铁碳合金相图教案.docx
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铁碳合金相图教案
课题
课型
新授
备课时间
3h
使用教师姓名
周云中
使用时间
教学目标：
1、知识与能力目标
了解铁碳合金成分，能分析及应用铁碳合金相图
2、过程与方法目标
采用自学感悟、交流研讨等生动多样的教学方法
3、情感、态度与价值观目标
提高学生知识水平，完善学生思维
教学重点：
绘制铁碳合金相图，并应用合金相图进行材料选择
教学难点：
铁碳合金相图各特性点对应的温度，含碳量及含义和各特性线的含义
教学流程
（一）预习导学
铁碳合金相图在机械材料的选择中起着至关重要的作用，了解铁碳合金相图有利于日后的机械结构的设计
（二）精彩课堂：
1教师讲解，学生聆听
教师在黑板上绘制相图，并对各特性点及特性线作出解释，便于学生更好地理解和掌握。
符号
温度（℃）
含碳量[%（质量）]
含义
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
N
P
S
Q
1538
1495
1148
1227
1148
1148
912
1495
1495
727
1394
727
727
600
（室温）
0
0.53
4.30
6.69
2.11
6.69
0
0.09
0.17
6.69
0
0.0218
0.77
0.0057
（0.0008）
纯铁的熔点
包晶转变时液态合金的成分
共晶点
Fe3C的熔点
碳在γ-Fe中的最大溶解度
Fe3C的成分
α-Fe→γ-Fe同素异构转变点
碳在δ-Fe中的最大溶解度
包晶点
Fe3C的成分
γ-Fe→δ-Fe同素异构转变点
碳在α-Fe中的最大溶解度
共析点
600℃（或室温）时碳在α-Fe中的最大溶解度
2师生交流，点难拨疑
教师问学生是否完全理解了铁碳合金相图，若存在不懂的地方及时向老师发问。
3指导重点，检查成果
学生在老师指导下绘制铁碳合金相图，老师下讲台查看学生绘制情况。
4设置题目，共同探讨
教师在指导学生绘制合金相图后在课堂上抛出具体问题与学生一同解决
（1什么是共晶转变，什么是共析转变？
）
（三）布置作业
教师活动
课题：
铁碳合金相图
【设计者】:
浙江工业大学，周云中
【教材】：
机械工业出版社《机械制造基础》第二版第四章
【课程标准】：
学生通过本课程的学习，了解不同成分的钢和铸铁在不同温度下所具有的组织或状态，了解铁碳合金的成分，组织，性能之间的关系。
并能根据铁碳合金相图选择合适的钢材。
【内容分析】：
铁碳合金相图是研究铁碳合金的重要工具，了解与掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用，各种热加工工艺的制订以及工艺废品原因的分析等方面都有重要指导意义。
铁碳合金相图描述了铁碳合金的组织随含碳量的变化规律，合金的性能决定于合金的组织，这样根据零件的性能要求来选择不同成分的铁碳合金；为制定热加工工艺提供依据。
【学情分析】：
本节课是在学生通过《机械制造基础》前三章的学习，已经掌握了金属材料的力学性能和金属和合金的晶体结构及结晶的基础上，探究不同成分的钢和铸铁在不同温度下所具有的组织或状态。
在教学时，可以让学生清楚了解不同的含碳量对铁碳合金性能的影响，知道各合金常温下的状态。
在这一基础上，进一步让学生体会机械制造的魅力。
教材的编写意图是通过本课时学习目标，使学生能把所学，运用到学生的实际生活，培养发展提出问题和解决问题的能力。
【学习目标】：
1：
能绘制合金相图
2：
学生能对典型铁碳合金的结晶过程分析
3：
能应用铁碳合金相图选择合适的钢铁材料
【评价设计】：
1．针对目标1，通过教师在黑板上绘制铁碳合金相图并分析绘制的要点，让学生了解并能跟着教师的步骤一步一步绘制基本的铁碳合金相图
2．针对目标2，教师对书本上铁碳合金的结晶过程做具体的分析，让学生了解典型铁碳合金的过程，教师解释完成后，允许学生以小组的形式互相讨论，5分钟后随机叫学生回答，看学生能否对典型铁碳合金的过程做出分析。
3．针对目标3，教师告诉学生具体的钢材选择原则，如建筑结构选用含碳量低的钢材，机器结构选用碳含量适中的钢等，之后给出实际案例让学生选用合适的钢材。
考察学生能否根据机器不同的使用情况选择合适的钢材。
对本课学习目标达成度的评估，我们采取了随堂评估和课下练习相结合的方式，设计了以下评价样题：
1.请绘制基本的铁碳合金相图，并标明各特性点及对应的温度及含义，对合金相图各特性线做出解释
2.以画图的形式表示铁碳合金中的亚共析钢的结晶过程
3.工业中需要制备轧辊，问应该选择何种钢材
A亚共析钢
B共析钢
C过共析钢
D亚共晶白口铸铁
E共晶白口铸铁
F过共晶白口铸铁
【学习过程】：
一、激发兴趣，揭示课题。
同学们，大家知道在制造建筑结构或者各种刃具等的过程中应该如何选择材料吗？
学习了铁碳合金相图这一节，我们就可以在以后机械的设计中选择合适的材料获得很好的效果。
相信大家已经非常期待了，那我们进入正题吧。
二、分析铁碳合金相图，让学生参与其中
在黑板上以从上到下，从左到右的顺序画出铁碳合金相图，并对其中几个重要的点作出解释。
符号
温度（℃）
含碳量[%（质量）]
含义
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
N
P
S
Q
1538
1495
1148
1227
1148
1148
912
1495
1495
727
1394
727
727
600
（室温）
0
0.53
4.30
6.69
2.11
6.69
0
0.09
0.17
6.69
0
0.0218
0.77
0.0057
（0.0008）
纯铁的熔点
包晶转变时液态合金的成分
共晶点
Fe3C的熔点
碳在γ-Fe中的最大溶解度
Fe3C的成分
α-Fe→γ-Fe同素异构转变点
碳在δ-Fe中的最大溶解度
包晶点
Fe3C的成分
γ-Fe→δ-Fe同素异构转变点
碳在α-Fe中的最大溶解度
共析点
600℃（或室温）时碳在α-Fe中的最大溶解度
三、自主学习后续典型铁碳合金的结晶过程
1.阅读课文，并允许以小组的形式讨论。
2.学生按要求自学，教师巡视指导学习有困难的学生。
3.检查自学情况。
对学生进行检查，让学生对某一合金（共析钢）的结晶过程进行解释，看是否充分掌握。
四：
课堂小结
通过上述的学习，我们已经知道了铁碳合金的相图及能对结晶过程进行具体分析。
希望大家能根据铁碳合金相图中各合金的特点，选择合适的钢铁材料，为机械零件的制造打好基础。
五：
作业设计：
课后题目中，第四题：
根据铁碳相图分析Wc=0.45%和Wc=1%的碳素钢从液态缓慢冷却到室温的组织转变过程及室温组织。
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