专题六 热处理概述与退火与正火（课件）-四川省职教高考《金属加工与实训》(高教版）专题复习讲练测

专题六 热处理概述与退火与正火 《金属加工与实训》（高教版） 专题复习讲练测 1 目录 01 考纲解读 03 考题讲解 05 归纳小结 02 知识点梳理 04 课内练习 2 常见考点： 理解热处理的定义、目的和在材料加工中的重要性。（知识点：热处理的概念） 了解和区分不同的热处理工艺，如淬火、退火、正火等，并掌握其基本步骤和目的。（知识点：热处理工艺的分类） 掌握热处理过程中材料内部组织变化的基本原理，理解温度和时间对热处理效果的影响。（知识点：热处理的原理） 熟悉铁碳合金状态图的基本结构及各部分的相变规律，能解释铁碳合金在不同温度和碳含量条件下的组织变化。（知识点：铁碳合金状态图） 理解退火与正火的概念和主要目的，掌握几种常见的退火与正火方法及其应用。（知识点：退火与正火） 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2.能够解释铁碳合金在不同温度和碳含量条件下的组织变化。 02 3. 理解不同热处理工艺的基本步骤和目的。 03 1. 掌握正火的方法及其应用领域。 4 易考题型： 1.简答题：能够列举并简要说明几种常见的热处理工艺，如淬火、退火、正火等。 2.选择题：掌握热处理过程中材料内部组织变化的基本原理。 3.填空题：理解不同热处理工艺的基本步骤和目的。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、热处理的概念 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。热处理工艺过程由加热、保温、冷却三个阶段组成，可用工艺曲线来表示，如图3-la 所示。常用的热处理加热设备有箱式电阻炉(见图 3 -1b)、盐浴炉、井式炉、火焰加热炉等。常用的冷却设备有水槽、油槽、盐浴、缓冷坑、吹风机等。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 二、热处理工艺的分类 热处理工艺方法很多，GB/T 12603-2005 的分类方法如图 3-2所示。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 三、热处理的原理 铁碳合金相图是确定热处理工艺的重要依据。大多数钢铁材料或零件的热处理都是先加热到临界点(或相变点)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，然后采用适当的冷却方法进行冷却，从而获得所需要的组织和使用性能。钢铁材料在热处理过程中涉及的微观组织有铁素体、奥氏体、渗碳体(或碳化物)、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体(上贝氏体和下贝氏体)、马氏体(板条马氏体和针状马氏体)等。 与机械加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状，而是通过改变工件内部的显微组织或改变工件表面的化学成分或组织，来改善工件的工艺性能或使用性能。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 四、铁碳合金状态图 铁碳合金状态图又称铁碳合金相图，它是表示平衡状态下不同化学成分的铁碳合金在不同温度时所具有的组织和状态的图形。图3-3 是简化的铁碳合金状态图。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 知识点梳理： 五、退火与正火 退火与正火是钢铁材料常用的两种基本热处理工艺方法，主要用来处理毛坯件(如铸件、锻件、焊件等)，为以后的切削加工和最终热处理作组织准备。因此，退火与正火通常又称为预备热处理。对一般铸件、锻件、焊件以及性能要求不高的工件来讲，退火和正火也可作为最终热处理。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 知识点梳理： 六、退火 1.退火的概念和目的 退火是将工件加热到适当温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。在机械零件的制造过程中，一般将退火作为预备热处理工序，并安排在铸造、锻造、焊接等工序之后租切削加工之前，用来消除前一工序中所产生的某些缺陷或残余内应力，为后续工序作好组织准备。 