钢的表面热处理教案
钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介教案
金属工艺学电子教案（13）【课题编号】13-5．4【课题名称】钢的表面热处理,钢的化学热处理简介,热处理技术发展简介。
【教材版本】郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006【教学目标与要求】－．知识目标了解表面热处理的目的、种类、特点、应用；化学热处理概念、过程、种类与应用。
了解热处理技术发展简况，开阔思路。
二、能力目标通过学习和反复练习，初步学会在零件加工工艺编制中安排感应淬火、渗碳、氮化和相应的热处理工序。
三、素质目标了解表面热处理、化学热处理的目的、种类、特点与应用，学会选用高频淬火、渗碳和氮化工序。
了解热处理技术发展简况，开阔思路，树立创新意识。
四、教学要求一般了解钢的表面热处理、化学热处理及热处理新技术。
【教学重点】感应淬火、气体渗碳、气体渗氮。
【难点分析】感应淬火原理。
【分析学生】1．具有学习的知识基础。
2．具有学习的能力基础。
3．钢的表面热处理、化学热处理是钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的补充和完善，相互配合，全面达到零件多种多样的使用性能要求。
虽不是重点，也要引导学生认真学习，努力掌握。
【教学设计思路】教学方法：讲练法，演示法、讨论法，归纳法。
【教学资源】1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，20052、郁兆昌主编。
金属工艺学教学参考书（辅助学光盘）。
北京：高等教育出版社，2005【教学安排】2学时（90分钟）教学步骤：讲授主要内容、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。
【教学过程】一、复习旧课（15分钟）1．简述淬火方法分类、特点与应用。
2．讲评作业批改情况；1．提问：题5-7；5-14。
二、导入新课钢的表面热处理、化学热处理主要解决零件的表面强化问题。
与零件的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）相配合，以满足零件多种使用性能和不同的强化需要。
介绍热处理技术发展，能使我们开阔眼界，培养创新意识。
钢的热处理部分 教案
钢的热处理部分教案钢的热处理部分一、教学目的及要求通过本章学习使学生理解热处理的基本概念掌握钢的加热转变和冷却转变的基本规律及特点。
掌握并了解钢的常用热处理工艺并能够运用过冷奥氏体转变曲线进行热处理工艺分析。
二、主要内容 1热处理的基本概念 2钢在加热和冷却时的组织转变及转变产物的形态和性能特点3钢的退火和正火钢的淬火和回火 4 钢的表面淬火和化学热处理三、学时安排讲课8学时实验5学时。
四、教学重点 1钢在加热和冷却时的组织转变及转变产物的形态和性能特点 2常用热处理工艺及应用五、教学难点 1钢的过冷奥氏体转变 2钢的热处理工艺及应用 3钢的淬透性的概念六、教学过程本篇六、七章讨论钢的热处理原理和热处理基本类型、含义、工艺要点及应用。
热处理概述 1定义指将材料在固态下加热到一定温度保温一定时间以适当速度冷却以获得所需组织结构和性能的工艺方法。
2热处理的工艺过程。
包括三个阶段加热、保温和冷却如图所示。
加热热处理的第一道工序。
不同的材料其加热工艺和加热温度都不同。
保温目的是要保证工件烧透防止脱碳、氧化等。
保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。
一般按每分种12毫米计算工件越大材料的导热性越差保温时间就越长。
冷却最后一道工序也是最重要一道工序。
冷却速度不同工件热处理后的组织和性能不同如表所示组材料成份加工工艺组织结构材料性能四者相互依存。
3目的和作用在工业生产中热处理的应用很广泛。
据统计在机床制造中约6070的零件要经过热处理在汽车、拖拉机制造中需要热处理的零件多达7080而工模具及滚动轴承则要100进行热处理。
总之凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。
目的一是提高材料的使用性能延长零件的使用寿命。
二是改善材料的工艺性能确保后续加工的顺利进行。
其共同点是只改变内部组织结构不改变表面形状与尺寸。
4基本类型 1根据加热和冷却方式以及组织和性能特点的不同分类见教材 2按热处理在零件生产工艺过程中的位置和作用不同分类预备热处理是零件加工过程中的一道中间工序也称为中间热处理其目的是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力为后续的机加工或进一步的热处理作准备。
钢铁热处理课件教案
钢铁热处理课件教案教案标题：钢铁热处理课件教案教学目标：1. 理解钢铁热处理的基本概念和原理。
2. 掌握钢铁热处理的常用方法和技术。
3. 能够分析和解决钢铁热处理过程中的问题。
4. 培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
教学准备：1. 电脑和投影仪。
2. 钢铁热处理相关的教学资料和案例。
3. 实验室设备和材料。
4. 学生实验记录表和实验报告模板。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用图像、视频或实物引起学生对钢铁热处理的兴趣。
2. 提出问题，激发学生思考，如：“你知道钢铁为什么需要进行热处理吗？”二、知识讲解（15分钟）1. 介绍钢铁热处理的定义和作用。
2. 讲解钢铁热处理的基本原理和影响因素。
3. 介绍常见的钢铁热处理方法，如淬火、回火、退火等。
4. 分析不同热处理方法对钢铁材料性能的影响。
三、案例分析（20分钟）1. 提供实际案例，让学生分析其中的问题和解决方法。
2. 引导学生讨论热处理过程中可能遇到的挑战和解决方案。
3. 鼓励学生提出自己的观点和建议。
四、实验操作（30分钟）1. 将学生分成小组，每个小组进行一个钢铁热处理实验。
2. 指导学生正确使用实验设备和操作步骤。
3. 强调实验安全注意事项和团队合作精神。
五、实验报告（15分钟）1. 学生根据实验结果和观察记录填写实验报告。
2. 引导学生进行实验结果的分析和总结。
3. 对实验过程中遇到的问题和解决方法进行讨论。
六、总结与评价（10分钟）1. 总结钢铁热处理的基本概念和方法。
2. 回顾学生在实验中的表现和收获。
3. 鼓励学生提出对课程的改进意见和建议。
教学延伸：1. 鼓励学生进行更深入的研究，探索钢铁热处理的新技术和应用领域。
2. 组织学生参观相关企业或实验室，了解实际应用情况。
3. 提供相关的阅读材料，让学生进一步了解钢铁热处理的发展和前景。
教学评估：1. 观察学生在课堂上的参与和互动情况。
2. 检查学生的实验报告和实验操作记录。
3. 进行小组或个人展示，评价学生对钢铁热处理知识的掌握程度。
钢的热处理教案
钢的热处理教案钢的热处理教案一、教学目标1. 了解钢的热处理的概念和分类。
2. 掌握钢的热处理工艺和方法。
3. 能够分析和解决在钢的热处理过程中遇到的问题。
二、教学内容1. 钢的热处理概念2. 钢的热处理分类3. 钢的退火处理4. 钢的淬火处理5. 钢的回火处理6. 钢的正火处理7. 钢的等温淬火处理三、教学方法1. 理论授课：通过课堂讲解和示意图展示，介绍钢的热处理的基本概念、分类和工艺。
2. 实验教学：通过示范和实践操作，让学生亲自参与钢的热处理工艺的操作和观察结果。
3. 讨论交流：学生分组进行讨论，分享实验心得和遇到的问题，互相交流解决方法。
四、教学步骤1. 导入：通过引发学生对钢的热处理的兴趣，介绍钢的热处理的重要性和应用领域。
2. 理论讲解：通过讲解钢的热处理的概念和分类，以及各种处理方法的原理和特点。
3. 实验操作：组织学生进行钢的热处理实验，让学生亲自参与操作和观察处理结果。
4. 结果分析：学生通过分析实验结果，总结不同处理方法的效果和适用性。
5. 问题解答：学生讨论并解决在实验过程中遇到的问题和疑惑。
6. 反思总结：通过让学生回顾整个实验过程，总结实验中的收获和问题，并进行反思和总结。
五、教学评价1. 实验报告：学生完成实验报告，包含实验目的、方法、结果和分析。
2. 实验表现：学生的实验操作能力和观察判断能力。
3. 学生讨论：学生主动参与讨论，发表自己的观点和解决问题的方法。
4. 学生总结：学生能够总结并反思自己在实验过程中的不足和提出改进方法。
六、教学资源1. 钢的热处理原理和工艺资料。
2. 钢的热处理实验设备和材料。
七、教学反思钢的热处理是材料科学中的重要内容，通过本次教学，学生能够了解钢的热处理的概念和分类，掌握钢的热处理的工艺和方法。
同时，通过实验操作和讨论交流，学生的动手实践能力和问题解决能力得到了锻炼和提高。
下一步可以继续深入讲解钢的热处理中的其他处理方法和技术，拓宽学生的知识面。
钢的热处理课程设计
钢的热处理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握钢的热处理原理、方法及其应用。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解钢的热处理的基本概念、分类和作用；（2）掌握钢的热处理的方法（如退火、正火、淬火和回火）及其适用范围；（3）了解热处理过程中各种参数（如温度、时间、冷却速度等）对钢的和性能的影响。
