授課教案首頁學年第學期機械工程學院材料技術系（部）焊接技術及自動化教研室課程名稱金屬材料焊接工藝任課教師授課形式理論教學課√內實踐□理實一體□習題復習□考核評價□其他活動□課時安排2課時序號26授課日期月日月日月日月日授課班級教學內容：第六章鑄鐵的焊接1、鑄鐵的類型與性能教學目標：知識目標：1、了解鑄鐵的類型2、了解鑄鐵的性能能力目標：掌握鑄鐵的組織素質目標：1、培養學生良好的操作習慣2、具有與人溝通、與人合作的社會交往能力重點難點及解決方法：強調白口組織和灰鑄鐵的組織差異。授課地點：教室教學媒體：投影儀設備及材料：其它資源：學習效果評價方式：課堂提問及作業作業和思考題：（1）．工業上常用鑄鐵有哪幾種？其中的石墨形態有何不同？（2）影響鑄鐵組織的因素有哪些？課后小結：通過考核同學們對以上知識能基本掌握。填表說明：1.序號，指該課程授課的順序號，應與授課計劃一致；2.授課形式在相應的選項打“√”。授課教案教學內容及過程時間分配方法及手段一、教學組織1．復習引入10分鐘2．講解45分鐘3．提問20分鐘4.小結15分鐘二、教學內容習題課鑄鐵是指碳的質量分數大于2.11%的鐵碳合金。工業常用鑄鐵中碳的質量分數在3.0%～4.5%之間，是以Fe、C、Si為主要組成元素并含有較多Mn、S、P等雜質的多元合金。鑄鐵具有良好的鑄造性能，便于鑄造生產形狀復雜的機械零部件；另外還具有成本低，減摩性、減振性和切削加工性好等優點，在機械制造業中獲得了廣泛應用。能力知識點1鑄鐵的種類及成分特點按用途分為工程結構件用鑄鐵和特殊鑄鐵（抗磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐腐蝕鑄鐵）；按碳的存在形式及石墨形態不同分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵共五大類。白口鑄鐵中碳絕大部分以滲碳體（FeC3）的形式存在，其斷口呈亮白色，故稱之為白口鑄鐵。滲碳體性能硬而脆，其硬度為800HBW左右，因而白口鑄鐵切削加工困難；主要用于煉鋼原料，很少用于制造機械零件?；诣T鐵中石墨以片狀形式存在，其斷口呈灰色?；诣T鐵的強度低、塑性差；但灰鑄鐵抗壓強度高、耐磨性好、減振性好、收縮率低、流動性好，且成本低廉，可以鑄造形狀復雜的機械零件，至今仍是工業中應用廣泛的一種鑄鐵；常用于各種機床的床身及拖拉機、汽車發動機缸體、缸蓋等鑄件的生產。填表說明：1.本頁可續頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發引導等；3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網絡課程等。授課教案教學內容及過程時間分配方法及手段球墨鑄鐵中石墨以球狀形式存在；在高溫鐵液中加入球化劑（稀土金屬、鎂合金和硅鐵等）經球化處理后獲得；強度接近于碳鋼，具有良好的耐磨性和一定的塑性，并能通過熱處理改善性能；廣泛用于機械制造業中，常用于制造曲軸、大型管道、受壓閥門和泵的殼體、汽車減速器外殼及齒輪、渦輪、蝸桿等?？慑戣T鐵中石墨以團絮狀形式存在；是由一定成分的白口鑄鐵經長時間石墨化退火獲得的；與灰鑄鐵相比，具有較好的強度和塑性，耐磨性和減振性優于碳鋼；主要用于管類零件和農機具等。蠕墨鑄鐵中石墨以蠕蟲狀形式存在；生產方式與球墨鑄鐵相似；具有比灰鑄鐵強度高、比球墨鑄鐵鑄造性能好、耐熱疲勞性能好的優點；主要用來制造大功率柴油機氣缸蓋、電動機外殼等。能力知識點2鑄鐵的組織及性能鑄鐵的基體組織一般為鐵素體、珠光體或二者的混合組織，可以認為鑄鐵是在鋼的基體上加上石墨。性能主要取決于石墨的形狀、大小、數量和分布等。石墨的強度、硬度極低（抗拉強度＜20MPa，硬度HBW≈3），塑性、韌性幾乎等于零，其力學性能遠低于基體組織，故石墨相當于在基體組織中存在無數個“小裂紋”，不僅降低了鋼的有效承載面積，而且在尖角處還會產生應力集中，促使基體在較低應力作用下產生裂紋擴展甚至斷裂，因此鑄鐵的強度、塑性和韌性比鋼小得多。但正是由于鑄鐵中石墨的存在，使其具有優良的鑄造性、切削加工性、減振性、耐磨性和低的缺口敏感性。在灰鑄鐵中，由于片狀石墨對基體有較大的割裂作用，通過改變基體組織不能顯著提高其塑性和韌性，所以生產中只能通過改變基體組織中珠光體的數量，以改善鑄鐵的硬度和耐磨性，而鑄鐵的強度、塑性和韌性等，則主要由石墨決定。填表說明：1.本頁可續頁；2.教學方法如：項目教學、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發引導等；3.教學手段如：課件演示、模型講解、實物講解、掛圖講解、視頻講解、網絡課程等。授課教案教學內容及過程時間分配方法及手段球墨鑄鐵中由于石墨呈球狀分布，對基體的分割作用大為減小，故可有效利用基體的強度達70%～80%，因此其力學性能明顯優于灰鑄鐵。球墨鑄鐵還可以通過合金化或熱處理等途徑來強化或改變基體組織，以達到提高力學性能的目的鑄鐵中碳的存在狀態和基體組織決定于鑄件的冷卻速度（壁厚）及化學成分。圖6-1為鑄件壁厚及化學成分對鑄鐵組織的影響，當鑄件壁厚增加時會降低冷卻速度。元素的石墨化作用：促進石墨化的元素如C、Si、Al、Ti、Ni、Cu、P等和阻礙石墨化的元素如S、V、Mo、Cr、Mn等，如圖6-2所示。碳和硅是灰鑄鐵中最重要的元素，碳是形成石墨的基礎，硅是強烈促進石墨化的元素，在鑄造中當冷卻速度一定時，增加碳、硅的質