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不锈钢锻造 授课班级授课教师授课时间90分钟课题名称9-3不锈钢锻造教 学目 的1 掌握什么是不锈钢；2 明确不锈钢的分类；3 掌握三种不锈钢的组织特点和锻造工艺特点；教学重点三种不锈钢的组织特点和锻造工艺特点教学难点三种不锈钢的组织特点和锻造工艺特点教学方法讲授法课的类型新授课课堂结构组织教学 复习旧课 导入新课 讲授新课 课堂小结布置作业 课后回顾教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图授课时间组织教学1检查学生出勤情况,填写考查薄2集中学生注意力,贯穿教学全过程宣布上课用体态语引起学生注意起立问候坐下1分钟提 问复习旧课1 高速钢加热操作特点是什么？2 高速钢锻造的目的是什么？3 高速钢锻造常见的缺陷有哪些？口头提问思考举手回答巩固知识5分钟导入新课针对学生回答问题的情况简单扼要复习上次课所学内容。通过上次的学习，我们掌握了高合金钢中的高速钢的加热和锻造特点，本次课我们学习另一种常见的高合金钢-不锈钢，在我们日常生活用品中很多都是不锈钢制品，不锈钢制品具有很多优点，那么我们下面通过学习不锈钢的分类、组织特点和锻造特点，来进一步了解不锈钢。设疑讲解思考听讲 增进学习兴趣2分钟新课讲授 9-3不锈钢锻造不锈钢是指在一般的腐蚀介质中具有抗腐蚀能力的钢。不锈钢除具有优良的抗腐蚀能力外，还具有高强度、高硬度、高耐磨性、很宽的工作温度范围（高到500550，低到-253）及良好的工艺塑性等。 不锈钢中含有大量的镍、铬等合金元素，使钢的组织发生显著的变化。由于组织不同，性能各异，在锻造生产上应采取不同措施，分别对待。一、不锈钢的分类按不锈钢经高温加热后在空气中冷却板书讲解听讲记录培养学生理解问题的能力10分钟教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图授课时间讲授新课教学过程到室温所得的基体组织，大致可分为三类，即铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢。1铁素体不锈钢 含有16%30%的铬和微量的碳，其基体组织为铁素体。例如Cr17、Cr25Ti等。2奥氏体不锈钢 含有12%18%的铬、6%12%镍或锰和含量小于0.2%的碳，其基体组织为奥氏体。例如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9等。3马氏体不锈钢 含有12%18%的铬和1%0.4%的碳，个别钢种含碳量高达1%，可以淬火成马氏体。例3Cr13、4Cr13、9Cr18等。二、不锈钢的锻造不锈钢含铬、镍元素最多，导致这类钢导热性能差、锻造温度范围窄、过热敏感性强及高温下抗力大、塑性低等不利因素，给锻造生产带来了许多困难。不同类型的不锈钢锻造工艺也有很大的差别。常见的三类不锈钢的锻造工艺特点为：1 铁素体不锈钢锻造（1）铁素体不锈钢的组织特点1）这类钢的组织不论在高温或室温下都是单一的铁素体，不发生组织转变，即这类钢不可能用热处理的方法来细化晶粒和提高力学性能。2）铁素体钢比奥氏体钢的再结晶温度低、速度快，晶粒极易粗化。大约在600时晶粒就开始长大，温度越高，晶粒长大越剧烈，促使钢的朔性和韧性降低，抗腐蚀性能也降低。3）铁素体不锈钢在正常情况下抗腐蚀性能比较好，但工艺性能差，而且不宜于冷加工变形。（2）铁素体不锈钢的锻造工艺特点1） 加热为了防止晶粒粗大，这类钢加热温度不能太高，保温时间不能长。一般采用的始锻温度为10401120。为了缩短坯料在高温时的停留时间，应当缓慢加热到760，然后快速升温到始锻温度。始锻温度范围见表97。