2.技能目标：（1）能够分析钢的热处理过程中出现的问题，并提出解决方案；（2）能够根据钢的性能要求，选择合适的热处理方法；（3）能够运用热处理知识，对实际问题进行分析和判断。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对钢的热处理技术的兴趣，认识到其在现代工业中的重要地位；（2）培养学生严谨的科学态度，提高学生解决实际问题的能力；（3）培养学生团队协作精神，提高学生的沟通与交流能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个方面：1.钢的热处理基本概念、分类和作用；2.钢的热处理方法（退火、正火、淬火和回火）及其适用范围；3.热处理过程中各种参数（温度、时间、冷却速度等）对钢的和性能的影响；4.热处理实例分析，解决实际问题。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解钢的热处理基本概念、分类和作用，以及各种热处理方法的原理和特点；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解热处理在工程中的应用，提高学生解决实际问题的能力；3.实验法：学生进行热处理实验，使学生直观地了解热处理过程，巩固所学知识；4.讨论法：分组讨论，培养学生团队协作精神，提高学生的沟通与交流能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的热处理教材，为学生提供系统、科学的学习材料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT，生动形象地展示热处理过程，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备充足的热处理实验设备，确保每个学生都能动手实践，提高学生的实际操作能力。
钢的表面热处理教案
金属材料的常规热处理生思考这样的零件具有哪些特点？二、实例导入：机械制造业中，很多机器零件要求表面耐磨损，不易产生疲劳破坏，而心部却要求有足够的塑性和韧性，如齿轮、轴、凸轮等在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理，都不能满足其要求。
满足这一要求的是钢的表面热处理。
垫。
新课讲授（75分钟）1.表面热处理的目的2.表面热处理的分类（1）钢的表面淬火○1感应加热表面淬火○2火焰加热表面淬火感应加热工作原理：感应线圈→交变磁场→感应电流→工作电阻→加热，集肤效应→表层加热，快冷→淬硬层（配合视频演示）感应加热分类：感应加热的特点及应用（2）火焰加热表面淬火学生通过老师的引导结合书本知识，掌握表面热处理的目的和分类；通过视频演示和老师的讲解掌握，感应加热表面淬火和火焰加工表面淬火的工作原理，了解两种表面热处理的特点及应用。
教师借助动画演示引导学生进行观察和总结，配合知识讲解，让学生掌握表面热处理的目的、分类、工作原理、特点及应用，讲授法结合演示法，提高课堂效率，增强课堂氛围。
以讲授型为主，结合实物演示和视频动画演示，直观，形象的展示两种表面热处理的工作原理，加强学生的课堂参与度和积极性，让教学变得更轻松，高效。
○1概念：火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧等进行淬火。
示意图：（配合视频演示）火焰加热表面淬火的特点及应用1.钢的化学热处理的定义2.种类：渗碳、渗氮、碳氮共渗3.化学热处理的基本过程分解、吸收、扩散4.工艺特点（1）渗碳：○1目的与定义○2工艺参数温度：900-950℃；层深：0.2-2.0mm；硬度：58-62HRC表面wc：0.85-1.0%；组织：过共析、共析、亚共析组织；后续处理：淬火低温回火；材料：低碳钢0.15-0.25%应用：汽车齿轮、活塞销等。
目的：表面硬、耐磨，心部韧性好○3固体渗透（配合动画演示）○4气体渗碳（配合动画演示）学生通过老师的引导结合书本知识，掌握钢的化学热处理的定义和分类；通过视频演示和老师的讲解掌握化学热处理的基本过程，渗碳、渗氮、碳氮共渗的目的与定义、工艺参数。
钢材热处理教案
课题：钢材热处理一、教学目的掌握部分：1、热处理的目的、分类；2、常用热处理工艺的方法和应用。
了解部分：典型零件的常用热处理工艺分析。
二、教学重点、难点：重点：钢的常用热处理工艺(四把火)。
难点：退火、正火、淬火和回火的区别与应用。
一、钢的热处理的概念：1、钢的热处理是采用适当的方式对钢铁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。
2、热处理能显着提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率。
3、热处理在机械制造中应用很广，汽车、拖拉机中有70%~80%的零件进行热处理，各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处理。
1．热处理的应用钢是现代工业、农业、交通、国防及生活中应用最为广泛的一种金属材料，具有许多良好的性能。
但随着科学技术的不断提高和发展，对金属材料的性能要求也不断的提高，其中热处理工艺就是提高和改善钢性能的一种重要方法，如齿轮、曲轴、弹簧、锤子、刃具等它们的各种机械性能都是通过热处理的加工来达到要求的。
2．热处理的基本过程定义：采用适当的方式对钢铁材料进行加热、保温和降温，以获得所要求的组织结构与性能的工艺。
图1 热处理工艺曲线示意图制作工件的材料对热处理工艺有非常大的影响。
工件在进行热处理操作之前首先要确定工件的具体材料。
因为不同的材料，它的化学成份不同，它的热处理工艺也不同，但总体来说工艺都如上图所示。
1）工件加热升温的目的一般金属材料在常温下其内部组织有许多种。
例如钢在常温下其内部有珠光体、铁素体等组织。
随着温度的升高，当达到727℃或超过727℃时，就发生了组织转变。
常温的组织开始转变为高温的组织，也就是向奥氏体转变。
此阶段主要就是奥氏体的形成，包括：（1）奥氏体晶核的形成；（2）奥氏体晶核长大；（3）残余奥氏体溶解；（4）奥氏体成分均匀化。
2）保温的目的金属材料随着温度的升高超过临界温度就会发生组织转变。
但是转变数量的多少同加热温度，加热速度和工件几何尺寸等因素有关。
5.6 钢的表面热处理
《金属材料与热处理》导学案 主备人：栾义 审核人：栾义 编号：017爱让每一名学生都做得更好！1 §5.6 钢的表面热处理【使用说明】1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完成导学案，小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。
2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。
3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔做好标记。
【学习目标】1、知识与技能：掌握钢的表面热处理的目的、方法和应用。
2、学习与方法：通过研读课本，积极讨论，踊跃展示，能选择合适的表面热处理方法。
3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。
【重点难点】感应加热表面淬火的特点及应用渗碳的目的及应用【自主学习】火焰加热表面淬火 重要级别：★★★★感应加热表面淬火 重要级别：★★★★钢的渗碳 重要级别：★★★★钢的渗氮 重要级别：★★★★碳氮共渗 重要级别：★★★★【合作探究】1、在什么情况下需要进行表面热处理？常用的表面热处理方法按表记忆。
班级： 姓名： 使用时间： 年 月 日爱让每一名学生都做得更好！ 2 2、什么是表面淬火？什么是化学热处理？3、表面淬火的原理是什么？适用于什么钢？与火焰加热表面淬火相比，感应加热表面淬火具有什么特点？4、化学热处理由哪三个基本过程组成？5、什么是渗碳？渗碳的目的是什么？渗碳适用于什么钢？6、什么是渗氮？渗氮的目的是什么？与渗碳相比有什么特点？【当堂测验】1、工件渗碳后还需进行什么热处理？为什么？【课后作业】1、理解掌握本导学案内容，并完成习题册第五章第六节相关题目。
【学后反思】。
钢的热处理教案
钢的热处理教案教案标题：钢的热处理教案目标：1. 了解钢的热处理的基本概念和原理。
2. 掌握钢的热处理过程中的关键步骤和操作技巧。
3. 能够分析和解决钢热处理过程中可能出现的问题。
4. 培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
教学准备：1. 教学资料：钢的热处理原理和步骤的简介、实验操作步骤和安全注意事项。
2. 实验器材和材料：钢样品、热处理设备（例如炉子、淬火槽等）、冷却介质（例如水、油等）。
3. 实验室安全设施：安全眼镜、实验室外套、手套等。
教学步骤：引入：1. 向学生简要介绍钢的热处理的重要性和应用领域。
