资源简介

模块三 材料与选用
3.5 材料的选择及运用
[课题名称]
材料的选用
［教学目标与要求］
一、知识目标
了解材料的选择原则。
二、能力目标
了解材料的选择原则，会正确选择常见材料。
三、素质目标
熟悉材料的选择原则
四、教学要求
[教学重点]
熟悉材料选择依据，基本掌握材料选择方法。
[难点分析]
具体选用材料的方法。
[分析学生]
学生对材料选择方法认识不足，需要多举实例给予说明。
[教学方法]
讲练法、演示法、讨论法。
【教学资源】
机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
[教学安排]
2学时（90分钟）
教学步骤：讲授中穿插设问与练习，穿插演示、讨论，最后归纳总结。
[教学过程]
一、复习旧课（15分钟）
讲评作业批改情况
二、导入新课
零件是机械制造的单元，材料是制造零件的物质，机械的性能与零件的寿命都与材料密切相关。合理选材涉及综合运用多学科知识和实践经验，要结合实际情况具体分析。
三、新课教学
（一）零件的失效形式及原因
零件的常见失效形式是断裂、过量变形和表面损伤，保证零件的使用寿命不发生失效是选择材料的依据，据此应合理选材。
1.断裂
指零件完全断裂而无法工作的失效,是机械零件的主要失效形式。
2.过量变形
指在外力作用下零件发生整体或局部的过量弹性变形、塑性变形或蠕变变形，导致整个机器或设备无法正常工作，或能正常工作但保证不了产品质量的现象。
3.表面损伤
零件在工作中因机械和化学使用使其表面损伤而造成的失效，包括磨损失效、接触疲劳失效、表面腐蚀失效等。
（二）钢材的供应形式
市场上提供的钢材，是在钢厂经过轧制、拉拔、挤压等压力加工形成的型材，在性能、形状、尺寸、表面质量等方面符合用户要求，价格有一定竞争力。
钢板
厚度超过25mm的为厚板；厚度在4～25mm的为中板；厚度小于4mm的为薄板。钢带窄而长，成卷供应。钢板镀锌、镀锡及塑料复合等表面处理技术成熟。
钢管
无缝钢管是经过冷拔或热轧成形，能够承受较高压力，成本高，用于工业及中高压。有缝钢管是钢板或钢带卷制成形后焊接而成，用于市政及低压管道。
钢丝
钢丝用热轧线材拉拔而成。退火低碳钢丝可在包装时捆扎物品，高碳钢丝可制成弹簧，多根钢丝可以捻成合股的钢丝绳和钢索，用于吊运或固定物体。
型钢
型钢一类是由棒材轧机生产的简单截面型钢，如圆钢、方钢、扁钢、六角钢和八角钢等；另一类是由型材轧机生产的复杂截面型钢，如工字钢、角钢、槽钢、Z形钢和T形钢等。普通型钢主要用于建筑、桥梁等工程结构，优质型钢主要用于机械零件及工具。
（a）圆钢 （b）方钢 （c）角钢 （d）槽钢 （e）工字钢
常见型钢
选用材料的基本原则、方法和步骤
选材应该兼顾使用要求、工艺要求、经济性，做到材尽其用。
1.选用材料的基本原则
（1）满足使用性能
（2）兼顾材料的工艺性能
（3）考虑经济性
2.选用材料的方法
（1）综合力学性能为主要依据
（2）以磨损、疲劳强度为主要依据
3.选用材料的步骤
（1）确定性能要求
（2）比较同类零件
（3）作关键位置的强度计算
四、小结（5分钟）
机械零件材料选择的原则、依据和方法。
五、作业布置
活动作业：在保证安全的前提下，分小组参观钢材市场，观察并记录各种非合金钢、低合金钢、合金钢板材、管材、线材及型钢的牌号、规格，主要销售流向及用途等，写出调查小报告。

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