教 学 内 容讲解板书讲解板书讲解板书教师活动听讲记忆记录听讲思考记忆记录听讲记忆记录学生活动培养学生比较问题的能力培养学生分析问题能力与辨析问题的能力教学意图7分钟授课时间教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图授课时间讲授新课教学过程到室温所得的基体组织，大致可分为三类，即铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢。1铁素体不锈钢 含有16%30%的铬和微量的碳，其基体组织为铁素体。例如Cr17、Cr25Ti等。2奥氏体不锈钢 含有12%18%的铬、6%12%镍或锰和含量小于0.2%的碳，其基体组织为奥氏体。例如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9等。3马氏体不锈钢 含有12%18%的铬和1%0.4%的碳，个别钢种含碳量高达1%，可以淬火成马氏体。例3Cr13、4Cr13、9Cr18等。二、不锈钢的锻造不锈钢含铬、镍元素最多，导致这类钢导热性能差、锻造温度范围窄、过热敏感性强及高温下抗力大、塑性低等不利因素，给锻造生产带来了许多困难。不同类型的不锈钢锻造工艺也有很大的差别。常见的三类不锈钢的锻造工艺特点为：1 铁素体不锈钢锻造（1） 铁素体不锈钢的组织特点1） 这类钢的组织不论在高温或室温下都是单一的铁素体，不发生组织转变，即这类钢不可能用热处理的方法来细化晶粒和提高力学性能。2） 铁素体钢比奥氏体钢的再结晶温度低、速度快，晶粒极易粗化。大约在600时晶粒就开始长大，温度越高，晶粒长大越剧烈，促使钢的朔性和韧性降低，抗腐蚀性能也降低。3） 铁素体不锈钢在正常情况下抗腐蚀性能比较好，但工艺性能差，而且不宜于冷加工变形。（2） 铁素体不锈钢的锻造工艺特点1） 加热为了防止晶粒粗大，这类钢加热温度不能太高，保温时间不能长。一般采用的始锻温度为10401120。为了缩短坯料在高温时的停留时间，应当缓慢加热到760，然后快速升温到始锻温度。始锻温度范围见表97。教 学 内 容讲解板书讲解板书讲解板书教师活动听讲记忆记录听讲思考记忆记录听讲记忆记录学生活动培养学生比较问题的能力培养学生分析问题能力与辨析问题的能力教学意图7分钟授课时间教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图授课时间讲授新课剧长大，并析出脆性相。晶界上脆性相超过一定量时，就会降低腐蚀性能、蠕变性能和冲击韧性。因此，一般选用11501180。铸锭过热的敏感性较钢坯小些，所以加热温度可以稍高一些，加热时间可以稍长一些，以利于碳化物渗入晶内。最后一火加热温度要低一些，以避免晶粒长大。3) 在低温区导热性差，需要缓慢加热，到达高温区就应快速升温。4) 终锻温度不能太低，太低时变形抗力迅速增大，同时在700900之间常常因缓冷而析出相，这时继续锻打就容易产生裂纹。所以终锻温度通常为850900。奥氏体不锈钢的锻造温度范围见表97。例如，某厂加热规范如图9-12。图9-12 1Cr18Ni9Ti钢加热曲线（2） 锻造的操作要点1） 坯料表面缺陷必须清除后才允许加热锻造。2） 选用比锻造普通钢种大1/3能量的锻造设备，以克服较大的热变形抗力，达到锻透细化晶粒的目的。3） 选择适当的锻造比。铸锭可选用68；对于经过锻轧，但已造成粗大晶粒的坯料可选用46，一般坯料选用2。4） 锻造铸锭时，开始应轻击，待铸造组织初步破碎、塑性提高后在进行重击，并以方形多角形方形的方式进行。要不停地翻转送进坯料，避免在同一处连击。终锻温度下的变形量，不允许在临界变形程度范围内（=7.5%20%）。以避免晶粒粗大。讲解板书讲解板书理解思考观察记忆记录理解思考记忆记录培养学生分析问题与辨析问题的 能力10分钟8分钟教学过程教学内容教师活动学生活动教学意图授课时间讲授新课教学过程（1） 锻后冷却和热处理 锻后采用空冷。