《金属材料及热处理》教案

《金属材料及热处理》教案第一课时铁碳合金相图教案设计A：课题：铁碳合金相图（劳动版第四版）B：课型：新授C：教学目标1、知识与技能⑴、掌握铁碳合金相图重要点线的含义，特别是共晶点，共析点及转变式。⑵、熟悉掌握铁碳合金的分类。2、过程与方法⑴、培养学生积极与他人交流讨论，清楚表达自己的观点的能力及合作学习的意识。⑵、通过提出问题，启发学生讨论思考，激发学生的学习兴趣，并养成积极思考的学习态度。3、情感态度与价值观⑴、通过交流与讨论，培养合作意识。⑵、培养创新精神，激发求知欲。D、重点与难点教学重点：各特性点、线的含义及共析转变、共晶转变教学难点：共晶、共析转变式的写法及共晶、共析转变线。E、教学准备与教学方法教师准备：多媒体课件、模型、投影仪学生准备：预习本节内容，并复习第二章铁的同素异构转变以及二元合金相图、铁碳合金的相及组织教学方法：演示法、启发法F、课时分配复习：（约5分）新课：（约30分）练习：（约10分）G、电教设计本课通过教师播放多媒体课件，用醒目的线条加闪式，把简化后的整个相图的框架勾画出来，让学生一目了然，让学生建立铁碳合金相图的感性认识，用彩色指示灯（红灯）亮出相图中的6个点，让同学们能正确理解铁碳合金相图的特性点、线的含义；通过观察结晶过程中出现的组织的动画变化，较好地理解共晶转变与共析转变；熟悉掌握铁碳合金的分类以及临界点的划分。H、教学过程复习提问：1、铁碳合金的相及组织有哪几种,分别用什么字母表示？学生回答：铁素体（符号F）、奥氏体（符号A）、渗碳体（符号Fe3C）、珠光体（符号P）、莱氏体（Ld,L′d）点评：（播放教学软件归纳汇总复述一遍，特别对这些组织所对应的温度、成分、性能加以强调，加深印象。）小结：上述五种基本组织中，铁素体、奥氏体和渗碳体都是单相组织称为碳合金的基本相；珠光体和莱氏体则是由基本相混合组成的多相组织。新课导入：（由生产实际引出课题）钢铁材料是现代工业中应用最为广泛的合金，它们均为铁和碳两种元素为主要元素的合金。由于钢铁材料成分（含碳量）不同，因此组织和性能也不同，应用场合也不一样。为了弄清不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化规律，我们来学习新的内容——铁碳合金相图.§4.3铁碳合金相图(播放软件、板书)一、问题探究，获得新知1、什么是铁碳合金相图？表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。2、铁碳合金相图组成提问：在铁碳合金中，碳与铁可组成哪几类物质?学生回答：可组成化合物、也可以形成固溶体、还可以形成混合物。教师活动：首先播放课件，用醒目的线条加闪式，把简化后的整个相图的框架勾画出来，让学生一目了然，并讲述铁碳合金相图的研究范围，（因为工业用铁碳合金的含碳量一般不超过5%，因为含碳量更高的铁碳合金，脆性很大，难以加工，没有实用价值。）使学生明确，现在所研究的Fe—Fe3C相图只是整个铁碳合金中的一部分，它已能满足生产实际的需要。然后，再把Fe-Fe3C相图用幻灯片显示出来。根据相图投影的提问：相图横坐标与纵坐标的含义学生回答：图中纵坐标为温度，横坐标为含碳量的质量分数。2、Fe-Fe3C相图的分析根据投影提问：相图由哪些点、线组成？决定相图的关键在哪？学生们交流讨论后回答。教师讲解后归纳并板书：五个重要的成份点:P、S、E、C、G。四条重要的线:ECF、ES、GS、PSK。两个重要转变:共晶转变反应式、共析转变反应式。二个重要温度:1148℃、727℃。三、合作探究，领悟规律1、五个重要的成份点:P、S、E、C、G。（板书）教师活动：用彩色小圆点（红点）亮出相图中的6个点，并讲清这些点的含碳量、所处温度及其含义。并配备小黑板进行概括。学生活动：认真观察，细细领会。（结合前面所学的铁碳合金的组织来理解、记忆会容易得多。另外，还须注意含碳量的变化。）