专题七 淬火与回火（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

专题七 淬火与回火 《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： 淬火是指将金属材料加热到一定温度后快速冷却的热处理工艺。通过快速冷却，使金属的硬度和强度显著提高，同时改善其耐磨性。（知识点：淬火的概念和目的） 淬火过程中，金属材料在快速冷却时形成硬而脆的马氏体结构。这种结构的形成大大增加了金属的硬度和强度，但同时也增加了脆性。（知识点：淬火工艺原理） 不同的淬火方法适用于不同的金属材料和工件，例如水淬适用于低合金钢，油淬适用于高碳钢和合金钢，空气淬则适用于某些工具钢和高合金钢。（知识点：淬火方法和应用） 回火是指将淬火后的金属重新加热到低于临界温度的某一温度，然后再冷却的热处理工艺。（知识点：回火的概念） 淬火与回火的组合使用能够有效提高金属材料的综合机械性能。淬火增加了硬度和强度，而回火则减少了脆性，增加了韧性和塑性。（知识点：淬火与回火的组合使用） 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2.掌握低温、中温、高温回火的特点及其应用。 02 3. 能够结合具体应用，分析淬火和回火组合使用的优点。 03 1. 了解回火的定义，掌握回火的主要目的。 4 易考题型： 1.简答题：掌握低温、中温、高温回火的特点及其应用。 2.选择题：掌握不同淬火方法的特点及其适用范围。 3.填空题：能够结合具体应用，分析淬火和回火组合使用的优点。 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、淬火 1.淬火的概念和目的 淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却，获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。马氏体是碳或合金元素在 a -Fe 中的过饱和固溶体，是单相亚稳组织，硬度较高，用符号M 表示。马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数，马氏体中碳的质量分数越高，其硬度也越高。 淬火的主要目的是使钢铁材料获得马氏体(或贝氏体)组织，提高钢铁材料的硬度和强度并与回火工艺合理配合，获得需要的使用性能。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 2.淬火工艺原理 (1)淬火加热温度 不同的钢种其淬火加热温度不同。非合金钢的淬火加热温度可由铁碳合金相图确定，如图3-8所示。 亚共析钢的淬火加热温度为 Ac以上 30~50C，因为在此温度范围内，可全部获得细小的奥氏体晶粒，淬火后得到均匀细小的马氏体组织若加热温度过高，则容易导致奥氏体晶粒粗大，使钢材淬火后的使用性能变坏;若加热温度过低，则淬火组织中尚有未溶的铁素体组织，从而使钢材淬火后的硬度不足，达不到技术要求。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： (2)加热时间 淬火加热时间包括升温时间和保温时间。保温时间是指炉温达到预定温度，保持这一温度持续加热，使工件内部组织得以充分转变的时间。在实际操作中，通常是先将加热炉升到所确定的加热温度，然后再将钢件装入炉内，此时炉温会略下降，等待炉温重新升到所确定的加热温度时，开始计算保温时间。 (3) 淬火速度 要想既保证获得马氏体组织，同时又尽量避免钢件发生变形与开裂，理想的淬火冷却速度曲线如图3-9所示。在 C曲线“鼻尖”附近(650~550C)应快冷，使件冷却速度大于临界冷却速度 vx(指钢件淬火时抑制非马氏体转变的冷却速度下限);而在M线附近(300~200C)应缓冷，以减少马氏体转变过程中产生较大的淬火内应力。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 到目前为止，还很难找到一种完全符合要求的理想淬火介质，但在实际生产中可根据工件的技术要求、材质及形状，科学合理地选择淬火方法，来弥补淬火介质的不足。常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、硝盐浴、碱浴和空气等。 3.淬火方法和应用 根据钢材化学成分及对组织、性能和钢件尺寸精度的要求，在保证技术要求规定的前提下，应尽量选择简便、经济的淬火方法。常用的淬火方法有:单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火(见表 3-2) 二.知识点梳理和重点概念复习 10 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 11 知识点梳理： 二、回火 1.回火的概念和目的 回火是指工件淬硬后，加热到 Ac,以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。