2. 引发学生的兴趣，提出问题：如何通过热处理改变钢的性质和组织结构？知识讲解：3. 讲解钢的热处理的基本概念和原理，包括退火、淬火和回火等过程的作用和效果。
4. 介绍钢的热处理过程中的关键步骤和操作技巧，如加热温度、保温时间和冷却速度的选择等。
实验操作：5. 分组进行实验操作，每组学生根据教师指导，依次进行加热、保温、淬火和回火等步骤。
6. 学生观察和记录不同热处理条件下钢的性质和组织结构的变化，并进行对比分析。
问题解答：7. 引导学生讨论和总结实验结果，回答以下问题：不同热处理条件下钢的性质和组织结构有何不同？为什么需要进行回火处理？8. 教师解答学生提出的问题，并进行相关知识的补充和扩展。
实验总结：9. 学生根据实验结果和讨论，撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和结论等内容。
10. 学生进行实验总结和心得体会的分享，展示实验成果。
拓展活动：11. 鼓励学生进行进一步的探究和研究，如尝试不同热处理条件下钢的性质变化、探索其他金属材料的热处理等。
12. 提供相关参考资料和资源，引导学生进行自主学习和深入研究。
评估方式：13. 对学生实验操作的准确性和安全意识进行评估。
14. 对学生的实验报告进行评分，包括实验目的的明确性、实验步骤的清晰性、结果的准确性和结论的合理性等。
教学延伸：15. 在课堂中引导学生思考和讨论钢的热处理在工业生产中的应用，如钢铁制品的加工和改性等。
钢的表面热处理教案
钢的表面热处理教案一、表面热处理的目的：（外硬内韧）1、提高零件的表面性能，具有高硬度、高耐磨和高的疲劳强度。
2、使零件心部具有高的韧性和塑性→防止脆性断裂。
二、表面热处理的分类：主要有两大类：表面淬火和化学热处理。
4.4.1 钢的表面淬火按照实现方式，表面淬火可分为：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火。
4.4.1.1 感应加热表面淬火一般用于中碳钢和中碳低合金钢，如45、40Cr 、40MnB 钢等。
用于齿轮、轴类零件的表面硬化，提高耐磨性。
感应加热淬火零件的加工工艺路线为：下料-----锻造-----调质或正火------切削加工----感应加热淬火+低温回火-----精加工-----检验。
一、工作原理感应线圈→交变磁场→感应电流→工作电阻→加热，集肤效应→表层加热，快冷→淬硬层。
二、感应加热的分类名称频率淬硬深度适用零件高频感应加热50-300KHZ 1-2mm 小型轴，齿轮中频感应加热 2.5-10KHZ 2-10 mm 中型轴、齿轮工频感应加热50HZ10-20mm大型轴、齿轮为主配合视频演示在淬火温度状态下，电流透入的深度与感应电流的频率有关，电流频率越高，电流透入深度越薄，淬火后硬化层也就越薄。
三、感应加热的特点1、 加热快，生产率高，氧化脱碳少，变形小；2、 表面组织细，硬度高；3、 容易实现自动化；4、 工件形状受限制，圆截面的轴、齿轮等；5、 设备昂贵，维修、调整困难。
四、应用：轴类、齿轮类、工模具等。
如：机床和精密机械上的中小模数齿轮，汽车、矿山机械上的大模数齿轮；花键轴，汽车半轴等；滚丝模、剪刀刃、锉刀。
4.4.1.2、火焰加热表面淬火一、概念火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧等进行淬火。
火焰加热表面淬火示意图：二、特点1、设备简单, 操作方便, 成本低；2、淬火质量不稳定；3、适于单件、小批量及大型零件的生产。
三、应用：轧钢机齿轮、轧辊；矿山机械齿轮、轴；普通机床导轨、齿轮。
最新金属工艺学教案：钢的表面热处理
职业技术学院教案授课教师：班级：授课日期：课时：2课题： 2.3 钢的表面热处理教学目的：通过学习理解钢的表面热处理的原理，掌握表面热处理工艺目的及适用范围。
教学重点和难点：重点：钢的表面热处理的原理。
难点：掌握表面热处理工艺目的及适用范围。
教学方法：讲授法、分析法、举例法授课内容：旧课复习钢的普通热处理有哪几类？新课学习2.3钢的表面热处理在冲击、交变和摩擦等动载荷条件下的机械零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞等汽车、拖拉机和机床零件，要求表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部则要有足够的塑性和韧度，如果仅从选材和普通热处理工艺来满足要求是困难的，而表面淬火和化学热处理则可满足要求。
一、表面淬火表面淬火是一种不改变表层化学成分，而改变表层组织的局部热处理方法。
