钢的热处理教案

钢的热处理

45号钢热处理工艺

45号钢热处理工艺学号：XXXXXX 姓名：XXXXX 指导老师：XXX

目录一、综述 (4) 1．调质淬火 (4) （1）淬火加热温度 (4) (2) 淬火冷却 (4) （3) 淬火冷却方法 (5) 2．45钢的调质淬火 (5) 3．回火 (6) （1）回火目的 (6) （3）常用回火方法 (6) 4．45钢淬火后的回火 (6) 二、选题依据 (7) 三、实验材料与设备 (8) 1. 实验设备 (8) 2. 实验材料 (8) 三、实验过程 (8) 1. 试样的热处理 (8) （1）淬火 (8) （2）回火 (9) 2. 试样硬度测定 (9) 3. 显微组织观察与拍照记录 (9) （1）样品的制备 (9) （2）显微组织的观察与记录 (9) 五、实验结果与分析 (10) 1. 样品硬度与显微组织分析 (10) 2. 硬度测试数据 (11) 3. 淬火对试样性能的影响 (11) （1）淬火温度的影响 (11)

（2）淬火介质的影响 (12) 4. 回火对试样的影响 (12) （1）回火温度对45钢组织的影响 (12) （2）回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (13) （3）以45钢和T8钢为例分析碳含量对钢的淬硬性的影响 (13) 六、结论 (14) 1. 淬火条件影响样品的组织和性能 (14) 2. 回火温度影响样品的组织和性能 (14) 3. 碳元素影响样品的组织和性能。 (14) 七、参考文献 (14)

一、综述【内容摘要】：45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。45钢淬火温度在A3+(30～50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。【关键字】：调质淬火45钢的调质淬火回火45钢淬火后的回火 1．调质淬火调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。淬火 ——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。（1）淬火加热温度淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。 (2)淬火冷却淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。

金属材料与热处理教案

绪论引入: 材料金属材料机械行业本课程得重要性主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性）金属得性能(力学及工艺性能）金属学基础知识（铁碳相图、组织）热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线重要概念 ①掌握基本理论 ②成分组织性能用途热处理 ③理论联系实际引入：内部结构决定金属性能内部结构？第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶

体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。）规则几何形状性能特点: 熔点一定各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向晶面：点阵中得结点所构成得平面。晶向：点阵中得结点所组成得直线由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称

晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个）（3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个）三、单晶体与多晶体金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,

常用钢材热处理方法及目的

常用钢材热处理方法及目的常用钢材热处理方法一.淬火将钢件加热到临界温度以上40~60℃，保温一定时间，急剧冷却的热处理方法，称为淬火。常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。淬火的加温温度、冷却介质的热处理规范，见表<常用钢的热处理规范>. 淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达HRC60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有： 1．单液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温一定时间后，在一种冷却液中冷却，这种热处理方法，称为单液淬火。它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢，工件直径或厚度大于5~8mm的碳素钢，选用盐水或水中冷却；合金钢选用油冷却。在单液淬火中，水冷容易发生变形和裂纹；油冷容易产生硬度不够或不均的现象。 2．双液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。形状复杂的钢件，常采用此方法。它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。缺点是操作难度大，不易掌握。 3．火焰表面淬火：用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面，并使其加热到淬火温度，然后立即用水向工件表面喷射，这种处理方法，称为火焰表面淬火。它适用于单件生产、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的钢件，缺点是操作难度大。 4．表面感应淬火：将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。这种热处理方法，称为表面感应淬火。经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同，可分为高频、中频和工频淬火三种。高频淬火电流频率为100~150kHz，淬硬层深1~3mm，它适用于齿轮、花键轴、活塞和其它小型零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，淬硬层深3—10mm，它适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等；工频淬火电流频率为50Hz，淬硬层一般大于10mm，适用于直径在300mm以上的大型零件的淬火，如冷轧辊等。二.回火将淬火后的钢件加热到临界温度以下某一温度性(见表)，保温一段时间，然后在空气中或油中冷却的过程，称为回火。回火的目的是：消除钢件淬火时所产生的内应力，使钢件组织趋于稳定；降低淬火中的脆性，增加塑性和韧性。回火是继

常用钢材热处理工艺参数DOC

热处理工艺规程B/Z61.012－95 （工艺参数）

2012年10月15日目录 1.主题内容与适用范围 1...............................................................2.常用钢淬火、回火温度1............................................................2.1要求综合性能的钢种 (1) 2.2 要求淬硬的钢种 (4) 2.3 要求渗碳的钢种 (6) 2.4 几点说明 (6) 3.常用钢正火、回火及退火温度7................................................3.1 要求综合性能的钢种 (7) 3.2 其它钢种 (8) 3.3 几点说明 (8) 4.常用钢去应力温度01..................................................................5.各种热处理工序加热、冷却范围 (12) 5.1淬火……………………………………………………………………………………………1 2 5.2 正火及退火 (14) 5.3 回火、时效及去应力 (15) 5.4工艺规范的几点说明 (16)

6. 化学热处理工艺规范7...1............................................................6.1氮化 (17) 6.2 渗碳 (20) 7. 锻模热处理工艺规范22...............................................................7.1锻模及胎模 (22) 7.2切边模 (24) 7.3锻模热处理注意事项 (25) 8.有色金属热处理工艺规范62……………………………………………… 8.1铝合金的热处理 (26) 8.2铜及铜合金 (26) 9.几种钢锻后防白点工艺规范72...................................................9.1第Ⅰ组钢 (27) 9.2第Ⅱ组钢 (28) 热处理工艺规程（工艺参数） 1.主题内容与适用范围本标准为“热处理工艺规程”（工艺参数），它主要以企业标准《金属材料技术条件》B/HJ－93年版所涉及的金属材料和技术要求为依据（不包括高温合金），并收集了我公司生产常用的工具、模具及工艺装备用的金属材料。本标准适用于汽轮机、燃气轮机产品零件的热处理生产。 2.常用钢淬火、回火温度 2.1 要求综合性能的钢种：表1 淬火温冷技术要有效淬火回火回火后硬（℃介硬材料牌（℃(mm)H111197~229

钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介教案

金属工艺学电子教案（13）【课题编号】 13-5．4 【课题名称】钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介。【教材版本】郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】－．知识目标了解表面热处理的目的、种类、特点、应用；化学热处理概念、过程、种类与应用。了解热处理技术发展简况，开阔思路。二、能力目标通过学习和反复练习，初步学会在零件加工工艺编制中安排感应淬火、渗碳、氮化和相应的热处理工序。三、素质目标了解表面热处理、化学热处理的目的、种类、特点与应用，学会选用高频淬火、渗碳和氮化工序。了解热处理技术发展简况，开阔思路，树立创新意识。四、教学要求一般了解钢的表面热处理、化学热处理及热处理新技术。【教学重点】感应淬火、气体渗碳、气体渗氮。【难点分析】感应淬火原理。【分析学生】 1．具有学习的知识基础。 2．具有学习的能力基础。 3．钢的表面热处理、化学热处理是钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的补充和完善，相互配合，全面达到零件多种多样的使用性能要求。虽不是重点，也要引导学生认真学习，努力掌握。【教学设计思路】教学方法：讲练法，演示法、讨论法，归纳法。【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005

2、郁兆昌主编。金属工艺学教学参考书（辅助学光盘）。北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】 2学时（90分钟）教学步骤：讲授主要内容、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。【教学过程】一、复习旧课（15分钟） 1．简述淬火方法分类、特点与应用。 2．讲评作业批改情况； 1．提问：题5-7；5-14。二、导入新课钢的表面热处理、化学热处理主要解决零件的表面强化问题。与零件的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）相配合，以满足零件多种使用性能和不同的强化需要。介绍热处理技术发展，能使我们开阔眼界，培养创新意识。三、新课教学（70分钟） 1．钢的表面热处理（20分钟）教师讲授感应淬火原理、种类、组织、性能、特点及应用；讲授火焰淬火基本概念、特点及应用。演示网络课程中感应加热基本原理、感应器结构与种类、火焰淬火方法等视频。学生课堂练习：题5-16；5-19。教师巡回指导、设问、提问，学生回答、讨论；教师讲评。 2．钢的化学热处理（35分钟）教师讲授钢的渗碳、气体渗碳；钢的渗氮，气体氮化；钢的其他化学热处理。演示化学热处理过程、气体渗碳工艺过程、离子氮化过程等视频。学生课堂练习：题5-21；5-17；5-18。教师巡回指导；设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。 3、热处理技术发展简介（15分钟）教师讲述热处理技术发展趋势，介绍真空热处理等具体热处理新技术。演示网络课程真空热处理、激光热处理，机器人在高频淬火中应用等照片和视频。四、小结（ 5分钟）简要叙述感应淬火、气体渗碳、气体渗氮的目的、特点与应用。五、作业布置

常用材料热处理及热处理代号

常用金属材料及热处理代号硬度材料牌号图纸热处理标注 HB HRc 热处理目的 Q235-A ─ 不热处理 16Mn─ 不热处理渗碳淬硬S-C59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，去碳处可钻孔 20 20Cr 渗碳高频淬硬 S-G59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，不淬硬处可钻孔正火Z ≤230 组织均匀化，消除应力调质T235 220～250提高性能，改善组织调质T265 250～280提高性能，改善组织淬硬C35 30～40 变形小，硬度略提高淬硬C42 40～45 提高强度和耐磨性，有一定的韧性淬硬C48 45～50 提高强度和耐磨性，有一定的韧性高频淬硬G48 表面45～50表面耐磨，心部韧性高，变形小 45 40Cr 高频淬硬G52 表面50～55表面耐磨，心部韧性高，变形小调质T265 250～280提高性能，改善组织 38CrMoAlA 氮化D900 HV≥850 提高表面硬度及耐磨性，耐疲劳，耐腐蚀性能退火Th ≤230 降低硬度 65Mn 60Si2MnA 50CrVA 淬硬C42 40～45 提高强度和弹性退火Th ≤230 降低硬度 GCr15 淬硬C59 ≥59 提高硬度和耐磨性退火Th ≤230 降低硬度 T8A 淬硬C58 55～60 提高硬度和耐磨性退火Th ≤230 降低硬度 T10A T12A 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性退火Th ≤255 降低硬度 9SiCr Cr12MoV W18Cr4V 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性 HT100 HT200 HT250 热时效去应力 QT400-15 QT600-3 热时效去应力 ZG200-400 ZG270-500 正火Z ZCuSn5Pb5Zn5 ─不热处理 ZAlSi7Mg ─不热处理 T2 ─不热处理 H62 ─不热处理 L2 ─不热处理

号钢热处理工艺

号钢热处理工艺 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

1 45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下：淬火温度：840℃水淬回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2.常用碳钢的临界点钢号临界点(℃) 20钢735-855(℃) 45钢724-780(℃) T8钢730-770(℃) T12钢730-820(℃) 320Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 420CrMnTiAc1Ac3Ar1Ar3 0730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷+700～720℃回火，空冷。最终热处理工艺： 1、淬火：第一次预热：300～500℃，第二次预热840～860℃；淬火温度：1020～1050℃；冷却介质：油，介质温度：20～60℃，冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。 2、回火：经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下：加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，

热处理教案

热处理教案一、教学目的及要求 1．了解热处理在机械工业中的重要作用； 2．掌握钢的普通热处理工艺方法、种类； 3．了解常用热处理设备； 4．对45钢进行淬火、回火操作。二、教学进程（总时间0.5天）三、教具 1．铁碳平衡相图、C曲线图等相关挂图； 2．退火、正火、淬火、回火、调质态实物及要进行热处理的工件—45钢小锤子；3．4KW箱式电阻炉两台，75KW箱式电阻炉、105KW井式气体渗碳炉、37KW箱

