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金属材料教案-铁碳合金相图


广东省技工学校文化理论课教案
共 3页 第 1页 科 目 授 课 方 式 金属 材料

四章

一 节

课题

合金的组织

授课 日期 班级 作业

9. 6 1

课 时

1

12 机电班 拟 用 时 间 0. 1 小 时

讲授、分析、演示
题数 选 用 教 具 挂 图

1

教 学 目 的

1、了解合金的概念 2、懂得合金的组织类型,及各类的组织成分。





合金的组织类型
点 点

合金的组织类型

教 学

第一章的内容。
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新课






共 3 页 第 2 页

由日常生活所见金属材料引入合金概念 一、 合金

合金是一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼成或其他方法结合 而成的具有金属特性的材料。 组元:组成合金的最基本的独立物质成为组元,组元可以为金属元素,非金属元 素,或稳定的化合物。 相:在合金中成分,结构及性能相同的组成部分称为相。 二、 合金的组织 1、固溶体 2、金属化合物 3、混合物 1、固溶体 固溶体是一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。溶入元素成 为溶质,而基本元素成为溶剂,固溶仍然保持溶剂的晶格。 固溶体分类 1、间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中而形成

2、置换固溶体:溶质原子置换了溶剂晶格提点上某些原子而形成。

2、金属化合物 合金组元间发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质称为金属化合物。 (其 晶格类型不同于任一组元) 具有熔点高,硬度高,脆性大的特点。









共 3 页 第 3

3、混合物 两种或两种以上的相接一定质量分数组成的物质称为混合物(混和物中各相仍保 持自己原来的晶格)

小结 1、合金的概念 2、合金的组织主要有哪几种? 作业
1、预习第四章三节内容。 2、P51 1

广东省技工学校文化理论课教案
共 4页 第 1页 科 目 授 课 方 式 金属 材料

四章

三 节

课题

铁碳合金相图

授课 日期 班级 作业

10. 10

课 时

6

12 机电班 拟 用 时 间 0. 5 小 时

讲授、分析
题数 选 用 教 具 挂 图

1

教 学 目 的

1、了解铁碳合金的成分、组织和性能 2、读懂铁碳合金相图的应用,并根据图中写出相应组织



1、铁碳合金的成分、组织和性能。 2、铁碳合金相图的应用。

难 点

铁碳合金的成分、组织和性能



教 学 回 顾

1、合金的概念 2、合金的组织主要有哪几种?

审阅签名:















共 4 页 第 2

一、

铁碳合金的相及组织

1、铁素体(F) 碳溶解在 a-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号 F 表示,溶解度:由于 a-Fe 属于体心立方晶格晶格间隙小,碳在 a-Fe 的溶解度小,在 727℃ a-Fe 最大溶 碳量仅为 0.0218%,随着温度下降 a-Fe 性能:铁素体含碳量较低,所以其性能与 纯铁相似,具有良好的塑性和韧性而强度和硬度较低。 2、奥氏体(A) 碳溶解在 r-Fe 中形成的间隙固溶体称为奥氏体,符号 A 表示,r-Fe 属于面心立方 晶格,且晶格类型较大,故傲视体溶碳能力较强, 在 1148℃时溶碳量达 2.11%,但随着温度的变化而变化,温度下降,溶解度 逐渐减少,在 727℃时溶碳量为 0.77% 性能:硬度和强度不高,塑性较好。 3、渗碳体(FeC3) 含碳量为 6.69%的铁碳的金属化合物,成称为渗碳体,符号(化学式为 Fe3C)渗 碳体呈斜方晶体结构,与铁和碳晶体不同。其熔点为 1227℃ 性能:硬度高,塑性好,伸长率和冲击韧性几乎为 0,且硬而脆 4、珠光体(P) C%=0.77%

珠光体是铁素体和渗碳体的混合物,符号为 P 表示,它是属于渗碳体和铁素体片 层相同,交替排列形成的混合物, 对珠光体由硬的渗碳体和软的铁素体组成,所以其力学性能主要取决于铁素体和 渗碳体性能, 性能:强度较高,硬度适中,只有一定的塑性。 5、莱氏体(Ld) 莱氏体是含碳量为 4.3%的液体铁碳合金,在 1148℃时从液相中同时结晶出的奥 氏体和渗碳体的混合物, 符号 Ld 表示。 且对珠光体在 727℃时将转变成为珠光体,








共 4页 第 3 页

室温下的莱氏体由珠光体和渗碳体组成,称为低温莱氏体,用符号 L′d 表示。 二、铁碳合金的室温组织 铁碳合金的室温组织一般由铁素体+渗碳体组成,也就是珠光体 P 组织 三、铁碳合金的成分主要以铁为主,以碳为辅想结合的合金。 四、合金的组织和性能的关系(根据图分析) 铁碳合金组织和性能有很大关系,组织的变化,将会引起性能的变化,碳在合金 中所占比例将改变钢的力学性能,含碳量越高,钢的强度和硬度就越高,但塑性 和韧性就越低,在工业生产过程中,为了保证钢具有足够的强度,且具有一定的 塑性和韧性,钢中含碳量一般不超过 1.4%。


五、Fe3C 相图的应用 作为选用材料的依据。






共 4页 第 4 页

铁碳合金相图所表明的成分,组织和性能的规律,为钢材料的选用提供了依据, 如要求塑性好,强度不太高的构件,则可选用含碳量较低的钢,要求强度,塑性 和韧性等综合性能较好的构件则选用含碳量较高的钢,而各种工具要求硬度高及 耐磨性好,则应选用含碳量较高的钢 制定铸,锻和热处理等热加工工艺的依据, 1)在铸造生产过程中的应用 2)在锻造工艺上的应用 3)在热处理工艺上的应用 小结 1、铁碳合金的相包括哪几方面,以及各有何优缺点? 2、思考铁碳合金相图的组织关系 布置作业 1、 铁碳合金室温的组织是什么?(课堂完成,让学生强化记忆。 )

2、抄画 Fe-Fe3C
习题册的做与讲,单元测验(约两课时)


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