3.1 热处理基础知识（课件）·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》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 钢的热处理 热处理基础知识（第1课时） 知识目标 熟悉热处理的概念和目的，热处理的设备和原理。 能力目标 了解热处理的分类和应用。热处理安全文明操作规程。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 思考：什么是热处理？ 新知学习 02 钢的热处理 【学习指导】 本单元主要介绍钢的热处理基础知识、退火与正火、淬火、回火与时效处理、表面热处理和化学热处理等内容。学习重点和要求是：第一，了解热处理的概念、目的、原理和分类，了解热处理是通过不同的加热温度、保温时间和冷却速度等方式进行组合，最终使钢材获得所需的组织与性能；第二，理解退火、正火、淬火、回火、调质、时效处理的目的、方法及应用；第三，了解钢的表面热处理和化学热处理的一般方法；第四，熟悉典型热处理工艺在典型零件生产中的应用，如了解弹簧、轴、齿轮等零件的热处理工艺，这样学习可以做到触类旁通，提高学习效率，并尽快建立感性经验；第五，了解热处理的新技术与新工艺。 新知学习 02 模块一 热处理基础知识 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。热处理是钢铁材料和机械零件制造过程中的中间工序。其目的是改善钢材表面或内部的组织状态，获得需要的工艺性能和使用性能，提高钢制零件的使用寿命，充分发挥钢材的潜力。 一、热处理的概念和目的 新知学习 02 二、热处理设备 热处理设备主要包括加热设备、冷却设备和辅助设备等。常用的加热设备主要有箱式电阻炉、盐浴炉、井式炉、火焰加热炉等；常用的冷却设备主要有水槽、油槽、盐浴、缓冷坑、吹风机等。 新知学习 02 三、热处理的原理 热处理的基本原理是借助铁碳合金相图（图3-1) 新知学习 02 根据钢在加热和冷却时内部组织发生相变的基本规律，使钢材（或零件）获得所需要的组织和使用性能，从而实现改善钢材性能的目的。热处理的工艺过程一般由加热、保温、冷却三个阶段组成，如图3-2 所示。"加热"和"保温"是为"冷却"提供组织准备；"冷却"是借助不同的冷却速度，使钢材发生不同的相变，从而使钢材获得需要的组织和性能。零件进行热处理的基本过程就是确定科学合理的加热温度、保温时间和冷却介质等参数。 新知学习 02 金属材料在加热或冷却过程中发生相变的温度称为相变点（或临界点）。铁碳合金相图中的A、A、A是平衡条件下的相变点。铁碳合金相图中的相变点是在缓慢加热或缓慢冷却的条件下测得的，但是在实际生产过程中，由于加热过程或冷却过程并不是非常缓慢地进行的，所以，实际生产中钢铁材料发生相变的温度与铁碳合金相图中所示的理论相变点A、A,、A之间有一定的偏离。在实际生产过程中，钢铁材料随着加热速度或冷却速度的增加，其相变点的偏离程度将逐渐增大。钢铁材料在实际加热时的相变点可标注为Ac,、Ac3、Ac..；钢铁材料在实际冷却时的临界点可标注为Ar,、Ar3、Ar..。 新知学习 02 大多数零件的热处理都是将其先加热到临界点以上某一温度区间，使其全部或部分得到均匀的奥氏体组织，但奥氏体一般不是人们最终需要的组织，而是在随后的冷却过程中，采用合理的冷却方法（或冷却速度），使零件发生相变，获得预期需要的组织，如马氏体(M)、贝氏体（B)、索氏体（S)、珠光体（P)、铁素体（F)、渗碳体（Fe,C）等。 贝氏体（B) 新知学习 02 【拓展知识】 热处理一般不改变零件的形状，只是通过改变工件内部的显微组织或工件表面的化学1成分，使零件获得预期需要的组织和性能。因此，热处理后的结果一般需要借助金相显微镜才能观察到。 新知学习 02 四、热处理的分类和应用 根据零件热处理的目的、加热和冷却方法的不同，热处理工艺可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。热处理按其工序位置和目的不同，又可分为预备热处理和最终热处理。预备热处理是指为调整原始组织，以保证工件最终热处理或（和）切削加工质量，而预先进行的热处理工艺，如退火、正火、调质等；最终热处理是指使钢件达到使用性能要求的热处理，如淬火与回火、表面淬火、渗氮等。 新知学习 02 整体热处理是对工件整体进行穿透加热的热处理，包括退火、正火、淬火、淬火和回火、调质、固溶处理、水韧处理、固溶处理和时效。 表面热处理是指为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。它包括表面淬火和回火、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、激光辅助化学气相沉积、火焰沉积、盐浴沉积、离子镀等。 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人工件表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。它包括渗碳、