鋼材質量檢驗單元教學設計一、 教案頭課題：拉伸試驗測試鋼的塑性教材：冶金工業出版社出版的鋼材質量檢驗，頁碼122-126頁。授課班級15冶金技術課時：2學時授課類型：實訓課教學目標能力（技能）目標知識目標素質目標能夠運用拉伸試驗檢測鋼鐵材料的塑性。掌握鋼的塑性指標及塑性檢測方法。通過分組訓練培養學生的團隊協作能力；通過任務訓練培養學生的動手操作能力；通過試驗結果分析培養學生分析問題的能力。重難點伸長率及斷面收縮率的分析計算。能力訓練任務及案例配備鋼材塑性檢驗所需的實訓用具和標樣，學生依據資料中的要求，分組進行測試，根據測試結果分析計算鋼的塑性指標伸長率及斷面收縮率。作業結合工程應用舉例說說金屬的塑性與切削加工工藝之間關系。課后小結二、教學過程設計步驟教 學 內 容教學方法教學手段學生活動時間分配告知告知本次課的教學內容及教學目標。教師講授教師講授學生復習2分鐘引入為什么要檢驗金屬的塑性指標，塑性指標在工程應用中的廣泛性和重要性。教師講解 PPT展示學生了解3分鐘資訊塑性指標的表征參量，金屬材料的塑性檢驗方法及操作要領。布置訓練任務，提出要求，明確教學評價標準。教師演示演示法學生掌握10分鐘計劃決策小組討論，明確任務總量，組長依據各人專長給組員分配任務任務驅動小組競賽學生理解2分鐘實施各組依據任務單上的要求，完成本組金屬棒的塑性指標測試，并對測試結果進行分析，教師從旁指導。任務驅動教師指導學生討論20分鐘檢驗各小組以競賽的形式，分別上臺展示本組的測試結果。競賽法小組展示學生展示6分鐘評價教師給出標準結果做評分依據。小組互評，小組自評打分，教師評價。評價小組自評互評，教師評價。學生評價6分鐘總結總結本次課所學金屬的塑性檢驗方法及應用。教師總結教師講授學生理解3分鐘3、 講義1.鋼的塑性指標塑性是鋼最主要的性能之一，它反映材料受力的作用產生塑性變形的能力。鋼的塑性指標是指導冶金廠不斷改進生產加工工藝、提高產品質量、生產符合標準的鋼材產品，以及指導用戶合理選材、正確進行冷熱加工和熱處理的重要依據。金屬的塑性一般采用拉伸試驗來檢測，拉伸試驗規定，金屬的塑性指標主要用伸長率和斷面收縮率來表示。我國很早就頒布了金屬強度和塑性測試標準GB/T2282002金屬材料的拉伸試驗方法。2.拉伸試驗拉伸試驗是指，將標準試樣夾持在拉伸試驗機上，均勻施加軸向作用力，測定樣品在受力過程中抵抗塑性變形和破壞的能力，即材料的強度和塑性。金屬的塑性指標，伸長率和斷面收縮率都是通過拉伸試驗得到的拉伸試棒的分析測試得到的。3.伸長率（1）伸長率A：試樣拉斷后，將斷口對接在一起時，試樣標距的增長量與原始標距長度的百分比。（2）表示：A =【(L1L0)/L0】100%式中 L0拉伸試樣的原始標距長度；L1試樣斷后標距部分的總長度；（3）測試方法：用游標卡尺分別測試試樣拉伸前、后標距部分的長度L0和L1，代入上式計算即可即可計算伸長率A。具體可參考GB/T2282002金屬材料的拉伸試驗方法。注意：測試L1時，左手將拉斷的試樣緊密地對接在一起，盡量使試樣軸線位于一直線上，并采取適當措施（例如：通過螺絲施加壓力），使試樣斷裂部分適當接觸。右手持分辨力優于0.1 mm的量具（例如：游標卡尺）對兩標線之間的距離進行測量。 4.斷面收縮率（1）斷面收縮率Z：試樣拉斷后，頸縮處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。（2）表示：Z =【(S0S1)/S0】100% 式中 S0拉伸前試樣的原始橫截面積；S1試樣斷后頸縮處的最小截面積；（3）測試方法：用螺旋測微器測試試樣拉伸前的原始直徑d0，代入面積公式計算S0；試樣拉斷后，左手將試樣斷口緊緊對接在一起，右手持游標卡尺測試試樣拉斷后的直徑du，通過面積公式計算S1。將S0和S1代入上式即可計算斷面收縮率Z。具體可參考GB/T2282002金屬材料的拉伸試驗方法。注意：測試d1時，將試樣斷裂部分仔細地配接在一起，使其軸線處于同一直線上。對于圓形橫截面試樣，在縮頸最小處相互垂直的方向測量直徑，準確到1%，取其算術平均值計算d1，通過面積公式即可計算S1。