机械设计本科双语教学课程理论力学教案

0嚏扁昌理工学酰

教案

2012〜2013学年第一学期

学院（系、部）机电工程学院

课程名称理论力学（TheoreticMechanics）

0

O

课程概况

课程课程编号总计：

理论力学-静力学篇

名称48学

学分3

时

0（双语教学课程）

讲课：

类别必修课（V）选修课（）理论课（V）实验课（V）44学

时

职称专职教师实验：

H李昌德4学

（校评时

上机：

副教授）0学

时

授

课

授课班级：11级统招本科机械设计（1）&（2）班

对

象

共2个班

基

本

o1、授课基本教材(TextBook)：

教

材

高等教育出版社：《EngineeringMechanics:statics»

主

和

参

要TenthEditionCompiledby:R..C.Hibbeler

、主要参考资料

资：

考2(ReferenceMaterials)

料△EngineeringMechanics-Statics,A.Bedford,W.

Fowler.McGraw-HillPublishingCompany;2001

△Shames,I.H.andPitarres,J.M.,Introduction

toSolidMechanics,ThirdEdition,PrenticeHall,

2000.

△http://www.PearsonE;

0/what.htm

1、针对16周48学时的理论力学-静力学篇（双语教学课程）的教学计划，

教学谨规划选择性的着重于讲授课程的第•部分静力学篇（Statics）;其中专

目的业内容包括:l）GeneralPrinciples;2）ForceVector;3）Equilibriumof

aParticle;4）ForceSystemResultants;5）Equilibriumofarigid

要求body;6）StructuralAnalysis;7）InternalForce;8）Friction;

9）CenterofGravityandCentroid;10）MomentsofInertia;

