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理论课教案 课 题 合金钢的认识 课 程 机械加工基础 授课教师 专 业 课 型 新授 教案序号 授课时间 教学方法 教学 目标 1、掌握合金钢的概念 2、合金元素在钢中的主要作用 3、合金钢的分类和牌号 教学重点难点 及解决办法 合金钢的牌号及合金元素在钢中的主要作用 作业 布置 习题 教 学 后 记 学生听课 情况 学生掌握 情况 存在的问题 审查签字 年 月 日 教学过程 教师活动 教 学 内 容 学生活动 提问复习 一、新课导入 复习黑色金属的分类 区别碳素钢和合金钢 二、新课讲授 1、合金钢 合金钢就是在碳钢的基础上，改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。 合金元素的加入是为了改善与提高钢的力学性能和获得某些特殊性能。例如耐热、耐酸、耐蚀性。常用的合金元素有Mn、Cr、Ni、Si、W、Mo、Ti等。 2、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（除铅外）都能溶于铁素体，形成合金铁素体。 由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化作用，使合金钢中铁素体的强度、硬度提高，塑性和韧性有所下降。 (2)形成合金碳化物 锰、铬、钼、钨、钒、铌、钛等元素与碳能形成碳化物。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以下两类： 1)合金渗碳体 锰、铬、钼、钨等弱、中强碳化物形成元素倾向于形成合金渗碳体，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。 如(Fe，Mn)3C (Fe，Cr)3C (Fe，W)3C 2)特殊碳化物 钒、铌、钛等强碳化物形成元素能与碳形成特殊碳化物，特殊碳化物比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且更稳定、不易分解。 如VC TiC (3)细化晶粒 金属晶粒大小对金属的力学性能有着重要的影响，一般情况下，细晶粒金属有较高的强度和韧性。常用的细化晶粒的方法有三种：增加过冷度、变质处理（液态金属加入变质剂）、振动处理。 几乎所有的合金元素加入到钢中都有达到细化晶粒的目的。 （4）提高钢的淬透性 除钴外，所有的合金元素溶解于奥氏体后，均可增加稳定性，提高钢硬度。 （5）提高钢的回火稳定性 1）回火稳定性——淬火钢在回火时，抵抗软化的能力。 2)与碳钢相比，在相同的回火温度下合金钢比相同含碳量的碳素钢具有更高的硬度和强度。 3)红硬性—金属材料在高温下保持高硬度的能力。 2、合金钢的分类 （1）合金钢的分类 按合金钢的用途分类 1）合金结构钢?? 用来制造机械零件和工程结构的钢 低合金结构钢 合金渗碳钢 包括 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢 2）合金工具钢? 用于制造各种刀具、模具和量具的钢 合金刃具钢 包括 合金模具钢 合金量具钢 3）特殊性能钢?? 具有特殊物理和化学性能的合金钢 不锈钢 包括 耐热钢 耐磨钢 按合金元素总含量分类 低合金钢：合金元素总含量5% 中合金钢：合金元素总含量5～10% 高合金钢：合金元素总含量10% 3、合金钢的牌号 我国合金钢牌号采用碳含量、合金元素的种类及含量、质量级别来编号。 （1）合金结构钢的牌号 采用 两位数字十元素符号（或汉字）十数字 表示。 两位数：平均含碳量的万分数 元素符号（或汉字）：表明钢中含有的主要合金元素 数字：表示该合金元素的含量。（合金元素含量小于1.5％时不标出） 平均含量为1.5％~2.5％，2.5％~3.5%…时，则相应地标以2，3…。 例如：40 Cr（合金结构钢） 主要合金元素为铬， 含量小于1.5％ 平 均 含 碳 量为0 .40％ 60 Si2 Mn（合金结构钢） 主要合金元素为锰 ，含量在1.5％以下 平均含硅量为2％ 平均含碳量为0.60％ （2）合金工具钢牌号 与合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法， 它用1位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量≥1.0％时，则不予标出。 例如 9 SiCr（合金工具钢） 主 要 合 金 元素为 硅 、铬 ，含 量 均 小于1.5％ 平均含碳量为0.90％ Cr12 MoV（合金工具钢） 钼 和 钒 的含 量 均 小于1.5％ 主要合金元素铬 的平均含 量12％