热处理的原理及分类

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1、§4－1热处理的原理及分类教学过程一、复习提问：铁碳合金的基本组织二、新课教学：钢丝的水冷与空冷热处理的定义与分类三、课堂练习：比较热处理与加工工艺的区别四、作业安排：练习册P17，一、1、2；五、1五、板书设计（见下页）：六、教学后记：§4－1热处理的原理及分类一、实验：钢丝的水冷与空冷现象：放在水中冷却的一根钢丝硬而脆，很容易折断；放在空气中冷却的一根较软、有较好的塑性，可以卷成圆圈而不断裂。实验说明：虽然钢的成分相同，加热的温度也相，但采用不同的冷却方法，却得到了不同的力学性能。这主要是因为在不同冷却速度

2、的情况下，钢的内部组织发生了不同的变化，性能改变。二、热处理定义：将固态金属或合金采用适当的方法时行加热、保温、冷却，以获得所需要的组织结构与性能的工艺。三、目的：获得所需组织和性能（使用性能和工艺性能）；充分发挥钢材潜力（共析钢热处理后P→M，25HRC→65HRC）；延长零件使用寿命；改善零件工艺性能，提高切削加工工艺性，减少刀具磨损。四、热处理理论基础：固态金属或合金的同素异构转变，通过适当的方法改变组织，从而得到不同的性能。34意识能动性物质基础1、热处理的对象：固态金属或合金原因：热处理加热在Ac1、

3、Ac3、Accm附近，未达到熔点，金属处于固态；热处理的理论基础同素异构现象是固态金属或合金才具备的特性。2、工艺过程：加热、保温、冷却，其加热温度范围、保温时间长短、冷却速度快慢因条件不同而不同。3、工艺曲线：T(℃)T:temperaturet:time加热保温冷却t五、热处理的分类：1、一般分类：2、按目的和工序分类：预备热处理：退火、正火、调质举例：锉刀的工艺性和使用性最终热处理：淬火、回火、表面热处理3、热处理适用范围：60～70%机床制造中零件；70～80%拖拉机制造中零件；工具、模具、轴承几乎全部

4、要热处理；NdFeB材料要通过热处理改善性能。344、学习热处理的意义：了解材料在不同加热、保温、冷却条件下组织变化规律，正确设计和实施热处理工艺。§4－2钢在加热及冷却时的组织转变教学过程一、复习提问：热处理的目的和分类二、新课教学：钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变三、课堂练习：分析等温转变曲线四、作业安排：练习册P17，一、3-10；二、1-12；三、1-5；五、板书设计（见下页）：六、教学后记：§4－2钢在加热及冷却时的组织转变钢加热的目的：获得奥氏体，A的晶粒大小、成分和均匀程度对钢冷却后的组织

5、和性能有重要影响。温度选择依据：Fe—Fe3C相图，其组织变化规律是在极缓慢加热和冷却条件下得到的。一、钢在加热时的组织转变1、钢在加热和冷却时的相变温度（临界点）：平衡状态下的临界点：A1、A3、Acm加热时钢的转变温度要高于平衡状态下的临界点：Ac1、Ac3和Accm冷却时要低于平衡状态下的临界点：Ar1、Ar3和Arcm2、奥氏体的形成：奥氏体化定义：热处理时，将钢加热到一定温度，使其组织全部或部分转变为奥氏体过程：奥氏体的形成+晶粒长大。（1）以共析钢为例分析钢的奥氏体化过程注：共析钢室温组织：P（F+

6、Cm）。34P→A的转变规律：形核和晶核长大奥氏体晶核最易在铁素体和渗碳体的界面上生成，这是由于晶界处的原子不稳定；晶核形成后，与奥氏体相邻的铁素体中的铁原子通过扩散转移到奥氏体晶核上，使奥氏体晶核长大；与奥氏体相邻的渗碳体通过分解不断溶入奥氏体中，使奥氏体长大，直到珠光体全部消失。残余渗碳体的分解：保温由于渗碳体的晶格类型和含碳量与奥氏体相关很大，Cm向A溶解落后于F向A的转变，F消失后仍有部分Cm，随着时间的延长而继续向A中溶解，直到消失。奥氏体的均匀化（保温）：原因：P中的F和Cm是两种含碳量相差很大的相

7、，形成的奥氏体浓度不均匀，通过一定时间的保温，碳原子进一步扩散。目的：使工件热透，使组织转变完全及奥氏体成分均匀（工件内外收缩一致，不等时性下降）。（2）亚共析钢的奥氏体化过程：注:亚共析钢室温组织:P+F奥氏体化的转变规律:形核和晶核长大当加热到Ac1时，P转变为A；温度升高，F不断转变为A，当加热到Ac3线时，转变结束，组织为单相奥氏体。残余渗碳体的分解：奥氏体的均匀化（保温）：（3）过共析钢的奥氏体化过程：注:过共析钢室温组织:P+CmII奥氏体化的转变规律:形核和晶核长大当加热到Ac1时，P转变为A；温

8、度升高，CmII溶解到A中,当加热到Accm线时，转变结束，组织为单相奥氏体。残余渗碳体的分解：奥氏体的均匀化（保温）：3、奥氏体晶粒的长大晶粒的长大是依靠较大晶粒吞并较小晶粒和晶界迁移的方式进行(1)细小奥氏体形成:P刚转化为A时,由于F和Cm界面多,形核率高.。(2)奥氏体长大:随着加热温度提高、保温时间延长,A晶粒自发长大.加热温度越高、保温时间越长,A的晶粒越大。实际晶粒(本质