ll）Virtualwork…等专题，规划逐课时44学时依序讲授工程力学-静力

学篇，各项有关的科技论述与专业英语词汇，同时，训练学生以此课文内

容，作为专业英语的阅读能力培养及实际学习与应用，并尽量配合其他机

械（设计、制造）及其自动化之工程系列的专业课程实施系统性、启发式

教学；另安排4学时的实验课，使学生能够循序渐进的去了解、熟悉、掌

握有关机械工程设计&制造基础原文课程的精髓所在,期能藉此为学生日后

出国深造或考研进修实施奠基，且同步学习&研析、查阅&参考国外所出版

的期刊&发表的各类专业科技论文。

2、课程讲授的过程主要着重于阐述一般英语词汇在本专业（理论力学）领域

中的特殊&正确的用法，使学生培养&产生主动学习的兴趣；更于课间循序

为学生补充个别单词&词汇的相关同义词（Synonym）,期望借此强化学

生的英语Verbal能力，更为日后参加国内高校英语能力CET四六级或国

际交流TOEIC考试，以及TOEFL&IELTS&GRE出国留学英语能力

测验预先暹行奠基，同时打下厚实的科技英语基础，期使本院系学生皆能

顺利通过国内各项英语专业考试&测验，并大幅提升学生及格人数的比例。

3、利用参考教材辅导学生认识更多有关机械设计、制造和自动化方面常见的

缩略语（Abbreviations）,及常用的机械工程技术领域的词首字母缩略

组合词（Acronyms）英文应用文体范例，并同步训练学生习惯性去理解、

熟悉英语原文课程的科技论述表达方式，且采用渐进与模拟方式自我练习

缮写和理论力学学科相关之英文科技论文。

4、让本机电工程学院研习理工科技的绝大部分学生，能够迅速理解&明瞭自

身学习双语教学课程的必要性&迫切性；同时，训练&辅导学生由浅入深及

结合自身已经学过并理解之中文课程内容，机械/力学/材料科学，以及机

械工程与机械相关现代设计/制造技术的基础专业知识，循序渐进的研习机

械/材料/数控工程与现代设计/制造技术的专业英语，并在详细阅读和深切

体会英文教材内容的学习过程后，能够更深一层的理解及融会贯通所学相

关专业知识中，英文原创科技作者的理论精华与实际应用范畴，并尝试体

验原汁原味的教材，采用深入学习模式，祈使能更进一步的体会、认识到

欧美先进科技与实际应用之真谛；进而将个人置身科技领域的起点，大幅

度向前逼近欧美科技先进地区理工科学生的普遍化科技水平，也更能够为

国家薪火计划以及新一轮的科技建设队伍贡献新的血轮。

5、为弥补本院学生在校接受高等教育期间，各年级所有的专业课程均未采用

原文（英文）教科书（TextBooks）的不足与缺憾，也希望借助此项双语

课程的开设，能够启发学生们对于机械设计/理论力学/材料科学，以及机

械工程与机械相关现代设计/制造技术相关专业英语的浓厚学习兴趣，并能

逐步引导学生自发性的走进图书馆，去查询各学科专业技术英文期刊、参

考资料及原文科技杂志，为日后迈入考研及出国留学之路打下厚实的基础。

6、讲授理论力学-静力学篇（双语教学课程），首先应予重视下列儿点：

1）学习理论力学-静力学篇双语教学课程，首重科技英语的熟练，除

学习理论力学-静力学篇相关的科技英语专业词汇外，也必须学习

日常生活应用相关的普通词汇，而全部“美式英语”惯用语法的

知识与技巧，在授课过程中亦当然应该有所侧重；

2）在上述理论的基础上，还必须学习一些有关理论力学同类学科的

科技专业英语，以及翻译为中文语句方面的基本理念和直译技巧;

