2022年钢的表面热处理 .pdf

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1、2013 年“教学质量月优秀教案评选”参评教案课程：金属材料与热处理 20132014 学年第一学期教师课题第 四 章钢 的 热 处 理 4 - 4钢 的 外 表 热 处 理教具实物活塞销 、投影仪教学方法任务驱动法、讲授法、课堂互动法、小组讨论法等审批意见教学目标知识目标1、熟悉外表淬火的概念、特点及应用。2、熟悉化学热处理的概念和种类。能力目标能根据工件的化学成分和性能要求选择正确的外表热处理方法。情感目标1、培养学生认真、细致的学习态度。2、通过发现问题、解决问题的过程，增强学生的求知欲和学习热情。教学重点外表热处理的目的、方法和应用。教学难点理论联系实际，将学到的基础理论做为实际选择外

2、表热处理方法及工艺参数的理论依据。课后分析本课题内容是常用热处理方法中最后介绍的一种，与前面所学内容既有相似又有所区别，讲授时可加以比照联系，以帮助学生理解，且本课题内容与实际联系密切，讲授时以实例为载体，采用任务驱动法，效果较好。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 1 教 学过程教 学 内 容附 记一、组织教学2 分钟1、点名，稳定学生情绪。2、分成四个学习小组。二、复习提问7 分钟常用的回火方法有哪几种？并分别指

3、出其获得的组织、性能及适用范围。参考答案：1、低温回火 150250 ：回火马氏体，具有较高的硬度、耐磨性和一定韧性，主要用于刀具、冷作模具、轴承零件及其它要求硬而耐磨的零件等。2、中温回火 350500 ：回火屈氏体，具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件及热作模具等。3、高温回火 500650 ：回火索氏体，具有良好的综合力学性能，强度、硬度、塑性和韧性具有良好的配合，广泛应用于连杆、曲轴、齿轮等承受交变载荷或冲击载荷的重要零件等。稳固旧知识，承接新知识，加强知识的连贯性。三、任务提出6 分钟右图为活塞销的实物图。活塞销通常在冲击载荷、交变载荷和强烈摩擦条件下工作，活塞销

4、选用 20 钢制造。试根据其化学成分和使用性能要求，选择正确的热处理方法。鼓励学生结合 生 活 实际，积极思考，踊跃答复。四、任务分析5 分钟活塞销在工作时，同时受到冲击载荷、交变载荷和外表摩擦作用，因此要求工件心部具有足够的塑性 、韧性 和一定的强度 ，外表具有高硬度和高耐磨性，即所谓的“外硬内韧 ” 。前面所学的常规热处理方法无法满足上述性能，需要采用一种新的热处理方法外表热处理 。提问：常规的热处理方法有哪些？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页

5、- - - - - - - - - 2 教 学过程教 学 内 容附 记五、相关知识40 分钟外表热处理是一种对工件外表进行硬化 的热处理方法，根据硬化机制不同，外表热处理可分为外表淬火 和化学热处理 两大类。一外表淬火1、定义：对工件表层 进行 淬火 的工艺。2、适用范围：中碳钢和中碳合金钢。3、分类：1火焰加热外表淬火特点：用氧乙炔火焰对零件外表进行加热，随之快速冷却的工艺。加热温度及淬硬层不易控制，质量不稳定 。应用：适用于单件或小批量生产。2感应加热外表淬火特点：利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件外表局部加热，然后快速冷却的工艺。加热速度快 ，淬硬层深度易于控制，淬火质量高 。应

6、用：适用于大批量生产。二化学热处理1、定义：将工件置于一定温度的活性介质 中保温 ，使一种或几种 元素渗入 它的 表层，以 改变其化学成分 、组织 和性能 的热处理工艺。化学热处理不仅改变了钢的组织，而且其表层的化学成分 也发生了改变 ，因而更能有效地改善零件表层的组织。2、化学热处理的过程：化学热处理是通过以下三个基本过程来完成：1分解介质 在一定温度下发生化学分解 ，产生 活性原子 。2吸收活性原子被 工件外表吸收 。3扩散渗入工件表层的活性原子 ，由表层 向中心扩散 。提问：为什么低碳钢不能进行外表淬火？提示学生注意：热处理工艺中，只有化学热处理不仅改变了组织，还改变了化学成分。名师资料

7、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3 教 学过程教 学 内 容附 记五、相关知识40 分钟3、常用的化学热处理方法：1渗碳将工件置于 渗碳介质 中，加热 并保温 ，使碳原子渗入工件表层 。目的 ：提高工件外表含碳量。注意：工件渗碳后需进行淬火和低温回火。2渗氮在一定温度下，使活性氮原子渗入工件外表。目的： 提高工件外表硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。注意： 工件渗氮后 不用淬火即可获得高硬度，但生产周期长，成本高。3碳氮共

8、渗在一定温度下，将碳、氮原子同时渗入工件表层中，并以渗碳为主。注意：工件碳氮共渗后， 也要进行淬火和低温回火处理。碳氮共渗加热温度低，零件变形小，生产周期短，且渗层具有较高的硬度、耐磨性和疲劳强度。目前，常用来处理汽车和机床上的齿轮、蜗杆和轴类零件等。提问：为什么工件渗碳后需进行淬火和低温回火？六、任务实施10 分钟根据所学相关知识，由学生分组讨论，为前面所提出的活塞销制定出合理的热处理工艺。活塞销的制造材料为20 钢，属于低碳钢，应首先进行渗碳处理 ，提高工件外表含碳量，再进行淬火和低温回火处理。经上述处理后，工件外表为高碳回火马氏体，心部为珠光体和铁素体，可满足“外硬内韧”的性能要求。学生

9、讨论过程中，教师进行巡回指导，给予必要的提示和鼓励。七、知识链接5 分钟热处理新工艺和新技术简介利用视频让学生感性的了解热处理工艺的发展趋势和前沿技术。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4 教 学过程教 学 内 容附 记八、课堂小结7 分钟1、外表淬火1定义2适用范围3分类感应加热外表淬火火焰加热外表淬火2、化学热处理1定义2过程3分类渗碳渗氮碳氮共渗总 结 要 点 ,问题回归九、布置作业3 分钟1、什么是外表淬火？外表淬火适用于哪些材料？常用的外表淬火方法有哪两种？2、什么是化学热处理？其基本过程是什么？常用的化学热处理方法有哪些？3、查阅相关资料，试制定出汽车变速齿轮由20CrMnTi 制造的热处理工艺。帮助学生稳固重点、难点，为后面的学习打好基础。注意：分析理解，防止错误。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -