教学设计三二元合金相图章节《机械制造基第一篇第四章课程名称第二节二元合金相图础》名称教学工业工程专业课程讲授时45分钟设计教师胡蓉对象间第4学期课堂1、了解二元合金的概念；教学2、掌握置换固溶体和间隙固溶体的结构特点；目的3、了解二元合金相图的制作方法及相图的应用。回顾前面知识，合金比纯金属结晶时晶粒更细小，性能更好，那么溶质金1、属和溶剂金属的原子大小不同，是否也会影响金属的性能？（5分钟）2、引出二元合金的概念，什么是无限互溶，什么是有限互溶？溶质金属对晶格形状有何影响。（10分钟）溶剂原子溶剂原了洛质原子·落质原子图4-1置换固溶体的晶格结构示意图图4-3间隙固溶体的结构示商图3、二元合金的结晶与纯金属结晶情况相同吗？如果不同，那么我们如何针对不同成分的合金的结晶过程进行研究和利用呢？这个问题引出了二元合金相图，先请同学看看二元合金相图与我们以前所坐标图有何不同，图形教学中有何种标记和曲线，要想会利用相图，得先知道，相图是如何做出来的。内容（15分钟）及湿度/℃温度/℃温度/℃教学1600100% Ni16001600安排80%Ni1500-15001500155L40%Ni1410140020%Ni1400T4001360a1340I+o13001.300V260130012700%NiA1175Y195120012001200Y1083110060%Ni11001100Cu2040时间6080Ni时间WM/%—图47Cu-Ni合金的冷却曲线及相图4、结合电子挂图讲解二元匀晶相图的制作方法，里面包含的信息。（10分钟）5、再讲其运用，我们利用二元匀晶相图在工程上有哪些应用，不是匀晶相图的情形呢？例如工程上常用的铁碳合金非匀晶相图，我们又该如何得到它，并合理的应用它呢？通过这种层层引导，让学生了解钢铁材料在冷却过程中发生哪些组织变化，为钢的热处理做好充分准备。（5分钟）
教学设计三 二元合金相图 章节 名称 第一篇 第四章 第二节 二元合金相图 课程名称 《机械制造基 础》 教学 对象 工业工程专业 第 4 学期 课程讲授时 间 45 分钟 设计教师 胡蓉 课堂 教学 目的 1、了解二元合金的概念； 2、掌握置换固溶体和间隙固溶体的结构特点； 3、了解二元合金相图的制作方法及相图的应用。 教学 内容 及 教学 安排 1、回顾前面知识，合金比纯金属结晶时晶粒更细小，性能更好，那么溶质金 属和溶剂金属的原子大小不同，是否也会影响金属的性能？（5 分钟） 2、引出二元合金的概念，什么是无限互溶，什么是有限互溶？溶质金属对晶 格形状有何影响。（10 分钟） 3、二元合金的结晶与纯金属结晶情况相同吗？如果不同，那么我们如何针对 不同成分的合金的结晶过程进行研究和利用呢？这个问题引出了二元合 金相图，先请同学看看二元合金相图与我们以前所坐标图有何不同，图形 中有何种标记和曲线，要想会利用相图，得先知道，相图是如何做出来的。 （15 分钟） 4、结合电子挂图讲解二元匀晶相图的制作方法，里面包含的信息。（10 分钟） 5、再讲其运用，我们利用二元匀晶相图在工程上有哪些应用，不是匀晶相图 的情形呢？例如工程上常用的铁碳合金非匀晶相图，我们又该如何得到 它，并合理的应用它呢？通过这种层层引导，让学生了解钢铁材料在冷却 过程中发生哪些组织变化，为钢的热处理做好充分准备。（5 分钟）
