教學設計方案3-4教學課題緒論一一第二節(jié)機械的材料和承載能力所屬學科機械基礎授課班級授課形式講授多媒體演示討論授課人教材-《機械基礎》主編欒學鋼王誠吳建蓉 高等教育出版社 課時3-4學情分析從上學期的各方面情況來看，班風積極健康向上，學生思維較活躍，學生已經(jīng)學習了《機械制圖》，有了一定的讀圖識圖能力，大部分學生已經(jīng)逐漸養(yǎng)成良好的學習習慣，但是仍不排除少數(shù)一些自控力較差的學生。應進一步培養(yǎng)學生良好的學習習慣，進一步為機電技術應用專業(yè)的學習打下基礎。 教學目標知識目標.了解金屬材料的物理性能和化學性能;.熟悉金屬材料的力學性能和工藝性能。能力目標.學會分析金屬材料的物理性能和化學性能；.掌握金屬材料的力學性能和工藝性能。 素養(yǎng)目標培養(yǎng)嚴謹細致的學習作風和職業(yè)素養(yǎng)。教學重點.金屬材料的力學性能；.金屬材料的工藝性能。 教學難點金屬材料的力學特性教學方法講授啟發(fā)舉例分析討論^^整理教學資源^件2.http：///sve教學過程課前準備激情導入現(xiàn)在材料種類繁多，在機械工程上常用的材料有金屬材料（鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、有色金屬和硬質合金等）和非金屬材料（高分子材料、陶瓷材料、復合材料等）。為了正確選擇和使用工程材料，必須熟悉常用工程材料的分類、牌號、性能、用途和熱處理等基礎知識，并及時了解新材料的性能和用途。 教學實施探究新知金屬是指具有良好的導電性和導熱性，有一定的強度和塑性，并具有特殊金屬光澤的物質。合金：指兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素組成的金屬。一、機械零件的材料1.金屬材料的物理性能金屬所固有的屬性密度、熔點、導熱性、熱膨脹性、導電性、磁性2、金屬材料的化學性能在化學作用下所表示出來的性能耐腐蝕性、抗氧化性、化學穩(wěn)定性3、金屬材料的力學性能金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能稱為力學性能。1、強度（1）定義：強度是金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。常用的強度有：抗拉強度（ob）和屈服點（σs）?？估瓘姸群颓c可以通過拉伸試驗測定。（2）應用：強度是機械零件（或工程構件）在設計、加工、使用過程中的主要性能指標，特別是選材和設計的主要依據(jù)。（3）強度的測定—-拉伸實驗 υ 伸氏量△1遍 T（3）塑性的意義（1）任何零件都要求材料具有一定的塑性。很顯然，斷后

伸長率A和斷面收縮率Ψ越大，說明材料在斷裂前發(fā)生的

塑性變形量越大，也就是材料的塑性越好。（2）強度與塑性是一對相互矛盾的性能指標。在金屬材料

的工程應用中，要提高強度，就要犧牲一部分塑性。反之，

要改善塑性，就必須犧牲一部分強度。3、硬度金屬材料抵抗局部變形（特別是塑性變形）、壓痕或劃痕的

能力稱為硬度。⑴布氏硬度布氏硬度試驗是指用一定直徑的球體（鋼球或硬質合金

球）以相應的試驗力壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸

除試驗力，用測量的表面壓痕直徑計算硬度的一種壓痕硬

度試驗. M使用鋼球壓頭時布氏硬度值用符號HBS表示；使用硬度合金壓頭時用符號HBW表示。在實際測試時，不必用公式計算，一般用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕直徑d，然后根據(jù)d大小查表，即可求出所測的硬度值。應用：測量比較軟的材料。測量范圍HBS<450、HBW<650的金屬材料。優(yōu)缺點:壓痕大，測量準確，但不能測量成品件。(2)洛氏硬度原理：加初載荷 加主載荷 卸除主載荷讀硬度值符號HR前優(yōu)點：操作簡便、迅速，效率高，可直接測量成品件及高硬度的材料。缺點：壓痕小，測量不準確，需多次測量。測量范圍：HRA1200金剛石圓錐體60。N70-85HRB1.588mm銅球1000N25*100HRC12?！敖饎偸麇F體150ON20'674、韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為韌性。常用一次擺錘沖擊彎曲試驗測定金屬材料的韌性。沖斷試樣時，在試樣橫截面的單位面積所消耗的功稱為沖擊韌性。常用αk表示，單位為J/cm2。多次小能量沖擊的，其沖擊抗力主要取決于材料的強度和韌性。5、疲勞強度金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限。一般情況下，鋼鐵材料用107次，對非鐵金屬用108次所能承受的最大應力表示疲勞強度，對稱循環(huán)強度用。-1表示。由于疲勞斷裂是突然發(fā)生的，具有很大的危險性。因此要改善零件的結構形狀。四、金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能是指其在各種加工條件下所表現(xiàn)出來的適應能力。.鑄造性金屬材料能否用鑄造方法制成優(yōu)良鑄件的性能。.鍛壓性金屬材料能否用鍛壓方法制成優(yōu)良鍛壓件的性能。.焊接性金屬材料在一定焊接條件下，是否易于獲得優(yōu)良焊接接頭的能力。.切削加工性能切削加工性能是指金屬材料切削加工的難易程度。影響切削加工性能的主要因素有化學成分、組織狀態(tài)、硬度、韌性、導熱性和形變強化等。鑄鐵比鋼切削加工性能好，碳鋼比合金鋼切削性能好。切削加工性能好，則刀具磨損小，加工表面質量好。改變鋼的化學成分和進行適當?shù)臒崽幚?，是改善鋼切削加工性能的重要途徑?熱處理性能熱處理是改善鋼切削加工性能和改善材料力學性能的重要途徑。熱處理性能保留淬透性、淬硬性、變形開裂傾向、氧化脫碳傾向等。鋼的淬硬性主要取決于含碳量，含碳量越高，材料的淬硬性越好。碳鋼特處理變形的程度也與含碳量有關，一般情況下，含碳量越高，變形與開裂傾向越大；碳鋼比合金鋼的變形開裂傾向大。二、機械零件的承載能力1.載荷：.應力.機械零件的體積強度與表面強度體驗發(fā)現(xiàn)力學性能只能是學生通過日常的經(jīng)驗積累來感知，學生理解的較好。課堂小結金屬材料的性能：化學性能、物理性能、力學性能、工藝性能。布置作業(yè).機械零件常用材料有哪些？.材料的選用原則有哪些？課后拓展知識拓展機械零件的標準化、系列化和通用化.標準化.系列化.通用化板書設計