退火的目的是降低钢铁材料的硬度，提高其塑性，改善切削加工性能和锻压加工性能:细化钢铁材料的组织，均匀其化学成分:消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂:为后续加工或热处理作准备。 二.知识点梳理和重点概念复习 12 知识点梳理： 2.退火的方法和应用 根据钢铁材料的化学成分和退火目的不同，退火通常分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、均匀化退火等。各种退火工艺方法的概念、目的、加热温度、应用范围和相关说明见表3-1。 二.知识点梳理和重点概念复习 13 知识点梳理： 七、正火 1.正火的概念和目的 正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。正火与退火相比，一般加热温度比退火高;冷却速度比退火快，过冷度较大，因此正火后得到的组织比较细，强度和硬度比退火高一些。另外，正火与退火相比具有操作简便、生产周期短、生产效率高、生产成本低的特点。正火的目的是细化晶粒，提高钢铁材料的硬度，消除钢铁材料中的网状碳化物(或渗碳体)，并为淬火、切削加工等后续工序作组织准备。 2.正火的方法和应用 正火的方法比较简单，具体操作过程是:首先根据钢件的 A温度和尺寸大小确定合理的加热温度和保温时间，然后在保温时间达到要求后，将钢件取出空冷，即可实现对钢件的正火。在生产中正 二.知识点梳理和重点概念复习 14 知识点梳理： 火主要应用于以下场合: 1）用于改善钢铁材料的切削加工性能。低碳钢(w<0.25%)和低合金钢(w<0.2%)经退火后硬度偏低，切削加工时有“粘刀”现象，而且会使工件表面粗糙度值变大。通过正火能适当提高钢铁材料的硬度，改善切削加工性。因此，低碳钢和低合金钢一般选择正火作为预备热处理。 2）用于消除钢中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。对于过共析钢，正火加热到ACcm以上时可使网状碳化物充分溶解到奥氏体中，空冷时碳化物来不及析出，这样便消除了钢中的网状碳化物组织，同时细化了珠光体组织晶粒，有利于后续的球化退火和淬火。 3）用于普通结构零件或某些大型非合金钢工件的最终热处理，来代替调质处理，如铁道车辆的车轴就是用正火工艺作为最终热处理的。 4）用于淬火返修件，消除淬火应力，细化组织，防止工件重新火时产生变形与开裂。 二.知识点梳理和重点概念复习 15 重点概念复习： 1.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。（知识点：热处理的概念） 2.退火是将工件加热到适当温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。（知识点：退火的概念） 3.退火的目的是降低钢铁材料的硬度，提高其塑性，改善切削加工性能和锻压加工性能:细化钢铁材料的组织，均匀其化学成分:消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂:为后续加工或热处理作准备。（知识点：退火的目的） 4.正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。（知识点：正火的概念） 5.正火的目的是细化晶粒，提高钢铁材料的硬度，消除钢铁材料中的网状碳化物，并为淬火、切削加工等后续工序作组织准备。（知识点：正火的目的） 二.知识点梳理和重点概念复习 16 1. 热处理是通过控制材料的______和______，以改变其组织和性能。（知识点：热处理原理） a) 温度和时间 b) 压力和密度 c) 颜色和形状 d) 光照强度和速度 答案：a) 温度和时间 解析： 热处理是通过控制温度和时间来改变材料的组织和性能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 17 2.以下哪个不属于热处理工艺的分类？（知识点：热处理工艺的分类） a) 淬火 b) 退火 c) 焊接 d) 正火 答案：c) 焊接 解析： 焊接不是热处理工艺的分类，热处理工艺的分类包括淬火、退火、正火等。 三.常考习题练习与讲解 选择题 18 3. 热处理的原理是利用______的变化来调节材料的性能。（知识点：热处理的原理） a) 结构 b) 密度 c) 声速 d) 导热系数 答案：a) 结构 解析： 热处理通过改变材料的结构来调节其性能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 19 4. 在铁碳合金状态图中，______表示了铁和碳在不同温度和组成条件下的结构状态。（知识点：铁碳合金状态图） a) 相图 b) 纤维图 c) 构图 d) 状态图 答案：d) 状态图 解析： 铁碳合金状态图展示了铁和碳在不同温度和组成条件下的结构状态。 三.常考习题练习与讲解 选择题 20 5. 退火的主要目的是______。（知识点：退火的目的） a) 增加硬度 b) 减少塑性 c) 消除和减少内部应力 d) 提高脆性 答案：c) 消除和减少内部应力 解析： 退火的主要目的是消除和减少材料内部的应力，提高材料的塑性和韧性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 21 6. 热处理是金属材料加工中常用的一种方法，以下哪个不属于金属材料的常见热处理方法？（知识点：热处理概念） A. 淬火 B. 回火 C. 轧制 D. 热处理 答案：C。 解析：轧制是金属加工中的一种成形方法，不属于金属材料的常见热处理方法。 三.常考习题练习与讲解 选择题 22 7. 以下哪种不是退火的方法？（知识点：退火的方法） a) 全退火 b) 等温退火 c) 弯曲退火 d) 球化退火 答案：c) 弯曲退火 解析： 弯曲退火不是一种常见的退火方法。 三.常考习题练习与讲解 选择题 23 8.正火的主要目的是______。（知识点：正火的目的） a) 增加硬度 b) 提高切削性能 c) 提高弹性模量 d) 降低导热性 答案：b) 提高切削性能 解析： 正火的主要目的是改善材料的切削加工性能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 24 1. 正火的方法包括______和______正火。（知识点：正火的分类） 解析： 正火的方法包括普通正火和完全正火。普通正火适用于普通碳素钢，完全正火适用于合金钢。 三.常考习题练习与讲解 填空题 25 2.在铁碳合金状态图中，______是指铁和碳的共存状态。（知识点：铁碳合金状态图） 解析： 在铁碳合金状态图中，共析是指铁和碳在共同晶格中共存的状态，如奥氏体和渗碳体。 三.常考习题练习与讲解 填空题 26 3.退火过程中，______是指通过控制升温和冷却速度，使材料的结构和性能得到优化。（知识点：退火的概念） 解析： 退火过程中，热处理控制是指通过合理控制升温、保温和冷却速度，实现材料结构和性能的优化。 三.常考习题练习与讲解 填空题 27 4.淬火是通过快速冷却使材料从______状态变为马氏体组织。（知识点：淬火的过程） 解析： 淬火是通过快速冷却使材料从奥氏体状态变为马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。 三.常考习题练习与讲解 填空题 28 5.在铁碳合金状态图中，______是指铁和碳在共析状态下的平衡组织。（知识点：铁碳合金状态图） 解析： 在铁碳合金状态图中，共析平衡是指铁和碳在共析状态下的平衡组织，如奥氏体和渗碳体的平衡相变关系。 三.常考习题练习与讲解 填空题 29 1. 正常化的目的是通过控制冷却速度使材料组织均匀化。（ ）（知识点：正常化的目的） 答案：错误 解析： 正常化的目的是消除加工硬化，改善材料的切削加工性能，而非组织均匀化。 三.常考习题练习与讲解 判断题 2.淬火过程中，冷却介质的选择对最终材料的硬度没有影响。（ ）（知识点：淬火过程中冷却介质的选择） 答案：错误 解析： 淬火过程中的冷却介质选择会直接影响材料的淬透性和最终的硬度。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.退火过程中，加热速度越快，材料的晶粒生长速度越慢。（ ）（知识点：退火的方法） 答案：错误 解析： 加热速度快会促进晶粒的长大，影响最终的晶粒结构和性能。 三.常考习题练习与讲解 判断题 4.在铁碳合金状态图中，奥氏体区域通常对应着高碳钢的组织状态。（ ）（知识点：铁碳合金状态图） 答案：错误 解析： 奥氏体区域对应的是低碳钢和无碳钢的组织状态，高碳钢通常在珠光体和马氏体区域。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.