2./碧KN时间-W./%--图4-8Cu-Ni合金相图及结晶过程6、共晶相图的分析和应用，采用挂图讲解和例举工程实例的方法讲解。400VI1I.IIa300CL+βL+αP度200-Ba温22100α+β48Pb102030405060708090SnWgn/%-图4-1Pb-Sn相图1、重点、难点：二元匀晶相图的制作方法和应用对策：采用首先提出问题引导学生思考，再用示意图片和工程实例配合讲解使学生加深印象，中间由易到难穿插启发式提问，紧紧抓住学生注意力，使学生思路清晰，印象深刻，为讲解二元共晶相图和共析相图做好准备。中压性能量好，适宜制造钉158诗造性能最好重点1227与120110难点L,+FeiCA+FeCa+L对策+P41eF+FeC,2.114.30C.6we%教学1、采用启发式提问，引导学生回顾已有知识，与学生的交流互动很重要，把方法学生的思路紧紧抓住，合理设置问题，让学生既有成就感，又有探究下与步问题的好奇心。手段示意图片的合理使用，讲解时引导学生关二元合金相图的制作过程，启发2
6、共晶相图的分析和应用，采用挂图讲解和例举工程实例的方法讲解。 重点 与 难点 对策 1、重点、难点：二元匀晶相图的制作方法和应用 对策：采用首先提出问题引导学生思考，再用示意图片和工程实例配合讲解 使学生加深印象，中间由易到难穿插启发式提问，紧紧抓住学生注意力，使学 生思路清晰，印象深刻，为讲解二元共晶相图和共析相图做好准备。 教学 方法 与 手段 1、采用启发式提问，引导学生回顾已有知识，与学生的交流互动很重要，把 学生的思路紧紧抓住，合理设置问题，让学生既有成就感，又有探究下一 步问题的好奇心。 2、示意图片的合理使用，讲解时引导学生关二元合金相图的制作过程，启发
同学思考二元合金相图的应用。3、恰当使用教学视频，在看视频之前合理提问，允许同学合理假设，提出质疑，并引导学生和教师一起在视频讲解中寻找问题的答案。4、当学生了解到二元匀晶相图的应用时，立即用工程实例加深印象，也就是实际工程中常用的铁碳合金材料，其相图又是另外一番情景，工程上指导零件选材，人知道热处理工艺的相图是铁碳合金相图，有共晶反应和共析反应。5、自然地引出共晶相图好共析相图，为讲解铁碳合金相图做好基础知识铺垫。作业1、匀晶相图的结晶开始线和结晶终了线是如何得到的？及2、为什么在制作相图时，合金必须以极其缓慢的冷却速度来冷却？课外3、共晶转变和共析转变冷却过程的水平平台与纯金属结晶时的冷却平台有资源何异同？推荐4、http:/netclass.csu.edu.cn/JPKC2009/CSU/022Metal/index.asp?id=20041、开始结晶线是不同成分合金冷却曲线上所有开始结晶的点合成的，结晶终了线也是相同原理。作业2、极其缓慢的冷却速度才能让合金中的各种反应充分进行，若过冷度过大，答案有些相来不及转化就已经凝固，不能反映各种变化的真实情况。3、相同：都是在等温下进行。不同的是纯金属的结晶是动态变化的过程，所以温度恒定，共晶反应时液相同时生成两种固相
同学思考二元合金相图的应用。 3、恰当使用教学视频，在看视频之前合理提问，允许同学合理假设，提出质 疑，并引导学生和教师一起在视频讲解中寻找问题的答案。 4、当学生了解到二元匀晶相图的应用时，立即用工程实例加深印象，也就是 实际工程中常用的铁碳合金材料，其相图又是另外一番情景，工程上指导 零件选材，人知道热处理工艺的相图是铁碳合金相图，有共晶反应和共析 反应。 5、自然地引出共晶相图好共析相图，为讲解铁碳合金相图做好基础知识铺 垫。 作业 及 课外 资源 推荐 1、匀晶相图的结晶开始线和结晶终了线是如何得到的？ 2、为什么在制作相图时，合金必须以极其缓慢的冷却速度来冷却？ 3、共晶转变和共析转变冷却过程的水平平台与纯金属结晶时的冷却平台有 何异同？ 4、http://netclass.csu.edu.cn/JPKC2009/CSU/022Metal/index.asp?id=2004 作业 答案 1、开始结晶线是不同成分合金冷却曲线上所有开始结晶的点合成的，结晶终 了线也是相同原理。 2、极其缓慢的冷却速度才能让合金中的各种反应充分进行，若过冷度过大， 有些相来不及转化就已经凝固，不能反映各种变化的真实情况。 3、相同：都是在等温下进行。不同的是纯金属的结晶是动态变化的过程，所 以温度恒定，共晶反应时液相同时生成两种固相
教学设计四钢的退火与正火章节《机械制造基课程名称第一篇第六章第四节钢的退火与正火名称础》教学课程讲授时工业工程专业45分钟胡蓉设计教师间对象第4学期课堂了解钢的退火与正火的热处理工艺：教学2掌握退火和正火的冷却工艺，速度：目的2掌握钢的退火与正火的目的和应用。回顾前面知识，刚在加热时组织发生A转变，冷却时速度不同，产物不同，那么其性能呢，P、M性能如何？这一部分是引导学生理解不同的热处理工艺由于其冷却速度不同获得产物及性能有很大差异，工程上正是利用钢的这一特点，在零件加工的不同环节设置不同的热处理工艺来改变金属的性能，达到便与加工的目的，同时又极大的发挥钢的潜能。（5分钟）教学2内容3.引出预备热处理的概念，预备热处理是为哪到工序做预备？切削加工要求金属具有及什么样的性能？之前的工艺为金属留下哪些隐患？用新疆沙雅小刀的手工制作过教学程了解锻压加工后进行退火热处理的目的。（10分钟）安排FeC末溶Fe,C未溶Fe,C(a)A形核(b)A长大(c）残余Fe,C溶解(d)A均匀化图6-2珠光体向奥氏体转变过程示意图4.退火热处理能极大的消除铸造、锻造和焊接产生的金属内应力这样便于后续机械加工是不致引起引力集中，均匀组织后为机械加工做准备，那么金属在切削时，应具有什么样的性能呢？由于同学已经经过了金工实习，这个问题不难回答，所以很容易让学生理解金属的退火热处理的目的。（10分钟）
教学设计四 钢的退火与正火 章节 名称 第一篇 第六章 第四节 钢的退火与正火 课程名称 《机械制造基 础》 教学 对象 工业工程专业 第 4 学期 课程讲授时 间 45 分钟 设计教师 胡蓉 课堂 教学 目的 1. 了解钢的退火与正火的热处理工艺； 2. 掌握退火和正火的冷却工艺，速度； 3. 掌握钢的退火与正火的目的和应用。 教学 内容 及 教学 安排 1. 回顾前面知识，刚在加热时组织发生 A 转变，冷却时速度不同，产物不同，那么其 性能呢，P、M 性能如何？这一部分是引导学生理解不同的热处理工艺由于其冷却 速度不同获得产物及性能有很大差异，工程上正是利用钢的这一特点，在零件加工 的不同环节设置不同的热处理工艺来改变金属的性能，达到便与加工的目的，同时 又极大的发挥钢的潜能。（5 分钟） 2. 3. 引出预备热处理的概念，预备热处理是为哪到工序做预备？切削加工要求金属具有 什么样的性能？之前的工艺为金属留下哪些隐患？用新疆沙雅小刀的手工制作过 程了解锻压加工后进行退火热处理的目的。（10 分钟） 4. 退火热处理能极大的消除铸造、锻造和焊接产生的金属内应力这样便于后续机械加 工是不致引起引力集中，均匀组织后为机械加工做准备，那么金属在切削时，应具 有什么样的性能呢？由于同学已经经过了金工实习，这个问题不难回答，所以很容 易让学生理解金属的退火热处理的目的。（10 分钟）
结合电子挂图讲解钢在退火时的组织转变，正好适应了消除内应力和均匀组织的目6的，那么在工程上，大批量零件需要热处理，为了提高效率，常用正火来代替退火，讲解退火与正火的区别。（10分钟）再讲其运用，我们利用退火代替正火在工程上有哪些应用，只有充分理解刚在退火7和正火时的组织转变，才能真正理解其在工程上的应用，采用挂图讲解和例举工程实例的方法讲解。（10分钟）1、重点、难点：钢的退火和正火热处理的目的和应用对策：采用首先提出问题引导学生思考，再用示意图片和工程实例配合讲解使学生加深印象，中间由易到难穿插启发式提问，紧紧抓住学生注意力，使学生思路清晰，印象深刻，后面讲解钢的率火和回火时也使用此模式，学生便于回顾理解。