任务二 选用热处理学案（学生）

任务二选用热处理

小组名称:组员：

【学习目标】

1.专业能力目标

（1）巩固退火、正火、淬火、回火和表面热处理的目的和方法：

（2）初步具有根据零件的材料、受力特点和使用要求正确选用热处理工艺的能力。

2.方法能力目标

（1）在学案的导学下学会自主学习，学会独立思考；

（2）在小组合作的形式下，学会教人与求教的学习方法；

（3）养成辨证的思维习惯。

3.社会能力目标

（1）学会倾听懂得尊重他人善于听取他人意见；

（2）学会枳极发言锻炼口头表达能力；

（3）学会小组合作形成团队协作能力。

【学习重点】

根据零件的材料、受力特点和使用要求正确选用热处理工艺。

【学习难点】

根据零件的材料、受力特点和使用要求正确选用热处理工艺。

【学案使用说明与学法指导】

1.自主高效预习，提升自己的理解能力。先精读教材，勾画重点内容，然后试做预习案：

2.将预习中不能理解的内容和答不出的问题标出来，并写到后面“我的疑惑”处，利用课

堂小组合作学习，解决“我的疑惑”；

3.课内在小组合作研讨及老师的指导下，完成探究案和训练案；

4.课后复习巩固，完成教材P42T、2的习题；

5.建议课前到学校实训基地参观，重点关注：各类零件的材料、受力特点和使用要求。

【教材知识补充】

1.常用热处理方法的特点及应用

表1常用热处理方法的特点及应用

名称加热温度冷却方式目的应用范围说明

降低硬度，细化亚共析碳钢和合金

完全退以上晶粒，消除应力，不能用于过共

46随炉冷却钢的铸件、锻件、热

火为最终热处理作组析钢

20〜40c轧型材、焊件等

织茂备

退使网状相片状渗网状漫碳体严

火球化退Ac.以上碳体球化，降低硬过共析碳钢和合金重的钢，在球化退

随炉冷却

火20~40C度，便于切削加工，工具钢、轴承钢等火前应先进行正

为淬火作组织准备火

去应力力。以下消除应力，稳定铸件、锻压件、焊加热温度低于

温度，一般随炉冷却

退火尺寸，减少变形件、切削加工件等/匕，不发生相变

500〜600℃

低碳钢和中碳钢的对性能要求不

预先热处理；对合金

Aci或高的零件、大型或

空气中冷调质钢，为调质处理

正火Ac,以上与退火基本相同形状复杂的零件，

lt却作组织准备：对过共

可用作最终热处

20〜40c析钢，为球化退火作

理

组织准备

Acr或ACi

单介质获得马氏体组一般碳钢水淬，合操作简便，易机

以上水或沿1织，提高钢的强度、金钢及尺寸较小的碳械化和自动化：淬

淬火中冷却

20rop硬度和耐磨性钢件油淬油后需清洗

获得马氏体组

A(h或Ac\先水后形状第杂的高碳钢可有效减少淬

双介质油或先油织，提高钢的强度、火应力，但对操作

以上工件，尺寸较大的合

瘁灾后空气中硬度和耐磨性技术要求高：淬油

金钢工件

2(M0℃冷却后需清洗

淬在稍高

火或稍低于可显著减少零

马氏体Aci或Ac\获得马氏体组

、点的盐形状复杂的碳钢和件的变形和开裂：

分级淬以上M织，提高钢的强度、

浴或磕浴合金钢小型工件分级淬火后零件

火硬度和耐磨性

20~40℃中分级冷耍清洗

却

马氏体ACi或4。在贝氏获得贝氏体组形状复杂，要求尺生产效率低；等

等温淬以上体温区等织，强度、韧性和寸精确、较高韧性的温淬火后零件要

火20〜40c温冷却耐磨性较好小型工模具和弹簧等清洗

保持淬火工件高力具、量具、模具、回火后的组织

低温回的硬度和耐磨性，滚动轴承、渗碳及表是回火马氏体，

25(TC以F—

火降低淬火残留应力面淬火的零件等58W4HRC,高的硬

和脆性度和耐磨性

回火后的组织

得到较高的弹性是回火托氏体，

回中温回弹黄、锻模、冲击

〜七—和屈服点，适当的35〜50HRC,较高的

火火350500工具等

韧性弹性极屈服点和

一定的韧性

广泛用于各种较重回火后的组织

得到强度、塑性是回火索氏体，具

高温回要的受力构件,如齿

(以上—和韧性都较好的综有较好的综合力

火5orc轮、轴、连杆、螺栓

合力学性能学性能，硬度

等

200〜350HBS,

主要适用尸中碳结表层获得极细

构钢和中碳低合金马氏体，比普通淬

表感应淬Ac.以上喷水或钢，也可用于工具钢火高出

使工件表层具有2-3HRC,

面火a乳化液制作承受小载荷冲击心部为原始组织。

iooc高硬度

热和交变我荷的工具、生产率高，适于大

、耐磨

处(52-58HRC)量具等批生产

性，心部具有足够

理用于•单件小批生

的强度和韧性。设备简单、成本

火焰淬Ac.以上产、局部淬硬的工具、低，生产效率低，

喷水

火100aC大型轴、齿轮类零件质量控制比较困

难

提高工件表面的主要适用于低碳钢

化渗碳后硬度

(58-64HRC).及低碳合金钢，制作渗碳后表层的

学必须淬耐磨性和疲劳强

