3.6 化学热处理（教案）-高一《金属加工基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

《金属加工基础》教案 课 题 化学热处理 课 型 理实一体 课 时 1 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本书是为了适应中等职业教育教学改革的需要，根据教育部2009年颁发的《中等职业学校金属加工与实训教学大纲》的精神及中等职业教育人才培养目标的要求编写的。 全书共八个单元，主要阐述了金属材料的力学性能、常用金属材料、钢的热处理、铸造、锻压、焊接、金属切削加工基础知识、金属切削机床及其应用等内容。 本书注重在基础知识、职业素质和职业技能等方面对学生进行综合培养；突出中等职业教育的特点，图例直观形象，简化了过多的理论介绍，理论联系实际，加强对学生实践技能和综合应用能力的培养；注重培养学生的学习能力及工程意识、安全意识、经济意识、质量意识和环保意识等；注重趣味性和文化特色，安排了大量的小栏目。 本书可作为中等职业学校加工制造类专业“金属工艺学”“金属加工基础”“金属加工与实训”课程的教材；此外，还可作为职工培训及技工学校教学用书。 本节课内容为教材中“第三单元 模块六 化学热处理”。 学情分析 知识储备：化学热处理的概念、过程和方法 能力水平：较深入地认识渗碳、渗氮的过程和原理 学习目标 知识目标：了解化学热处理的概念、过程。 能力目标：熟悉化学热处理的方法。 情感目标：理解渗碳、渗氮的过程和原理，并学会运用。 学习重难点 教学重点：准确理解化学热处理的概念、过程和方法。 教学难点：渗碳、渗氮的过程和原理，在生产实践中的运用。 教学方法 讲授法、演示法、讨论法 课前准备 教师准备：引入主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论，完成任务书。 教学媒体 多媒体教室 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1.操作引出主题 问题引入：为什么要进行化学热处理？ 2.分发学习任务书 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 3.展示学习目标 1、提出问题，认真回答问题。 2、接收并查看本节课堂任务书。 3、.查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 活动二： 调动思维 探究新知 一、化学热处理 1.定义 化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入工件表 层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。与表面淬火相比，化学热处理的特点是 不仅改变表层的组织，而且改变表层的化学成分。 2. 过程 化学热处理由分解、吸收和扩散三个基本过程组成。分解是指渗入介质在高温下通过化 学反应进行分解，形成渗入元素的活性原子；吸收是指渗入元素的活性原子被钢件表面吸 附，进入钢件内形成固溶体或化合物；扩散是指被吸附的渗入原子由工件表层逐渐向内扩 散，形成一定深度的扩散层。 3. 方法 化学热处理方法主要有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硅、渗金属等。由于渗入元素 不同，工件表面处理后获得的性能也不相同。渗碳、碳氮共渗的主要目的是提高工件的表面 硬度、耐磨性和疲劳强度；渗氮的主要目的是提高工件表层的硬度、耐磨性、热硬性、耐蚀 性和疲劳强度；渗金属的主要目的是提高工件表面的耐蚀性和抗氧化性等。目前，在机械制 造业中，最常用的化学热处理是渗碳和渗氮。 1、熟悉和掌握化学热处理概念、过程和方法的概念；通过结合图片的学习，完成课后练习。 1. 细化课程知识点设计，让学生更好的理解和掌握。 2.知识点在学生心理更清晰明了 活动三： 调动思维 探究新知 2、 渗碳 渗碳是为了提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳 介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。渗碳层的深度一般为0.5～2.5mm,碳的质量分数一般控制在wc=1% 左右。 渗碳所用的钢种一般是碳的质量分数为0.10%～0.25% 的低碳钢和低合金钢，如15钢、20钢、20Cr 钢、20CrMnTi 钢、20CrMnMo 钢等。工件经渗碳后，其表面硬度和耐磨性 等并不能达到技术要求，还需要进行淬火和低温回火，才能 使工件表面获得高硬度(56～64HRC)、高耐磨性和高疲劳 强度，而心部仍保持一定的强度和良好的韧性。渗碳工艺被 广泛用于要求表面硬而心部韧的工件，如齿轮、凸轮轴、活 塞销、铁道车辆滚动轴承、模具、量具等。 根据渗碳介质物理状态的不同，渗碳可分为气体渗碳、 固体渗碳和液体渗碳，其中气体渗碳应用最广泛。气体渗碳是将工件置于气体渗碳介质(甲烷、丙烷、煤油、丙酮、甲醇、天然气等)中进行渗碳的 工艺。它是将工件放入密封的加热炉中(如井式气体渗碳炉),通入气体渗碳剂进行渗碳 的，如图3-15