专题七 热处理概念、分类与原理（讲义） 四川省对口招生《金属加工与实训》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据四川省（对口招生）智能制造类专业考试标准及《金属加工与实训》编写，围绕考点解读、思维导图、知识梳理、背诵、常考题、高考模拟、课堂练习和课堂小结组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 四川省智能制造类 《金属加工与实训》考纲讲练测 专题七 热处理概念、分类与原理 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解金属材料热处理的概念，能说明热处理的目的、基本工艺过程、分类及组织转变的基本原理。 二、微目标拆解 能准确说出热处理的概念及加热、保温、冷却三个基本阶段。 能说明热处理改善组织和性能、提高零件质量与使用寿命的目的。 能按处理范围和作用方式辨析整体热处理、表面热处理和化学热处理。 能解释铁碳合金相图、临界点和奥氏体组织在钢热处理中的基础作用。 能建立加热温度、保温时间、冷却方式、组织和性能之间的联系。 三、考情提示 概念辨析：热处理通常不以改变工件形状和尺寸为主要目的，而是通过组织或表面成分变化改善性能。 过程排序：热处理工艺依次经历加热、保温、冷却，三者共同决定最终组织和性能。 分类判断：整体热处理作用于工件整体；表面热处理侧重表面组织与性能；化学热处理还改变表面化学成分。 原理理解：钢通常加热到临界点以上获得全部或部分奥氏体，再以适当方式冷却得到所需组织。 情境应用：看到箱式电阻炉、水槽、油槽等设备时，要能判断其对应加热或冷却阶段。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 热处理的概念与主要目的 【知识再现】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，以获得预期组织结构与性能的工艺。 【讲解】热处理通过合理控制温度和时间，使材料内部组织或表面状态发生变化。其主要目的是改善材料的组织和性能，提高零件质量和使用寿命，充分发挥材料的使用潜力和经济价值。量具、模具、刀具、轴、凸轮、弹簧、轴承和齿轮等机械零件通常都需要热处理。 【易错提醒】热处理通常不是通过切除材料来获得形状和尺寸，也不能简单理解为把钢加热得越热越好。 1. 热处理的直接目标是使工件获得预期的（ ）。 A. 组织与性能 B. 几何尺寸 C. 表面粗糙度 D. 加工余量 【答案】A 【解析】热处理通过组织变化获得所需性能，通常不以改变形状和尺寸为直接目标。 2. 热处理能够提高零件质量和使用____。 【答案】寿命 【解析】改善组织和性能有助于延长零件使用寿命。 知识点2 加热、保温和冷却三个阶段 【知识再现】热处理工艺过程由加热、保温、冷却三个基本阶段组成，可用温度—时间工艺曲线表示。 【讲解】加热阶段使工件达到规定温度；保温阶段使工件内外温度趋于均匀并使组织转变充分进行；冷却阶段按规定方式和速度降温，以获得所需组织和性能。常用加热设备有箱式电阻炉、盐浴炉、井式炉和火焰加热炉，常用冷却设备有水槽、油槽、缓冷坑和吹风机。 图7-1 箱式电阻炉 【易错提醒】保温不是停止工艺，而是在规定温度保持一定时间；冷却方式不同，即使加热条件相同，也可能得到不同组织和性能。 3. 热处理工艺的正确顺序是（ ）。 A. 保温—加热—冷却 B. 加热—冷却—保温 C. 加热—保温—冷却 D. 冷却—保温—加热 【答案】C 【解析】三个基本阶段依次为加热、保温、冷却。 4. 在规定温度保持一定时间的阶段称为____。 【答案】保温 【解析】保温有利于温度均匀和组织转变充分。 知识点3 热处理的三大分类 【知识再现】热处理按作用范围和方式可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理。 【讲解】整体热处理对工件整体进行加热和冷却，以改变整体组织和性能，退火、正火、淬火、回火属于常见的整体热处理。表面热处理主要改变工件表面的组织和性能。