1.3 低合金钢、合金钢（教案）《数控加工机械基础》（高教版）同步精品课堂

《数控加工机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.3 低合金钢、合金钢 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 职高学生已掌握非合金钢的基础认知，对不锈钢餐具、工程钢梁等低合金钢、合金钢制品有生活和职业场景的直观印象，但缺乏对两类钢材分类、牌号规则的系统了解。学生逻辑思维偏具象化，对抽象的牌号参数、性能差异易产生困惑，更倾向于“学以致用”的实践型学习。此前的金属材料知识为本次学习奠定了基础，但对“合金元素作用—性能提升—用途拓展”的关联逻辑尚不清晰。课堂需结合岗位实例简化抽象概念，通过具象化对比和实践选型任务，贴合学生职业发展需求，提升知识转化与应用的主动性。 背景分析 低合金钢与合金钢是制造业转型升级的核心材料，凭借合金元素优化的优异性能，广泛应用于建筑、机械、汽车、航空等关键领域，是职高机械、机电、汽修等专业学生必备的职业知识。随着工业对材料强度、耐蚀、耐磨等要求提升，企业迫切需要能识别、选型这类钢材的技术人才。本节课立足职业教育“实用导向”，衔接非合金钢的前置知识，聚焦7类常用钢材的核心知识点，帮助学生建立“合金元素—性能—用途”的关联逻辑，为后续专业实训、岗位履职及职业技能提升筑牢基础。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 树立“材料升级适配工业需求”的实用理念，培养严谨的工程思维，增强对工业材料的职业认知与岗位适配意识。 掌握低合金钢与合金钢的分类标准，熟记7类常见钢材的牌号规则、核心性能，明确各类钢材的典型应用场景。 能根据牌号区分低合金钢与合金钢类型，初步判断材料性能，学会结合实际需求选择适配的钢材，提升材料识别与选型能力。 学习任务 描述 掌握低合金钢、合金钢的牌号及分类。 理解低合金钢、合金钢的性能，并能辨别数控加工中常用刀具和工量具等所使用的材料。 通过学习低合金钢、合金钢等相关知识，培养追求卓越、精益求精的工匠精神。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 低合金钢与合金钢的分类标准，7类常见钢材的核心性能及典型用途 教学难点 区分低合金钢与合金钢的界限，记忆不同类型钢材的牌号特征 教学难点突破方法 用“非合金钢+合金元素=升级款钢材”简化概念，制作“类型—牌号特征—代表牌号”对比表（如低合金高强度钢“Q+数字+质量等级”），搭配实物图片强化区分 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《数控加工机械基础》，主编：崔陵、王佰亮；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：掌握低合金钢、合金钢的牌号及分类。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 为了改善钢的性能,炼钢时在非合金钢的基础上,添加适量的一种或多种合金元素的钢称为低合金钢或合金钢。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,合金钢可获得高强度、高韧性、耐、耐蚀性、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） (1)低合金钢的分类 低合金钢按主要质量等级可分为普通质量低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢;按主要性能或使用特性可分为可焊接的低合金高强度结构钢、低合金耐候钢低合金混凝土用钢及预应力用钢、矿用低合金钢、铁道用低合金钢和其他低合金钢(如焊接用合金钢)等。 (2)合金钢的分类 合金钢种类很多,通常按主要质量等级可分为优质合金钢和特殊质量合金钢;按主要性能或使用特性可分为工程结构用合金钢,机械结构用合金钢,轴承钢,工具钢不锈、耐蚀和耐热钢,特殊物理性能钢和其他合金钢等。 为了便于生产、使用和研究,习惯上把合金钢按合金元素的种类分为铬钢、锰钢硅锰钢、镍铬钢等;按用途又可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊物理性能钢等。 主要讲解低合金钢和合金钢的分类。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 (1)低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢虽然是一种低碳、低合金的钢材,但具有高强度、高韧性、良好的焊接性和一定的耐蚀性,广泛应用于制造船舶、桥梁和车辆等。低合金高强度结构钢常见的牌号有 Q355、Q390、Q460等。国家体育场(鸟巢)使用的钢材就是 Q460。 鸟巢的外形结构主要由巨大的门式钢架成，24根桁架柱托起了超大的屋顶结构。鸟巢使用的 Q460钢材是一种低合金高强度结构钢。在此之前这种钢一直从国外进口。中国的科研人员经历了漫长的科技攻关,经过无数次的研发与探索及多次反复试制,研制出了具有知识产权的国产O460钢材,撑起了国家体育场的钢骨脊梁。 (2)工程结构用合金钢 工程结构用合金钢主要是指工程和建筑结构用钢,包括一般工程用钢、钢筋钢压力容器用钢、矿用钢、高锰耐磨钢等。以下主要介绍高锰耐磨钢。 高锰耐磨钢常见的牌号有 ZGM13 等。高锰耐磨钢在一般工作条件下并不耐磨只有在巨大压力和强烈冲击载荷作用下才具有高耐磨性。高锰耐钢适用于制造长时间经受高冲击和磨损的耐磨部件,如用于制造坦克履带、挖掘机铲斗的斗齿以及防弹钢板、保险箱钢板、铁路道岔等,由于高锰钢极易产生加工硬化,使切削加工困难,但铸造性能好,故大多数高锰钢零件采用铸造成形。 教师根据课本内容讲解常用低合金钢和合金钢的牌号、性能和用途。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 (3)机械结构用合金钢 机械结构用合金钢是指适用于制造机器和机械零件的结构钢,它是在碳素结构钢的基础上,有目的地加人一种或几种合金元素而得到的多元合金,其力学性能显著提高,应用日益广泛。常用的机械结构用合金钢有合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢等。 (4)轴承钢 轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的专用钢,如图1-12所示,也可用于制作精密量具、冷冲模具等。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性及高的弹性极限,主要包括高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢和高温轴承钢等,以下主要介绍应用最广泛的高碳铬轴承钢。 (5)工模具钢 工模具钢是在非合金工具钢的基础上加人铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。工模具钢主要用于制造刃具、量具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。 (6)高速工具钢 高速工具钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,俗称白钢。它在高速切削产生高热量的情况下(约600℃)仍能保持高的硬度,HRC能在50以上。这就是高速工具钢最主要的特性--红硬性。 高速工具钢在机械制造业中应用广泛,常见的牌号有 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2,主要用于制造高速切削的开孔器（如图所示）、铣刀、车刀、铰刀、钻头及插齿刀等。 高速工具钢的牌号表示方法与机械结构用合金钢牌号表示方法相似,但高速工具钢的牌号只呈现合金元素及其平均质量分数,不显示碳的平均质量分数。 (7)不锈钢和耐热钢 不锈钢和耐热钢是具有特殊化学性能的特殊性能钢。 不锈钢和耐热钢的牌号表示方法与机械结构用合金钢相似,只是当碳的平均质量分数大于或等于 0.04%时,碳的平均质量分数用两位数字表示；当碳的平均质量分数小于或等于 0.03% 时,则取三位数字。 例如,12Cr18Ni9 表示碳的平均质量分数为0.12%,铬的平均质量分数为18%,镍的平均质量分数为 9%的不锈钢。022Cr19Ni10 表示碳的平均质量分数为0.022%,铬的平均质量分数为 19%,镍的平均质量分数为10%的不锈钢。 教师讲解机械结构用合金钢，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：高速工具钢的突出性能和典型用途是什么？ 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本节课核心掌握了低合金钢与合金钢的分类，以及7类常用钢材的关键知识：明确了两类钢材的区分标准，熟记了Q355、GCr15、1Cr18Ni9等典型牌号的规则，厘清了合金元素如何提升钢材强度、耐蚀性等性能，及其在工程、机械、化工等领域的用途。重点要牢记“元素定性能，性能配用途”的核心逻辑，这是未来岗位选材、识材的关键。希望大家课后结合职业场景多观察应用，把知识转化为实用技能，为后续专业实践筑牢基础。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） （1）机械结构用合金钢的性能特点和用途是什么？ （2）选择低合金钢或合金钢时，核心判断逻辑是什么？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课围绕低合金钢与合金钢的分类、牌号、性能及用途展开，通过对比非合金钢、结合岗位实例降低学习难度，学生对不锈钢、轴承钢等常见钢材的用途掌握较好。但部分学生对低合金钢与合金钢的界限区分模糊，对牌号中合金元素符号的记忆存在困难，反映出抽象概念的具象化讲解仍需加强。此外，“合金元素—性能”的关联逻辑，部分学生理解不够透彻，导致场景选型时不够精准。后续教学可增加牌号拆解小游戏、合金元素作用对比图，设计更多职业场景的选材案例，强化逻辑训练，同时优化分层提问，关注不同基础学生的接受度，让知识更贴合职高学生的学习特点与职业需求。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $