专题五 钢的热处理（教案）-浙江省职教高考《金属加工与实训-基础知识（第2版）》讲练测

中职三段六步开放课堂配套学历案 专题五.钢的热处理（教案）-《金属加工与实训-基础知识（第2版）》专题复习讲练测 [考纲要求] 1.解释钢的热处理概念、目的和分类； 2.掌握不同热处理方法的原理、工艺和效果； 3.比较不同热处理方法的优缺点及适用范围； 4.理解热处理对钢材性能的影响，包括强度、硬度、韧性等； 5.能够分析和解决钢材热处理过程中可能出现的问题； 6.掌握常见热处理工艺参数的选择和控制方法； 7.理解热处理与其他钢材加工工艺的关系和相互影响。 [课时安排] 1课时 [知识梳理] 1. 钢的热处理的概念、目的、分类 钢的热处理是采用适当的方式对固态钢材进行加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得预期的钢材内部组织结构和性能的工艺。热处理方法有很多，其共同点是:只改变钢材内部组织结构，不改变表面形状与尺寸，而且都由加热、保温、冷却三个阶段组成。 热处理的目的，除了消除毛坯缺陷、改善工艺性能，以利于进行冷热加工外，更重要的是充分发挥材料潜力、显著提高材料的力学性能、提高产品质量、延长使用寿命。据统计，机床工业中有 60%~70%的零件需要进行热处理;在汽车、拖拉机工业中，70%~80%的零件需要进行热处理:各类工具 (刀具、量具、模具等) 几乎全部需要进行热处理。因此，热处理在机械制造业中占有十分重要的地位。 2. 钢的整体热处理 1.退火 退火是将钢件加热到适当温度，保温一定时间后，然后缓慢冷却的热处理工艺。根据钢的成分及退火目的的不同，退火可分为完全退火、球化退火、去应力退火等。 (1) 完全退火 完全退火是将钢加热到一定温度后缓慢冷却的一种退火工艺，通常工件随炉冷却或被埋入砂、石灰中，冷却至 500C 以下后，出炉空冷至室温。完全退火的目的是降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力，以便于以后的加工。 (2) 球化退火 球化退火是使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺，通常将钢加热到一定温度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至 600C 以下，再出炉空冷。球化退火的目的是降低钢的硬度、改善钢的可加工性，并为以后的淬火做准备，以减小工件淬火冷却时的变形和开裂。 (3) 去应力退火 去应力退火主要是为了去除工件由于塑性变形加工、焊接等造成的应力和铸件内的残余应力而进行的退火。进行去应力退火时，通常将钢件加热到 500~650C，保温一定时间后，钢件随炉缓冷至 300~200C，再出炉空冷。去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊件、切削加工件的残余应力，以稳定其尺寸、减小其变形。 2.正火 正火是将钢件加热到一定温度，保温适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺正火的主要目的是:细化晶粒、调整硬度;消除网状碳化物，为后续加工及球化退 淬火等做好组织准备。 正火与退火相比，所得室温组织相同，但正火的冷却速度比退火要快。因此，正火后的组织比退火组织要细小些，钢件的强度、硬度比退火高一些。同时，正火与退火相比，具有操作简便、生产周期短、生产率较高、成本低等特点。 3.淬火 淬火是一种将钢件加热到某一温度、保温一定时间后，在淬火介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的热处理工艺。淬火的主要目的是为了得到高硬度的组织，与适当的回火相配合，可使工件获得所需的使用性能。淬火和回火是紧密相连的两个工艺过程，是强化钢材、提高机械零件使用寿命的重要手段，它们通常作为钢件的最终热处理。 淬火介质 淬火介质是指工件进行淬火冷却时所使用的介质。生产上最常用的淬火介质有水、水 溶液、油、硝盐浴、碱浴、空气等。水在冷却 650~550C的钢件时具有较强的冷却能力，在冷却 300~200C的钢件时仍有较强的冷却能力。冷却速度快，容易引起淬火钢件的变形和开裂。若在水中加人适量的NaCl或Na0H，可大大提高水在冷 650~550C钢件时的冷却能力，而使水在冷却300~200C的钢件时冷却能力变化不大。 淬火方法 (1) 单介质淬火 (2) 双介质淬火 (双液淬火) (3) 分级火 (4) 等温淬火 钢的淬火缺陷 在热处理生产中，由于淬火工艺控制不当，常会产生氧化与脱碳、过热与过烧、变形与开裂、硬度不足及软点等缺陷 4.回火 回火是将钢件淬硬后，再加热到某一不太高的温度 (150~600C)，保温一定时间后冷却至室温的热处理工艺。回火是紧接淬火后进行的一种热处理操作，也是生产中应用最广泛的热处理工艺。淬火和适当温度的回火相配合，可以使钢件获得不同的组织和性能可满足各类零件和工具对使用性能的不同要求。回火通常是钢件的最后一道热处理工艺。 (1) 低温回火 (2) 中温回火 (3) 高温回火 5.调质处理 在热处理生产中，通常将淬火加高温回火的复合热处理工艺称为调质处理，简称调质。调质处理主要用于处理各种重要的结构