有色金属材料和非金属材料教案2102820).pdf

有色金属材料和非金属材授课班级
课题名称
料授课时间第1周

课题序号1授课课时第1到2授课形式讲授

使用教具投影仪

1．了解常用有色金属材料的分类、牌号、性能和应用。
2．熟悉工程塑料和复合材料的特性、分类和应用。
教学目的
3．了解其他新型工程材料的应用。

教学重点有色金属材料的性能和应用

教学难点合金的牌号表示方法

更新、补
充、删减无
内容

课外作业列举生活中有色金属材料、工程塑料、复合材料的应用各3例。

有色金属材料和非金属材料

一、有色金属

1．铜及铜合金
授课主要内
2．铝及铝合金
容或板书设
计3．钛及钛合金
4．轴承合金

二、非金属材料及复合材料的发展

三、*复合材料

教学后记讲解时多列举有色金属和非金属实例，教学效果好。
课堂教学安排
教学过程
师生活动
主要教学内容及步骤
设计意图
等

一、有色金属利用半分

有色金属是除铁及其合金以外的非铁金属及合金的统称，也称非铁金属。钟对金属

常用有色金属包括：铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、轴承合金等。材料热处

1．铜及铜合金理进行复

纯铜的代号用“铜”字汉语拼音字母字首“T”加顺序号表示。习。

根据化学成分，铜合金分为黄铜、白铜、青铜3类。

提问：请

2．铝及铝合金学生自己

纯铝代号用“铝”字汉语拼音字母字首“L”加顺序号表示。找出生活

铝合金按其成分和工艺性能，可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。中有色金

铸造铝合金牌号（GB/T8063—14）用ZAl加合金元素符号及合金元素平均含量属材料的
的百分数表示。应用。

铝合金是使用了100多年的传统材料，目前世界原铝产量达1900万吨。其中50%

用来制取加工材与深加工产品。目前我国的铝合金品种，只有美国的一半，规格不足

美国的1/4。20世纪70年代以来，铝合金方面的发展有以下几方面：

1.Al-Li系合金

锂是最轻的金属元素。铝合金中添加百分之几的锂后，可获得时效强化（即铝合
金的热处理强化）效果，比重可降低10%，比模量可提高10%。但锂的熔点很低，故

铝锂合金冶炼很困难。波音747的外壳采用铝锂合金，就能减去一定的质量。

2.超塑铝合金

超塑成形因变形可达百分之几百，复杂的构件可一次成形。飞机机身隔框、电气
外壳等如采用铝合金超塑成形可降低生产成本。

3.粉末冶金铝合金

采用快速凝固制粉或机械合金化制粉技术，可获得晶粒细化、成分均匀的过饱和
微合金粉。它比熔铸法合金成分更均匀。

4.铝合金功能膜

铝合金功能膜是利用氧化膜内孔洞，充填别的材料以获得所要求功能。是近年来

的研究热点，应用推广较快。通过与碳

钢和铸铁

3．钛及钛合金对比讲解

钛及钛合金牌号用“T”加表示合金组织类型的字母及顺序号表示，字母A、B、C分有色金属
别表示α型、β型，α＋β型合金。材料的性

钛合金是近来快速发展的一种合金材料。钛及钛合金密度小(4.5g/cm3)，强度大大能和用

高于钢,比强度和比模量性能突出。钛的耐腐蚀性能优异，是目前耐海水腐蚀的最好的途。

材料。

钛是制造工作温度500℃以下构件，如火箭低温液氮燃料箱、导弹燃料罐、核潜
艇船壳、化工厂反应釜等的重要材料。

但是钛合金高温强度差，不宜在高温中使用。尽管钛的熔点为1700℃左右，比镍

等金属材料高好几百度，但其使用温度较低，最高的工作温度只有600℃。如当前使

用的飞机涡轮叶片材料是镍铝高温合金。若能采用耐高温钛合金，材料的比强度、耐

蚀性和寿命将大大提高。为解决钛合金的高温强度，正积极研究采用中间化物即金属

和金属之间的化合物作为高温材料。中间化物熔点较高、结合力强，特别是钛铝，密

度又小，作为航空的高温材料有较大的优越性和发展前途。目前研制的有序化中间化

合物使钛合金使用温度达到600℃以上、Ti3Al达到750℃、TiAl达到800℃左右，有

望提高到900℃以上。

4．轴承合金

轴承合金（又称巴氏合金）是用来制作滑动轴承中轴瓦和轴衬的合金。

二、非金属材料及复合材料的发展

非金属材料如陶瓷、橡胶等的发展历史也十分悠久。进入到20世纪后，更是取

得了重大的进展。人工合成高分子材料从20世纪20年代至今，发展最快、产量之大、

应用之广可与钢铁材料相比。

20世纪60年代到70年代，有机合成材料生产量每年以14%的速度增长，而

金属材料年生产增长率仅4%。1986年世界高分子材料产量为9840万吨，其中5850

万吨为塑料，合成橡胶为540万吨，合成纤维1140万吨。

20世纪90年代，塑料产量已逾亿吨。2005年我国塑料产量达到2200万吨，
出口量达到1228万吨。

陶瓷材料近几十年的发展也十分引人注目。
陶瓷材料