钢的热处理示范课教案
钢的热处理部分 教案
钢的热处理部分教案钢的热处理部分一、教学目的及要求通过本章学习使学生理解热处理的基本概念掌握钢的加热转变和冷却转变的基本规律及特点。
掌握并了解钢的常用热处理工艺并能够运用过冷奥氏体转变曲线进行热处理工艺分析。
二、主要内容 1热处理的基本概念 2钢在加热和冷却时的组织转变及转变产物的形态和性能特点3钢的退火和正火钢的淬火和回火 4 钢的表面淬火和化学热处理三、学时安排讲课8学时实验5学时。
四、教学重点 1钢在加热和冷却时的组织转变及转变产物的形态和性能特点 2常用热处理工艺及应用五、教学难点 1钢的过冷奥氏体转变 2钢的热处理工艺及应用 3钢的淬透性的概念六、教学过程本篇六、七章讨论钢的热处理原理和热处理基本类型、含义、工艺要点及应用。
热处理概述 1定义指将材料在固态下加热到一定温度保温一定时间以适当速度冷却以获得所需组织结构和性能的工艺方法。
2热处理的工艺过程。
包括三个阶段加热、保温和冷却如图所示。
加热热处理的第一道工序。
不同的材料其加热工艺和加热温度都不同。
保温目的是要保证工件烧透防止脱碳、氧化等。
保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。
一般按每分种12毫米计算工件越大材料的导热性越差保温时间就越长。
冷却最后一道工序也是最重要一道工序。
冷却速度不同工件热处理后的组织和性能不同如表所示组材料成份加工工艺组织结构材料性能四者相互依存。
3目的和作用在工业生产中热处理的应用很广泛。
据统计在机床制造中约6070的零件要经过热处理在汽车、拖拉机制造中需要热处理的零件多达7080而工模具及滚动轴承则要100进行热处理。
总之凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。
目的一是提高材料的使用性能延长零件的使用寿命。
二是改善材料的工艺性能确保后续加工的顺利进行。
其共同点是只改变内部组织结构不改变表面形状与尺寸。
4基本类型 1根据加热和冷却方式以及组织和性能特点的不同分类见教材 2按热处理在零件生产工艺过程中的位置和作用不同分类预备热处理是零件加工过程中的一道中间工序也称为中间热处理其目的是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力为后续的机加工或进一步的热处理作准备。
《金属材料与热处理》钢在加热及冷却时的组织转变课程教案
课题
钢在加热及冷却时的组织转变
教学目标
知识目标
1、了解钢加热时相转变；
2、掌握等温冷却及其产物；
3、学会C曲线分析。
课型
理论型
课时
2
教学重点
1、了解钢加热时相转变；
2、掌握等温冷却及其产物。
教学难点
学会C曲线分析。
教学方法
讲授法、展示法
教学过程
备注
第一课时
组织教学
复习并引入
分析总结
本次课介绍了钢在加热时的转变（奥氏体化）和冷却时的转变（多种产物），而冷却时所得产物的性能以及连续冷却（低温转变）的内容在下次课时进行介绍。
课件演示
重难点
重难点
作业处理
1、热处理目的？
2、热处理概念？
3、热处理使钢性能发生变化的原因？
板书设计
钢在加热及冷却时的组织转变
一、钢在加热时的组织转变
冷却方法
Rel/MPa
Rm/MPa
A/％
Z/％
HRC
随炉冷却
530
280
32.5
49.3
15～18
空气中冷却
670～720
340
15～18
45～50
18～24油中冷却900Fra bibliotek620
18～20
48
40～50
水中冷却
1100
720
7～8
12～14
52～60
2、冷却方式的分类
等温冷却
冷却方式
连续冷却
1等温（处理）冷却
1、热处理目的？
2、热处理概念？
3、热处理使钢性能发生变化的原因？
金属材料与热处理教案——热处理第30-31课时(中职教育).doc
项目教学电子教案（总第30・31课时）一、项目名称：钢的热处理1・子项目名称：钢在加热及冷却时的组织转变：钢在加热时的组织转变2•课时安排：_4,本节为第1-2课时。
二、教学目标：1 •知识目标：1）、了解热处理的定义、过程及方法；2）、掌握钢材加热时的组织转变；3）、掌握钢材加热时细化晶粒的措施。
2•能力目标：培养学生分析问题解决问题的能力。
3・T青感目标：培养互帮互助的协作精神。
三、教学重、难点：重点：钢材加热时的组织转变难点：加热和冷却时的临界点四、教学准备：1 •教0帀准备：制作课件，准备教案、提出项目任务，给出完成项目的相关知识五、教学方法（策略）: 问题法、座谈法、竞赛法2•学生准备：预习木项口。
六、预计问题及对策：问题：共析钢和过共析钢在加热时的组织转变。
对策：根据铁碳合金相图先分析共析钢和过共析钢在不同温度下的组织。
七、教学辅助手段：八.教学过程：教师阐述项目任务：1、分析实际加热过程中，钢材晶粒粗大的原因2、加热过程中可通过那些方式获得细晶粒的钢材3、绘制出热处理工艺曲线4、画出钢材加热、冷却和理论临界点并理解其含义5、分析过共析钢和亚共析钢在加热时的组织转变知识链接/示范讲解：一、钢的热处理定义:•把钢在固态下加热到一定温度，进行必要的保温，并以适当的速度冷却到室温，以改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。
1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。
------- 叫预先热处理。
2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。
-------- 叫最终热处理。
三、热处理的方法（按工艺方法不同分）整体热处理表而热处理化学热处理r退火：完全退火、球化退火、去应力退火等正火V淬火："表面淬火：火焰加热、感应加热、激光加热＜物理气相沉积:化学气相沉积I渗孰I碳氮共渗I其它：渗其它金属或非金属、多元共渗热处理基本原理•热处理之所以能够使钢的性能发生很大变化，主要是由于在加热和冷却过程中，钢的内部组织发生了变化造成的的热处理目的:•以共析钢为例（3卢0・77%）影响奥氏体形成的因素:•温度：温度越高，原子扩散能力越大，加速奥氏体形成。
钢的热处理工艺教学课件
02
钢的热处理工艺原理
钢的加热过程
钢的加热过程是热处理工 艺中的重要环节，通过加 热使钢的内部组织发生变 化，以达到所需的性能要求。
加热过程中，钢的奥氏体 化过程是关键，需要控制 加热温度、时间和介质， 以确保奥氏体晶粒度的均 匀和适宜。
加热过程中还需注意防止 氧化和脱碳现象，以保持 钢材的表面质量。
02
热处理是一种重要的金属加工工 艺，广泛应用于各种金属材料， 如钢铁、铝合金、铜合金等。
热处理的重要性
提高材料的机械性能
通过热处理可以改变金属 材料的内部组织结构，提 高其硬度和强度，从而提
高材料的机械性能。
保证材料质量
热处理可以消除金属材料 在加工过程中产生的内应 力，提高其稳定性和耐久
性，保证材料质量。
钢的相变过程
钢的相变是指在热处理过程中，随着温度的变化，钢内部的组织结构发生变化的过程。
在相变过程中，奥氏体转变为铁素体和渗碳体的混合物，这个过程对钢的性能产生 重要影响。
相变过程需要精确控制温度和时间，以获得理想的组织结构和性能。了解和掌握相 变过程对于制定合理的热处理工艺具有重要意义。
03
钢的热处理工艺流程
空冷室
利用自然对流冷却原理，将钢件放置在室 内自然冷却。
流态化冷却装置
利用流态化原理，通过循环流动的冷却介 质实现快速冷却。
辅助设备
搬运设备
如起重机、输送带等，用 于在各工艺环节间移动钢 件。
装料机
用于将钢件自动装入加热 炉或冷却设备中。
测温仪和控温系统
用于监测和控制加热炉和 冷却设备的温度。
气氛控制装置
铸钢热处理工艺分类 根据加热温度和冷却方式的不同，铸钢热处理工 艺可分为退火、正火、淬火和回火等类型。
钢材热处理教案
课题：钢材热处理一、教学目的掌握部分：1、热处理的目的、分类；2、常用热处理工艺的方法和应用。
了解部分：典型零件的常用热处理工艺分析。
二、教学重点、难点：重点：钢的常用热处理工艺(四把火)。
难点：退火、正火、淬火和回火的区别与应用。
一、钢的热处理的概念：1、钢的热处理是采用适当的方式对钢铁材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。
2、热处理能显着提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率。