（1）主要特性点的温度、含碳量及物理含义（见下表）点的符号温度οC含碳量%含义A15380纯铁的熔点C11484.3共晶点，Lc→A+Fe3CD12276.69渗碳体的熔点E11482.11碳在γ-Fe中最大溶解度G9120纯铁的同素异构转变点α-Fe→γ-FeS7270.77共析点As→F+Fe3C2、四条重要的线:ECF、ES、GS、PSK。教师活动：在讲述Fe—Fe3C相图特性线时，操作课件，同样用红色醒目线条进行演示，分别亮出6条线，并讲清6条线的含义，特别是两条水平线即的含义，并配备小黑板进行概括，让学生们一看就知道铁碳合金相图是由主要的条线所组成，让学生感到不枯燥新鲜有味。学生活动：认真观察，细细领会其含义（根据第二节二元合金相图中点、线的含义连贯现在所学内容，达到举一反三的目的）。（2）相图中特性线的含义（见下表）特性线含义ACD液相线AECF固相线GS常称A3线。冷却时，从不同含碳量的奥氏体析出铁素体的开始线ES常称Acm线，碳在γ-Fe中的溶解度线ECF共晶线Lc→A+Fe3CPSK共析线，常称A1线，As→F+Fe3C3、两个重要转变:共晶转变反应式、共析转变反应式。二个重要温度:1148℃、727℃。讨论：从上面所讲的特性点、线的含义中同学们发现了什么？特别是ECF线、PSK线是否存在相变呢？学生活动：认真思考，交流讨论后并回答。教师活动：启发关注并引导学生思维，讲解归纳后板书。共晶转变：一定成分的液态合金，在某一恒温下，同时结晶出两种固相的转变。共晶转变：一定成分的液态合金，在某一恒温下，同时结晶出两种固相的转变。Lc(4.3%)1148℃(A+Fe3C)高温莱氏体共析转变：一定成分的固溶体，在某一恒温下，同时析出两种固相的转变。As(0.77%)727℃(F+Fe3C)珠光体注意：两转变的前提条件（成分、温度）以及发生相变后的产物。3、铁碳合金的分类据相图投影可知铁、碳不同的配比，可形成一系列的合金。讨论：对照相图，铁碳合金怎么样分类会恰当些？学生活动：先个体认真思考后，再同桌讨论交流后回答。教师活动：启发、引导并关注学生的思维。讲解后板书。根据碳含量、组织转变的特点及室温组织，铁碳合金可分：注意：钢与白口铸铁的分界点（E点）、亚共析钢、共析钢以及过共析钢的划分点（S点即共析点）、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁以及过共晶白口铸铁的划分点（C点即共晶点）。另外，注意想办法来记忆并区分。（可联系实际生活中亚健康与过量（剩）以及关键点一起来理解记忆。）四、随堂练习，巩固深化课内拔高1、铁碳合金相图上的ES线、PSK线以及GS线分别用什么代号表示？2、共晶转变与共析转变有何异同?教师活动：启发、引导并关注学生的思维活动。学生活动：先个体练习，再进行同桌交流，注意探索方法，踊跃举手回答问题,并说明解题思路。思路点拨:练习1：补充说明在理解ES线（Acm线）时，可以引导同学们从这一方面考虑，因为碳在A体中的溶解度随着温度的下降将减少，渗碳体从A体析出，而渗碳体的英语单词为Cementite。这样来理解ES线简称为Acm线的由来且较容易记住。另外，在记忆A1线、A3线时可结合温度高低与下标的数字对应记忆。温度低数字小，温度高数字大。练习2：要从两概念的前提条件入手，找异同。五、实践应用，拓展创新探究题:生产中所用的含碳量为0.45%的铁碳合金是属于钢、铁中哪一类？为什么?教师活动：启发引导并关注学生特别是中下等生的思维活动。学生活动：先个体练习，再进行同桌交流，注意探索方法，踊跃举手回答问题,并说明解题思路。思路点拨：先从铁碳合金的分类来着手。六、课堂总结，提高认识1、铁碳合金相图的特性点、线的含义。2、两个重要转变：共晶转变、共析转变3、铁碳合金的分类。七、布置作业，反思提练1、P51页第7、8题《金属材料及热处理》教案第二课时铁碳合金相图教案设计A：课题：铁碳合金相图B：课型：新授C：教学目标1、知识与技能⑴、能分析共析钢、亚共析钢、过共折钢、共晶白口铸铁，亚共晶和进共晶白口铸铁的结晶过程，并熟练掌握钢的结晶过程。⑵、了解铁碳合金的成分、组织与性能的关系。⑶、掌握铁碳合金相图的应用。