化学热处理把工件置于适当活性介质中加热和保温，使一种或几种元素渗入表面，因此表面化学成分、组织和性能都会变化。 【易错提醒】表面热处理与化学热处理都可改善表面性能，但前者不一定改变表面化学成分，后者的识别关键是有元素渗入。 5. 渗入元素并改变工件表面化学成分的处理属于（ ）。 A. 整体热处理 B. 表面热处理 C. 化学热处理 D. 切削加工 【答案】C 【解析】化学热处理的显著特征是元素渗入并改变表面化学成分。 6. 退火、正火、淬火和回火通常属于____热处理。 【答案】整体 【解析】这些工艺属于常见的整体热处理方法。 知识点4 热处理的依据与组织转变 【知识再现】铁碳合金相图是确定钢热处理工艺的重要依据，临界点是金属材料加热或冷却过程中发生相变的温度。 【讲解】大多数钢件先加热到临界点以上某一温度，使其全部或部分得到均匀的奥氏体组织，再采用适当方式冷却，从而获得所需组织和使用性能。实际加热和冷却不是无限缓慢进行的，组织转变温度会随加热或冷却速度变化而偏离平衡临界点。专题复习只需掌握这一基本关系，不要求进行复杂相图推导。 【易错提醒】奥氏体通常是热处理加热阶段形成的中间组织，最终使用组织取决于随后的冷却条件，不能把奥氏体直接等同于全部最终组织。 7. 确定钢热处理工艺的重要依据是（ ）。 A. 铁碳合金相图 B. 机床型号 C. 零件装配图 D. 切削用量表 【答案】A 【解析】教材明确指出铁碳合金相图是确定热处理工艺的重要依据。 8. 钢在临界点以上加热时通常先获得全部或部分____组织。 【答案】奥氏体 【解析】奥氏体化是许多钢热处理工艺的重要加热阶段。 知识点5 工艺、组织与性能的关系 【知识再现】加热温度、保温时间和冷却方式共同影响组织转变，组织决定材料表现出的工艺性能和使用性能。 【讲解】工件材料和化学成分相同，如果采用不同的加热温度、保温时间或冷却速度，可能得到不同的铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等组织，从而产生不同硬度、强度、塑性和韧性。理解热处理时应沿着“工艺参数改变—组织转变—性能变化”的顺序分析。 【易错提醒】材料牌号相同不代表热处理后的性能一定相同；工艺参数与冷却条件同样重要。 9. 同一种钢采用不同冷却方式后性能可能不同，根本原因是其（ ）可能不同。 A. 组织 B. 牌号 C. 质量单位 D. 图样比例 【答案】A 【解析】冷却方式影响组织转变，组织变化进一步引起性能变化。 10. 分析热处理效果时，可按“工艺参数—____—性能”的链条进行。 【答案】组织 【解析】组织是连接工艺和性能的关键。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 什么是热处理？ 【答案】采用适当方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期组织结构与性能的工艺。 2. 热处理的主要目的是什么？ 【答案】合理改善材料的组织和性能，提高零件质量和使用寿命，发挥材料的使用潜力和经济价值。 3. 热处理工艺过程包括哪三个基本阶段？ 【答案】加热、保温、冷却。 4. 保温阶段的主要作用是什么？ 【答案】使工件内外温度趋于均匀，并使所需组织转变充分进行。 5. 热处理分为哪三大类？ 【答案】整体热处理、表面热处理和化学热处理。 6. 常见的整体热处理方法有哪些？ 【答案】退火、正火、淬火和回火。 7. 表面热处理主要改变什么？ 【答案】主要改变工件表面的组织和性能。 8. 化学热处理与表面热处理相比有什么突出特点？ 【答案】化学热处理有元素渗入，工件表面化学成分也发生变化。 9. 确定钢热处理工艺的重要依据是什么？ 【答案】铁碳合金相图。 10. 什么是临界点？ 【答案】金属材料在加热或冷却过程中发生相变的温度。 11. 许多钢件加热到临界点以上后先获得什么组织？ 【答案】全部或部分均匀的奥氏体组织。 12. 怎样概括热处理工艺、组织和性能的关系？ 【答案】工艺参数影响组织转变，组织变化决定性能变化。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 热处理一般通过改变工件的（ ）来改善性能。 