热处理讲授内容一、热处理工艺的基本过程、特点及其应用 1．热处理的应用钢是现代工业、农业、交通、国防及生活中应用最为广泛的一种金属材料，具有许多良好的性能。但随着科学技术的不断提高和发展，对金属材料的性能要求也不断的提高，其中热处理工艺就是提高和改善钢性能的一种重要方法，如齿轮、曲轴、弹簧、锤子、刃具等它们的各种机械性能都是通过热处理的加工来达到要求的。例1）：弹簧件：目前用于制作弹簧工件的材料有很多种。首先根据工件使用条件和要求选用合适的弹簧钢，然后加工成形。这时虽然材料和工件的形状都达到了弹簧工件的要求，但性能并没有达到技术要求。这时工件在受力作用下就会发生塑性变形，无法起到弹簧工件的作用。要想使工件充分体现出弹簧的特性，就要根据所用具体材料进行相应热处理来满足。例2）：家用菜刀、剪刀等，这些工件使用性能如何，热处理的好与坏，直接影响刀具的质量，如硬度低时，易出现卷刃现象，如硬度过高，易出现断裂现象等。例3）：学生在钳工实习时制作的小锤子。在钳工制作锤子时，所用工具有：锉刀、锯条和钻头等工具，它们同样是金属材料，为什么锤子能被加工得动？这说明这些工具的硬度比锤子的硬度高，所以能把锤子从原材料加工成锤子的形态。但在钳工加工成形的锤子也只是一个半成品。因为虽然锤子的形状，尺寸达到了要求，但它们的机械性能并没有达到要求。如果这时用它锤击工件，锤子本身就会出现变形。所以要想使锤子不但在尺寸和精度上达到要求而且在性能上也应达到技术要求，为此就要通过进行热处理来完成。 2．热处理的基本过程定义：采用适当的方式对固态金属或合金进行加热、保温和降温，以获得所要求的组织结构与性能的工艺。

钢的热处理工艺知识大全

钢的热处理工艺知识大全热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能、提高加工质量、减小刀具磨损。钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。一、退火将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。退火的主要目的是： (1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 (2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后

的热处理作准备。（3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。（1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3 以上 30?50C）,随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AS以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。（2）球化退火是将钢加热到AG以上20?30C,保温一定时间，以不大于50C /H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。（3）去应力退火是将钢加热到略低于A i的温度（一般取500? 650C）,保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度，因此，铸造、锻造、焊接及切削加

钢的表面热处理

2013年“教学质量月优秀教案评选”参评教案课程：金属材料与热处理 2013—2014学年第一学期教师

教学过程教学内容附记一、组织教学（2分钟）1、点名，稳定学生情绪。 2、分成四个学习小组。二、复习提问（7分钟）常用的回火方法有哪几种？并分别指出其获得的组织、性能及适用范围。参考答案： 1、低温回火（150℃~250℃）：回火马氏体，具有较高的硬度、耐磨性和一定韧性，主要用于刀具、冷作模具、轴承零件及其它要求硬而耐磨的零件等。 2、中温回火（350℃~500℃）：回火屈氏体，具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件及热作模具等。 3、高温回火（500℃~650℃）：回火索氏体，具有良好的综合力学性能，强度、硬度、塑性和韧性具有良好的配合，广泛应用于连杆、曲轴、齿轮等承受交变载荷或冲击载荷的重要零件等。巩固旧知识，承接新知识，加强知识的连贯性。三、任务提出（6分钟）右图为活塞销的实物图。活塞销通常在冲击载荷、交变载荷和强烈摩擦条件下工作，活塞销选用20 钢制造。试根据其化学成分和使用性能要求，选择正确的热处理方法。鼓励学生结合生活实际，积极思考，踊跃回答。

五、相关知识（40分钟）表面热处理是一种对工件表面进行硬化的热处理方法，根据硬化机制不同，表面热处理可分为表面淬火和化学热处理两大类。（一）表面淬火 1、定义：对工件表层进行淬火的工艺。 2、适用范围：中碳钢和中碳合金钢。 3、分类：（1）火焰加热表面淬火特点：用氧—乙炔火焰对零件表面进行加热，随之快速冷却的工艺。加热温度及淬硬层不易控制，质量不稳定。应用：适用于单件或小批量生产。（2）感应加热表面淬火特点：利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面局部加热，然后快速冷却的工艺。加热速度快，淬硬层深度易于控制，淬火质量高。应用：适用于大批量生产。（二）化学热处理 1、定义：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理不仅改变了钢的组织，而且其表层的化学成分也发生了改变，因而更能有效地改善零件表层的组织。 2、化学热处理的过程：化学热处理是通过以下三个基本过程来完成：（1）分解介质在一定温度下发生化学分解，产生活性原子。提问：为什么低碳钢不能进行表面淬火？提示学生注意：热处理工艺中，只有化学热处理不仅改变了组织，还改变了化学成分。

钢的五种热处理工艺

钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺： 1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。 2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。 3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油）快速冷却叫淬火。 ◆表面淬火 ?钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。感应表面淬火后的性能: 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺

退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 ?退火的目的 ①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 ②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。 ?退火工艺的种类 ①均匀化退火（扩散退火) 均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保持，然后进行缓慢冷却，以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。均匀化退火的加热温度一般为Ac3+（150～200℃），即1050～ 1150℃，保温时间一般为10～15h，以保证扩散充分进行，大道消除或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高，时间长，晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火，使组织重新细化。 ②完全退火完全退火又称为重结晶退火，是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+（30～50℃）；合金钢为Ac3+ （500～70℃）；保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500℃左右出炉空冷。 ③不完全退火不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1～Ac3之间温度，达到不完全奥氏体化，随之缓慢冷却的退火工艺。不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其目的是细化组织和降低硬度，加热温度为Ac1+(40～60)℃，保温后缓慢冷却。

(完整版)钢的表面热处理

2013年“教学质量月优秀教案评选”参评教案

教学过程教学内容附记一、组织教学（2分钟）1、点名，稳定学生情绪。 2、分成四个学习小组。二、复习提问（7分钟）常用的回火方法有哪几种？并分别指出其获得的组织、性能及适用范围。参考答案： 1、低温回火（150℃~250℃）：回火马氏体，具有较高的硬度、耐磨性和一定韧性，主要用于刀具、冷作模具、轴承零件及其它要求硬而耐磨的零件等。 2、中温回火（350℃~500℃）：回火屈氏体，具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件及热作模具等。 3、高温回火（500℃~650℃）：回火索氏体，具有良好的综合力学性能，强度、硬度、塑性和韧性具有良好的配合，广泛应用于连杆、曲轴、齿轮等承受交变载荷或冲击载荷的重要零件等。巩固旧知识，承接新知识，加强知识的连贯性。三、任务提出（6分钟）右图为活塞销的实物图。活塞销通常在冲击载荷、交变载荷和强烈摩擦条件下工作，活塞销选用20钢制造。试根据其化学成分和使用性能要求，选择正确的热处理方法。鼓励学生结合生活实际，积极思考，踊跃回答。四、任务分析（5分钟）活塞销在工作时，同时受到冲击载荷、交变载荷和表面摩擦作用，因此要求工件心部具有足够的塑性、韧性和一定的强度，表面具有高硬度和高耐磨性，即所谓的“外硬内韧”。前面所学的常规热处理方法无法满足上述性能，需要采用一种新的热处理方法——表面热处理。提问：常规的热处理方法有哪些？