渗碳〜℃承受较大冲击载荷和WC可达

热900950火、低温度，心部良好的溺

严重磨损条件下工作

处回火处理性、韧性和足够的0.85V1.05%

的零件。

理强度

渗氮—提高工件表面的主要用于耐磨性和渗颔层很溥，脆

500〜600c硬度精度要求高的精密零性大.不宜承受集

名称加热温度冷却方式目的应用范围说明

(1000~1200HV),件、承受交变我福的中重载荷。氮化时

耐磨性、热硬性、重要零件和较高温度间长，成本高

疲劳强度和耐蚀性下工作的耐磨零件

2.如何利用热处理的方法改善切削加工性能

在确定零件的材料化学成分后，通过热处理方法获得合适的组织，得到相应的强度、

硬度从而改善材料的切削加工性能是一个重要的途径。

对于含碳量W0.25%C的低碳钢采用正火处理，细化晶粒，提高硬度、降低组织中柔性

的铁素体对切削加工的不利影响。

对于含碳为0.25~0.5%C的碳钢件视零件的种类或截面的情况进行正火，截面稍大的进

行调质处理。

对于合金结构钢进行正火十回火，或调质处理，大截面合金钢件进行调质处理，得到回

火索氏体如织(细粒状珠光体)加少量的铁素体.铸锻件也经常用退火，根据具体情况进行

热处理。

对含碳量＞0.6的高碳钢零件及合金钢零件，这些材料的零件都是要求高硬度，多数

是在HRC60左右。为改善切削加工性均为过程中的热处理。根据材料的组织结构多数是用球

化退火，使组织中高硬度的渗碳体呈为粒状并使整体组织的硬度降低到便于切削加工的合适

硬度HB200左右。

对于材料中存在网状渗碳体较严重的加工件，必须进行消除网状组织后，再进行改善

切削加工的热处理工作。

对于渗碳淬火件，为了避免磨削裂纹的产生在淬火前进行正火，细化组织，均匀成分,

消除网状渗碳体，最终淬火得到均匀的马氏体+渗碳体的组织，经充分的回火后使工件避免

磨削纹的产生。

综上所述，利用热处理方法改善切削加工的性能基本上对低碳钢用正火处理。对中碳

结构钢和低、中碳合金结构钢用正火或调质处理。高碳钢和高碳合金钢用球化退火或不完全

退火处理。对于材质中有网状碳化物者先用止火消网后退火。从切削加工的适宜硬度应控制

在布氏硬度IIB230T70的范围，并非硬度越低越利于切削加工。要具体情况具体分析，要满

足机械性能，改善工艺性能，考虑降低成本的经济性，从改变工艺规范，调整工艺参数，改

进刀具，设备，变更热处理方法等多种途径。

3.一些零件、工具的工作条件、失效形式及要求的力学性能:

表2一些零件、工具的工作条件、失效形式及要求的力学性能

工作条件

名称常见失效形式要求的主要力学性能

应力状态载荷性质其他

拉应力、剪应

普通紧固螺栓静我—过量变形、断裂强度、塑性

力

弯曲应力、扭疲劳断裂、过量综合力学性能，轴颈处

传动轴交变及冲击载荷轴颈处摩擦

转应力变形、轴颈处磨损硬耐磨

接触压应力、齿折断、过量磨表面硬耐磨、接触疲劳

传动齿轮交变及冲击载荷振动、齿部摩擦

弯曲应力损、疲劳麻点强度，心部强而韧

扭应力（螺旋

疲劳断裂、弹性弹性极限、屈强比、疲

弹簧弹簧）。弯应力交变及冲击载荷振动丧失劳强度

（板簧）

高硬度、高耐磨性，抗

压应力、滚动过量磨损、疲劳

滚动轴承交变载荷润滑剂的腐蚀压强度、接触疲劳强度、

摩擦破裂

一定的韧性

过量磨损、脆性高硬度、高耐磨性,足

冷作模具复杂应力交变及冲击载荷强烈摩擦

断裂够的强度和冲击韧性

较高的强度和韧性，高

热疲劳、磨损、

压铸模复杂应力交变及冲击载荷热循环、摩擦的耐热疲劳性、奇温耐磨

脆断

性、热硬性和高温强度。

【预习案】

一、预习自测

1.热处理与其他加工工艺互为依存并相互制约。从与其他加工工艺的关系看，热处理工艺可

分为预备热处理和最终热处理。如图所示。

1）预备热处理包含：O

2）主要目的是：o

3）最终热处理包含：v

4）主要目的是:0

2.热锻模具的最终热处理应选用（）o

A、淬火、低温回火

B、淬火、中温回火

C、淬火、高温回火

3.为了改善低碳钢的切削加工性能，应采用（）。

A、完全退火

B、球化退火

C、正火

D、去应力退火

4.大尺寸的弹簧经过热成形后，需要进行余热淬火和（）。

A、低温回火

B、高温回火

C、中温回火

5.根据导轨的形状、尺口及质量要求，最好的热处理方法是（）

A、高频感应加热淬火

B、火焰淬火

C、接触电阻加热淬火

6.淬火钢的回火温度越高，则其硬度（）。

A、越高

B、越低

C、保持不变

7.汽车变速齿轮等承受交变载荷且摩擦较大的零件，可选用如下材料和热处理（）。

A、中碳钢或中碳合金钢、调质处理

B、高碳钢和高碳合金钢、淬火、低温回火

C、中碳合金钢，正火或调质、表面淬火、低温回火

D、低碳合金钢、渗碳后淬火、低温回火

8.用高碳钢和某些合金钢制锻坏件，