机械制造基础教案1

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1、备课笔记课题序号1授课班级1082授课课时4授课形式新课授课章节名称§1.1金属材料§1.1.1金属材料的力学性能使用教具黑板粉笔教学目的1.掌握强度、洛氏硬度、布氏硬度的试验原理、特点及其应用范围。2.掌握退火低碳钢的拉伸曲线，金属夏比冲击试验、多次冲击试验简介。3.了解金属疲劳的概念，提高疲劳强度的措施。教学重点强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念教学难点强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念更新、补充、删节内容无课外作业P111-3教学后记结合实验让学生理解强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度概念。授课主要内容或板书

2、设计§1.1.1金属材料的力学性能1、强度和塑性（1）强度退火低碳钢的拉伸曲线屈服强度抗拉强度（2）塑性伸长率断面收缩率2、硬度布氏硬度洛氏硬度硬度与抗拉强度的关系3、冲击韧性4、疲劳强度和蠕变强度疲劳强度蠕变强度课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤【导入】【新授】金属材料在现代工业、农业、国防、科学技术以及日常生活用品中都得到了广泛的应用，是制造各类机械零件的主要材料。为了能够正确地选用金属材料，合理地确定金属材料的加工方法，必须先熟悉金属材料的性能。材料的性能：使用性能：物理性能、化学性能、力学性能（机械性能

3、）。工艺性能：热处理性能、铸造性能、焊接性能、锻造性能、切削加工性能。力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出（静载荷、动载荷、交变载荷）的性能。第一节金属材料的力学性能一、强度与塑性概念：静载荷、应力试验：拉伸实验试样－低碳钢、L0＝5d0、L0＝10d0GB（6397－86）要求同学们实验指导书（图书馆查资料，锻炼学生的自学能力）。材料的力学性能实验。F（N）b·Sk·FeeS′O∆L（mm）∆Le弹性变形阶段塑性变形阶段（永久变形）S屈服点（“屈服”现象）塑性变形阶段（屈服变形）塑性变形阶段（大量塑性变形阶段

4、）Fb最大载荷、b缩颈点塑性变形（“缩颈”现象）断开一.强度和塑性：1、强度定义：塑性变形、断裂的能力。衡量指标：屈服强度、抗拉强度。（1）屈服点：定义：发生屈服现象时的应力。公式：σs＝Fs/Ao（MPa）Fs－材料发生屈服现象时的力。So－材料的原始横截面面积。条件屈服强度规定：σr0.2＝F0.2/Ao(无明显的屈服现象的材料)应用：汽缸盖和汽缸体之间的密封性（螺栓联接）超过螺栓材料本身的屈服强度。（2）抗拉强度：定义：最大应力值。公式：σb＝Fb/AoFb－最大的载荷。So－材料的原始截面面积。应用：汽缸的

5、密封、钢绳吊重物、机车的牵引等。σs/σb屈强比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。2、塑性金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力。在断裂之前，材料的塑性变形愈大，表示它的塑性愈好；反之则表示其塑性差。伸长率：试样拉断后的标距伸长量与原始标距长度的百分比断面伸缩率：试样拉断后，其横截面面积的缩减量与原始横截面面积的百分比。伸长率和断面收缩率是材料的重要性能指标。他们的数值越大，材料的塑性愈好。金属材料的塑性的好坏，对零件的加工和使用都具有重要意义。塑性好的材料可以进行各种压力加工，如锻压、挤压

6、、冷拔等。二、硬度硬度：定义：抵抗更硬物体压入的能力。衡量：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。1.布氏硬度：HB试验：GB84。一定直径的钢球HBS（硬质合金HBW），规定的载荷及时间后。HB＝F/S(N/mm2)<650举例：钢球直径：10mm，载荷：30KN（F＝30D2），时间：规定10（s）。材料：压痕直径：d0＝3.92mm查表：HBS＝239（1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。（2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。2.洛氏硬度：HR、（HRA、HRB、HRC）试验：GB83。一定锥

7、形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。HRA、HRB、HRC。一般通常习惯用HRC（无单位）。（1）应用范围：钢及合金钢。【总结】（2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。3.维氏硬度：试验：GB83。一定锥形的金刚石，在规定的载荷、时间后。HV＝F/S（1）应用范围：测薄片和镀层。（2）优缺点：数值精确，但操作麻烦。4.肖氏硬度HS、锉氏硬度、显微硬度HM总结：数值越大，硬度越高。但相互之间不能比较，必须查表为同单位才行。三、韧性概念：动载荷、“梅氏”试

8、样（金属夏比试验）。冲击韧度：定义：抵抗冲击载荷而不破坏的能力。衡量指标：αk＝Ak/A（J/cm2）αk－一次性冲击试验的标准。多次冲击：Ak↓→σs、σb。Ak↑→Ψ、δαk和温度有关：温度越低，αk越小。（低温易冲断）脆性临界转变温度。四、疲劳强度概念：交变载荷、疲劳现象试验：疲劳实验法。衡量指标：疲劳强度σ-1钢：107、有色金属：108。σmax=