3）应该要求学生更加关注本课程，除课堂内力求理解教材之内容外,

平时应该练习主动的去广泛的接触与理论力学-静力学篇课程相

关的各种英文版科技期刊与参考文献。

4)课后精选各章节段落附含的综合应用例题与习题，布置学生用心

练习，并且记录在作业簿上，作为日后期末考前复习资料的一部

分，同时要求学生在做题目时务必严格作图，尤其是“分离体的

受力图”，更借此培养学生的机械制图能力。

教学。教擘重黠：1、鉴于理论力学-静力学篇双语教学课程，所使用的专业英

语词汇与日常生活会话词汇的迥异性，故针对机械/材料

重点工程与现代机械设计/制造技术相关专业英语的每个教学

单元课程，除了阐明物理与数学的概念及表示方式外，均

难点先提示学生一般在中学时期已学习过词汇的特殊用法，令

学生在明瞭理论力学的同时对英语产生浓厚的学习兴趣。

2、针对原文教材各单元的专业技术之物理及数学表示方式、

专用语法和翻译注释，在开始授课前即进行讲解&导读，

并对现行有关理论力学-静力学篇与机械/材料工程与现

代机械设计/制造技术专业课程，滞后于当今欧、美先进

的同类科技展的不足现象进行弥补。

3、依照教材课文内容进行段落重点式的讲解，并提示学生关

于理论力学-静力学篇的科技性论文&报告的缮写概要模

式，同时布置课内重点作业、登记累算个别学生的平时成

绩，继而要求学生上课期间抄写随堂笔记，当作课后实际

作业以便日后计算平时成绩。

4、学期课后考察方式则选采全球先进的英语GRE物理、数

学测验模式进行，令学生深感犹如参加CET四-六级考试

模拟测试般，进而括大面积、增广范围的吸收机械/材料

工程与现代机械设计/制造技术相关专业英语知识，且使

自身的英语水平必然相对提升。

5、针对机械/材料工程与现代机械设计/制造技术领域相关专

业英语中的词首字母缩略组合词(Acronyms)&缩写词

(Abbreviation),均给予重点提示和强化记忆疏导，并

时常做针对性的讲解，且举例说明词首字母缩略组合词

(Acronyms),在专业英语范畴内的实用性及前卫性&特

殊性及重要性；让学生在学习过后立即可以运用在“毕业

设计”论文中，如此学生的主动学习兴趣自然高涨，积极

性也将不断提高。

。教阜辘黠：1、由于理论力学-静力学篇课程与现代机械设计/制造技术相

关的专业英语，所涉及的领域过于广泛，故经常发生因课

程内容精辟必须耗时讲解，而致授课时间难以掌控的情形

或若对学生疑难多加解释则必延误课程进度的情况时有

发生，谨此建议：增加本课程的课时，并将之列为大二年

级的必修课程，以便学生能够充分、完整的学习本项专业

英语课程。

2、授课时将学生-一般在初、高中时期已学习过的很多常态英

语词汇，技巧性的将其转换为在机械/材料工程与现代机

械设计/制造技术领域专业英语中的特殊用法，而于解释

过程中，学生往往无法立即明瞭和接受，唯经反复阐述、

提示，方能获得初步成效。

3、对学生而言，由于其同时学习机械/材料工程与现代机械

设计/制造技术的其他相关课程，均采用国内自编中文教

材因为部分编者不求甚解的偏颇观念与过时理念，往往对

学生造成想当之困扰，使其对例常教学内容与本项课程内

容的对应性及配合性极难掌握，造成部分学生在学习专业

英语的过程中，仍存有学习不适应与理解冲突等缺憾现

象。

4、为培养本科学生对本项理论力学-静力学篇“双语教学”

课程的学习兴趣，拟建议：针对本院各专业科系的重点课

程，均配比增开、实施各科专业的双语教学课程，使学生

能逐步自行参照中、英文教材对比研析，如此才能更有效

的学习较先进的科技知识及英语语法概念。

5、由于当今全球已开发国家均盛行、通用''美式英语"，故欲

与国际先进科技接轨，就必须规划全国的莘莘学子，全面

展开学习先进的''美式英语"；而目前国内的“大学英语”

教学则常年采用''英式英语"作为英文学习教材，以致当学

生面对本双语课程的原文教材内容时容易产生困惑，加以

国内许多资深的教学“专家”早已自行规整创建了•套

''Chinglish",并且长年累积、持续的灌输学生以错误的

英语学习观念&语法意识及词汇用法，也因此造成了本“双

语课程”在授课过程中明显出现“双轨脱序”现象，所以

务必要求学生全力配合授课老师对本双语教学课程的相

关要求，同时付出更多的努力与勤奋，如此学生的学习成

效才能逐渐有所斩获。

理论力学-静力学篇（双语教学课程）课程教案

授课时间第一周：周一、二第3、4节；课次1

周三第5、6节（单周课程）1

0授课方式理论课（V）讨论课（V）实验课。习题课0其他。课时2hr

（请打V）安排/次

授课题目（教学章、节或主题）：第一单元：理论力学-静力学篇总纲概述

Unit1：GeneralPrinciples

主要教学方法与授课模式：理论力学-静力学篇的原理&物理、数学表示法，及课堂面

手段授（VerbalInstruction）、词汇疑惑澄清、专有名词释疑…等。

本课次教学之目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次)：

◎原则上采取由浅入深、循序渐进与启发式的教学方式，训练学生针对理论力学-静

力学篇的双语课程内容逐步进行：

。掌握：ThetopicsoftheCourseContentsthesellChaptersObjectivesin

othefieldsofTheoreticMechanics-StaticsandAdvancedEngineering

Mechanics.

。熟悉：EngineeringMechanicsarethoseusedintheApplicationsand

becomefourmainparts:1)Statics;2)Kinematics3)Dynamics&

Kinetics;4)MechanicsofMaterials.

。了解：1、TheApplicationsoftheTheoreticMechanicsarel)Mechanicsof

Materials;2)MechanicalPrinciples;3)MachineDesign;

4)StructuralMechanics;5)Plastic&ElasticMechanics;6)Fluid

Dynamics;7)FlightMechanics;8)VibrationTheory.

2、ScientistsoftenclassifytheResearchModelofTheoretic

Mechanicsbytheirappearancestates:Solid(RigidBody,not

0easytochangetheirshape),Liquid,orgas(Theirshapesare

changeable);andthosekindsofmaterialsalsobeseparated

intodifferentkindoforganicmaterialsandinorganicmaterials.