在退火过程中，加热后材料会达到全面塑性。（ ）（知识点：退火的方法） 答案：错误 解析： 退火过程中，虽然材料的塑性会提高，但不会完全达到全面塑性，而是在合适的条件下优化材料的性能。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1. 简述热处理的概念及其在材料加工中的重要性。（知识点：热处理的概念及应用） 解析： 热处理是通过控制材料的加热、保温和冷却过程，改变材料的结构和性能的过程。在材料加工中，热处理可以调节材料的硬度、强度、韧性等性能，使材料适应不同的使用环境和要求。 四.课内练习与讲解 2.列举并简要说明三种常见的热处理工艺分类。（知识点：热处理工艺分类） 解析： 三种常见的热处理工艺分类包括淬火、退火和正火。淬火是通过急冷将材料快速冷却至马氏体区，以增加硬度；退火是通过缓慢加热、保温和缓冷，消除内部应力，提高塑性和韧性；正火是通过控制加热和保温过程，改善切削加工性能。 四.课内练习与讲解 3. 热处理的原理是什么？简要说明热处理过程中结构的变化以及对材料性能的影响。（知识点：热处理的原理） 解析： 热处理的原理是通过控制材料的温度和时间，使材料的组织发生变化，从而调节材料的性能。在热处理过程中，材料的晶粒结构会发生改变，影响材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能。 四.课内练习与讲解 4.铁碳合金状态图是什么？简要解释图中的重要区域及相变规律。（知识点：铁碳合金状态图） 解析： 铁碳合金状态图展示了铁和碳在不同温度和组成条件下的固态结构。重要区域包括奥氏体、渗碳体、珠光体、马氏体等，相变规律主要包括共析、过共析、共析平衡等。 四.课内练习与讲解 5. 退火是什么，其主要目的是什么？简要说明常见的退火方法和应用。（知识点：退火的目的及概念） 解析： 退火是一种通过加热、保温和缓慢冷却的热处理工艺。其主要目的是消除和减少材料内部的应力，提高材料的塑性和韧性。常见的退火方法包括全退火、等温退火、球化退火等，应用于改善材料的加工性能和结构优化。 四.课内练习与讲解 6. 正火是什么，其主要目的是什么？简要说明正火方法及应用领域。（知识点：正火的概念及目的） 解析： 正火是一种通过加热至一定温度后保持时间再缓慢冷却的热处理工艺。其主要目的是改善材料的切削加工性能和机械性能。常见的正火方法包括普通正火、完全正火、稳态正火等，常应用于提高材料的可加工性和耐用性。 四.课内练习与讲解 7.简述热处理工艺中温度控制的重要性及温度过高或过低可能导致的问题。（知识点：热处理工艺） 解析： 温度控制在热处理中至关重要，过高或过低的温度均会影响材料的组织和性能。温度过高可能导致过热、晶粒粗化，热裂纹等问题；温度过低可能导致效果不明显，处理时间过长等问题，影响最终的性能优化效果。 四.课内练习与讲解 本节课围绕热处理概述与退火和正火展开，涵盖了以下知识点：首先，我们了解了热处理的概念，明确其通过加热、保温和冷却等手段，改变材料内部组织结构以改善其物理和机械性能的重要性。接着，我们分类介绍了几种主要的热处理工艺，包括淬火、退火和正火，并深入解析了它们的原理和应用。我们还学习了铁碳合金状态图，掌握了不同温度和碳含量条件下铁碳合金的组织变化规律。随后，我们详细讲解了退火和正火的概念、目的及其具体方法和应用，强调了各自的工艺步骤和适用场景。 五.课程小结 1.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。（知识点：热处理的概念） 2.退火是将工件加热到适当温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。（知识点：退火的概念） 3.退火的目的是降低钢铁材料的硬度，提高其塑性，改善切削加工性能和锻压加工性能:细化钢铁材料的组织，均匀其化学成分:消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂:为后续加工或热处理作准备。（知识点：退火的目的） 4.正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。（知识点：正火的概念） 5.正火的目的是细化晶粒，提高钢铁材料的硬度，消除钢铁材料中的网状碳化物，并为淬火、切削加工等后续工序作组织准备。（知识点：正火的目的） 五.课程小结 感谢观看 $$