回火是在淬火之后进行的，通常也是零件进行热处理的最后一道工序。淬火钢的组织主要由马氏体和少量残余奥氏体组成(有时还有未溶碳化物)，其内部存在很大的残余内应力，脆性大，韧性低，一般不能直接使用，如不及时消除，将会引起工件的变形，甚至开裂。回火 二.知识点梳理和重点概念复习 12 知识点梳理： 的目的是消除和减小内应力，稳定组织，保证尺寸精度;调整工件的性能以获得较好的强度与韧性配合，满足工件性能要求。由图 3 -10 可以看出，淬火钢材随回火温度的升高，强度与硬度降低，而塑性与韧性提高。 2.回火的方法和应用 根据钢材在回火过程中的温度范围，可将回火分为三种(见表3 -3):低温回火、中温回火和高温回火。 钢件淬火加高温回火的复合热处理工艺又称为调质处理，它主要用于处理轴类、连杆、螺栓、齿轮等工件。同时，钢件经过调质处理后，不仅具有较高的强度和硬度，而且塑性和韧性也明显比正火处理后要高。因此，一些重要的钢制零件一般都采用调质处理，而不采用正火处理。 二.知识点梳理和重点概念复习 13 知识点梳理： 调质处理一般作为最终热处理，但由于调质处理后钢的硬度不太高，便于切削加工，并能得到较好的表面质量，故也作为表面淬火和化学热处理的预备热处理。 二.知识点梳理和重点概念复习 14 重点概念复习： 1.淬火是指将金属材料加热到一定温度后快速冷却的热处理工艺。（知识点：淬火的概念） 2.淬火过程中，金属材料在快速冷却时形成硬而脆的马氏体结构。这种结构的形成大大增加了金属的硬度和强度，但同时也增加了脆性。（知识点：淬火工艺原理） 3.回火是指将淬火后的金属重新加热到低于临界温度的某一温度，然后再冷却的热处理工艺。（知识点：回火的概念） 4.回火的目的减少淬火后金属的脆性，提高其韧性和塑性，获得更好的综合机械性能。（知识点：回火的目的） 二.知识点梳理和重点概念复习 15 1. 淬火的主要目的是：（知识点：淬火的目的） A. 增加金属的韧性 B. 提高金属的硬度和强度 C. 增加金属的塑性 D. 减少金属的抗磨性 解析：B. 淬火的主要目的是提高金属的硬度和强度。 三.常考习题练习与讲解 选择题 16 2.以下哪种淬火介质冷却速度最快？（知识点：淬火介质） A. 水 B. 油 C. 空气 D. 盐浴 解析：A. 水的冷却速度最快。 三.常考习题练习与讲解 选择题 17 3. 淬火过程中，金属的加热温度应高于其：（知识点：淬火的过程） A. 熔点 B. 偏析温度 C. 临界温度 D. 沸点 解析：C. 淬火的加热温度应高于临界温度。 三.常考习题练习与讲解 选择题 18 4. 回火的主要目的是：（知识点：回火的目的） A. 增加金属的强度 B. 提高金属的硬度 C. 减少金属的脆性，提高韧性 D. 降低金属的塑性 解析：C. 回火的主要目的是减少金属的脆性，提高韧性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 19 5. 低温回火的主要效果是：（知识点：低温回火的效果） A. 提高金属的强度 B. 增加金属的硬度 C. 减少金属的脆性 D. 增加金属的塑性 解析：C. 低温回火主要减少金属的脆性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 20 6. 淬火过程中形成的马氏体结构具有：（知识点：淬火的过程） A. 高硬度和高韧性 B. 高硬度和低韧性 C. 低硬度和高韧性 D. 低硬度和低韧性 解析：B. 马氏体结构具有高硬度和低韧性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 21 7. 分级淬火法的主要目的是：（知识点：分级淬火法的目的） A. 提高金属的硬度 B. 降低生产成本 C. 减少工件的裂纹和变形 D. 提高冷却速度 解析：C. 分级淬火法主要减少工件的裂纹和变形。 三.常考习题练习与讲解 选择题 22 8.高温回火的主要目的包括：（知识点：高温回火的目的） A. 增加金属的硬度 B. 提高金属的塑性和韧性 C. 增加金属的脆性 D. 减少金属的强度 解析：B. 高温回火主要提高金属的塑性和韧性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 23 1. 淬火和回火组合使用的主要目的是在提高硬度的同时，减少材料的________，提高综合机械性能。（知识点：淬火和回火的目的） 解析：脆性。淬火提高硬度但增加脆性，回火则是为了减小脆性，提升韧性和塑性。 三.常考习题练习与讲解 填空题 24 2.在回火过程中，通过调整回火温度和时间，可以控制金属的__________和__________性能。（知识点：回火的温度与时间变化） 解析：硬度，韧性。回火温度和时间的变化会直接影响材料的硬度和韧性，达到所需的性能要求。 三.常考习题练习与讲解 填空题 25 3.高碳钢在淬火后易形成较多的__________，回火处理有助于减少这种结构，增加韧性。（知识点：淬火常见的问题） 解析：残余奥氏体。