3、热处理在机械制造中应用很广，汽车、拖拉机中有70%~80%的零件进行热处理，各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处理。
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。
2．热处理的基本过程定义：采用适当的方式对钢铁材料进行加热、保温和降温，以获得所要求的组织结构与性能的工艺。
图1 热处理工艺曲线示意图制作工件的材料对热处理工艺有非常大的影响。
工件在进行热处理操作之前首先要确定工件的具体材料。
因为不同的材料，它的化学成份不同，它的热处理工艺也不同，但总体来说工艺都如上图所示。
1）工件加热升温的目的一般金属材料在常温下其内部组织有许多种。
例如钢在常温下其内部有珠光体、铁素体等组织。
随着温度的升高，当达到727℃或超过727℃时，就发生了组织转变。
常温的组织开始转变为高温的组织，也就是向奥氏体转变。
此阶段主要就是奥氏体的形成，包括：（1）奥氏体晶核的形成；（2）奥氏体晶核长大；（3）残余奥氏体溶解；（4）奥氏体成分均匀化。
2）保温的目的金属材料随着温度的升高超过临界温度就会发生组织转变。
但是转变数量的多少同加热温度，加热速度和工件几何尺寸等因素有关。
钢的热处理 课件
作用
可提高零件的强度、硬度、韧性、弹性、 善切削加工性能分类普通热处理：退火、正火、淬火、回火 表面热处理：表面淬火、化学热处理
新课教授
原材料的 生产技术
运输、保管
准备
毛坯 制造
机械 加工
产品 装配
机械加工 工艺过程
工艺过程 生产过程
检查 试机
包装 入库
新课教授
退火
定义
将钢加热、保温，然后随炉或埋入灰中使 其缓慢冷却的热处理工艺。
回火
分类
1. 低温回火(150～250℃)：
目的：降低淬火钢的内应力和脆性，但基本保持淬火所获 得的高硬度(56～64HRC)和高耐磨性。
应用：低温回火用途最广，主要用于工具钢的热处理，如 各种刃具、模具、滚动轴承和耐磨件等。
2. 中温回火(350～500℃)：
目的：使钢获得高弹性，保持较高硬度(35～50HRC)和一 定的韧性。
分类
完全退火 球化退火 去应力退火
新课教授
退火
作用
降低硬度； 改善切削加工性能； 消除内应力。
新课教授
正火
定义
将钢加热，保温后在空气中冷却的热处理工艺。
作用
用于改善低碳钢的切削加工性能； 用于普通结构件的最终热处理。
新课教授
淬火
定义
将钢加热，保温后在淬火介质中快速冷却的热 处理工艺。
作用
淬火后钢件变硬，但同时变脆。目的是提高 硬度和耐磨度。
应用：主要用于各种弹簧、发条、锻模等。
新课教授
回火
分类
3. 高温回火(500～650℃)：
调质处理 淬火并高温回火的热处理合称
。
应用：用于承受疲劳载荷的中碳钢重要件，如连杆、曲轴、 主轴、齿轮、重要螺钉等。其硬度为20～35HRC。
金属工艺学电子教学教案——第四章 钢的热处理02(高教版 王英杰主编)
第四节淬火教学重点与难点1．重点淬火、回火2．难点淬透性和淬硬性教学方法与手段1．利用挂图等教具。
2．举生活中应用淬火与回火的现象，分析原理与应用，触类旁通。
教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容♦钢的淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。
♦临界冷却速度是指获得马氏体的最低冷却速度。
♦马氏体是碳或合金元素在α-Fe中的过饱和固溶体，是单相亚稳组织，硬度较高，用符号M表示。
马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数。
马氏体中由于溶入过多的碳原子，从而使α-Fe晶格发生畸变，增加其塑性变形抗力，故马氏体中碳的质量分数越高，其硬度也越高。
一、淬火(一)淬火的目的淬火的目的主要是使钢件得到马氏体(和贝氏体)组织，提高钢的硬度和强度，与适当的回火工艺相配合，更好地发挥钢材的性能潜力。
(二)淬火工艺1．淬火加热温度的确定亚共析钢淬火加热温度为Ac以上30℃～50℃。
3以上30℃～50℃。
