工业与材料成型教案之钢的热处理(中职教育)

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1、工程材料与材料成型基础（一）教案教师姓名授课形式讲授授课班级授课学时10授课章节名称第五章钢的热处理§5-1钢在加热时的转变§5-2钢在冷却时的转变§5・3钢的退火、正火§5-4淬火和冋火§5-5钢的表面淬火§5-6化学热处理任务口的◎掌握钢在加热和冷却时的组织传变规律◎掌握退火、正火的口的、方法应用◎掌握淬火、回火的口的、方法应用◎掌握钢表面淬火的目的和方法◎掌握钢化学热处理的目的和方法知识点◎热处理目的和常用方法◎钢在加热和冷却时的临界点◎钢加热、保温目的◎过冷奥氏体等温传变产物的组织和性能◎过冷奥氏体冷却速度对组织和性能的影响◎马氏体的组织与性能◎退火

2、的目的、方法、应用◎正火的目的、应用◎淬火目的、方法、应用◎回火目的、方法、应用◎表而淬火的目的和方法◎钢的渗碳能力点◎根据等温转变曲线分析冷却速度对钢组织和性能的影响◎正确选择的预先热处理方法◎正确选择淬火、回火方法◎正确选用表面热处理方法其它尽量结合具体实例，内容的理解。让学生分析、思考，以加深学生对所学第五章钢的热处理热处理——固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。•特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸•目的：改善材料的使用、工艺性能•基木过程：加热->保温->冷却•分类：1、普通热处理一一退火、正火、淬火、冋火2

3、、表面热处理——表面淬火、化学热处理实际加热和冷却时的相变点:平衡时一一A1A3Acm加热时AclAc3Accm冷却时一AriAr3Arcm第一节钢在加热时的组织转变一、奥氏体的形成加热工序的目的：得到奥氏体F+Fe3CA结构体心复杂面心含碳量0.02186.690.77共析钢奥氏体形成过程:1、形核（在F/Fe3C相界面上形核）2、晶核长大（F->A晶格重构，Fe3C溶解，C->A中扩散）3、残余Fe3C溶解4、奥氏体均匀化保温工序的冃的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散对亚共析钢:对过共析钢:P+F->A+F->AP+Fe3CII-A+Fe3C

4、II->A二、奥氏体晶粒长大及其影响因素1、奥氏体晶粒度•晶粒度一一晶粒大小的尺度。•本质粗晶粒钢——长大倾向较大（A1脱氧）•本质粗晶粒钢一一长大倾向较小（Mn,Si脱氧）2、影响奥氏体晶粒长大的因素（1）加热温度t，保温时间t-A晶粒长大快（2）加热速度ffA晶粒细（3）加入合金元素一A晶粒细（4）原始组织细一A晶粒细第二节钢在冷却时的组织转变冷却方式：等温冷却和连续冷却。45钢加热后，随冷却速度的增加，强度、硬度增加，但塑性、韧性降低。冷却是热处理的关键，故必须研究奥氏体冷却过程的变化规律。（C曲线或TTT线）的建立一、过冷奥氏体等温转变1、共析钢过冷

5、奥氏体等温转变曲线•过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。•孕育期一一表示过冷A的稳定程度•四个区域一一奥氏体稳定区、过冷奥氏体区、转变产物区、转变区•三种转变类型：高温转变（A1〜550°C）：A-P中温转变（550-230°C）：A->B低温转变（230°C以下）：A->M2、过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能（1）珠光体转变•珠光体组成：F和Fe3C的机械混合物•形成特点：在固态下形核、长大是扩散型相变•形态：「A1〜650°C:珠光体P20HRc片状650-600°C:索氏体S(细P)…600〜550°C:托氏体T(极细P又称屈氏体)4(

6、)HRc球状——Fe3C呈球状珠光体片越细fHBt,(d)(c)羽毛状组织针片状组织塑性差40-45HRc综合性能好45-50IIRC□C%相同时，球状P比片状P相界面少->IIBI,obi,St,akt(2)贝氏体转变•贝氏体组成：过饱和F和碳化物的机械混合物•形成特点：在固态下形核、长大是半扩散型相变•形态：550~350°C：上贝氏体(B±)350°C〜Ms：下贝氏体(B下)时两(对数坐标)-A―ArJK?S十£4-F，量FMsk、A，o-11102IO5]COO5OMH2025283337424750过冷奥氏体在Ms点以下，A-M属连续冷却转变。3、

7、影响C曲线的因素800(1)含碳量阴(2)合金元素厂00'400(3)加热温度和保温时间曽3002001000-1001(a)迎共析制的C曲线二、过冷奥氏体连续冷却转变1、共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT线)特点：K——珠光体型转变中途停止线；(b)过共析取的C曲线只有A->P,A-M,无贝氏体转变；临界冷却速度Vk——获得全部马氏体的最小冷却速度。2、C曲线在连续冷却转变中的应用共析钢C曲线在连续冷却转变中的应用VI（炉冷）：A-P（170〜220HBS）V2（空冷）:A-S（25~35HRc）V3（油冷）:A-T+M+A'（45〜55HRc）Vk

8、：临界冷却速度V4（水冷）:A-M+A'（55〜65