《金属材料与热处理》教案

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1、第一章金属的结构与结晶§1－1金属的晶体结构一教学内容金属的晶体结构、常见的晶格类型、晶体缺陷二教学要求熟悉金属的晶体结构，了解晶体的结构缺陷三教学重点熟悉金属的晶体结构，了解晶体的结构缺陷是学习和掌握金属力学性能特点及变化的前提。四教学难点晶体缺陷的理解五教具准备多媒体课件六参考资料《金属材料与热处理》第六版，全国中等职业技术学校机械类通用教材七教学方法讲授与课堂演示、举例相结合八课时安排学时九授课思路时间分配教学过程辅助手段及说明一、组织教学：考勤、学习准备等。二、引入课题：举例引入新的课程。【新课内容】§1－1金属的晶体结构表面上看来，天然水晶与普通玻璃均晶莹剔透，

2、外观十分相似。但事实上两者却是截然不同的物质。水晶与玻璃的本质区别是两者的内部结构不同。天然水晶和普通玻璃a）天然水晶　b）普通玻璃基本概念：一、晶体与非晶体晶体：表示的是原子呈有序和有规则排列的物质。（各向异性）非晶体：表示是原子呈无序的杂乱无章的排列形式的物质。（各向同性）晶体和非晶体的对比项目晶体非晶体定义原子呈有序、有规则排列的物质原子呈无序、无规则堆积的物质性能特点具有规则的几何形状有一定的熔点，性能呈各向异性没有规则的几何形状有固定的熔点，性能呈各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶二、晶体的结构的概念（基本概念：

3、）1、晶格：表示原子在晶体中排列的有规律的空间格架。2、晶胞：能够完整地反映晶格特征的最小几何单元。3、晶面：金属晶体中通过原子中心的平面。4、晶向：通过原子中心的直线，可代表晶格空间的一定方向。晶体内部原子排列模型晶格和晶胞示意图a）晶格　b）晶胞三、金属晶格的类型1、体心立方晶格（9个原子）2、面心立方晶格（14个原子）3、密排六方晶格（17个原子）四、单晶体与多晶体晶粒——组成金属的小晶体。晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。单晶体——晶体内部原子的排列位向是完全一致的晶体。多晶体——由许多晶粒组成的晶体。单晶体表现出各向异性，多晶体显示出各向同性，也称“伪无向性

4、”。多晶体示意图单晶体示意图五、金属的晶体结构的缺陷晶体缺陷——由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。1.点缺陷——空位、间隙原子和置代原子无论是空位、间隙原子还是置代原子，在其周围都会使晶格产生变形，这种现象称为晶格畸变。上述三种晶体缺陷造成的晶格畸变区仅限于缺陷原子周围的较小区域，故统称为点缺陷。2．线缺陷——位错位错的特点之一是很容易在晶体中移动，金属材料的塑性变形就是通过位错的运动来实现的。刃型位错示意图a）立体图　b）平面图在晶体中，位错的晶格畸变发生在沿半原子面端面的狭长区域，故称为线缺陷

5、。3．面缺陷——晶界和亚晶界晶界——晶粒与晶粒之间的分界面。亚晶界——每个晶粒有时又由若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成,亚晶粒之间的界面称为亚晶界。晶界过渡结构示意图在晶体中，晶界和亚晶界的晶格畸变均发生在一个曲面上，故称为面缺陷。亚晶界结构示意图分钟【课后小结】基本概念：一、晶体与非晶体二、晶体的结构的概念三、金属晶格的类型四、金属的晶体结构的缺陷小结时提出若干个问题分钟【作业布置】章节练习：强调按时交作业并严格记录。教学后记第一章金属的结构与结晶§1－2纯金属的结晶一教学内容纯金属的结晶过程、同素异构转变二教学要求了解纯金属的结晶过程；掌握晶粒大小对金属材料性能的影响

6、；掌握纯金属同素异构转变的概念。三教学重点掌握纯金属的结晶过程可为铁碳合金相图的理解打好基础，铁的同素异构转变特性是钢能够通过热处理改变组织和性能的根本原因。四教学难点纯金属的结晶过程和纯铁的冷却曲线五教具准备多媒体课件六参考资料《金属材料与热处理》第六版，全国中等职业技术学校机械类通用教材七教学方法讲授与课堂演示、举例相结合八课时安排学时九授课思路时间分配教学过程辅助手段及说明一、组织教学：考勤、学习准备等。二、引入课题：举例引入新的课程。【新课内容】§1－2纯金属的结晶从市场上买到的金属材料一般都是固体状态的。但在冶炼的过程中，却存在一个由液态向固态转变的过程，即金属

7、的结晶过程。了解纯金属的结晶过程，有助于了解铁碳合金的结晶过程，它们都有一定的变化规律，这些规律与金属材料的性能有着密切的关系。结晶——金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。结晶潜热——结晶的过程中放出的热量。生铁的生产是以铁矿石为原料，首先利用炼铁设备冶炼成液体状态的生铁，然后再将其转变成固体状态；而钢的生产是以生铁为原料，在炼钢炉内继续冶炼，首先得到液体状态的钢，然后再将其浇铸成固体状态的钢锭或钢坯。金属由液体转变成固体的过程，实际上是一个金属晶体形成的过程，称之为“结晶”。钢锭浇铸示意图a）浇铸示意图