2、过程与方法⑴、通过提出问题，启发学生讨论思考，激发学生的学习兴趣，培养积极思考的学习态度。⑵、借助电教手段，创设铁碳合金相图教学的情境，激发学生的兴趣，培养学生分析金属结晶的能力。⑶、开展探究学习，注重同学之间的合作，养成良好的学习习惯和学习方法。3、情感态度与价值观⑴、通过交流与讨论，培养合作意识。⑵、培养创新精神，激发求知欲。⑶、培养学生分析问题与解决问题的能力。D、教学重点与难点：1、铁碳合金在不同温度下的组织，特别是钢的组织。2、含碳量不同的铁碳合金其组织与性能的变化规律。E、教学准备与教学方法教师准备：多媒体课件、模型、投影仪学生准备：预习本节内容，并复习第二章铁的同素异构转变以及二元合金相图、铁碳合金的相及组织教学方法：演示法、启发法F、课时分配新课：（约35分）练习：（约10分）G、电教设计本课通过教师播放多媒体课件，演示典型铁碳合金在结晶过程中组织变化的动画，让学生建立金属结晶过程的感性认识，能正确分析同类型的铁碳合金在结晶过程中出现的组织变化；通过观察不同铁碳合金的金相照片，让学生掌握和熟记各种铁碳合金在室温下的组织，通过演示教学，使学生们懂得不同含碳量其组织的变化规律，让学生不仅知其然，能知所以然，并从中阐明应用的机械零部件为什么会中碳钢较多。也由此为下章讲学打下坚实的基础。H、教学过程：一、回顾观察，迁移导入播放教学课件，要求学生注意观察铁碳合金的结晶过程中组织的变化。然后引入新课。二、合作探究，领悟新知三、典型铁碳合金的结晶过程教师活动：展示课件，典型铁碳合金的结晶过程分析，以钢为列，同样用红灯进行闪式亮起。缓缓从上到下亮出，并讲述液态合金冷却到不同温度时的组织变化。特别强调当冷却到PSK线共析时（此时PSK线作再次亮起）所剩的奥氏体将发生共析转变。学生活动：认真观看投影，建立初步印象。1、共析钢（含碳量为0.77%）教师活动：根据其冷却曲线和结晶过程动画讲解其组织变化过程如下:L→L+A→A→P+A→P（室温组织）学生活动：根据教师讲解积极思考,仔细观察，找规律。课堂反馈练习：要求学生根据亚共析钢、过共析钢的冷却曲线及结晶过程动画，描述它们的组织变化过程。学生回答：亚共析钢：L→L+A→A→A+F→A+P+F→P+F（室温组织）过共析钢：L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→A+P→Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ教师归纳：利用课件在Fe—Fe3C相图的各区域，分别亮出各区域线。特别强调在PSK线以下，由于含碳量的不同，其组织发生变化，并在不同的区域亮出金相组织。在亚共析钢区亮出20号钢和45号钢的显微组织，以示不同含碳量其组织的相对量也是不同的。在共析钢区亮出T8钢的显微组织，并讲清都为珠光体组织，在过共析钢区亮出T12钢的PTFE3C的显微组织图片。（注意比较，寻找异同。钢的金相组织见图1）2、共晶白口铸铁（含碳量为4.3%）教师活动：展示课件，教师根据其冷却曲线和结晶过程动画,讲解其组织变化过程如下:L→L+A+Fe3C→A+Fe3C→P+Fe3CⅡ+Fe3C(Ld)(Ld)(Ld＇)（室温组织）学生活动：根据教师讲解认真思考,仔细观察，寻找规律。课堂反馈练习：要求学生根据亚共晶口铸铁和过共晶白口铸铁的冷却曲线和结晶过程动画,描述它们的组织变化过程。（注意比较，找异同。白口铁组织金相图见图2）学生回答：亚共晶白口铁:L→L+A→L+Ld→Ld→P+Ld＇+Fe3CⅡ（室温组织）过共晶白口铁:L→L+Fe3CⅠ→L+Ld+Fe3CⅠ→Ld+Fe3CⅠ→Ld＇+Fe3CⅠ3、小结（课件展示如图3所示）说明：Fe3C体有三种来源：一是从液态铁碳合金中直接结晶出来的称为一次渗碳体（Fe3CⅠ），二是奥氏体中析出的称为二次渗碳体（Fe3CⅡ），三是从铁素体中析出的称为三次渗碳体（Fe3CⅢ）。对于绝大多数铁碳合金由于Fe3CⅢ数量极少，往往予以忽略。注意它们的显微组织中数量、形态和分布是不同的。三、继续探究，掌握规律四、铁碳合金的成分、组织与性能的关系思考：含碳量