教学过程教学内容附记五、相关知识（40分钟）表面热处理是一种对工件表面进行硬化的热处理方法，根据硬化机制不同，表面热处理可分为表面淬火和化学热处理两大类。（一）表面淬火 1、定义：对工件表层进行淬火的工艺。 2、适用范围：中碳钢和中碳合金钢。 3、分类：（1）火焰加热表面淬火特点：用氧—乙炔火焰对零件表面进行加热，随之快速冷却的工艺。加热温度及淬硬层不易控制，质量不稳定。应用：适用于单件或小批量生产。（2）感应加热表面淬火特点：利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面局部加热，然后快速冷却的工艺。加热速度快，淬硬层深度易于控制，淬火质量高。应用：适用于大批量生产。（二）化学热处理 1、定义：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理不仅改变了钢的组织，而且其表层的化学成分也发生了改变，因而更能有效地改善零件表层的组织。 2、化学热处理的过程：化学热处理是通过以下三个基本过程来完成：（1）分解介质在一定温度下发生化学分解，产生活性原子。（2）吸收活性原子被工件表面吸收。（3）扩散渗入工件表层的活性原子，由表层向中心扩散。提问：为什么低碳钢不能进行表面淬火？提示学生注意：热处理工艺中，只有化学热处理不仅改变了组织，还改变了化学成分。

常用金属材料及热处理

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铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。（2）保温时间的确定淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。表1碳钢在箱式电炉中加热时间的确定加热圆柱形工件形状方形板形温度(℃)分钟/每毫米直径70080090010001.51.00.80.4保温时间分钟/每毫米厚度2.21.51.20.6分钟/每毫米厚度321.60.8（3）冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据c曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与c曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等).不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2.表2几种常用淬火介质的冷却能力在下列温度范围内的冷却速度（℃/秒）冷却介质650～550℃18℃的水50℃的水10％nacl 水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）蒸馏水（50℃）硝酸盐（200℃）菜籽油（50℃）矿务机油（50℃）6001001100120XX0025035020XX50300～

金属材料与热处理教案

金属材料与热处理教案第一教案 A：课题：绪论 B：课型：新课 C：教学目的与要求 1、了解学习本课程的目的 2、了解本课程的基本内容及其发展史 3、了解金属材料在各行业中的应用 D：教学重点与难点无 E：教学过程绪论一、学习本课程的目的本课程是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。二、本课程的基本内容 1、主要内容：包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理和金属材料等。 2、金属的性能主要介绍：（1）金属的力学性能和工艺性能；（2）金属学基础知识讲述金属的晶体结构、结晶及金属的塑性变形，铁碳合金的组织及铁碳合金相图；（3）钢的热处理讲述热处理的原理和工艺；（4）金属材料讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、热处理、性能及用途。 3、学习本课程的方法理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的金属材料。三、金属材料与热处理的发展史

金属材料的使用在我国具有悠久的历史。四、金属材料在工业农业上的应用。 F：小结 G：布臵作业：预习第一章序论及第一章第一小节第二教案 A：课题：金属的性能 B：课型：新课 C：教学目的与要求 1、掌握金属材料性能（工艺性能、使用性能）的概念、分类 2、掌握力学性能概念及其指标 3、掌握载荷的性质、名称、分类 4、掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号 D、教学重点与难点： 1、金属材料的性能是教学重点 2、金属材料的强度概念及种类是教学难点 E、教学过程：第一章金属的性能概论： 1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。 2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。④工艺性能。第一节金属的力学性能一、力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。力学性能包括：强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。二、载荷的概念及分类：

钢的五种热处理工艺精编版

钢的五种热处理工艺公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。退火的目的 ①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 ②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。

