[课题名称]
非合金碳钢、合金结构钢 ［教学目标与要求］ 一、知识目标
熟悉碳钢的分类、牌号、性能及用途；较清楚地了解合金的分类、牌号、合金结构钢的性能用途。
二、能力目标
根据碳钢和合金结构钢的牌号，能分析它的成分、性能特点和大致用途。 三、素质目标
熟悉碳钢的分类、牌号，了解合金结构钢的牌号，知道它们的性能和用途。 四、教学要求
较熟练地掌握碳钢的分类、常用碳钢的牌号、性能及应用，掌握常用合金结构钢的牌号、性能及应用，具有初步运用的能力。 [教学重点]
常用碳钢、常用合金结构钢的牌号、性能和应用。 [难点分析]
根据碳钢、合金结构钢的牌号能分析它们的性能特点和大致应用范围。 [分析学生]
具有学习的知识水平。 具有学习的能力水平。
3．碳钢是生产上用途最广、用量最大的工程材料，合金结构钢广泛用于制造重要零件，是机械工程材料学习的重点。本节课应用性很强，在教学上要引导学生联系实际应用，根据钢铁材料牌号，知道它的大致性能与应用；根据零件的用途、性能要求，初步学会正确选用钢铁牌号。
[教学设计思路]
教学方法：讲练法、讨论法、归纳法。 [教学安排] 4学时
教学步骤：讲授中穿插设问与练习，穿插讨论，最后进行归纳。 [教学过程] 一、复习旧课 1．简述
2．讲评作业批改情况 3．提问
二、导入新课
材料是机械的物质基础，学习机械及其加工，就要会正确地选择和使用材料，熟悉和掌握机械工程材料的种类、牌号、性能和用途，以及钢的热处理等相关知识。 三、新课教学
钢铁材料是钢和铸铁的统称。
钢是以铁为主要元素，含碳量＜2％含其他元素。 铸铁是含碳量＞2.11％的铁碳合金。 （一）钢非合金钢（碳素钢或碳钢）
按照化学成为分合金钢 低合金钢 1、碳素钢
它是含碳量＜2％的铁碳合金
含有S(热脆性)P（冷脆性）这两种有害物质，Mn,Si有益元素。 （1）分类 低碳钢
含碳量中碳钢 高碳钢 普通钢 质量优质钢 高级优质钢 碳素结构钢 用途
碳素工具钢
沸腾钢 F 镇静钢 Z
脱氧方法半镇静钢 b 特殊镇静钢 TZ 2、碳素结构钢
用于制造机械零件和各种工程结构件 分类：普通碳素结构钢，优质碳素结构钢 （1）普通碳素结构钢
冶炼容易，价格低，性能好，广泛应用
牌号=屈服点字母+屈服点数值+质量等级+脱氧方法 例如Q235-A.F
用途：焊接，铆接，栓接构件等 （2）优质碳素结构钢 用于制造机械零件
牌号：以0.01％为单位，用两位数字表示钢中平均含碳量的万分数。 例如45
当Mn在0.7％-1.0％内时，应在两位数字后面附以锰 例如20Mn 3、碳素工具钢
用于制造刃具，模具，量具。含碳量大于0.7％ 牌号=T+数字 T-碳素工具钢
数字-平均含碳量的千分数 例如T8,T10,T12 （二）合金钢
合金钢就是在碳钢的基础上加入其他元素的钢。
常用的合金元素有硅，锰，镍，铬，钨，钼，钒，钛，铝，硼，稀土元素等。 1、合金钢的分类和牌号
合金结构钢 用途合金工具钢 特殊性能钢 牌号：
（1）合金结构钢=两位数字+元素符号+数字 两位数字-钢的平均含碳量的万分数 元素符号-钢中所含合金元素 数字-该元素平均含量的百分数
注意：当合金元素含量＜1.5％只标元素符号，不标含量 当合金元素含量＞1.5％,2.5％等则在相应元素符号后标2,3 例如
(2)合金工具钢=一位数字+元素符号+数字 一位数字-平均含碳量的千分数 当含碳量≥1.0％则不标出 例如
（3）特殊专用钢 GCr15滚珠轴承钢，G表示用途之后省含碳量，Cr后数字代表千分数，其他元素代表百分数。 例如
2、合金结构钢
按用途分工程结构用钢和机械制造用钢 （1）工程结构用钢
用于制造各种工程结构，如桥梁，建筑，车辆等 工程结构用钢=普通碳素结构钢+少量合金元素 普低钢-良好塑性，韧性，焊接性，耐磨性 （2）机械制造用钢 用于制造各种机械零件
机械制造用钢=优质或高级优质碳素结构钢+合金元素 合金渗碳钢
按用途和热处理合金调质钢 合金弹簧钢
A、合金渗碳钢（淬火+低温回火）
性能：表面高硬度，高耐磨性，心部高强度并有足够的韧性。 用于：汽车，拖拉机变速齿轮，十字轴及内燃机凸轮轴 代表：20CrMnTi
B、合金调质钢（淬火+高温回火）
性能：高强度和高韧性相结合的良好的综合力学性能
用于：重载荷、受冲击条件下工作的零件，机床主轴，汽车后桥半轴，连杆 代表：40Cr
C、合金弹簧钢（淬火+中温回火）
性能：高的弹性极限，高疲劳强度，足够的塑性和韧性，良好的表面质量。 用于：机构，仪表，弹簧件 代表：65Mn 3、合金工具钢 刃具钢
用途模具钢 量具钢
（1）低合金刃具钢
在碳钢工具钢上加入少量合金元素 一般在250以下保持高硬度 用于：制造丝锥，板牙，铰刀 代表：9CrSi CrWMn (2)高速钢
性能：高的硬度，红硬性，耐磨性，高达600度，能保持其高硬度和高耐磨
用于：切削速度高的刃具，形状复杂，负载荷重成形刀具，制造冷冲模，冷挤压模及某些耐磨零件。
代表：W18Cr4V （3）合金模具钢
用于制造冲压，热锻，压铸等成形模具钢 分为冷变形模具钢和热变形模具钢。 （4）合金量具钢
用于制造测量工具的钢
性能：工作部分高硬度，高耐磨性，高尺寸稳定性 代表：CrWMn (5)特殊性能钢
具有特殊物理，化学性能的钢
分类：不锈耐酸钢（铬不锈钢，铬镍不锈钢）耐热钢（抗氧化钢，热强钢）耐磨钢 四、小结
简述碳钢按用途分类与含碳量的关系；合金结构钢的分类与用途。 五、作业布置 1．习题
补充题：简述合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢碳含量和用途的不同。 2．思考题 题4-2；4-3。 [教学后记]
非合金碳钢合金结构钢，合金工具钢，特殊性能钢，电子教案
