课题一-金属材料及其性能

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1、江门职业技术学院金属材料及热处理“金属材料及热处理”总课时45课程内容课题一认识并掌握金属材料基本性能（6课时）课题二认识并应用金属材料的晶体结构与结晶（5课时）课题三掌握并运用铁碳合金相图（3课时）课题四掌握钢的热处理工艺与应用（8课时）课题五熟悉并正确选用碳素钢（3课时）课题六掌握常用合金钢的性能与应用（5课时）课题七掌握常用铸铁性能与应用（3课时）课题八非铁金属及其合金（4课时）课题九金属材料工程选用（8课时）课题十了解工程前沿新材料的特点与应用（选学）课程考核课程考核1）平时成绩：（课堂纪律、课堂提问、出勤率）占25%；2）作业占15％；3）

2、期末考试占60％。课题一认识并掌握金属材料基本性能课题一认识并掌握金属材料基本性能任务1认识金属材料任务2了解钢铁材料的生产过程任务3掌握金属材料的物理与化学性能任务4掌握并能测量金属材料的力学性能任务5掌握金属材料的工艺性能思考与练习任务一认识金属材料学习目标知识目标：了解材料的历史；熟悉材料的分类；认识新材料。能力目标：能够区分金属材料与非金属材料；能够辨别金属材料物理性能和化学性能。青铜器1.材料的历史与发展什么是材料呢？材料是人类用来制作各种产品的物质，是先于人类存在且能为人类制造有用器件的物质，材料是人类生活、社会发展的重要物质文明基础。材

3、料的特性是能用于结构、机器、器件或其他产品。青铜器石器陶器瓷器公元前10万年，人类只能使用天然的石头、木棒作为狩猎工具--石器时代.公元前8000年，火的发现使人类有了改造自然的武器，人类对材料的使用由天然材料向人工材料发展，--陶器时代.青铜器青铜器公元前3000年，随着制陶技术的发展，又为炼铜准备了必要的条件，紧接着是青铜器时代青铜器铁人黄河镇河大铁牛随着冶炼技术的提高，人类步入了铁器时代新材料新工艺涤纶安全带尼龙齿轮耐磨陶瓷绝缘陶瓷玻璃钢赛车壳体光缆玻璃钢储液罐磁浮列车（时速430公里）镁铝合金手机壳20世纪40年代材料科学的技术革命产生了复合

4、材料，人类进入了新材料时代（硅器时代）新材料新工艺新型轿车　电动汽车镁铝合金叶轮分层实体快速成形减速机箱体原型熔融沉积快速成形叶轮原型人造卫星运载火箭飞船“神舟”五号飞行成功隐形战斗机歼10战斗机21世纪的人类已进人金属（如钛金属）、高分子、陶瓷及复合材料共同发展的时代2.材料的分类按不同的分类方法可以将材料分成五种.（1）按材料的化学组成分类根据材料的化学组成分为金属材料和非金属材料两大类。非金属材料分为高分子材料、陶瓷材料和复合材料三种类型。（2）按材料的特性和用途分为结构材料和功能材料两大类。①结构材料②功能材料（3）按材料内部原子排列分为晶

5、体材料与非晶体材料两大类。（4）按材料的热力学状态分为稳态材料及亚稳态材料两大类。（5）按材料尺寸分为一维（纤维及晶须）材料、二维（薄膜）材料及三维（大块）材料三大类。3.金属材料的应用在近代，材料专家把金属材料比做现代工业的骨架，随着金属材料大规模生产及其使用量的急剧上升，极大地促进了人类社会经济和科学技术的飞速发展。如果没有耐高温、高强度、高性能的钛合金等金属材料，就不可能有现代宇航工业的发展。任务二了解钢铁材料的生产过程学习目标知识目标：了解炼铁、炼钢的生产过程。能力目标：能说出炼铁与炼钢生产过程的差别。钢铁材料是钢和生铁的总称，是铁和碳的合金

6、，按含碳的质量分数wc可分为：工业纯铁wc＜0.0218％、钢wc＝0.0218％～2.11％）、白口铸铁或生铁2.11％＜wc＜6.69％。铁矿石经高炉冶炼获得生铁，生铁再经过冶炼得到钢。1．炼铁铁矿石中除铁外，还含有其他的氧化物，如二氧化硅、氧化锰、三氧化二铝等，这些杂质称为脉石。炼铁实质是从铁矿石（铁的氧化物）中还原铁并使之与杂质分离的过程。1）炼铁的原料及其作用：原料有铁矿石、燃料和熔剂。铁矿石：磁铁矿（主要含Fe3O4，含铁量最高）、赤铁矿（主要含Fe2O3，）和菱铁矿（主要含FeCO3）。含铁量在30％以上就有开采价值。2）燃料。高炉炼铁

7、的燃料是焦炭。焦炭是烟煤隔绝空气加热分解的干馏物。作用是燃烧后提供高温，并提供一氧化碳还原剂3）熔剂。常用的熔剂是石灰石（CaCO3），作用是造渣。矿石中的脉石熔点很高，加人熔剂与脉石发生化学作用，生成熔点低、密度小、流动性好的炉渣，将铁分离出来。2.炼铁的基本过程炼铁的设备是高炉。铁矿石、焦炭、石灰石由装料机构分层在高炉上部装料口装人。基本过程包括燃料燃烧、铁的还原和增碳、其他元素的还原、造渣等。1）燃料燃烧2）氧化铁的还原和铁的增碳3）造渣。石灰石在加热到一定的温度后，会发生分解生成生石灰，生石灰与杂质发生反应生成熔渣，渣物密度比铁水小，浮在铁水

8、上，从出渣口排出。3.高炉的产品（1）铸造生铁（Wc＞1.25％）和炼钢生铁（Wc＜1.25％）（2）高炉煤