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）

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 $$