A. 显微组织 B. 基本形状 C. 公称尺寸 D. 装配位置 【答案】A 【解析】热处理通常改变内部显微组织或表面成分、组织。 2. 下列属于热处理基本阶段的有（ ）。 A. 加热 B. 保温 C. 冷却 D. 切削 【答案】ABC 【解析】热处理由加热、保温、冷却三个阶段组成。 3. 热处理的主要目的是直接改变工件的形状和尺寸。 【答案】× 【解析】热处理主要改变组织和性能，通常不直接改变形状和尺寸。 4. 热处理三大类中，能改变表面化学成分的是____热处理。 【答案】化学 【解析】化学热处理使元素渗入工件表面。 5. 箱式电阻炉主要用于热处理的（ ）阶段。 箱式电阻炉 A. 加热 B. 切削 C. 装配 D. 检验 【答案】A 【解析】箱式电阻炉属于常用加热设备。 6. 热处理效果可沿“工艺参数—组织—____”的关系进行分析。 【答案】性能 【解析】工艺影响组织，组织决定性能。 [环节6 高考模拟题] 以下题目按四川省职教高考常见命题方式编制，用于训练“关键词定位—概念对应—情境应用”。 1. 某工艺使元素渗入齿轮表面，同时改变表面组织和性能，该工艺属于（ ）。 A. 整体热处理 B. 表面热处理 C. 化学热处理 D. 机械加工 【答案】C 【解析】元素渗入是化学热处理的关键特征。 2. 决定热处理后组织与性能的工艺因素有（ ）。 A. 加热温度 B. 保温时间 C. 冷却方式 D. 图纸幅面 【答案】ABC 【解析】前三项直接参与热处理过程，图纸幅面与组织转变无关。 3. 同一种钢只要牌号相同，采用不同冷却方式所得性能也一定相同。 【答案】× 【解析】不同冷却方式可能形成不同组织并产生不同性能。 4. 钢热处理时，确定加热温度的重要依据是____合金相图。 【答案】铁碳 【解析】铁碳合金相图是确定钢热处理工艺的重要依据。 5. 工件达到规定温度后继续保持一段时间，主要是为了（ ）。 A. 使温度均匀并使组织转变充分 B. 切除加工余量 C. 测量表面粗糙度 D. 完成装配 【答案】A 【解析】这是保温阶段的主要作用。 6. 关于热处理的叙述，正确的有（ ）。 A. 可改善材料性能 B. 可提高零件使用寿命 C. 通常不以改变形状为主要目的 D. 冷却方式不影响结果 【答案】ABC 【解析】冷却方式会影响组织和性能，D错误。 [环节7 课堂练习] 课堂练习建议用时15—25分钟。先独立作答，再核对答案与解析。 1. 热处理工艺曲线通常表示温度随（ ）的变化。 A. 时间 B. 长度 C. 面积 D. 质量 【答案】A 【解析】工艺曲线反映加热、保温、冷却过程中温度与时间的关系。 2. 常用热处理冷却设备有（ ）。 A. 水槽 B. 油槽 C. 缓冷坑 D. 吹风机 【答案】ABCD 【解析】教材列举的常用冷却设备包括这四项。 3. 保温阶段温度保持不变，因此工件内部不再发生组织变化。 【答案】× 【解析】保温有助于组织转变充分进行。 4. 金属材料发生相变的温度称为____点。 【答案】临界 【解析】临界点也称相变点。 5. 表面热处理主要处理工件的（ ）。 A. 表面 B. 装配关系 C. 图样比例 D. 加工余量 【答案】A 【解析】表面热处理侧重改变工件表面组织和性能。 6. 钢热处理过程中可能涉及的组织有（ ）。 A. 奥氏体 B. 珠光体 C. 贝氏体 D. 马氏体 【答案】ABCD 【解析】四种组织均可在钢热处理相关组织转变中出现。 [环节8 课堂小结] 复习建议：热处理是对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期组织结构与性能的工艺。 热处理的主要目的在于改善组织和性能，提高零件质量和使用寿命，而不是直接改变工件形状。 热处理按作用范围和方式分为整体热处理、表面热处理和化学热处理。 钢热处理以铁碳合金相图为重要依据，通常经过奥氏体化和受控冷却获得所需组织。 复习建议：按“加热—保温—冷却”和“工艺参数—组织—性能”两条主线串联概念、分类与原理。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $