《机械制造基础》课程教学资源（教学设计）9 塑性变形对金属组织和性能的影响

教学设计九塑性变形对金属性能的影响章节第二篇第二章第三节塑形变形对金属组《机械制造基课程名称名称织性能的影响础》教学课程讲授时工业工程专业胡蓉45分钟设计教师间对象第4学期课堂了解冷变形和热变形的区别联系；1、教学掌握金属变形时组织和性能变化的主要表现；2、目的3、了解金属的锻造性概念及意义先引出问题，汽车曲轴、起重机吊钩这些承受冲击载荷的零件为什么要用锻造方法1、生产？我们生活中还有哪些锻压件？讲讲他们的性能。这个问题的思考过程是为了引入本节内容，塑性变形对金属性能的影响。（10分钟）H教学内容及教学安排引出锻造流线的概念用挂图解释形成锻造流线的过程，流线分布合理的零件具有更2、强的抗拉强度。这样就解释了课前提出的问题，重要的零件因为经常收到严重的冲击，需要更高的强度，而切削加工会切断锻造流线，造成零件开裂。（10分钟）31

31 教学设计 九 塑性变形对金属性能的影响 章节 名称 第二篇 第二章 第三节 塑形变形对金属组 织性能的影响 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、 了解冷变形和热变形的区别联系； 2、 掌握金属变形时组织和性能变化的主要表现； 3、 了解金属的锻造性概念及意义。 教学 内容 及 教学 安排 1、 先引出问题，汽车曲轴、起重机吊钩这些承受冲击载荷的零件为什么要用锻造方法 生产？我们生活中还有哪些锻压件？讲讲他们的性能。这个问题的思考过程是为了 引入本节内容，塑性变形对金属性能的影响 。（10 分钟） 2、 引出锻造流线的概念用挂图解释形成锻造流线的过程，流线分布合理的零件具有更 强的抗拉强度。这样就解释了课前提出的问题，重要的零件因为经常收到严重的冲 击，需要更高的强度，而切削加工会切断锻造流线，造成零件开裂。（10 分钟）

（b）般造毛坏加工的螺钉受拟，模（a）用钢料直接车制的螺钉受横向剪切应力时：向剪切应力时，使用性能均好使用性能良好，受纵向剪切应力时易摄坏图2-12螺钉的锻造流线与使用性能的关系3、热变形加工还有重要的作用是铸态组织的粗大晶粒重结晶成细小的等轴晶，疏松组织被压实，金属的致密度增加，消除偏析，成分均匀化，因此锻压件的性能普遍高于铸造件，但由于锻压件的形状受限制，因此仅在十分重要的零件加工中使用。（10分钟）轧轴再结品姐线制变形组织原始铸造线图2一10金属在热轧过程中的组织变件(a)挤压(b）自由锻镦粗(c)拉拔图2-13金属变形时的应力状态4、顺着前面的思路继续引导，金属获得合格锻压件的难易程度就是锻造性，主要因素有2个金属的塑形和变形抗力，那么这是问题又来了，这两个因素与什么有关？引入金属的本质和变形条件两个内容，结合工程实例图讲解更加透彻。（10分钟）32

32 3、 热变形加工还有重要的作用是铸态组织的粗大晶粒重结晶成细小的等轴晶，疏松组 织被压实，金属的致密度增加，消除偏析，成分均匀化，因此锻压件的性能普遍高 于铸造件，但由于锻压件的形状受限制，因此仅在十分重要的零件加工中使用。（10 分钟） 4、 顺着前面的思路继续引导，金属获得合格锻压件的难易程度就是锻造性，主要因素 有 2 个金属的塑形和变形抗力，那么这是问题又来了，这两个因素与什么有关？引 入金属的本质和变形条件两个内容，结合工程实例图讲解更加透彻。（10 分钟）

5、最后对本节内容进行总结。（5分钟）2、重点：金属变形时组织和性能变化的主要表现重点措施：结合前面所学的金属材料的基本知识，通多逐层引导提问让同学对此部分内容加与深印象，为后面讲解锻造方法做好充分的理论准备。难点2、难点：金属的锻造性对策对策：先引导学生按照结构决定性能理论思考金属变形时组织和性能变化的主要表现，金属性能发生怎样的变化，我们在工程上如何利用它。1、在讲述知识时，就设置适当的问题，引导学生思考工程实际问题，把理论知识与工教学程实践相联系，这样学生会知道自己的知识用在哪里？所学知识对解决工程问题有方法什么理论作用，同时也加深对知识点的理解。与2、示意图与工程实践图相结合加深印象。手段3、使用工程实际的例子让同学对变形后金属的组织和性能产生深刻的印象。作业1、汽车曲轴，起重机吊钩等锻造件具有哪些优异的性能？原因是什么？及2、例举实例说明金属变形时组织和性能变化的主要表现？课外3、查阅资料，了解目前先进的锻压工艺方法和设备。资源http://www2.tust.edu.cn/jingpin/ip2010/ixzzisic/index.html4推荐汽车曲轴，起重机吊钩等锻造件具有很强的抗拉强度，抗冲击韧性好，因为金属在、锻造过程中脆性杂质被击碎，并沿金属流动方向呈粒状或链状分布，塑性杂质则沿变形方向呈带状分布，加工时保证锻造流线与零件的轮廓相符，不被切断，机械性能大幅提高。作业2、组织变化主要表现为：形成锻造流线，铸态组织中的缺陷的到明显改善，粗大的柱状答案晶变成较细的等轴晶，气孔，缩松被压实，金属的致密度增加，大块的碳化物被击碎并均匀分布，消除了金属的偏析，使成分均匀化。33

33 5、 最后对本节内容进行总结。（5 分钟） 重点 与 难点 对策 2、 重点：金属变形时组织和性能变化的主要表现 措施：结合前面所学的金属材料的基本知识，通多逐层引导提问让同学对此部分内容加 深印象，为后面讲解锻造方法做好充分的理论准备。 2、难点：金属的锻造性 对策：先引导学生按照结构决定性能理论思考金属变形时组织和性能变化的主要表现， 金属性能发生怎样的变化，我们在工程上如何利用它。 教学 方法 与 手段 1、 在讲述知识时，就设置适当的问题，引导学生思考工程实际问题，把理论知识与工 程实践相联系，这样学生会知道自己的知识用在哪里？所学知识对解决工程问题有 什么理论作用，同时也加深对知识点的理解。 2、 示意图与工程实践图相结合加深印象。 3、 使用工程实际的例子让同学对变形后金属的组织和性能产生深刻的印象。 作业 及 课外 资源 推荐 1、 汽车曲轴，起重机吊钩等锻造件具有哪些优异的性能？原因是什么？ 2、 例举实例说明金属变形时组织和性能变化的主要表现？ 3、 查阅资料，了解目前先进的锻压工艺方法和设备。 4、 http://www2.tust.edu.cn/jingpin/jp2010/jxzzjsjc/index.html 作业 答案 1、 汽车曲轴，起重机吊钩等锻造件具有很强的抗拉强度，抗冲击韧性好，因为金属在 锻造过程中脆性杂质被击碎，并沿金属流动方向呈粒状或链状分布，塑性杂质则沿 变形方向呈带状分布，加工时保证锻造流线与零件的轮廓相符，不被切断，机械性 能大幅提高。 2、组织变化主要表现为：形成锻造流线，铸态组织中的缺陷的到明显改善，粗大的柱状 晶变成较细的等轴晶，气孔，缩松被压实，金属的致密度增加，大块的碳化物被击碎并 均匀分布，消除了金属的偏析，使成分均匀化