教学重点及难点:

。教学重点：IntroductiontoTheoreticMechanicsandAdvancedEngineering

Mechanics,whichthathastoinclude:1)Thedefinitionof

Mechanicalmotion:thesituationofmatterinSpacewas

changedwithrespectivetothevariabletime;2)Basic

Qnantities:LengthsTime、Mass、Force;3)Idealizationstothe

OModels;4)SignificantParticles;5)TheApplicationofRigid

Body;6)ConcentratedForce;7)NewtonzsThreeLawsof

motion;8)Newton'sLawofGravitationalAttraction;9)The

MathematicalDerivationsoftheWeightandtheGravitational

Force;10)UnitsofMeasurement:SIUnits(TheInternational

SystemofUnits)&U.S.CustomaryandRulesforUse;11)

NumericalCalculationsincluding:l)DimensionalHomogeneity;

2)SignificantFigures(Digits);3)RoundingoffNumbers.

。教学难点:

1.1)IntroductiontothePropertiesofTheoreticMechanics,

1.2)IntroductiontotheTheFundamentalConceptsofStatics

intheTheoreticMechanics,

1.3)IntroductiontotheTheUnitsofMeasurements

教学基本内容及过程

周一、二第3、4节（两班共同授课内容）

1、IntroductiontoEngineeringMaterialsarethoseusedin

manufactureandbecomepartsofproductsshouldbe

furthersubdividedintol)Metals;2)Ceramics;3)Composite;

4)Polymers;etc.

2、IntroductiontoNonengineeringmaterialsarethechemicals,

fuels,lubricants;andothermaterialsusedinthe

manufacturingprocess,butwhichdonotbecomepartof

theproductetc.

3、Introductiontothespecialelementswithinakindofceramics

materials,otherthentheporcelain;chinaclay;potter's

earth;etc.especially,emphasistohinttheglobalfocusand

thetreasureofourcountry:whichistheREE(RareEarth

Element).(Phase-1)

4、Metalalloysincludestainlesssteelwhichisanalloyofiron,

nickel,andgoldjewelrywhichusuallycontainsanalloyof

goldandnickel;Alloysarecompoundsconsistingofmore

thanonemetal.Addingothermetalscanaffectthedensity,

strength,fracturetoughness,plasticdeformation,electrical

conductivityandenvironmentaldegradation.

5、Somemetalalloys,suchasthosebasedonaluminum,have

lowdensitiesandareusedinaerospaceapplicationsfor

fueleconomy.

6、Itisimpossibletoseethroughmetals,sincethesevalence

electronsabsorbanyphotonsoflight,whichreachthe

metal.

7、Someoftheusefulpropertiesofceramicsandglassesinclude

highmeltingtemperatures,lowdensity,highstrength,

stiffness,hardness,wearresistanceandcorrosionresistance.

8、Anopticalfibercontainsthreelayers:acoremadeofhighly

pureglasswithahighrefractiveindexforlighttotravel,a

middlelayerofglasswithalowerrefractiveindexknownas

thecladdingwhichprotectsthecoreglassfromscratchesand

othersurfaceimperfections,andanouterpolymerjacketto

protectthefiberfromdamage.

9、Particles-reinforcedComposites:Particlesareusedto

increasethemodulusofthematrix,todecreasethe

permeabilityofthematrix,todecreasetheductilityofthe

matrix.Suchasanexampleofparticles-reinforced

compositesisanautomobiletirewhichhascarbonblack

particlesinamatrixofpolyisobutylene（聚异乙/丁烯）

elastomericpolymer.Particlesusedforreinforcinginclude

ceramicsandglassessuchassmallmineralparticles,metal

particlessuchasaluminum,andamorphousmaterials,

includingpolymersandcarbonblack.

10、Importantcharacteristicsofpolymers:l)size;singlepolymer

moleculestypicallyhavemolecularweightsbetween10,000

and1,000,000g/mol-thatcanbemorethan2,000

repeatingunitsdependingonthepolymerstructure.The

othersomeimportantcharacteristicsofpolymersinclude

theirsize(ormolecularweight),softeningandmelting

points,crystallinity(结晶度)，andstructure;Themechanical

propertiesofpolymersgenerallyincludelowstrengthand

hightoughness;Theirstrengthisoftenimprovedusing

reinforcedcompositestructures.

