资源简介

项目二 常见热处理
课题 常见热处理
任务一 了解常见热处理
【课题名称】
钢的热处理
【教学目标与要求】
一、知识目标
1）熟悉钢的热处理的作用
2）熟悉退火、正火、淬火和回火的含义和不同点。
3）熟悉钢的表面热处理的作用及方法。
二、能力目标
1）能够掌握退火、正火、淬火和回火的工艺区别及其对钢性能的影响。
2）熟悉常用表面淬火的方法及其作用。
三、素质目标
了解热处理对金属材料性能的影响。
四、教学要求
1）熟悉热处理对金属材料性能的影响。
2）熟悉退火、正火、淬火和回火的含义及热处理工艺的区别和应用场合。
3）了解表面淬火的目的和常用方法。
【教学重点】
1）退火、正火、淬火和回火的工艺区别及性能特点。
2）表面热处理的作用和常用方法。
【难点分析】
加热温度和保温冷却方式的变化为什么会对金属材料的性能产生大的影响？
【分析学生】
回火的工艺区别学生不好理解，需要将加热最高温度、保温时间和冷却速度三个方面来比较它们之间的不同。
【教学思路设计】
1）突出热处理的目的及回火的工艺区别。
2）表面淬火是提高材料表面硬度的主要方法，要记住常用的淬火方法。
【教学安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
一、钢的热处理
钢经过热处理后，能有效地善使用性能和工艺性能，提高产品的质量，延长使用寿命。如菜刀、斧子加热后速放入水中冷却可以提高刃口的硬度和耐磨性，使刃口变得锋利。
钢的热处理分为普通热处理和表面热处理两类。普通热处理可以分为退火、正火、淬火和回火。
1. 退火
将钢件加热到适当温度并保持一定时间，然后缓慢冷却的工艺称为退火。例如，用45钢制造的齿轮加热到830 C左右，然后在炉中缓慢冷却，可消除锻造成形产生的内应力，细化晶粒，降低硬度，为切削加工创造条件。
2. 正火
将钢件加热到适当温度并保温适当时间后，在静止空气中冷却的工艺称为正火。正火的目的与退火相同，加热的温度也相当，但保温时间比退火短，且在空气中冷却，相比之下冷却速度比退火快，因此得到的硬度比退火高。正火常用于最终热处理，以提高力学性能。
3. 淬火
将钢加热到某一温度并保持一定时间，然后以适当的速度冷却的热处理工艺称为淬火。例如，45钢加热到860 C左右，保持10分钟之后，快速投入水中，即可将钢淬火。淬火的目的是提高工具的硬度和耐磨性。碳素钢的淬火介质常选择水，而合金钢常选择油。
4. 回火
将钢件淬硬后，再加热到某一温度并保温一定时间，再冷却到高温的热处理工艺称为回火。例如，45钢淬火后，需再加热到860 C以下某个温度（700℃），保温10分钟后，在空气中慢慢冷却到室温。回火的目的是消除淬火的内应力，调整硬度，提高韧性，稳定组织，以获得所需要的力学性能。
回火可分为低温回火（250 C以下）、中温回火（250 C～500 C）和高温回火（500 C以上），回火温度越低，淬火工件的硬度越高，但韧性差、脆性大。高温回火的热处理工艺称为调质处理，常用于曲轴、齿轮和轴等零件的处理，以获得良好的综合力学性能。
5. 表面淬火
仅对工件表层进行淬火的工艺称为表面淬火。表面淬火的目的是
为了获得“表硬心韧”的力学性能。如大齿轮、钢轨的接缝两头都要
进行表面淬火，以提高表层的度和耐磨性，而不降低心部的韧性。表面淬火常选用的加热方法是高频感应加热，其加热时间短，升温快、变形小且不会形成氧化层。火焰加热也能作表面淬火，但效果不如高频感应加热好。
6. 钢的渗碳与渗氮处理
对于低碳合金钢工件，如20CrMnTi，由于含碳量太低，表面不能淬火，为了提高表面硬度，应先作渗碳处理，使材料表面的碳升高到一定值后再作表面淬火。渗氮的方法与渗碳相似。
二、 小结
钢的热处理有“四火”，其区别在于加热温度和冷却速度各不相同。退火、正火和淬火加热的温度相差不大，但是退火在炉内冷却，正火在空气中冷却，淬火在水或油中快速冷却。回火的加热温度分，低、中和高温三种。高温回火被称为调质处理。
三、 布置作业

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