共析钢和过共析钢淬火加热温度为Ac12．淬火介质常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、硝盐浴和空气等。
3．淬火方法(1)单液淬火。
♦将已奥氏体化的钢件在一种淬火介质中冷却的方法。
例如，低碳钢和中碳钢在水中淬火，合金钢在油中淬火等。
单液淬火方法主要应用于形状简单的钢件。
(2)双液淬火。
♦将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质中，在组织即将发生马氏体转变时立即转入冷却能力弱的介质中冷却的方法，称为双液淬火。
例如，先在水中冷却后在油中冷却的双液淬火。
双液淬火主要适用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。
(3)马氏体分级淬火♦工件加热奥氏体化浸入温度稍高于或稍低于Ms点的盐浴或碱浴中，保持适当时间，在工件整体达到冷却介质温度后取出空冷以获得马氏体组织的淬火方法，称为马氏体分级淬火。
马氏体分级淬火能够减小工件中的热应力，并缓和相变过程中产生的组织应力，减少淬火变形。
20钢热处理课程设计
20钢热处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握20钢的基本成分、性质及应用范围；2. 使学生了解热处理的基本原理，理解20钢在不同热处理工艺下的组织结构及性能变化；3. 帮助学生掌握20钢热处理工艺参数的调整方法，并能根据性能要求选择合适的热处理工艺。
技能目标：1. 培养学生运用显微镜观察20钢热处理前后组织结构的能力；2. 培养学生设计简单的20钢热处理工艺方案，并能进行初步的实验操作；3. 提高学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料学科的兴趣，激发学生探索科学奥秘的热情；2. 培养学生严谨、务实、创新的学习态度，提高学生的自主学习能力；3. 强化学生的团队合作意识，培养学生在团队中沟通、协作的能力。
课程性质：本课程为专业实践课，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的金属材料基础知识，对热处理工艺有一定的了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，提高学生的动手能力；采用启发式教学，引导学生主动思考、探究问题；强调团队合作，培养学生的沟通协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，为未来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 20钢的基本性质与成分：包括20钢的化学成分、力学性能、用途等，参考教材第二章第一节；2. 热处理基本原理：介绍热处理的定义、目的、分类，讲解加热、保温、冷却过程中的组织转变，对应教材第二章第二节；3. 20钢热处理工艺及组织性能关系：分析不同热处理工艺（如退火、正火、淬火、回火）对20钢组织结构和性能的影响，参考教材第二章第三节；4. 热处理工艺参数调整方法：探讨如何根据性能要求调整热处理工艺参数，包括加热温度、保温时间、冷却速度等，结合教材第二章第四节；5. 实践操作：设计20钢热处理实验，让学生动手操作，观察组织结构变化，对应教材第二章实验部分；6. 工艺方案设计：培养学生根据性能要求设计20钢热处理工艺方案，包括工艺流程、参数选择等，参考教材第二章案例分析。
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钢的热处理常识教案
课 程 机械制造技术基础 专业 数控技术应用 学 时 1
授课 班级 12数控1班 授课 教师 授课
模式
理论
一、教学课题：
1.5.3钢的常用热处理常识
二、教学目的
掌握部分：1、热处理的目的、分类；
2、常用热处理工艺的方法和应用。
了解部分：典型零件的常用热处理工艺分析。
三、教学重点、难点：
重点：钢的常用热处理工艺(四把火)。
难点：退火、正火、淬火和回火的区别与应用。
四、教学方法：
