热处理的原理与分类

热处理的原理与分类第1页，共19页。教学目的：

1、感受热处理，体会不同热处理对钢性能影响的不同；熟悉热处理的概念、目的和分类；掌握热处理的基本原理。

2、通过分组实验，增强学生的团队意识，培养其动手能力、观察能力以及分析问题的能力，激发学生对于本章的学习兴趣。

3、培养学生自主学习和查阅资料的能力。教学重点及难点：热处理基本原理的深层分析教学方法：实验，多媒体演示，启发式讲授法教学时间：1课时第2页，共19页。互动环节：

师生同做实验，感受热处理1、实验目的：通过实验，初步认识热处理；培养学生的动手能力和分析判断能力；形成良好的分工协作的团队精神。2、实验准备：分组：四人一组，提前做好分工、共同完成实验。用具：酒精灯、石棉网、烧杯等。试样：两片材质相同的弹簧钢片（采用针织横机废旧舌针替代）。

第3页，共19页。实验过程

3、实验步骤：将同样材质的两根弹簧钢片，放在酒精灯上同时加热到赤红色，保温一定时间，然后分别放入水中和空气中冷却。用手进行弯折，对比感受两根钢片性能的差别。

4、实验过程录象：请点击画面播放第4页，共19页。请同学自己分析实验现象5、实验现象：

奇怪，同样的钢片性能怎么变了？

水冷的钢片硬而脆，很容易折断；空冷的钢片软而韧，可折弯而不折断。请点击画面播放第5页，共19页。实验结论

1、我们刚才已经对同样材质的弹簧钢片进行了两种不同的热处理操作。

2、热处理时冷却的速度不同，材料的性能不同。

精髓：冷却速度改变----组织结构改变----材料性能改变

这就是热处理啊，我也能改变金属材料的性能了！同学们，下面我们就开始学习热处理的基本原理和分类第6页，共19页。本节主要内容

一、热处理二、热处理的目的与分类三、热处理的基本原理

第7页，共19页。一、热处理1、定义：热处理，就是对固态的金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需要组织结构与性能的工艺。

2、工艺曲线：三个阶段：

加热、保温、冷却Ｔt加热保温冷却v3v1v2第8页，共19页。二、热处理的目的和分类

机械零件一般加工工艺顺序：金属材料铸锻焊毛坯件预备热处理机械粗加工机械精加工最终热处理1、目的：消除毛坯中的缺陷，改善切削加工性能，并为以后的热处理做好组织准备——预备热处理。

获得所需的使用性能——最终热处理。

2、分类（按工艺方法不同）：退火、正火、淬火、回火、表面热处理第9页，共19页。热处理的分类第10页，共19页。开动脑筋——想一想，练一练：

请观看工厂热处理视频片断录象，仔细观察、认真判断请点击画面播放（1）请说明该热处理的名称。

答案：淬火（2）分析判断其属于预备热处理还是最终热处理？

答案：最终热处理第11页，共19页。三、热处理的基本原理

热处理改变钢性能的根本原因:由于铁具有同素异构转变的特性，从而使钢在加热和冷却过程中发生组织和结构上的变化。加热方式和冷却速度不同，组织结构不同，钢材性能不同。因此，要正确掌握热处理工艺，就必须了解钢在不同的加热和冷却条件下组织变化的规律。第12页，共19页。原理深层分析:

为什么冷却速度不同，钢的组织和性能不同？首先，让我们一起回顾一下铁碳合金相图的内容。L1227FDCEGPA0.77KPS11480727LDL’D2.114.36.699121538AL+Fe3CⅠL+AA+Fe3CⅡLD+Fe3CⅠA+FP+FP+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LDP+Fe3CⅡ+L’DLD+Fe3CⅠFeFe3CAAPPPA1第13页，共19页。

请同学自己分析铁碳合金相图中A冷却至A1时转变为P的原因和条件

原因：由于γ-Fe转变为α-Fe，而α-Fe的溶C量低，过饱和的C

原子从α-Fe充分扩散出来，以Fe3C形式析出。A中同时析出F和Fe3C（即P类物质）。A1

TP=（C+γ-Fe）（CF=Fe3Ct

A+γ-Fe：面心立方晶格，溶碳量高α-Fe：体心立方晶格，溶碳量低铁碳合金相图的测绘条件：极其缓慢加热或冷却+α-Fe）=第14页，共19页。

实际冷却时存在过冷现象。冷却速度越大，过冷度越大，γ-Fe向α-Fe的转变温度越低。

A1

TP==（C+γ-Fe）（CF=Fe3C含C过饱和F+Fe3CB=C在α-Fe中的过饱和固溶体M=t

A+γ-Fe：面心立方晶格，溶碳量高α-Fe：体心立方晶格，溶碳量低

冷却速度较快时，转变温度较低，原子活动能力较弱，α-Fe中过饱和的C只有一部分扩散出来，转变组织为含C量过饱和的F和Fe3C（即B类物质）。想一想:冷却速度快时，A冷却转变产物还是P吗?

当冷却速度更快时，转变温度很低，C原子活动能力很弱，转变过程中只有γ-Fe向α-Fe的晶格改变，而不发生C原子的扩散，转变组织为C在α-Fe中的过饱和固溶体（即M类物质）。+α-Fe）第15页，共19页。知识拓展——

课堂延伸

请仔细阅读以下文字材料：中国古代热处理，观看激光淬火视频片断。了解和感受中华民族的古代文明和现代科技发展。

1、素材\中国古代热处理.doc

2、视频\激光淬火.avi请点击此处观看文本链接第16页，共19页。作业

以实验时所分四人小组为单位，分工协作，利用图书或网络资源查找有关热处理的资料，每一小组共同完成一篇有关热处理介绍的报告。题目自拟。网址：、、或baidu、google查找热处理。

第17页，共19页。本节小结1、通过本次课程，我们自己动手对弹簧钢片进行了淬和正火两种