第五章复习课教案

1、南通市工贸技工学校教 案 首 页授课日期班级10高机电1课题：第五章复习课教案教学目的要求：1. 熟悉合金钢的牌号及性能特点。 2. 熟悉典型合金钢牌号的用途。教学重点、难点： 合金钢的牌号 授课方法： 列举法 讲授法 设问法 对比法 教学参考及教具（含多媒体教学设备）：挂图、三角板、模型 授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲一、合金元素在钢中的主要作用1、强化铁素体2、形成合金碳化物3、细化晶粒4、提高钢的淬透性5、提高钢的回火稳定性二、合金钢的分类和牌号1、合金钢的分类2、合金钢的牌号三、合金结构钢1、低合金结构钢2、合金渗碳钢3、合金调质钢4、合金弹簧钢5、滚动轴承钢四、合金工具钢1、

2、合金刃具钢2、合金模具钢3、量具用钢五、特殊性能钢1、不锈钢2、耐热钢3、耐磨钢 南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记复习提问：碳素钢的定义、碳素钢的分类、典型碳素钢牌号一、合金元素在钢中的主要作用1、强化铁素体大多数合金元素都能溶于铁素体（除铅外），形成合金铁素体，产生固溶强化作用，使铁素体的强度、硬度升高，塑性和韧性下降。2、形成合金碳化物根据合金元素与碳的亲和力不同，它们在钢中形成的碳化物可分为两类：1）合金渗碳体合金渗碳体较渗碳体略为稳定，硬度也略高，可明显提高低合金钢的强度。2）特殊碳化物特殊碳化物比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且更为稳定、不易分解，

3、当钢中的特殊碳化物呈弥散分布时，能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而不降低其韧性。3、细化晶粒几乎所有的合金元素（Mn除外）都抑制钢在加热时的奥氏体晶粒长大的作用，达到细化晶粒的目的。4、提高钢的淬透性合金元素（除钴外）减小淬火临界冷却速度，提高钢的淬透性。常用的提高淬透性合金元素有：硼(B)、 锰(Mn)、钼(Mo)、铬(Cr)、硅（Si）、镍(Ni)。5、提高钢的回火稳定性淬火钢在回火过程中抵抗软化的能力称为回火稳定性。高的回火稳定性使钢在较高温度下，仍能保持高硬度和高耐磨性。这种性能称为热硬性。由于合金元素能提高回火稳定性，因而用高合金工具钢制造的刀具可用于较高速度的切削。对比碳素钢的定

4、义与性能引入 板书标题强调为难点让学生熟悉元素符号一、二两点为合金元素对钢中基本相的影响。启发学生结合前面所学知识思考原因 教案用纸附页南通工贸技工学校教学内容、方法和过程附 记二、合金钢的牌号 1、 合金结构钢的牌号：采用两位数字（碳含量）+元素符号（或汉字）+数字表示。前面两位数字表示含碳量的万分数，元素的化学符号表明钢中含有主要合金元素，后面的数字标明该元素的含量，合金元素含量少于1.5%时不标。平均含量为1.5%2.5%、2.5%3.5%时,相应地标以2、3，依次类推。例如：60 Si2 Mn 合金结构钢主要合金元素为锰，含量小于1.5主要合金元素Si的平均含量2%为左右平均碳含量为0

5、.60%2、 合金工具钢的牌号：合金工具钢的牌号与合金结构钢的牌号的区别仅在于碳含量的表示法，它用一位数字表示碳含量的千分数，当碳含量大于等于1.0%时，则不予标出。如例如： Cr12 Mo V 合金工具钢主要合金元素V的平均含量1.5%以下主要合金元素Mo的平均含量1.5%以下主要合金元素Cr的平均含量12%左右平均碳含量1%3.高速钢的含碳量均不标出4.特殊性能钢的牌号特殊性能钢和工具钢牌号表示法相同 ，如不锈钢2Cr13表示含碳量为0.20%，平均含铬量为13%。5特殊专用钢，为表示钢的用途，在钢的牌号前面冠以汉语拼音字母字头，并不标含碳量，合金元素含量的标注也和上述有所不同。如: 滚动