常用钢材热处理工艺守则

1 适用围本守则作为我公司常用钢材的各种热处理规及注意事项。为一般件热处理的主要技术依据，对结构复杂和工艺上有特殊要求的零件和成批生产的零（部）件，则按专用工艺规程执行。 2 名词术语 2.1 正火将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Acm以上的适当温度，保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 2.2 退火将钢材或钢件加热到适当温度，保持一定时间，随后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 2.3 淬火将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工作在横截面全部或一定的围发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 2.4 回火将经过淬火的工件加热到临界点Ac1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理。 2.5 有效加热区炉膛炉温均匀性符合热处理工艺要求的装料区域。有效加热区的确定，按JB2251—78《电阻炉基本技术条件》中规定的有关试验方法进行。 2.6 冷却速度在冷却过程中某一时间或者一定时间间隔工件表面或心部温度下降的变化率。 2.7 热处理变形工件热处理时所引起的形状尺寸偏差，垂直于长度向上的变形叫弯曲。 3 热处理加热设备 3.1 正火和退火所使用的加热设备必须满足下列要求。 3.1.1 在加热设备正常装炉的情况下，有效加热区的温度偏差应按下表所列的精度进行调节和控制。

3.1.2 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免使工件局部过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不显著损坏。 3.1.3 热浴加热炉，其热浴对工件不能有腐蚀及其它有害作用。 3.1.4 工件加热后在随炉冷却的过程中，应尽量保证各部位的冷却速度均匀一致。 3.2 淬火、回火加热设备 3.2.1 淬火、回火加热设备必须满足下列要求，有效加热区的温度按下表所列的精度进行调节和控制。 3.2.2 热浴槽中的热浴，对工件不能有腐蚀作用。当采用盐浴炉加热时，应按盐浴脱氧制度对盐浴进行充分脱氧。 3.2.3 燃料加热炉，其火焰尽量不直接接触工件，以免工件过热。当火焰直接与工件接触时，加热炉结构应使处理工件质量不受显著影响。 3.2.4 保护气氛加热炉应根据处理工艺要求能调节和控制炉气氛的成分。 3.2.5 真空炉应能根据处理目的对真空度和炉保持气氛的组成进行调节。 4 淬火冷却介质及设备

钢的表面热处理

————————————教学过程———————————— 回顾上节内容：上次课钢的整体热处理讲了钢在加热、保温、冷却过程中其组织、结构的变化，进而影响钢的性能，冷却方式是热处理的关键，四种热处理的目的、工艺各有不同，集中在加热的温度和冷却方式两方面。导入新课：在扭转、弯曲等交变负荷、冲击载荷作用下的机械零件，它的表面层承受着比心部更高的应力，加上摩擦，因此对零件的表面层提出了强化的要求，要求具有更高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限。而心部仍有足够的塑性和韧性。新课 2.2.3 钢的表面处理（或表面热处理）表面处理是做什么的？哪些零件需要做表面处理？钢的表面处理方法包括：表面淬火——只改变组织结构不改变化学成分化学热处理——既改变组织结构又改变化学成分

一、表面淬火 ?工艺（概念）：对零件进行快速加热，在表面层迅速达到淬火温度，而心部未被加热的情况下立即淬火冷却，使表面层得到高硬度的马氏体，而心部仍保持原来较好的韧性和塑性。 ?特点：快速加热，立即冷却 ?适用于中碳钢（0.25~0.60%） ?分类：按加热方式可分为感应加热、火焰加热、电接触加热和电解加热等。最常用的是前两种：（1）感应加热表面淬火：分“高频，中频、工频”三种。（2）火焰加热表面淬火（一）感应加热表面淬火： ?原理：线圈通以交流电→产生交变磁场→工件产生感应电流；感应电流在工件表层密度最大，而心部几乎为零（这种现象称为集肤效应）；工件表面由于存在电阻而被迅速加热，几秒钟之内迅速加热到远高于Ac3以上的淬火温度；迅速喷水冷却工件，在零件表面获得一定深度的硬化层（淬硬马氏体）；心部保持低温，仍为原始组织。 ?电流频率越高，感应电流透入深度越浅，加热层也越薄。→→→通过改变电流频率可以得到不同的淬硬层深度。 ?感应加热的种类及应用