对其性能有影响。当 Wc小于0.9%时,随着碳的质量分数的增大,钢的强度、硬度不断升高,而塑性、韧性不断降低。当 Wc大于0.9%时随着碳的质量分数的增大,虽然钢的硬度还在升高,但是强度下降,而塑性、韧性继续降低。 这主要是因为碳的质量分数越高,钢中的 Fe3C 越多。因此,非合金钢及低合金钢的 Wc 一般不超过 1.4%。 (四)Fe-Fe3C 相图的应用 Fe-Fe3C 相图表明了碳的质量分数不同时,铁碳合金组织和性能的变化规律, 也揭示了相同成分的铁碳合金在不同温度时组织和性能的变化。这为生产实践中 的选材及制订零件铸造、锻造和热处理等热加工工艺提供了理论依据。 1.选材方面的应用; 2.铸造方面的应用; 3.锻造方面的应用; 4.热处理方面的应用。 三.小结: 1.铁碳合金相图的组成; 2.Fe-Fe3C 相图的特征; 3.铁碳合金的成分与性能的关系; 4.Fe-Fe3C 相图的应用。 四.课堂检测 1.填空题 (1)铁碳合金相图是表示在缓慢冷却(或缓慢加热)条件下,不同成分的_________(铁碳合金)的状态或组织随温度变化的图形。 (2)在铁碳合金相图中,ACD线为_________(液相线)线,ECF线为_________(共晶线) 线,AECF线为_________(固相线)线。 2. 选择题 (1)渗碳体的碳的质量分数为( D ) A.0.77% B. 2.11% C.4.3% D.6.69% (2) 铁碳合金共晶转变的温度是( B ) A. 727 B.1148 C.1227 D.1538 3. 判断题 (1) 渗碳体强度低、塑性好,易于塑性变形加工。( ✘ ) (2)铸铁中靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低,而且凝固温度区间小,有较好的铸造流动性,适于铸造。( ✔ ) 学科网(北京)股份有限公司 $$

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