11、Importantcharacteristicsofpolymers:l)size;2)thermal

transitions;3)Crystallinity;4)Interchaininteractions(链间相

互作用);5)Interchainstructure(thechemicalstructureofthe

chains).

12、Reinforcingfiberscanbemadeofmetals,ceramics,glasses,

orpolymersthathavebeenturnedintographiteandknown

ascarbonfibers,Fibersincreasethemodulusofthematrix

material.Thestrongcovalentbondsalongthefiber'slength

givethemaveryhighmodulusinthisdirectionbecauseto

breakorextendthefiberandthebondsmustalsobebroken

ormoved.

教学基本内容及过程

周三第5、6节K(2)班单周授课内容》

作业和思考题：依照《理论力学-静力学篇》原文教材的英文课文进行段落重点式讲解，

并提示及灌输学生科技性英文论文&报告的缮写概要与模式；同时，采

取抽点学生方式提问，进行彼此互动式交流作答，并布置课本内随堂作

业、分别登记累算个别学生的平时作业成绩，继而强烈要求学生在上课

期间，根据听课重点抄写随堂笔记，其撰写笔记内容的丰简，将列为其

课后实际作业评比的标准，以便日后累加计算平时成绩。

课后小结：

1）建议：本项“理论力学-静力学篇”双语教学课程应配合“大学普通物

理“、”高等数学”与“线性代数”、“大学英语”及“专业英语”等课

程的进度，合并提前开设；让学生能够自入学大一起始就接受“双轨制”

全面“美式英语”相关双语教学，同时，可针对各科系专业的实际需求，

自大学一、二年级起，即择优片面开设：微积分、工程数学、普通物理、

普通化学、工程力学、线性代数、计算机基本原理…等基础学科与科系

的专业学科之“专业英语”课程，俟全院两届本科学生整体学习后，再

针对学生的受教程度及英语水平进行全面评估，如此进行深度化教学整

改后，相信本院系全体老师的其他相关专业学科的普遍教学品质与学生

自身的整体素质亦将获得同步提升。

2）学生整体到课比率&上课学习情绪现阶段皆属积极，且针对先进“美式

英语”教学的课程内容充满了求知的兴趣，相信凡是愿意主动投入心力

学习的学生，相信无论是在个人英语程度、造诣方面和在理论力学及工

程力学与材料力学和现代机械设计、模具制造技术等领域之双语教学课

程专业知识的学习成效方面，必然将会逐步明显提升并间接获得显著的

学习成果。

3）由于当今全球已开发国家均盛行、通用''美式英语"，故欲与国际先进科

技接轨，就必须规划全国的莘莘学子，全面展开学习先进的''美式英语"；

而目前国内的“大学英语”教学则常年采用''英式英语"作为英文学习教

材，以致当学生面对本双语课程的原文教材内容时容易产生困惑，加以

国内许多资深的教学“专家”早已自行规整创建了一套中式的英式英语

"Chinglish”,并且长年累积、持续的灌输学生以错误的英语学习观念&

语法意识及词汇用法，也因此造成了本“双语课程”在授课过程中明显

出现“双轨脱序”现象，所以务必要求学生全力配合授课老师对本《理

论力学-静力学篇》双语教学课程的相关要求，同时付出更多的努力与

勤奋，如此学生的学习成效才能逐渐有所斩获。

理论力学-静力学篇（双语教学课程）课程教案

授课时间第二周：周一、二第3、4节；课次2

周三第5、6节（双周课程）2

授课方式理论课（V）讨论课（V）实验课（）习题课0其他（）课时2hr

（请打V）安排/次

授课题目（教学章、节或主题）：第二单元：金属工程材料的热处理

Unit2：HeatTreatmentofMetals

主要教学方法与授课模式：课堂面授（VerbalInstruction）、词汇疑惑澄清、专

手段有名词释疑…等

本课次教学之目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

◎原则上采取由浅入深、循序渐进的教学方式，训练学生针对课程的内容逐步进行:

。掌握：1、Theunderstandingofheattreatmentisembracedbythebroader

studyofmetallurgy.