残余奥氏体是高碳钢淬火后常见的问题，回火可以转化其部分结构，提高材料的综合性能。 三.常考习题练习与讲解 填空题 26 4.在淬火过程中，为了防止工件表面产生__________，常采用包覆法或盐浴法进行保护。（知识点：淬火的应用） 解析：氧化。包覆法或盐浴法可以有效防止淬火过程中工件表面氧化，保持其表面质量。 三.常考习题练习与讲解 填空题 27 5.通过适当的淬火和回火工艺，可以将钢材的显微组织调整为__________、__________和少量残余奥氏体的组合，从而获得优异的综合性能。（知识点：淬火和回火工艺） 解析：回火索氏体，贝氏体。适当的淬火和回火可以形成这些优良的显微组织，提升材料的综合机械性能。 三.常考习题练习与讲解 填空题 28 1. 淬火过程中，冷却速度越快，金属的硬度越高。 ( )（知识点：淬火的过程） 解析：正确。快速冷却形成的马氏体结构硬度较高。 三.常考习题练习与讲解 判断题 2.回火的温度越高，金属的硬度越高。 ( )（知识点：回火的过程） 解析：错误。回火温度越高，金属的硬度通常会降低，但韧性会提高。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.高碳钢在淬火后通常会形成较多的残余奥氏体，这会影响其性能。 ( )（知识点：高碳钢的淬火） 解析：正确。残余奥氏体在高碳钢中会影响材料的性能，通常需要进一步处理。 三.常考习题练习与讲解 判断题 4.包覆法或盐浴法可以有效防止淬火过程中工件表面的氧化。 ( )（知识点：淬火的过程） 解析：正确。这些方法可以防止淬火时的表面氧化，保持工件的表面质量。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.通过适当的淬火和回火工艺，可以将钢材的显微组织调整为回火索氏体和贝氏体的组合。 ( )（知识点：淬火和回火工艺） 解析：正确。这种显微组织组合可以提高材料的综合机械性能。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1. 简述淬火的概念和目的。（知识点：淬火的概念和目的） 解析：淬火是将金属材料加热到一定温度，然后快速冷却的热处理工艺。其目的是提高金属的硬度和强度，改善耐磨性。 四.课内练习与讲解 2.描述淬火工艺的基本原理。(知识点：淬火工艺的基本原理） 解析：淬火工艺的基本原理是通过快速冷却，使金属内部组织转变为硬而脆的马氏体，从而提高硬度和强度。 四.课内练习与讲解 3. 解释回火的概念和目的。（知识点：回火的概念和目的） 解析：回火是将淬火后的金属重新加热到低于临界温度的某一温度，然后冷却的热处理工艺。目的是减少金属的脆性，提高韧性和塑性。 四.课内练习与讲解 4.为什么淬火后通常需要进行回火处理？（知识点：淬火的回火处理） 解析：淬火后金属虽然硬度和强度增加，但脆性也增加，容易开裂。回火可以减少脆性，提高韧性和塑性，使金属具有更好的综合机械性能。 四.课内练习与讲解 5. 什么是分级淬火，为什么使用这种方法？（知识点：分级淬火的概念） 解析：分级淬火是将工件先在较高的温度下快速冷却到一定温度，然后在这个温度保持一段时间，最后再冷却的方法。这种方法可以减少内应力和变形，防止裂纹的产生。 四.课内练习与讲解 6. 如何选择淬火介质，为什么选择不同的淬火介质？（知识点：淬火介质） 解析：淬火介质的选择取决于工件的材料、尺寸和要求的硬度。不同的淬火介质（如水、油和空气）具有不同的冷却速度，选择合适的介质可以控制工件的冷却速度，避免过大的内应力和变形。 四.课内练习与讲解 7.简述高温回火的特点和应用。（知识点：高温回火的特点） 解析：高温回火的温度范围一般在500-650°C，目的是减少金属的硬度，增加塑性和韧性。常用于中碳钢和高碳钢的回火处理，以获得良好的综合机械性能。 四.课内练习与讲解 今天，我们学习了淬火与回火的基础知识。首先，了解了淬火的概念和目的，淬火是通过快速冷却提高金属硬度和强度的热处理工艺。接着，我们探讨了淬火的工艺原理，即金属在快速冷却过程中形成硬而脆的马氏体结构。我们还介绍了不同的淬火方法，如水淬、油淬和空气淬，并讨论了其应用场景。 然后，我们学习了回火的概念和目的，回火是通过重新加热淬火后的金属以减少脆性、提高韧性的过程。回火方法包括低温、中温和高温回火，每种方法都有特定的应用。最后，理解了淬火与回火的组合使用，能够提高金属的综合性能，适用于制造需要高硬度和韧性的机械零部件。 通过今天的学习，希望大家能掌握淬火与回火的基本概念和应用，结合实际提高金属材料的性能。 五.课程小结 1.淬火是指将金属材料加热到一定温度后快速冷却的热处理工艺。（知识点：淬火的概念） 2.淬火过程中，金属材料在快速冷却时形成硬而脆的马氏体结构。这种结构的形成大大增加了金属的硬度和强度，但同时也增加了脆性。（知识点：淬火工艺原理） 3.回火是指将淬火后的金属重新加热到低于临界温度的某一温度，然后再冷却的热处理工艺。（知识点：回火的概念） 4.回火的目的减少淬火后金属的脆性，提高其韧性和塑性，获得更好的综合机械性能。（知识点：回火的目的） 五.课程小结 感谢观看 $$