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钢热处理论文钢的热处理论文

“钢的热处理”综合教学

摘要:本文根据技工学校学生的特点与教学大纲的要求,对

“金属材料与热处理”课程学习中存在的问题,提出了以各种典型零

件对其加工工艺性能的要求,首先使学生弄清:成份(牌号)—用途之

间的关系(选材)进而能理性的分析:成份—组织—性能—用途之间的

关系。

关键词:感性认识成份—组织—性能—用途热处理

“金属材料与钢的热处理”是机械类专业学生必需修的一

门重要专业基础课,由于该课程较为抽象、微观,使学生对该门课程

知识的理解和掌握存有一定的难度,常常出现老师按教材顺序教完

“钢的热处理”内容后,相当多的学生仍“一团雾水”的窘境,勤奋

的同学靠死读硬记,但真正能理解并能理性分析的学生只是少数。如

何教好、学好该课程是课任教师的一个难题。

现在我们先分析本课程的主要内容及重、难点。

1.金属的性能:包括使用性能与工艺性能两部分,特别是力

学性能部分,该内容为本课程的重点,但并非难点。

2.金属学基础知识是本课程中较为抽象的环节,是教学中的

难点,但并非全为重点。

3.合金相图(铁碳合金相图):是本课程的重点,如铁碳合金

的基本相,铁碳合金的分类,含碳量对铁碳合金组织与性能的影响,但

相图分析及典型铁碳合金的结晶过程是难点,而并非重点。

4.钢的热处理:是本课程的重点,且又是难点,特别是机械类

专业学生来说更为重要。

5.常用金属材料:是一般的了解内容,不是难点与重点。

笔者认为对技工学校的学生来说,对于非重点的难点内容不

必面面俱到,要求学生全部搞清反而抓不住重点,增加学生的畏难情

绪,适得其反。

技工学校机械类各专业工种对本课程要求掌握的侧重点不

尽相同,但有一点:成份(牌号)—用途之间的关系是首先必须弄清的,

而组织—性能—用途之间的关系是重点,也是难点。在教学过程中,

我采取从感性认识到理性分析的教学方法,收到了较好的教学效果。

一、从感性认识,找出切入点

首先分析钢的用途与成份(牌号)之间的关系,明确强调

“钢”(除特殊钢外)的用途主要根据含碳量(碳素钢是如此,合金钢

也基本如此)。

机械零件(根据其使用性能要求进行分类)的主要类型基本

上有如下形式:

1.“外硬内韧”性能要求的机械零件—如变速齿轮等。

2.要求具有良好“综合力学”性能的机械零件—如转动件、

联接件等。

3.具有足够的硬度与耐磨性的工件—如手动工具(锉刀、丝

锥等)。

4.要求具有足够硬度、耐磨性、红硬性的零件—如:钻头、

车刀等。

5.具有高的弹性极限与疲劳强度要求的零件—弹簧类零件。

6.以及有局部性能要求的零件。

在教学中展示各种典型零件的坯料与成品,并通过提问提示

活跃教学气氛,学生容易根据已学过的知识与感性认识,比较容易地

判断应选什么样的材料(即用途—成份之间的关系)。

第1类型零件,应选用低碳钢韧性好,为满足外硬的性能要

求,可进行表面淬火渗碳、渗氮或软氮化等表面热处理及化学热处理

(实质采用20号钢或合金渗碳钢)。

第2类型零件,由于需传递较大的动力,要求具有优良的综

合力学性能,故需选用中碳钢,实际选用35-55号钢对大型机件来说,

为了提高淬透性(即临界淬透直径DC值)可选用合金调质。

第3类型零件,由于只要求具有高的硬度与耐磨性(对韧性

一般没有要求)故选用高碳钢(碳素工具钢或低合金工具钢)。

第4类型零件,由于高速切削加工产生高热,一般碳素工具

钢不能满足其对“红硬性”的要求,故应选用回火稳定性较高低合金

工具钢或高速钢(或硬质合金)。后两类零件不再繁述。

理清(复习巩固)了成份与用途的关系后,进一步分析成份

(牌号)—组织—性能—用途之间的关系。

二、化繁为简,逐步分析

(一)预备热处理的目的及选用

1.从切削加工性能方面考虑