机械综合项目工程材料及应用教案王纪安

机械工程材料应用教案 项目一 工程材料与机械制造过程 课 题 材料发展过程 分类及发展趋势（4学时） 导入教师以教材“问题”进行课程始学教诲，举出身边某制品或零件，说出是什么材料制造，为什么选用这种材料 教学目的1.理解机械工程材料及其分类； 2. 理解机械工程材料发展过程； 3. 理解机械制造过程； 4. 理解机械工程材料在机械制造过程中地位和作用 前测什么是机械工程材料 你所懂得机械制造过程有哪些 教学过程 【板书】一.材料简要发展过程 材料是人类文明和技术进步重要标志。 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊大鼎发掘历史； 2、新型材料（航空航天材料）。 【解说】在浩瀚材料世界里，金属材料是一种最大王国。最早，咱们人类使用金属材料重要是天然产品。（穿插解说材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代漫长历史过程后，在冶金技术推动下，咱们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会发展，增进文明进步，丰富文化内容，变化人们生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展重要物质基本。离开了金属材料“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停 二、理解机械工程材料分类及发展过程 1 、 定义 机械工程材料重要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域材料。 2、 分类 （按化学成分分类） 金属材料 综合性能好，用量最大、应用范畴最广 【设问】同窗们在平时生活中看到过哪些金属（纯金属） 【板书】1．金属如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。 【设问】金属与非金属比较有哪些特性 【板书】2．金属特性 具备金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色） 有良好导电性和导热性；（铜、铝是优良导电体） 有一定强度和塑性。 【交流与讨论】金属是一类重要材料，人类生活和生产都离不开金属。请说出下表寻常生活中使用金属。 金 属 不 同 用 途 金属名称 制易拉罐金属 制作导线紫红色金属 灯泡中灯丝 体温计中填充金属 家用热水瓶内壁上金属 【解说】在普通状况下，金属单质往往无法满足使用规定。如纯铜、纯铝及纯铁质软，强度、硬度很小，无法用来制造承受大载荷机械零件和工具。如果咱们将一种金属跟其她金属或非金属熔合制成具备金属特性物质就得到合金。 合金一种金属跟其她金属或非金属熔合制成具备金属特性物质。 教师指引阅读表1-1寻常生活中常用合金和教材内容，并简介记忆合金。 【交流与讨论】 1．构成合金元素一定是金属元素吗从概念上来理解合金至少有几种元素构成其中有一种必定是什么元素 2．合金用途远远比纯金属广泛得多，请问这是为什么 金属材料将纯金属和合金材料统称为金属材料。 1．黑色金属以铁或以它们为主形成物质。如碳钢、合金钢和铸铁等。 2．有色金属除黑色金属以外金属和合金。如铜及铜合金、铝及铝合金和轴承合金等。 【解说】金属材料在机械工业中应用最为广泛，在各种机械设备所用材料中，金属材料占90以上。这是由于金属材料不但冶炼资源丰富，并且还具备优良物理、化学、力学和工艺性能。此外，金属材料品种多，性能各异，可以通过不同加工办法（例如热解决），使金属材料某些性能获得进一步改进，从而扩大其使用范畴。 高分子材料 质轻、耐腐蚀，惯用于化工、机械、航空航天等 陶瓷材料 （高硬度、耐腐蚀、绝缘，用于电器、化 工、航空航天等等） 复合材料 （轻、高比强度、比刚度，结合两种材料性能长处，用于航空航天等领域） 三、机械制造过程与材料 1、机械工程材料惯用性能 材料使用性能 力学性能（强度、塑性、韧性等） 物理性能（光、热、电、磁等） 化学性能（氧化、腐蚀等） 材料工艺性能 加工性能（切削、锻造等） 锻造性能（适合锻造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热解决性能（可热解决强化） 2、机械工程材料加工办法 金属材料加工办法锻造、锻造、焊接、冲压、 合金粉末粉末冶金 工程陶瓷材料压制、烧结 工程塑料、橡胶注塑、挤出、吹塑、模压、压铸等 复合材料层压、浇注、粘贴 3、金属材料热解决 钢热解决办法普通热解决退火、正火、淬火、回火及表面热解决等五种。钢表面热解决（1）感应淬火感应淬火是指运用感应电流通过工件所产生热量，使工件表层、局部或整体加热并迅速冷却淬火。（2）火焰淬火 钢化学热解决当前惯用化学热解决有渗碳、渗氮、碳氮共渗等。 四．课程学习指引 1．机械制造和寻常生活基本知识； 2．学习其她后续工艺学基本。 3．课程特点与学习规定 【小结】 1．机械工程材料及分类；金属材料、有机高分子材料、无机非金属、复合材料 2. 理解机械工程材料发展过程；石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 3. 理解机械制造过程； 4. 理解机械工程材料在机械制造过程中地位和作用 【作业】书面习题 【交流与讨论】阅读下面一段故事，谈谈你感想。 形状记忆合金发现 许多重大发现都源于偶尔事件。20世纪60年代初，美国海军研究所一种研究小组把某些乱如麻丝镍-钛合金拉直，以便使用。她们无意中发现，当温度升高到一定值时时候，这些已被拉直镍-钛合金突然“记忆”起自己模样，又恢复到弯弯曲曲“本来面目”。通过材料专家重复实验，证明了镍-钛合金丝“变形恢复”现象能重复进行。其实，类似现象早在20世纪50年代初就不止一次被观测到，只但是当时没有引起人们足够注重。 这一发现引起了科学家们极大兴趣，经研究发现，铜基合金，铁基合金等均有这种奇妙记忆本领。 课 题项目二 螺栓、螺母选材碳素构造钢应用（4学时） 【导入新课】螺栓、螺母使用什么材料做它为什么有这样性能材料内部构造 【学习目的】 1.理解分析螺栓、螺母工作条件 2. 理解分析机械工程材料力学性能 3. 理解分析金属材料内部晶体构造特点 4.理解碳素构造钢种类、牌号、性能与应用 5理解分析螺栓、螺母选材 教学重点碳素构造钢种类、牌号、性能与应用 螺栓、螺母选材 教学难点理解分析机械工程材料力学性能 理解分析金属材料内部晶体构造特点 前测低碳钢力学性能有哪些如何测定 金属材料内部晶体构造如何 螺栓、螺母选材 教学过程 【板书】2.1螺纹联接件服役条件分析 1、螺纹联接件重要功能连接、传递载荷（载荷分类动载荷静载荷） 2、螺纹联接件受力状况分析螺栓受拉力、螺母受剪切力 3、螺纹联接件失效分析螺栓受拉力塑性变形和断裂 螺母受剪切力剪断和压溃 2.