5.伸長率、斷面收縮率與材料性能的關系通常，A、Z的數值越大，材料的塑性越好。不同鋼種的塑性要求范圍不同；同一產品，其加工工藝不同，塑性指標也有差異。例如：隨著碳含量的增加，鋼的強度增高而塑性減小；隨著溫度的升高，塑性越好。所以鋼材的軋制和鍛造時都要將其加熱到一定溫度，以便于塑性成形。4、 訓練任務1.任務名稱：鋼的塑性指標測試2.任務要求：小組長明確分工，組內協助完成任務。 工作細致認真，能熟練使用游標卡尺和螺旋測微器。 數據結果分析要思路清晰，任務單填寫要求工整整潔。 小組展示語言要大方得體，小組評價時要客觀公正。3.實訓用具：拉伸試驗前和拉伸試驗后的試樣各1支、游標卡尺、螺旋測微器。4.操作步驟：（1）做拉伸試驗前，在試樣上標注原始標距長度的刻線，要求按短標距試樣走L0 = 5d0（2）用游標卡尺測量拉伸試驗前試樣的原始標距長度L0，將結果記錄在任務單的指定位置。（3）左手將拉斷的試樣緊密地對接在一起，盡量使試樣軸線位于一直線上，使試樣斷裂部分適當接觸。右手持游標卡尺測量斷后標距長度L10，將結果記錄在任務單的指定位置。（4）將上述測試結果帶入伸長率計算公式，計算鋼的伸長率A，將結果記錄在任務單的指定位置。（5）利用螺旋測微器測試拉伸試樣的原始直徑，沿垂直方向各測一次，取平均值作為試樣的原始直徑d0，通過面積公式計算其原始橫截面積S0。（6）將試樣斷裂部分仔細地配接在一起，使其軸線處于同一直線上。對于圓形橫截面試樣，用游標卡尺在縮頸最小處相互垂直的方向測量直徑，準確到1%，取其算術平均值計算d1，通過面積公式計算S1。（7）將上述測試結果帶入斷面收縮率計算公式，計算鋼的斷面收縮率Z，將結果記錄在任務單的指定位置。（8）根據伸長率、斷面收縮率的數值，與企業標準中的規定值作比較，評判鋼的塑性指標是否合格。（9）各組派代表上講臺展示本組的測試結果，并簡要分析數據或結果的處理過程。（10）教師給出標準值和評分標準，學生完成組內自評、小組互評。（11）教師對本次訓練項目和知識點做總結，布置下次課的任務。參考資料：GB/T2282002金屬材料的拉伸試驗方法5. 實訓任務單本次實訓將學生分為三組，按照GB/T2282002金屬材料的拉伸試驗方法中的相關要求和測試方法，測試碳素結構鋼Q195拉伸前后的標準試樣，并按要求計算其塑性指標。將測試的指標與標準值對照，判別本批次產品是否合格。第一組：序號測試結果Q195的塑性范圍是否合格1原始標距L0(mm)斷后標距L1(mm)伸長率A(%)伸長率A(%)242原始直徑d0(mm)原始截面積S0(mm2)斷后直徑d1(mm)斷后截面積S1(mm2)斷面收縮率Z(%)斷面收縮率Z(%)47組長： 組員： 總分： 第二組：序號測試結果Q195的塑性范圍是否合格1原始標距L0(mm)斷后標距L1(mm)伸長率A(%)伸長率A(%)242原始直徑d0(mm)原始截面積S0(mm2)斷后直徑d1(mm)斷后截面積S1(mm2)斷面收縮率Z(%)斷面收縮率Z(%)47組長： 組員： 總分： 第三組：序號測試結果Q195的塑性范圍是否合格1原始標距L0(mm)斷后標距L1(mm)伸長率A(%)伸長率A(%)242原始直徑d0(mm)原始截面積S0(mm2)斷后直徑d1(mm)斷后截面積S1(mm2)斷面收縮率Z(%)斷面收縮率Z(%)47組長： 組員： 總分： 5、 教學評價教師給出評分標準。各小組進行小組間互評、小組內自評打分，教師做整體評價。具體評分標準如下：序號內容考核要求評分標準分值自評互評教師評價總分（自評30%+互評30%+教師評價40%）1測試原始標距正確測試原始標距測量誤差在5%,加分。102測試斷后標距正確測試斷后標距測量誤差在5%,加分。103計算伸長率準確計算伸長率計算的最終結果誤差在10%,加分。104測試原始直徑正確測試原始直徑測量誤差在5%,加分。105測試斷后直徑正確測試斷后直徑測量誤差在5%,加分。106計算原始截面積準確計算原始截面積計算的最終結果誤差在10%,加分。107計算斷