以课堂讲授为主，演示法为辅。（图片、实物样件、动画和视频演示）。
五、教学过程 备注
课件、视频及动画、多媒体教室、实物样件
教师提前
10分钟到
教室准备
教学准备
组织教学
检查学生到课情况
复习上节课学习的金属材料的分类和金属加工方法的分类部分
内容。（5分钟）
导入方法：历史事件导入法、实例导入法。
一、历史事件导入：列举人类社会发展过程经历过的石器时代
——铜器时代——铁器时代人类所使用过的工具和武器。让学生思
考这样的工具和武器有哪些特点
二、实例导入：
中国第一艘航母辽宁号的建造过程，所碰到钢材短缺的问题来
说明热处理对国防和经济建设的重要性，吸引学生对钢的热处理知
识的关注。
1.5.3钢的常用热处理常识
一、钢的热处理：（概念解释）
1、钢的热处理是采用适当的方式对钢铁材料或工件进行加热、
保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。
2、热处理能显着提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长
寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率。
3、热处理在机械制造中应用很广，汽车、拖拉机中有70%~80%
的零件进行热处理，各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处
抽点
新 课
课堂导入
复习
理。 二、常用热处理的工艺方法： 主要有退火、正火、淬火和回火，简称“四把火”。任何一种热处理工艺都由加热、保温、冷却三个阶段组成。 （一）退火 1. 定义 退火是将钢加热到一定温度500~600oC，保温一定时间，然后随炉冷或将工件埋入石灰、沙堆等冷却能力弱的介质中缓慢冷却至室温的热处理工艺。 2、目的与作用 ? 消除铸件、锻件、焊接件、机加工工件中的内应力，降低硬度，改善加工性能。 （二）正火 1. 定义 正火是将钢加热到一定温度500~600oC，在炉外的空气中冷却下来的热处理工艺。 2. 目的与作用： 正火与退火相比： 二者的加热温度相同；正火冷却速度较快，转变温度较低，所以设备利用率高；钢材正火能改善钢的切削加工性能、消除工件的热加工缺陷。一般来说：低、中碳钢采
以讲授法
为主
热处理工
艺曲线
配合视频
演示
用正火而不采用退火。
（钢件在铸造、锻造、热轧、焊接等热加工过程中容易产生粗大晶粒、
内应力等缺陷，通过正火处理可以消除这些缺陷，达到细化晶粒、均匀组
织、消除内应力的目的。）
（三）、淬火
1. 定义
淬火就是把钢件加热到一定温度，经过保温后，在水、
盐水或矿物油（如机油、变压器油和柴油等）中迅速冷却至室
温的热处理工艺。
2、目的与作用：
淬火的目的主要是提高材料的硬度和耐磨性，是改善
零件使用性能最主要的热处理工艺。
（四）、回火
1. 定义
回火是把淬火后的工件重新加热到某一温度，经保
温后空冷至室温的热处理工艺。
根据加热温度的高低，回火又可分为高温、中温和低温回火。
2.目的与应用
⑴减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。
⑵获得工艺要求的力学性能。例如轴、齿轮在高温回火后强度得到提升，
不容易开裂，弹簧在中温回火后弹性和强度得到极大的提高。
配合视频
知识扩展：
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，可演
变出不同的热处理工艺 。为了获得一定的强度和韧性，
把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质处理。
三、应用实例
（一）菜刀的热处理加工过程
（二）车床齿轮的热处理加工过程
演示
通过化学
热处理与
表面淬火
的不同之
处引入。
渗碳是工
业中最常
用的表面
热处理工
艺。重点
讲授。
配合图
片、视频
演示
小结：退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中淬火与回
火关系密切，常配合使用，缺一不可。
根据所学知识，让学生讨论哪些零件需要表面热处理。
作业：预习下节：钢的表面热处理。
小结与作业