2、Metallurgyisthephysics,chemistry,andengineeringrelatedto

metalsfromoreextractiontothefinalproduct.

3、Heattreatmentistheoperationofheatingandcoolingametalin

itssolidstatetochangeitsphysicalproperties.

4、Withtheproperheattreatmentinternalstressesmaybe

removed,grainsizereduced,toughnessincreased,orahard

surfaceproducedonaductileinterior.

。熟悉：1、Steelcanbehardenedtoresistcuttingactionandabrasion,orit

canbesoftenedtopermitmachining.

2、Alloysteelsowetheirpropertiestothepresenceofoneormore

elementsotherthancarbon,namelynickel,chromium,

manganese,molybdenum,tungsten,silicon,vanadium,and

copper;Sincetheirimprovedphysicalpropertiestheyareused

commerciallyinmanywaysnotpossiblewithcarbonsteels.

。了解：1、Whenalloysarecooledrapidly,entirelydifferentresultsmaybe

obtained,becausesufficienttimeisnotprovidedforthenormal

phasereactionstooccur.

2、Proceduresofheattreatmentofmetalsincluding:l)Hardening;

2)Tempering;3)Annealing;4)NormalizingandSpheroidizing.

3、ProcessesofSurfaceHardeningincluding:l)Carburizing;

2)Carbonitriding;3)Cyaniding;4)Nitriding.

教学重点及难点:

。重点：1、Introductiontotheheattreatmentofmetals,andtheSimplified

Iron-CarbonDiagramwhichthatisoftenused.

2、Theunderstandingofheattreatmentisembracedbythe

broaderstudyofmetallurgy.

3、IntroductiontotheProceduresofheattreatmentofmetals

whichthatincluding:l)Hardening;2)1empering;3)Annealing;

4)NormalizingandSpheroidizing.

4、Aceramicisoftenbroadlydefinedasanyinorganic

nonmetallicmaterial.Bythisdefinition,ceramicmaterials

wouldalsoincludeglasses;however,manymaterialsscientists

addthestipulationthat"ceramics"mustalsobecrystalline.

。难点：1、Steelcanbehardenedtoresistcuttingactionandabrasion,orit

canbesoftenedtopermitmachining;

2、Proceduresofheattreatmentofmetalsincluding:l)Hardening;

2)Tempering;3)Annealing;4)NormalizingandSpheroidizing;

3、ProcessesofSurfaceHardeningincluding:l)Carburizing;

2)Carbonitriding;3)Cyaniding;4)Nitriding;

4、Alloysteelsowetheirpropertiestothepresenceofoneormore

elementsotherthancarbon,namelynickel,chromium,

manganese,molybdenum,tungsten,silicon,vanadium,and

copper;Sincetheirimprovedphysicalpropertiestheyareused

commerciallyinmanywaysnotpossiblewithcarbonsteels.

教学基本内容及过程

1、IntroductiontotheMetalTreatingMethodsoftheHeat

TreatmentofMetalswhichbeusedintheProceduresofheat

treatmentofmetalswhichthatincluding:l)Hardening;2)

Tempering;3)Annealing;4)NormalizingandSpheroidizing;

2、Alloysteelsowetheirpropertiestothepresenceofoneor

moreelementsotherthancarbon,namelynickel,chromium

,manganese,molybdenum,tungsten,silicon,

vanadium,andcopper;Sincetheirimprovedphysical

propertiestheyareusedcommerciallyinmanywaysnot

possiblewithcarbonsteels.

3、Introductiontothespecialelementswithinakindofceramics

materials,otherthenthemica;quartz;glass;silicon;

porcelain;chinaclay;potter'searth;etc.especially,Let's

emphasistohinttheglobalfocusandthetreasureofour

country:theREE(RareEarthElement).

(Phase-II)

4、Thoseportionsoftheiron-carbondiagramnearthedelta

regionandthoseabove2%carboncontentareoflittle

importancetotheengineerandaredeleted.

Note:thesolidsolution固溶体状态；thedeltaregion:铁素体区

5、TheironwantstochangefromtheFCC(FaceCenteredCubic)

austenitestructuretotheBBC(BodyCenteredCubic)ferrite

structure,buttheferritecanonlycontain0.02%carbonin

solidsolution.

