1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上4.4鋼的表面熱處理教學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容：1、鋼材進(jìn)行表面熱處理的原因2、表面熱處理的方法、種類及特點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：1、掌握鋼材進(jìn)行表面熱處理的原因2、掌握表面熱處理的方法、種類及特點(diǎn)能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)：鋼材進(jìn)行表面熱處理的原因教學(xué)難點(diǎn)：表面熱處理的方法、種類及特點(diǎn)教學(xué)輔助：多媒體課件教學(xué)課時：50分鐘教學(xué)過程：一 組織教學(xué) 點(diǎn)名,穩(wěn)定學(xué)生情緒二 復(fù)習(xí)提問1、什么是回火，目的是什么？2、回火過程分幾個階段？3、回火分為哪幾種，分別達(dá)到什么樣的組織及特點(diǎn)？4、什么是調(diào)質(zhì)處理，什么是回火脆性？三 講解新課在機(jī)械設(shè)備中，有許

2、多的零件是在沖擊載荷、扭轉(zhuǎn)載荷及摩擦條件下工作的，如齒輪、活塞銷、曲軸，它們要求表面具有很高的硬度和耐磨性，而心部要具有足夠的塑性和韌性。為滿足這類零件的性能需求，實(shí)際生產(chǎn)中一般按照心部的力學(xué)性能進(jìn)行選材和常規(guī)熱處理，然后再通過避免熱處理的方法強(qiáng)化零件表面的力學(xué)性能，以達(dá)到“外硬內(nèi)韌”的要求。常用的表面熱處理方法有表面淬火和化學(xué)熱處理兩種。一、表面淬火概念：表面淬火時一種僅對工件表層進(jìn)行淬火的熱處理工藝。原理：通過快速加熱，使鋼的表層奧氏體化，在熱量尚未傳到零件中心時就立即予以冷卻淬火的方法。它不改變鋼的表層好像成分，但改變了表層組織。范圍：中碳鋼和中碳合金鋼。種類：火焰加熱表面淬火，感應(yīng)加熱

3、表面淬火，電接觸表面加熱淬火，激光加熱表面淬火。常用的有前兩種。1、火焰加熱表面淬火：應(yīng)用氧-乙炔或其他可燃?xì)怏w火焰進(jìn)行表面加熱淬火。淬硬層深度一般為2-6mm。特點(diǎn)：加熱溫度及淬硬層深度不易控制，易產(chǎn)生過熱和加熱不均勻的現(xiàn)象，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。但不需要特殊設(shè)備，適用于單件或小批量生產(chǎn)。2、感應(yīng)加熱表面淬火：利用感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)進(jìn)行表面加熱淬火。特點(diǎn)：加熱速度快，僅需要幾秒或幾十秒的時間；由于速度快，奧氏體晶粒不易長大，淬火后表層獲得細(xì)針狀馬氏體，硬度高，淬火質(zhì)量好；淬硬層深度容易控制，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，但設(shè)備復(fù)雜、成本高，適用于大批量生產(chǎn)。二、化學(xué)熱處理將工件置于一定溫度的活

4、性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。它不僅改變了鋼的表層組織，還改變了表層的化學(xué)成分。化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬等。1、化學(xué)熱處理的過程：（1）分解：介質(zhì)在一定溫度下發(fā)生化學(xué)分解，產(chǎn)生可滲入元素的活性原子。（2）吸收：活性原子被工件表面吸收，形成固溶體或化合物。（3）擴(kuò)散：滲入工件表層的活性原子，有表面向中心遷移的過程，形成一定厚度的滲層。擴(kuò)散過程要在有濃度差和一定的加熱條件下進(jìn)行。2、鋼的滲碳通過表層滲入碳原子提高鋼件表層的含碳量。滲碳零件必須用低碳鋼或低碳合金鋼來制造，并在滲碳后進(jìn)行熱處理。滲碳工件的工藝路線為：鍛造正火機(jī)械加

5、工滲碳淬火+低溫回火滲碳方法可分為固體滲碳、鹽浴滲碳及氣體滲碳三種。滲碳層深度取決于保溫時間，一般按每小時0.2mm-0.5mm的速度估算，可根據(jù)所需滲碳層厚度決定保溫時間。一般零件滲碳后，其表面含碳量控制在0.85%-1.05%，含碳量從表層到心部逐漸減少，心部仍保持原來低碳鋼的含碳量。在緩慢冷卻條件下，滲碳層的組織由表面向中心依次為：過共析組織，共析組織，亞共析組織，中心為原來的亞共析組織。滲碳工件經(jīng)淬火及低溫回火后，表層顯微組織為細(xì)針狀馬氏體和均勻分布的細(xì)小顆粒狀滲碳體，硬度高達(dá)58-64HRC。心部由于是低碳鋼，顯微組織依然是鐵素體和珠光體，具有良好的綜合力學(xué)性能，即較高的韌性和適當(dāng)?shù)?/p>

6、強(qiáng)度。3、鋼的滲氮表層滲入氮原子的表面熱處理工藝。目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性及疲勞強(qiáng)度。特點(diǎn)：滲氮表層中形成穩(wěn)定的金屬氮化物，具有很高的硬度和耐磨性，一般不需要淬火，而且具有較高的紅硬性。滲氮層可防止水、蒸汽、堿性溶液的腐蝕。工件變形小。但由于生產(chǎn)周期長，成本高，滲氮層薄而脆不宜承受集中的重載荷。一般用于處理重要和復(fù)雜的精密零件。滲氮工件的工藝路線為：鍛造退火機(jī)械粗加工調(diào)質(zhì)機(jī)械精加工去應(yīng)力退火粗磨滲碳精磨或研磨。滲氮方法有氣體滲氮和離子滲氮。4、碳氮共滲在一定溫度下，將碳、氮原子同時滲入工件表層奧氏體中，并以滲碳為主的化學(xué)熱處理，氣體碳氮共滲最為常用。氣體碳氮共滲的溫度為820-870，共滲層表面含碳量為0.7%-1.0%，含氮量為0.15%-0.5%。熱處理后表層組織為含碳、氮的馬氏體及呈均勻分布的細(xì)小碳氮化合物。碳氮共滲時加熱溫度低，工件變形小，生產(chǎn)周期短，滲層具有高硬度、高耐磨性和高疲勞強(qiáng)度。常用于處理汽車和機(jī)床上的齒輪、蝸桿及