重点与难点对策荆烟采用启发式提问，引导学生回顾已有知识，与学生的交流互动很重要，把学生的思I路紧紧抓住，合理设置问题，让学生既有成就感，又有探究下一步问题的好奇心。教学2恰当使用教学视频，在看视频之前合理提问，允许同学合理假设，提出质疑，并引方法导学生和教师一起在视频讲解中寻找问题的答案。与3.当学生了解到视频中新疆沙雅小刀在锻打之后要退去钢火，为进一步机加工做准备，手段就会联想到我们工程中用的金属材料加工过程中同样面临类似的问题，因此加深对钢的热处理重要性的认识，立即用工程实例加深印象，为下一步讲解退火和正火的目的和应用做好准备
5. 6. 结合电子挂图讲解钢在退火时的组织转变，正好适应了消除内应力和均匀组织的目 的，那么在工程上，大批量零件需要热处理，为了提高效率，常用正火来代替退火， 讲解退火与正火的区别。（10 分钟） 7. 再讲其运用，我们利用退火代替正火在工程上有哪些应用，只有充分理解刚在退火 和正火时的组织转变，才能真正理解其在工程上的应用，采用挂图讲解和例举工程 实例的方法讲解。（10 分钟） 8. 重点 与 难点 对策 1、重点、难点：钢的退火和正火热处理的目的和应用 对策：采用首先提出问题引导学生思考，再用示意图片和工程实例配合讲解使学生加深 印象，中间由易到难穿插启发式提问，紧紧抓住学生注意力，使学生思路清晰，印象深 刻，后面讲解钢的淬火和回火时也使用此模式，学生便于回顾理解。 教学 方法 与 手段 1. 采用启发式提问，引导学生回顾已有知识，与学生的交流互动很重要，把学生的思 路紧紧抓住，合理设置问题，让学生既有成就感，又有探究下一步问题的好奇心。 2. 恰当使用教学视频，在看视频之前合理提问，允许同学合理假设，提出质疑，并引 导学生和教师一起在视频讲解中寻找问题的答案。 3. 当学生了解到视频中新疆沙雅小刀在锻打之后要退去钢火，为进一步机加工做准备， 就会联想到我们工程中用的金属材料加工过程中同样面临类似的问题，因此加深对 钢的热处理重要性的认识，立即用工程实例加深印象，为下一步讲解退火和正火的 目的和应用做好准备
4.自然地引退火和正火的自的，以及在工程中的应用，这部分采用结合图片形式讲解。作业钢的退火和正火各得到什么组织？1及如果不退火和正火，零件在加工过程中会出现什么问题？2.课外查阅资料，了解工程上常用的热处理装备。3.资源Xhttp://netclass.csu.edu.cn/JPKC2009/CSU/022Metal/index.asp?id=2004推荐退火和正火的组织仍为珠光体组织，但是晶粒得到细化，综合机械性能较好，消除1、了内应力，在机械加工中不致引起变形和开裂。作业2、如果不正火或者退火，毛坏中残留了热加工时的热应力，加工时容易引起应力集中答案导致工件开裂，同时由于晶粒粗大，机械性能不稳定，造成对刀具的磨损加剧，工件的加工表面粗糙度大
4. 自然地引退火和正火的目的，以及在工程中的应用，这部分采用结合图片形式讲解。 作业 及 课外 资源 推荐 1. 钢的退火和正火各得到什么组织？ 2. 如果不退火和正火，零件在加工过程中会出现什么问题？ 3. 查阅资料，了解工程上常用的热处理装备。 4. http://netclass.csu.edu.cn/JPKC2009/CSU/022Metal/index.asp?id=2004 作业 答案 1、 退火和正火的组织仍为珠光体组织，但是晶粒得到细化，综合机械性能较好，消除 了内应力，在机械加工中不致引起变形和开裂。 2、 如果不正火或者退火，毛坯中残留了热加工时的热应力，加工时容易引起应力集中 导致工件开裂，同时由于晶粒粗大，机械性能不稳定，造成对刀具的磨损加剧，工 件的加工表面粗糙度大