6、Itisimpossibletoseethroughmetals,sincethesevalence

electronsabsorbanyphotonsoflight,whichreachthe

metal;ingeneral,whileprocessingelectrolysisreactionthe

metalsareopaqueoradiaphanousandsotheother

electrodemustbetransparentintheelectrolyticcell.

7、Thisstructureofthelamellarstructureofalternatingplates

thatformsonslowcooling,iscomposedoftwodistinct

phases,buthasitsownsetofcharacteristicpropertiesand

goesbythenamepearlite,becauseofitsresemblanceto

mother-of-pearlatlowmagnification.

8、Tie-lineandlever-lawcalculationsshowthatlow-carbon

ferritenucleatesandgrowsleavingtheremainingaustenite

richerincarbon.

9、TheProceduresofheattreatmentofmetalswhichthose

including:

l)Hardening:theprocessofheatingapieceofsteeltoa

temperaturewithinoraboveitscriticalrangeandthen

coolingrapidly;andinanyheat-treatingoperationtherateof

heatingisimportant.

2)Tempering:Itispossiblebecauseoftheinstabilityofthe

martensite,theprincipalconstituentofhardenedsteel;

theoperationconsistofreheatingquench-hardenedsteel

tosometemperaturebelowthecriticalrangefollowedby

anyrateofcooling,thefinalstructureobtainedfrom

temperingfullyhardenedsteeliscalledtempered

martensite.

3)Annealing:Theprimarypurposeofthisprocedureisto

softenhardsteelsothatmaybemachinedorcoldworked;

thisprocessisknownasfullannealingbecauseitwipesout

alltraceofpreviousstructure,refinesthecrystalline

structure,andsoftensthemetal.

4)NormalizingandSpheroidizing:Theprocessofnormalizing

consistsofheatingthesteelabout10℃to40℃abovethe

uppercriticalrangeandcoolinginstillairtoroom

temperature;Thatisprincipallyusedwithlow-and

medium-carbonsteelsaswellasalloysteelstomakethe

grainstructuremoreuniform,torelieveinternalstresses,

ortoachievedesiredresultsinphysicalproperties;most

commercialsteelsarenormalizedafterbeingrolledorcast.

10、TheprocessesofSurfaceHardeningwhichinclude:

l)Carburizing(渗碳法)：thecarbonisabsorbedintothemetal

toformasolidsolutionwithironandconvertstheouter

surfaceintohigh-carbonsteel,thecarbonisgradually

diffusedtotheinteriorofthepart;steelforcarburizingis

usuallyalow-carbonsteelofabout0.15%carbonthatwould

notinitselfrespondsappreciablytoheattreatment.

2)Carbonitriding:It,sometimesalsoknownasdrycyaniding

ornicarbing,isacase-hardeningprocessinwhichthesteel

isheldatatemperatureabovethecriticalrangeinagaseous

atmospherefromwhichitabsorbscarbonandnitrogen;any

carbon-richgaswithammoniacanbeused.

3)Cyaniding:thatorliquidcarbonitridingasitissometimes

called,isalsoaprocessthatcombinestheabsorptionof

carbonandnitrogentoobtainsurfacehardnessin

low-carbonsteelsthatdonotrespondtoordinaryheat

treatment;theparttobecasehardenedisimmersedina

bathoffusedsodiumcyanidesaltsatatemperatureslightly

abovetheAcirange,thedurationofsoakingdependingon

thedepthofthecase.

4)Nitriding:Itissomewhatsimilartoordinarycase

hardening,butitusesadifferentmaterialandtreatmentto

createthehardsurfaceconstituents;inthisprocessthe

metalisheatedtoatemperatureofaround510℃andheld

thereforaperiodoftimeincontactwithammoniagas;

nitrogenfromthegasisintroducedintothesteel,forming

veryhardnitridesthatarefinelydispersedthroughthe

surfacemetal.

11、Nitrogenhasgreaterhardeningabilitywithcertainelements

thanwithothers,hence,specialnitridingalloysteelshave