为使锻造和锻后冷却过程中析出的碳化物全部溶液与奥氏体中，得到单一的奥氏体组织，以提高抗腐蚀力，锻后可以进行“固溶处理”，将锻件加热到10001100，然后快速水冷使其固定下来达到单一的奥氏体。3. 马氏体不锈钢锻造（1）马氏体不锈钢的组织与性能 马氏体钢加热到高温时是奥氏体组织，在空气中自高温冷却到室温后就获得马氏体组织。因此含碳量增加，它的强度和硬度也进一步提高，但抗腐蚀性能相应地下降。（2）马氏体不锈钢的锻造工艺特点 1）加热马氏体不锈钢加热温度不能太高。因过高的温度会使组织中出现铁体，塑性下降，容易锻裂。锻造温度范围见表97。 加热时应避免脱碳，因为脱碳会促使局部形成铁素体，降低锻件的硬度和强度。所以应在还原性气氛的炉气中加热。 2）锻造 因为这类钢可以用热处理方法来细化晶粒，改善力学性能，提高抗腐蚀能力，所以，对这类钢最后一火的变形量无特殊要求。 锻造时要避免金属变形速度过快，以免导致裂纹与过热。3) 锻后冷却与热处理 这类钢锻后空冷时，会出现马氏体和碳化物，内应力较大，容易出现裂纹。因此，锻后应缓慢冷却，一般在热砂中冷却或坑冷。取出后应及时进行等温退火，消除内应力，以免在以后酸洗或存放过程中产生开裂和降低硬度，并便于切削加工。退火温度一般为750800，保温13h，缓冷至600后空冷。在模锻过程中，要防止冷却模具的介质（如水）喷到锻件上引起开裂。马氏体不锈钢对表面缺陷也很敏感，坯料表面上存在的划痕等缺陷，都会在锻造过程中扩展成严重的裂纹。教 学 内 容讲解板书讲解板书教师活动理解记忆记录学生活动培养学生分析问题与辨析问题的能力教学意图12分钟授课时间课堂小结1 什么是不锈钢？2 不锈钢的分类3 三种不同种类的不锈钢的组织特点和锻造特点口述积极思考回忆所讲内容使学生学会总结5分钟布置作业教材 P300 3 (8) (9) (10)宣布作业完成作业对所学知识的考查3分钟课后回顾1 本次课采用启法式教学，积极调动学生学习兴趣，发挥想象力，启发学生创造思维能力。2 结合生活中的日常用品，用浅显易懂的语言使学生更好地了解了不锈钢的有关性能。3 从课堂学生反馈的信息表明本次课的教学内容学生掌握的比较好。通过辅导与学生交流合计90分钟后附板书设计板 书 设 计9-3不锈钢锻造一 不锈钢的性能二 不锈钢的分类123三不锈钢的锻造 1铁素体不锈钢的锻造(1) 铁素体不锈钢的组织特点 1) 2) 3)(2)铁素体不锈钢的锻造工艺特点1)2)3)4)2奥氏体不锈钢锻造 (1) 奥氏体不锈钢的组织特点1)2)3)(2) 加热1)2)3)4)(3)锻造操作要点1)2)3)4)5)(4)锻后冷却和热处理3马氏体不锈钢锻造(1) 马氏体不锈钢的组织与性能(2) 马氏体不锈钢的锻造工艺特点1)2)3)课堂小结布置作业组织类别钢 号锻造温度/加 热 方 法冷 却 方 法始 锻终 锻铁素体钢Cr1710501100750800缓慢加热至850，迅速加热至10501100正常空冷Cr289501000720800缓慢加热至850，迅速加热至锻造温度正常空冷马氏体-铁素体钢1Cr1311801200850缓慢加热至800，然后快速加热至锻造温度灰冷或砂冷1Cr17Ni21175825缓冷马氏体钢2Cr1311601200850800装炉，850前缓慢加热砂冷或及时退火3Cr1311601200850800装炉，850前缓慢加热缓冷并及时退火4Cr1311601200800缓慢加热至800，然后快速加热至锻造温度灰冷或砂冷，并及时退火1Cr12Ni3MoV10301070850灰冷或砂冷1Cr11Ni2W2MoV1180850灰冷或砂冷4Cr10Si2Mo11301150850灰冷或砂冷9Cr1811701190950