第四章、钢的热处理研讨.doc

课 时 授 课 计 划 课 程 金属工艺 授课班级 任课教师 屈道强 序 号 10 授课日期 编制日期 课 型 理论 节 次 教 具 课 题 第一节 钢在加热时的组织转变 钢在冷却时的组织转变 目 的 要 求 1.掌握钢的热处理定义和分类； 2.了解钢在加热与冷却时的组织转变。 重点 与 难点 重点：掌握加热和冷却时的组织转变； 难点：加热和冷却时的组织转变、球化退火原理。 课程 导入 设计 讲授教学法 教法 设计 1．利用挂图等教具。 2．列举生活中的现象，分析原理与应用，以点带面。 作业 与 思考 P55 课 后 记 事 第四章 钢的热处理 ? 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺方法较多，但其过程都是由加热、保温、冷却三个阶段组成，如图4--1 热处理的分类见表4--1。 ? 第一节 钢在加热时的组织转变  大多数零件的热处理都是先加热到临界点以上某一温度区间，使其全部或部分得到均匀的奥氏体组织，然后采用适当的冷却方法，获得所需要的其它组织结构，如马氏体、贝氏体等。 金属或合金在加热或冷却过程中，发生相变的温度称为相变点或临界点，如图4—2。 在铁碳合金状态图中，A1、A3、Acm是平衡条件下的临界点； 实际加热时的临界点标为Ac1、Ac3、Accm； 冷却时的临界点标为Ar1、Ar3、Arcm。 一、奥氏体的形成 以共析钢为例来分析共析钢奥氏体的形成过程。珠光体向奥氏体的转变，是由化学成分和晶格都不相同的两相，转变为另一种化学成分和晶格的过程，因此，在转变过程中必须进行碳原子的扩散和铁原子的晶格重构，即发生相变。 研究发现：奥氏体的形成是通过形核和核长大过程来实现的。珠光体向奥氏体转变可以分为四个阶段：①奥氏体晶核形成；②奥氏体晶核长大；③残余渗碳体溶解；④奥氏体化学成分的均匀化，如图4—3。 钢在热处理时之所以需要一定的保温时间，不仅是为了把零件热透，而且也是为了获得化学成分均匀的奥氏体，以便在冷却时得到良好的组织和性能。 由铁碳合金状态图可以看出，亚共析钢需加热到Ac3以上，并保温适当时间，才能得到化学成分均匀单一的奥氏体组织；过共析钢需加热到Accm以上，并保温适当时间，才能得到化学成分均匀单一的奥氏体组织。 二、奥氏体晶粒长大及其控制措施 钢中奥氏体晶粒的大小直接影响到冷却后的组织和性能。奥氏体晶粒细小，则其转变产物的晶粒也较细小，其性能也较好；反之，转变产物的晶粒则粗大，其性能则较差。 1．合理选择加热温度和保温时间 2．选用含有合金元素的钢 第二节 钢在冷却时的组织转变 实践证明：同一化学成分的钢，加热到奥氏体状态后，若采用不同的冷却方法和冷却速度进行冷却，将得到形态不同的各种组织，从而获得不同的性能。 ?在一定冷却速度下进行冷却时，奥氏体要过冷到A1温度以下才能完成转变。在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体，也称亚稳奥氏体，它有较强的相变趋势。 钢在冷却时，可以采取两种冷却转变方式：等温转变和连续冷却转变。 ?等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间内等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。 ?连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变。 采用等温转变可以获得单一的珠光体、索氏体、托氏体、上贝氏体、下贝氏体和马氏体组织。而采用连续冷却转变时，由于连续冷却转变是在一个温度范围内进行，其转变产物往往不一定是单一的，根据冷却速度的变化，有可能是P＋S、S＋T或T＋M等。  课 时 授 课 计 划 课 程 金属工艺 授课班级 任课教师 屈道强 序 号 11 授课日期 编制日期 课 型 理论 节 次 教 具 课 题 第三节 退火与正火 目 的 要 求 1.掌握退火与正火对金属性能的影响； 2.了解退火与正火原理及分类。 重点 与 难点 重点：掌握退火与正火对金属性能的影响； 难点：退火与正火原理 课程 导入 设计 讲授教学法 教法 设计 1．利用挂图等教具。 2．列举生活中的现象，分析原理与应用。 作业 与 思考 P55 课 后 记 事 第三节 退火与正火 钢的退火与正火是常用的两种基本热处理工艺方法，主要用来处理工件毛坯，为以后切削加工和最终热处理做组织准备，因此，退火与正火通常又称为预备热处理。对一般铸件、焊接件以及性能要求不高的工件来讲，退火和正火也可作为最终热处理。 一、钢