《机械工程材料》教案(10)

课 题：第三节 退火和正火（2课时）

教学要求：理解退火概念，掌握完全退火、球化退火、去应力退火的工艺、目的和应用； 教学重点：完全退火、球化退火、和去应力退火工艺、目的和应用。 教学难点：依据完全退火、球化退火和去应力退火分析出其主要作用。 教学过程：

【复习】1、请在（仅画有线的）Fe-Fe3C钢部分相图标注出Ac1、Ac3、ACcm，并说出各区域的

组织；

2、过冷奥氏体随炉冷却、空气冷却、油中冷却和水中冷却谁的冷却最慢？谁的冷

却最快？分别得到什么组织？

3、切削加工的方法有哪些？最佳切削硬度是多少？硬度过高或过低有什么危害？ 【复习】今天我们将开始学习第三节 退火和正火。退火和正火是应用非常广泛的热处理，在机械零件或工具制造过程中，通常作为预先热处理工序，安排在铸造或锻造之后，粗加工之前用来消除前一道工序（如铸造、锻造、轧制、焊接等）所造成的某些缺陷并为随后的工序（如切削加工、最终热处理）作组织准备，故也称预备热处理。对于少数要求不高和铸件、锻件亦可作为最终热处理。

【板书】一、退火 将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。

1、退火的目的

①降低硬度，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；

③消除钢中的残余内应力，以防止工件变形或开裂。

2、常用退火

常用退火 完全退火 球化退火 去应力退火（热史话） 加热到Ac3+（30~50）℃ 加热到Ac1+（20~30）℃ 加热到略低于A1温度 工艺 保温（一般3分/毫米） 保温 保温

随炉冷却 随炉缓慢冷却（小于50℃/h） 随炉缓慢冷却 组织 铁素体+珠光体 球状珠光体 无组织变化

应用 用于亚共析钢的锻件、 用于过共析钢，如碳素工具 用于锻造、铸造、焊接、

铸件、焊接件的退火。 钢、合金工具钢和轴承钢。 深度冷加工变形及切削

加工后的工件应去应力。

实例 用38CrMoAI?? 用T13钢制造锉刀?? 用65Mn钢制造??

【交流与讨论】过共析钢毛坏退火能否加热到ACcm以上？ 【小结】学习内容

一、退火

1、退火的目的 2、常用退火 学习重点

完全退火、球化退火、和去应力退火工艺、目的和应用

【作业】略

41

课 题：第三节 退火和正火（2课时） 教学要求：1、掌握正火的工艺、目的和应用； 2、学会从切削加工选择退火与正火。

教学重点：正火的工艺，从切削加工选择退火与正火。 教学难点：退火与正火选择。 教学过程：

【复习】常用的退火有哪几种？请说出它们的工艺和目的。 【板书】二、正火

1、正火工艺：将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃，经保温一段时间，随后在空气

中冷却的热处理工艺。（教师板演图示加热临界温度，并强调以下两点）

（1）加热：亚共析钢 Ac3+（30~50）℃ 过共析钢 Accm+（30~50）℃

（2）正火冷却速度比退火稍快，组织较细，强度、硬度较高。（观察表5-5） 2、正火与退火基本相同。（让学生复述） 3、应用 （1）、改善低碳钢、中碳钢的切削加工性。 【例】用45钢制造普通车床主轴，为降低硬度改善切削加工性，调整组织， 消除锻造内应力，通常选用正火。其部分工艺过程如下：

（2）作为普通结构零件的最终热处理

【例】某工厂用45圆钢制造小型电机主轴，因对力学性能要求不高,该厂选

用正火作为最终热处理。其工艺过程如下：

（3）消除过共析钢中网状渗碳体，改善钢的力学性能

【例】一含有网状渗碳体组织的T10钢毛坯，为改善其切削加工性能应如

何进行热处理？并简述所进行的热处理的作用。

解：（1）正火。消除网状渗碳体。

（2）退火。降低硬度，改善切削加工性。

三、退火与正火的选择

【观察与思考】

观察图5-12从切削加工性考虑：低碳钢、中碳钢宜选用_____火；高碳钢宜选用______火。

1、从切削加工考虑低碳钢、中碳钢选用正火，高碳钢选用退火； 2、从使用性能考虑； 3、从最终热处理考虑；

4、从经济方面考虑，优先选用正火。

例 某工厂用 Ｔ13 钢制造丝锥锉刀，其工艺路线为：

42

下料→锻造→热处理1→切削加工→淬火. 低温回火→切削加工 试分析工艺路线中热处理1应选用什么？请说明热处理1的主要作用。

【小结】学习内容

二、正火

三、退火与正火的选择 学习重点

正火的工艺，从切削加工选择退火与正火

【作业】略

43

课 题：第四节 钢的淬火（2课时） 教学要求：1、掌握淬火的工艺、目的； 2、理解淬火加热温度的选择；

3、理解淬火的理想冷却速度，熟悉常用的淬火冷却介质。 教学重点：淬火的工艺、目的，淬火加热温度。 教学难点：淬火的理想冷却速度。 教学过程：

【复习】1、什么叫临界冷却速度？要获得马氏体应如何冷却？

2、什么叫正火？亚共析钢、过共析钢正火分别应加热到什么临界温度？ 3、为改善Ｔ10 钢的毛坯的切削加工性应选择什么热处理？进行这种热处理的目的是什么？

【引入新课】 降低硬度，改善切削加工性。 选择退火 （如果我们要大大）提高硬度、硬度。 选择_____ 【板书】第四节 钢的淬火

淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50℃，保温一定时间，然后快速冷却，以获

得马氏体组织的热处理工艺。

的目：主要是获得马氏体组织，提高钢的硬度和耐磨性。

（指出：淬火是强化钢材最显著、最重要的方法。并指导阅读“你知道吗”） 一、淬火加热温度的选择

（指导阅读教材相关内容。）

亚共析钢 Ac3+（30~50）℃

过共析钢 Ac1+（30~50）℃（教师板书图示）

【交流与讨论】亚共析钢淬火加热温度过低或过高有什么样危害？ 过共析钢淬火加热温度过高有什么样危害？

二、淬火冷却（V冷≥V临）

【热处理史话】随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷却剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲

元曾在陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到800多公里外的成都取水淬火的，这说明中国 在古代就注意到不同水质的冷却能力了。

【板书】1、淬火理想的冷却速度 【讲解】淬火时为了得到马氏体，工件在淬火介质中的冷却速度必须大于或等于临界冷却速度 ，但不是冷却速度越大越好，若淬火冷却速度过大，产生的收缩应力大大超过马氏体膨胀应力，工件易出现变形或开裂。因此，在保证淬硬的前提下，应尽量选择缓和的冷却介质，以减少淬火应力，防止工件变形和开裂。分共析钢的过冷奥氏体等温转变图可以看出，为了获得马氏体组织，并不需要整个冷却过程中都有要快冷，关键应在等温转变图“鼻尖”附近快冷。图5-14所示为理想的冷却速度（即慢──快──慢）。 【板书】慢──快──慢

2、常用的淬火冷却介质 （1）水

【讲解】由表5-6可知，水的冷却特性很不理想。因为在需要快冷的650~500℃范围它的冷却速度却很小，而在300~200℃需要慢冷时，它的冷却速度反而增大，使工件容易发生变形，甚至开裂；其次，水温的变化对其冷却能力影响很大。水温越高，冷却能力越小。生产中常通过搅拌冷却水或让冷却水循环，以提高650~500℃范围内的冷却能力。另外，淬火冷却水中若混有油、肥皂等杂质时，会显著降低其冷却能力，这在使用时必须注意。

然而，由于水价廉易得，使用安全，无燃烧、腐蚀等危害，水仍然是应用最广泛的淬火冷却介质。碳钢零件通常采用水淬火。 【板书】（1）水 主要用于用于形状简单的碳钢工件淬火。

44

（2）盐或碱的水溶液

【讲解】为了提高水的冷却能力，可加入少量（10~15%）的盐或碱。常用的是食盐水溶液和氢氧化钠水溶液。

由表5-6可知食盐水溶液和氢氧化钠水溶液的优点在于650~500℃范围内冷却速度快，缺点是300~200℃的冷却速度仍然很快，容易引起变形开裂，并且对工件有腐蚀作用，淬火后工件必须清洗。（指导阅读教材为什么）

【板书】（2）盐或碱的水溶液 主要用于重要碳钢零件的淬火。 （3）矿物油 【讲解】矿物油也是一种应用广泛的淬火冷却介质，目前生产中用作淬火冷却介质的矿物油有机油、柴油、变压器油等。由表5-6可知油的在300~200℃的温度范围内冷却速度比较慢，这对于减少淬火工件的变形与开裂是很有利的，但它在650~500℃内冷却速度太慢，故不能能用于碳钢，而只能用于临界冷却速度小的合金钢淬火，但油价格较高，易燃，不易清洗。 【板书】（3）矿物油 用于临界冷却速度小的合金钢淬火。 【小结】学习内容

淬火 的目

一、淬火加热温度的选择 二、淬火冷却

1、淬火理想的冷却速度 2、常用的淬火冷却介质 学习重点

淬火的工艺、目的，淬火加热温度。

【作业】略

45

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库《机械工程材料》教案(10)在线全文阅读。