3.1整体热处理慕课文稿公开课.docx

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1、（PPT第1页,配简单音乐）大家好，欢迎你走进今天的课堂，了解热处理。热处理它能显著提高金属材 料的力学性能，满足零件的使用要求和延长寿命；还可以改善材料的可加工性， 提高加工质量和劳动生产力。早在战国时期，随着生产关系的变革，冶铁业迅速 发展起来。（人出境）我们现在看到的就是1950T951年在河南辉县固围村出土的铁镶、铁锄和铁 犁锌（以上图片来自中国国家博物馆），当时白口铸铁的柔化处理就是制造农具 的重要热处理工艺。（PPT第3页）演变至今，热处理技术已成为现代制造业的关键技术，也是缩小中国制造与 国外先进制造业的重要环节之一。（视频1. 1）目前很多热处理企业设备先进、生产环保，这也让更

2、多人愿意投身到热处理 的行业中去。（视频1.2）那么，什么是热处理技术？我们来看这样一个小实验。（人出境）相信大家都看过锯条，使用过锯条，锯条非常的脆，一不小心就会折断。将 锯条烧热，然后在锅炉中慢慢冷却到室温，第二天，拿出锯条，我们发现同一根 锯条,未经烧制的一端依旧易断,经过烧制的锯条却直接可以掰弯而未发生断裂。 通过这个实验我们发现经过热处理的锯条内部的组织结构是发生改变的。（锯条 视频）概念上说，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。（PPT第7页）热处理工艺一般不改变零件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内 部的显微组织

3、，该频1.3热先理）或改变工件表面的化学成分，来改善工件各 方面的性能。（视频L 3渗氮）热处理工艺的种类很多，根据加热和冷却方法不同，工业生产中常用的热处 理工艺大致可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理。整体热处理包括“退 火、正火、淬火和回火”，俗称“四把火”。（人出镜,画中画PPT第9页）首先我们来看看退火，（与正火三个字删除），退火是将工件加热到适当温度, 并保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。缓慢冷却可以 让金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为 进一步淬火做好了组织准备。（PPT第10页）在生产中，退火工艺应用很广泛。根据工件要

4、求退火的目的不同，退火的工 艺规范有多种，例如生产45钢等热轧棒料是使用完全退火；加工碳素工具钢、 合金工具钢和高碳格轴承钢等为了降低其硬度，改善切削加工性能，就需要球化 退火；而生产大型齿轮等，为了消除铸件、锻件、焊接件等内部的残余应力需要 进行去应力退火。（人出镜,画中画PPT第11T3页,视频1.4T.5）正火与退火一样都是预备热处理，正火是将工件加热到临界温度以上，保温一段时间，然后在空气中自然冷却的热处理工艺（PPT第14页）。听起来他们是有些类似，其实我们可以把退火与正火形象的理解成两杯热水, 退火是保温杯里的水，在杯中缓慢冷却到室温，而正火是普通杯子里的水，有时 候甚至还开了电风

5、扇，这样能更快喝到水（水杯视频）。由于冷却速度相对较快， 最终可得到组织更加细，强度和硬度也高一些（PPT第16页）。在生产上正火比 退火能更快的得到产品，正火也有细化组织、消除内应力、以利于后续加工的作 用，所以在同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。（PPT第17页）然后是淬火（和回火三个字语音删除），淬火是将钢加热到临界温度以上保 温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度 的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。（PPT第18 页）我们刚才看到的是使用水作为淬火剂，水的冷却速度很快，可使奥氏体全部 转变为马氏体。油也是常见的淬火剂，油

6、的冷却速度相对较缓和，可得到马氏体 和托氏体的混合物。止匕外，碱水溶液、盐类溶液等也是常用的淬火剂。（PPT第19 页）淬火的应用很广泛，但在生产中却不能单独存在，淬火后的马氏体为不平衡 组织，材料的内应力较大，塑性、韧性差，总体呈脆性。这里就不得不说淬火的 好伙伴回火。（PPT20页）因为回火与其他三把火不同的是，回火的对象是淬火后的钢，我们知道淬火 后的钢内部组织不平衡，因此回火的目的就是消除淬火产生的内应力，降低硬度 和脆性，提高塑性和韧性，以取得预期的力学性能。（人出境,画中画PPT21页）回火的方法是，将已经淬火的工件，重新加热到临界以下适当温度，保温一 定时间，随后用符合要求的方式

7、冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。 这里提到了适当温度，就不得不提回火的三种方法，出P侬不根据回火的温度 不同，可分为低温回火、中温回火和高温回火。（PPT23页）在这里我做一个小小的实验，将淬火后的45钢试样，分别放入温度在180、 400和600C的炉中回火，完成后通过硬度测试可以发现，在三个炉中的工件 回火后的平均硬度分别为HRC53、HRC40和HRC23,实验说明在不同的温度中回火， 对钢的硬度有明显改变。（视频1.7）需要说明的是，在实际生产中，对于45钢一般采用淬火+高温回火的热处理 工艺，也就是常说的调质处理，调质后可以获得较好的综合力学性能，往往应用 在轴、连杆等受

8、力零件；（PPT25页）在实际生产中，对于45钢类似的中碳钢、中碳合金钢通常需要获得较好的 综合力学性能，往往应用在轴、连杆等受力零件，一般采用淬火+高温回火的热 处理工艺，也就是常说的调质处理中温回火可提高弹性极限、屈服强度，主要应用于弹簧等弹性零件；（PPT26页）低温回火可以获得较高的硬度和耐磨性，主要应用在刃具、量具、冷冲压模 具上。回火是工件获得所需性能的最后一道工序。（PPT27页）学习完四把火，最后让我们回顾下今天所学，热处理的基本理论就是通过加 热、保温与冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。（人出镜,画中画PPT28 页第一点部分）对于“四把火”的冷却方式的不同，我们可以通过这个简化表格来方便记忆。 退火是缓慢冷却，通常是随炉冷却，这里简称“炉冷”，正火是空气中自然冷却， 这里简称“空冷”，淬火是迅速放入冷却介质中骤然冷却，这里简称“激冷”，回 火是加热到适当的温度保持一段时间后冷却，这里就简称“适冷”。（PPT28页 第二点部分）今天的课程就到这里，再见。（人出镜,画中画PPT29页）