2022年材料的工艺性能热处理及黑色金属材料电子教案 .pdf

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1、学习必备欢迎下载【课题编号】 2 1.2 【课题名称】材料的工艺性能、热处理及黑色金属材料【教学目标与要求】一、 知识目标1.了解材料的铸造性、锻造性、焊接性与切削加工的定义。2.熟悉退火、正火、淬火和回火的定义与区别。3.了解黑色金属的分类及其性能。二、 能力目标1 . 能够区分退火、正火、淬火和回火的不同点。2 . 熟悉铸铁、碳素钢和合金钢的区别；了解中碳钢、低碳钢与高碳钢主要性能的差别。三、 素质目标1 . 对材料工艺性能的定义有初步了解。2 . 了解材料热处理的作用及分类。3 . 了解黑色金属的分类。四、 教学要求1 . 熟悉工艺性能的内涵。2 . 掌握常用热处理“四火”的区别及应用场

2、合。3 . 熟悉黑色金属的分类及主要性能特点。【教学重点】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载1 . 热处理的作用及“四火”的区别与应用场合。2 . 铸铁、碳素钢与合金钢的区别，低碳钢、中碳钢与高碳钢的主要性能区别。【难点分析】1. “四火”的区别及应用场合。2.金属材料的分类及特性。【分析学生】内容多而乱但不难是本次课的特点，所以讲课时要突出重点， 把工作中可能碰到的实用内容作为重点讲解清楚；而其他内容作为一般了解，如果今后需要应用时，会查相关材料就可以。【教学思路设计】突出“四火”的区别与应用场合，

3、和中碳钢的主要性能及应用，其他内容用比较法介绍。【教学安排】2 学时（ 90 分钟）【教学过程】一、 材料的工艺性能工艺性能指金属材料适应多种加工要求的能力, 指铸造性、锻造性、焊接性和切削加工性。铸造性熔化金属在浇入铸造型腔中所表现出来的流动性、收缩性、吸气性。铸造性能好的金属易成形，不易形成铸不满、缩孔、疏松、砂眼等缺陷。铸钢比铸铁铸造性差。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习必备欢迎下载锻造性指锻造成形时塑性好，变形抗力小。如低碳钢比中、高碳钢易锻造，碳钢比合金钢好锻。 铸铁没有锻造性， 高速钢最难锻造。焊接

4、性指焊接成形时形成焊接接头的难易程度。低碳钢比中、高碳钢和铸铁焊接性好。两种不同材料焊接性能差。切削加工性指金属被切削加工的难易程度。硬度低的材料易加工，但硬度过低，不易断屑，易粘刀，加工表面粗糙。铸铁易加工，但马口铁很难加工。二、钢的热处理热处理是通过加热、 保温和冷却来改变钢的内部组织结构，改善机械性能的工艺方法。如刀具经加热后快速放入水或油中急速冷却后，硬度得到很大的提高。1. 退火加热到相变温度以上某一温度保温一段时间缓慢冷却到 500 600后空气冷却。2. 正火加热到相变温度以上某一温度保温一段时间空气冷却。与退大相比 , 保温时间短。正火后材料硬度比退火高。3. 淬火加热到相变温

5、度以上某一温度保温在水、盐水或油中急剧冷却。与正火相比，保温后投入冷却液中快速降温，可获得很高的硬度和耐磨性， 各种刀具的刃部都要采用淬火。但淬火后材料产生较大的内应力，需及时回火。4. 回火加热到相变温度以下某一温度保温以适当速度冷却到室温。与前三种热处理方式相比，回火加热的温度低，在相变温度以下，且冷却速度慢，起到稳定内部组织，消除内应力，提高韧性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载的作用。根据回火温度不同分为低温、中温和高温回火三种，高温回火也称为调质，在轴类零件、齿轮应用很多，可获得优良的综合力

6、学性能。5. 表面淬火利用加热工件表面快速升温到淬火温度后立即冷却，以获得表面淬硬、心部组织依然不变的效果。表面淬火要作低温回火。常用的表面淬火方法是高频淬大，如铁轨两端连接处采用高频加热表面淬火大约200mm 长后，以提高接头的抗冲击能力和耐磨性。其他热处理方法及代号见表11、2、3、4。三、 黑色金属材料黑色金属材料以含碳量的多少为分界线，含碳量大于2.11 以上为铸铁；含碳量在2.11 以下为钢。1. 铸铁1) 白口铁硬而脆，极难加工。如蜂窝煤炉的外壳、炉圈，只能做炼钢原料。2) 铸铁牌号为 HT ，如 HT200表示最低的抗拉强度为200Mpa 。铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和

7、切削加工性，在生产中应用最多，如表 15 所示。3) 球墨铸铁是一种性能优良的铸铁，具有良好的抗振性和耐磨性，如应用于曲轴、连杆等。牌号为QT ，如表 16 所示。4) 可锻铸铁可锻铸铁是不能锻造的，已逐渐被球墨铸铁所代替。牌号如 KTH 。 2. 碳素钢精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习必备欢迎下载按含碳量的多少分为：低碳钢C0.25；高碳钢 C0.6；其余 中碳钢 . 按钢的用途分为：1)普通碳素结构钢常用作工程结构件。见表17, 常用钢号Q235 、Q275 。2)优质碳素结构钢其力学性能较好， 质量较高，

8、用于制造较重要的机械零件。按其含碳量不同，分为低、中、高碳钢三种。低碳钢常用作螺栓螺母；中碳钢的强度较高，塑性和韧性较好，应用广泛多用制造轴、齿轮；高碳钢具有高强度，也有良好弹性，常用于制作弹簧和耐磨损零件，见表18。3)碳素工具钢常用来制作工具，如锯条、锉刀及各种量刃具。牌号如 T10，T表示工具钢，含碳量为1。4)铸钢牌号为 ZG ，如 ZG200 400，数字表示屈服强度和抗拉强度值。用于大型铸件，其强度比铸铁好。3. 合金钢合金钢是在碳素钢中加入合金元素，以提高钢的综合力学性能，常用元素有 Si 、Mn 、Cr、Ni 等。常用合金钢有：1)60 Si2Mn 作弹簧用。2)GCr15 作

9、轴承钢， Cr 含量为 1.5 。3)9 SiCr 作丝锥、板牙。4)W18Cr4V 作高速钢刀具。5)5 CrMnMo 作模具钢。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习必备欢迎下载6）1Cr13、 1Cr18Ni9Ti 作不锈钢。四、 小结1. 材料的工艺性能指适应加工工艺要求的能力，指铸造性、锻造性、焊接性、切削性和热处理性能。2. 钢经热处理后可发挥材料潜力，改善使用性能，常见的热处理有“四火”。3. 黑色金属材料分铸铁、碳素结构钢和合金钢，其中以优质碳素结构钢的低碳钢及中碳钢应用最多。五、布置作业P29 1 6、7、8、9、10、11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页