铁碳合金教案

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1、第三章铁碳合金§3－1合金及其组织教学过程一、复习提问：金属的概念、常用金属二、新课教学：合金的基本概念合金的组织三、课后小结：比较各类合金组织四、作业安排：练习册P10，一、1-5；二、1-3；三、1-3五、板书设计（见下页）：六、教学后记：第三章铁碳合金合金组成：金属+金属，金属+非金属；(metal+nonmetal)元素比例：可以调整，得到不同性能；性能：物理、化学、力学、工艺、热处理性能。§3－1合金及其组织1、组元：组成合金的最基本的独立物质，按组成元素的种类分为二元合金、三元合金和多元合金。例：碳素钢由Fe、C、Si、Mn、S、P组成，称铁碳合金,多

2、元合金；；黄铜由Cu、Zn组成，称二元合金；铝由Al、Cu、Mg组成，称三元合金。2、相：合金中成分、结构及性能相同的组成部分为相，相与相之间以界面分开，固态相有统一的晶格类型，是组元间的关系。3、组织：数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金组织，是相之间的关系。16组织不同,性能不同。液相:无晶格单相组织固溶体固相单晶格金属化合物多相组织：混合物（多种晶格）单相组织：一种晶格单晶体：一个晶粒一、合金的基本概念1、液相组织：液态时，合金的组元相互溶解，形成均匀的液溶体。2、固相组织：固态时，由于合金各组元之间相互作用不同，原子结合力不同，可出现固溶体、金属

3、化合物、机械混合物。二、合金的组织1、固溶体定义：一种组元溶入另一组元的晶格中形成的均匀固相。属性：单相组织，显微镜下可观察到晶界。溶剂：基体组元，保持自身晶格类型，溶解其它组元。溶质：溶入溶剂的组元，自身晶格消失。例如：铁碳合金中铁为溶剂，碳为溶质。分类：间隙固溶体(有限)按溶质与溶剂原子相对位置分：置换固溶体(无限)有限固溶体按溶解度分：无限固溶体间隙固溶体—溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。由于溶剂晶格的间隙尺寸很小，故溶质原子半径小于1埃，且形成有限固溶体。例如：铁碳合金。置换固溶体—溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。溶质与溶剂的原

4、子半径差别小、晶格类型相同、电子结构相似、元素周期表中位置近，则形成无限固溶体。反之，形成有限固溶体。例如：黄铜是锌溶入铜形成的置换固溶体。固溶体性能：固溶强化在固溶体中，由于溶质原子的溶入，使溶剂晶格畸变，合金对塑性变形的抗力增加，使金属材料强度、硬度升高，此现象为固溶强化。表3-1小结：强化金属材料的方法：16名称形变强化固溶强化相变强化原因空位、间隙原子、置换原子；位错、晶界、亚晶界。溶入合金元素，形成固溶体细化晶粒热处理结果晶格畸变溶剂晶格畸变晶粒、晶界↑晶格改变变形抗力↑变形抗力↑变形抗力↑变形抗力变化2、金属化合物定义-在合金中，当溶质含量超过固溶体的

5、溶解度时，除可形成固溶体外，还将出现新的相，其晶体结构不同于任一组元，而是组元之间相互作用形成一种具有金属特性的物质。属性：单相组织，显微镜下可观察到晶界。晶格：金属化合物的晶格不同于任一组元，一般具有复杂晶格。性能：熔点高，硬度高，脆性大，耐磨性高。3、混合物定义：两种或两种以上的相按一定质量百分比组成的物质为混合物。属性：多相组织，显微镜下可观察到多种相。晶格：各相保持自身原来晶格。性能：取决于各组成相的大小、形态和分布。三、比较各类合金组织：表3-2项目固溶体金属化合物混合物晶格保持溶剂晶格不同于任一组元各相保持自身晶格性能固溶强化熔点高，硬度高，脆性大，耐

6、磨性好与各相大小形态、分布有关举例A，FCmP，Ld，L'd16§3－2铁碳合金的基本组织与性能教学过程一、复习提问：合金的基本概念合金的组织二、新课教学：铁素体（F）奥氏体（A）渗碳体（Fe3C或Cm）珠光体（P）莱氏体（Ld）三、课堂练习：铁碳合金的基本组织与性能比较四、作业安排：练习册P10，一、6-10；二、4-6；三、4-6五、板书设计（见下页）：六、教学后记：§3－2铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金：以Fe、C为主要合金元素，S、P、Si、Mn为次要合金元素，由于成分不同，形成不同固溶体、金属化合物或混合物，对外表现不同性能。一、铁素体（F）1、定义：

7、碳溶于α-Fe形成的间隙固溶体。2、符号：F（ferrite）3、组织类型：单相组织4、晶格类型：体心立方晶格(有畸变)5、显微组织：可观察到晶粒间的晶界，6、存在温度：＜912℃7、溶碳量：0～0.0218%8、性能：与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，强度和硬度较低。二、奥氏体（A）1、定义：碳溶于γ-Fe形成的间隙固溶体2、符号：A(austenitic)3、组织类型：单相组织164、晶格类型：面心立方晶格5、显微组织：可观察到晶粒间的晶界，6、存在温度：727～1394℃（杂质多，熔点低）7、溶碳量：727℃时溶碳0.77%,1148℃时，溶碳2.11%8、

8、性能：强度