专题八 热处理基础知识（教案）-浙江省职教高考《金属加工基础》机工版-讲练测

专题八. 热处理基础知识（讲义）《金属加工基础》专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解热处理的概念及作用。 2. 掌握热处理工艺中的常见方法和步骤。 3. 熟悉不同金属材料的热处理特点和工艺要求。 4. 理解热处理过程中的组织转变规律。 5. 掌握热处理工艺对材料性能的影响及应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1. 热处理的基本概念： 热处理是通过控制金属材料的加热、保温和冷却过程，改变其组织结构、性能和力学性能的一种工艺方式。 主要目的是提高金属材料的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能，以满足不同工程应用的要求。 2. 热处理的常见方法： 淬火：迅速冷却金属材料，使组织变为马氏体或马氏体加珠光体，从而增加硬度。 退火：将金属材料加热至一定温度后缓慢冷却，使组织变软且均匀，减轻残余应力。 正火：先加热到适当温度，再进行保温一段时间，最后冷却，使金属材料既具有一定硬度又具有一定韧性。 回火：将经淬火处理的材料加热至较低温度，保温一段时间后冷却，降低脆性，增加韧性。 3. 热处理工艺： 预热：将金属材料加热至一定温度，以充分改变其组织结构和性能的准备阶段。 保温：在一定温度下保持一段时间，使金属材料的组织结构发生相变，形成所需要的组织。 冷却：根据热处理方法选择适当的冷却速度，从而固定金属的组织结构。 4. 金属材料的热处理特性： 不同金属材料在热处理中的特性，如钢的淬透性、铝合金的时效硬化特性等。 热处理对金属材料的硬度、强度、韧性、延展性等性能的影响。 5. 组织结构转变： 金属在热处理过程中的组织结构转变是指金属在加热、保温和冷却过程中，晶粒的形态和尺寸发生变化，从而影响了材料的性能。以下是一些常见的组织结构转变过程： 奥氏体转变为马氏体： 在淬火过程中，高温下的奥氏体会快速冷却形成马氏体，从而提高金属的硬度和强度。 马氏体是一种变形体，通常具有高硬度但易脆的特点，在一些情况下需要经过回火处理来降低脆性，提高韧性。 马氏体转变为珠光体： 在正火或回火过程中，马氏体会发生相变，转变为较为柔软的珠光体，以增加材料的韧性。 珠光体具有较好的塑性和韧性，适用于需求高韧性的部件材料中。 晶粒细化： 在热处理过程中，晶粒的尺寸会发生变化，晶粒细化可以提高材料的强度和韧性，同时减少晶界对电子和位错的干扰。 析出相转变： 在保温过程中，溶固体中的固溶态溶质会析出形成沉淀相，影响材料的硬度和耐热性。 通过控制析出相转变过程，可以调节材料的性能，如时效硬化在铝合金中的应用。 回复退火效应： 回火处理中的回复过程可以消除杵位材料应力，减少材料的脆性和内部应力，改善材料的综合性能。 6.热处理的应用： 热处理技术在各个领域都具有广泛的应用，以下是一些常见的热处理应用领域： 金属材料加工：在金属加工行业中，热处理技术被广泛应用于钢铁、铝合金、铜合金等金属材料的制造和加工过程中，以改善材料的机械性能和耐用性。 机械制造：热处理常用于制造轴承、齿轮、刀具等机械零部件，通过改变材料的组织结构提高其硬度和耐磨性，延长零部件的使用寿命。 汽车工业：在汽车制造领域，热处理用于制造发动机零部件、传动系统、车轮等关键部件，以提高其强度、耐磨性和耐久性。 航空航天：热处理技术在航空航天领域中扮演重要角色，用于制造航空发动机零部件、飞机结构件等高强度、高温下工作的零部件。 武器制造：火炮、坦克、飞机等武器装备的制造过程中也需要大量应用热处理技术，以提高其强度、硬度和耐久性。 工具制造：刀具、冲头、钻头等各类工具的制造中，热处理能够显著改善切削性能和耐磨性，延长工具寿命。 电子领域：热处理应用于制造半导体材料、电子元器件等，提高其性能和可靠性。 建筑工程：在建筑结构中，热处理用于制造钢结构、焊接材料等，以提高其耐久性和承载能力。 [真题练讲] 1.(2017年浙江省统一考试) 热处理中的强化退火是通过以下哪种方式提高材料的强度和硬度？ A. 加热至高温后快速冷却 B. 加热保温后缓慢冷却 C. 加热至低温后快速冷却 D. 加热后在水中急冷处理 解析： 选项 B 正确。强化退火是通过加热保温后缓慢冷却的方式来提高材料的强度和硬度。 2.(2016年山东省统一考试) 在热处理过程中，保温时间越长，通常会导致材料的哪一性能变化较明显？ A. 强度 B. 韧性 C. 导电性 D. 导热性 解析： 选项 A 正确。保温时间越长，通常会导致材料的强度变化较明显。 3.(2018年青海省统一考试) 硬度是反映材料哪种性质的指标？ A. 抗拉强度 B. 延展性 C. 抗压强度 D. 抗硬化性 解析： 选项 D 正确。硬度是反映材料抗硬化性的指标。 4.(2017年广东省统一考试) 热处理中的冷却