6、轴承钢中高铬轴承钢的前面标“G，（“滚”字的汉语拼音字母字头）而不标含碳量，如GCr15。6. 合金钢多为优质钢，无需特殊表示。当合金钢为高级优质钢或特级优质钢时，分别在牌号尾加A、E表示。必要时可将表示产品用途、特性或工艺方法的字符加在牌号尾部。 学生上黑板练习教师边讲边板书，并彩色粉笔标注重点南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记三、合金结构钢1、低合金结构钢在碳素结构钢的基础上加入少量合金元素就形成了低合金结构钢。 这类钢是为了适应大型工程结构件（如大型桥梁、大型压力容器及大型船舶等）减轻结构重量、提高使用可靠性及节约钢材而发展起来的。 Q345 （16Mn） 是我国低

7、合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。强度比普通碳素结构钢Q235高约20%30%，耐大气腐蚀性能高20%38%。    Q420 （15MnVN） 中等级别强度钢中使用最多的钢种。强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。 这类钢一般在热轧退火或正火状态下使用，一般不再进行热处理。    2、合金渗碳钢   合金渗碳钢在经渗碳+淬火+低温回火的处理后，具有外硬内韧的性能，用来制造既要有优良的耐磨性和耐疲劳性、又能承受冲击载荷作用的零件， 含碳量在0.1

8、00.25之间，加入合金元素主要是为了提高钢的淬透性，并防止钢因在长时间渗碳而造成晶粒粗大。其典型热处理工艺为：渗碳+淬火+低温回火。 如20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢，用于截面在30mm以下、高速运转并承受中等或重载荷的重要渗碳件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、轴等零件。 南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记3、合金调质钢                    

9、0;      合金调质钢主要用于制造受力比较复杂，要求具有良好综合力学性能的重要零件，一般需经调质处理后使用。热处理工艺是调质（淬火+高温回火）。 如40Cr是应用最广泛的合金调质钢，主要用于较为重要的中小型调质件，如机床齿轮、主轴、花键轴、顶尖套等  4、合金弹簧钢   用于制造利用弹性变形储存能量或缓和冲击的零件  热成型弹簧钢丝直径或板厚8mm采用比正常加热温度高5080加热，热卷后，利用余热淬火，再经420450中温回火。硬度4048HRC，组织为回火托氏体。处理后采用喷丸处理可提高寿命。 冷成

10、型弹簧 钢丝直径或板厚8mm常采用冷拔钢丝冷卷成型，成型后不必淬火。只采用200300低温回火进行消除应力和稳定尺寸的定型处理。常用的合金弹簧钢有55Si2Mn、50CrVA、55SiMnMoV等。5、滚动轴承钢                     主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈和保持架等，属专用结构钢。也用于制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件。  

11、牌号前用字母“G”表示滚动轴承钢的类别，后附元素符号Cr和其平均含量的千分数及其它元素符号。如GCr4、GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo。最常用的是GCr15，中小型轴承，冷冲模，量具，丝锥，使用量占轴承钢的绝大部分。 轴承钢的热处理主要为球化退火、淬火和低温回火南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记四、合金工具钢合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。合金工具钢按用途分为合金刃具钢、模具钢和量具钢，但实际应

12、用界限并非绝对。    1、合金刃具钢  合金刃具钢主要用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。1）低合金刃具钢 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。  如9SiCr用来制作刀刃细薄的低速切削刀具，如丝锥、板牙、铰刀等。CrWMn钢热处理后变形小，又称微变形钢，主要用来制造较精密的低速刀具，如长铰刀、拉刀等。 低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热处理为：淬火+低温回火。 2）高速钢 高速钢是 高红硬性、高耐磨性的合金工具钢。钢中含有较多的碳（0.71.50）和大量的钨、铬、钒、钼等

13、强碳化物形成元素。高速钢按其所含的主要合金元素可分为 W系（如W18Cr4V）和Mo系（如W6Mo5Cr4V2）。W18Cr4V钢的热硬性较好, 热处理时的脱碳和过热倾向较小。广泛用于一般高速切削用的刀具如车刀、刨刀、钻头、铣刀。而W6Mo5Cr4V2钢的耐磨性、热塑性和韧性较好。制造现状简单、截面较粗的刀具。提示学生回答与碳素工具钢进行比较讲解重点板书南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记2、合金模具钢    合金模具钢按其用途分为冷作模具钢和热作模具钢两大类。1） 冷作模具钢冷作模具钢用于制造使金属在冷状态下变形的模具，如冲裁模（落料冲孔模、

14、修边模、冲头、剪刀）、拉丝模、拉丝模、弯曲模、拉深模等。Cr12、Cr12MoV大型、复杂、重载、高精度、高耐磨冷作模具 2）热作模具钢热作模具钢是用来制造使金属在高温下成形的模具，如热锻模、热挤压模、压铸模等。 热作模具钢要具备较高的强度、韧性、高温耐磨性及热稳定性，并具有较好的抗热疲劳性能。 热作模具钢的最终热处理是淬火+中温回火（或高温回火），以保证其具有足够的韧性。5CrMnMo、5CrNiMo、5CrMnSiMoV： 韧性高、热硬性不太高的热锻模。 3、量具用钢    量具是测量工件尺寸的工具，其工作部分所用钢材一般要求高硬度、高耐磨性、高的尺

15、寸稳定性和足够的韧性。尺寸小、形状简单、精度较低的量具，选用高碳钢制造；复杂的精密量具一般选用低合金刃具钢；精度要求高的量具选用CrMn、CrWMn、GCr15等制造。 南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记五、特殊性能钢具有特殊物理、化学性能的钢称为特殊性能钢。在机械制造业中常用的有不锈钢、耐热钢、耐磨钢和磁钢等。1不锈钢 不锈钢主要是指在空气、水、盐的水溶液、酸及其他腐蚀性介质中具有高度化学稳定性的钢。不锈钢是不锈钢和耐酸钢的统称，能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢，而在一些化学介质（如酸类）中能抵抗腐蚀的钢称为耐酸钢。 常用不锈钢按化学成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰不锈钢

16、等。按金相组织特点分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等。 1） 奥氏体不锈钢含碳量很低（0.15），含铬量为18，镍为9，这种不锈钢习惯上称为188型不锈钢，属于镍铬不锈钢。常用的奥氏体不锈钢有12Cr18Ni9、06Cr18Ni9N等。 2）马氏体不锈钢 3）铁素体不锈钢 2、耐热钢 耐热钢在高温下具有良好的化学稳定性和较高强度，能较好适应高温条件的特殊性能钢。钢的耐热性包含高温抗氧化性和高温强度两个指标。在高温下具有抗高温介质腐蚀能力的钢称为抗氧化钢；在高温下仍具有足够力学性能的钢称为热强钢。常用的抗氧化钢有40Cr9Si2、06Cr13Al等。典型的热强钢是40Cr14Ni14

17、W2Mo。     3、耐磨钢    耐磨钢在巨大压力和强烈冲击载荷作用下能发生硬化的高锰钢。耐磨钢的典型牌号是ZGMn13，它的化学成分特点是高碳（含碳量为0.9%1.4%），高锰（含锰量为11%14%）。提示学生回答讲解与碳素工具钢进行比较讲解板书讲解南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记 一、填空题： 1. 按模具工作条件的不同，模具钢一般分为 ， 和 ，2. 滚动轴承钢的预备热处理为 ，最终热处理为 。3. 合金钢是在 的基础上，为改善 ，在冶炼时 地加入 的一种或几种 元素的钢

18、。4. 合金钢按照用途可分为 、 、 ；按照合金元素的总含量，合金钢可分为 、 和 。5 .按用途和热处理特点的不同，机械制造钢分为 ， ， 和 等几种。 6.常用高速钢有 系高速钢和 系高速钢两类，前者的典型钢种为 ，后者的典型钢种为 。7. 热成型弹簧的最终热处理为 ，以达到使用要求；冷成型弹簧钢丝在冷绕成型后只需进行 ，以消除在冷绕过程中产生的内应力。二、判断题： 1、铁素体融入合金元素之后，铁素体的强度、硬度、塑性和韧性都提高。 2、合金工具钢都是高碳钢。 3、GCr15钢是滚动轴承，但又可以制造量具、刀具和冷冲模具等。 4、38CrMoAlA的最后一个字母A代表该钢在室温下的组织为奥

19、氏体。5、在相同强度条件下，合金钢要比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度。 6合金钢的淬透性比碳钢好。7. 不锈钢中含碳量越高，其耐腐蚀性越差。8. 钢的硬度,强度等随回火温度升高而提高,在一定温度范围内,塑性和韧性随回火温度升高而降低。9. 合金工具钢都是低碳钢，合金渗碳钢都是高碳钢。南通工贸技工学校 教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记 三、选择：（将正确的答案填入下表中。）1.合金结构钢牌号中的“两位数字”表示钢的平均含碳量的( ),合金工具钢牌号中“一位数字”表示钢的含碳量的（ ），特殊性能钢牌号中“一位数字”表示钢的平均含碳量的（ ）。A.百分之几 B.千分之几 C.万分之几2.高速钢属于( )。A.量具钢 B.模具钢 C.刃具钢 D.结构钢3.20CrMnTi钛元素的主要作用是( )