表面淬火是通过快速加热，使钢件表层奥氏体化，然后迅速冷却，使表层形成一定深度的脆硬组织——马氏体，而心部仍保持原来的塑性、韧度较好的组织。
常用的表面淬火有感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火。
1、感应加热表面淬火感应加热表面淬火是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺。
表面淬火原理：感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬。
感应加热淬火表层淬硬层的深度，取决于交流电的频率，频率高加热深度浅，淬硬层深度浅。
频率与加热深度成反比。
根据电流频率的不同，感应加热分为三类：（1）高频感应加热:电流频率为（200～300）KHz,淬硬层深度为（1.0～2.0）mm，适用要求淬硬层较薄的中小型齿轮、轴、销等。
（2）中频感应加热：电流频率为（2500～8000）Hz, 淬硬层深度为（2～10）mm，适用于尺寸较大的轴和大、中模数的齿轮。
金属工艺学电子教学教案——第四章钢的热处理03(高教版王英杰主编).doc
第六节钢的表面热处理与化学热处理教学重点与难点1・重点表面淬火与化学热处理2 •难点渗碳与渗氮教学方法与手段1.利用挂图等教具。
2.列举生活与生产中应用表面淬火与化学热处理、渗碳与渗氮工艺的实例，分析原理与应用，以点带面，触类旁通。
教学组织1 •复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容的表面热处理♦表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。
其中表面淬火是最常用的表面热处理。
♦表面淬火是指仅对工件表层进行淬火的工艺。
其目的是使工件表面获得高硬度和耐磨性，而心部保持较好的塑性和韧性。
依加热方法的不同，表面淬火方法主耍有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、屯接触加热表面淬火及屯解液加热表面淬火等。
(一)感应加热表面淬火利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表而、局部或整体加热并进行快速冷却的淬火工艺称为感应加热淬火。
1.感应加热基木原理依靠感应电流的热效应，使工件表层在几秒钟内快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，淬帔工件表面层，这就是感应加热表面淬火的基本原理。
2.感应加热表面淬火的特点(1)加热时间短，工件基本无氧化、脱碳，且变形小。
奥氏休晶粒细小，淬火后获得细小马氏体组织，使工件表层比一般淬火駛度高2〜3HRC,且脆性较低。
工件表面淬火后，在淬硬的表面层中存在较大的残余压应力，因此，提高了工件的疲劳强度。
(2)加热速度快，热效率高，生产率高，易实现机械化、口动化，适于大批量生产。
(3)感应加热设备投资大，维修调试比较困难。
3 •感应加热表而淬火的应用感应加热表面淬火主要用于中碳钢和中碳合金钢制造的工件，如40钢、45 钢、400、40MnB 等。
生产上通过选择不同的电流频率来达到满足不同要求的淬硬层深度。
根据电流频率不同，感应加热淬火分为三类：高频感应加热表面淬火、中频感应加热表面淬火和工频感应加热表面淬火。
感应加热表而淬火后，需要进行低温回火。
感应加热表面淬火零件的工艺路线一般如下：毛坯锻造(或轧材下料)一退火或正火一粗加工一调质一精加工一感应加热表而淬火一低温回火一磨削加工。
钢的热处理教案
钢的热处理教案教案标题：钢的热处理教学目标：1. 了解钢的热处理的基本概念和原理。
2. 掌握钢的热处理工艺和方法。
3. 理解钢的热处理对钢材性能的影响。
4. 能够应用所学知识解决与钢的热处理相关的问题。
教学内容：1. 钢的热处理概述a. 热处理的定义和作用b. 钢的组织和性能的关系c. 钢的热处理分类2. 钢的热处理工艺和方法a. 钢的退火处理- 全退火- 等温退火- 规定退火b. 钢的淬火处理- 淬火介质的选择- 淬火工艺参数的控制c. 钢的回火处理- 回火温度和时间的选择- 回火对钢材性能的影响3. 钢的热处理实验a. 实验目的和步骤b. 实验材料和设备c. 实验数据记录和分析d. 实验结果总结和讨论4. 钢的热处理应用案例a. 钢的热处理在制造业中的应用b. 钢的热处理在材料研究领域的应用c. 钢的热处理在工程实践中的应用教学方法：1. 讲授法：通过讲解钢的热处理的基本概念、原理和工艺方法，引导学生理解和掌握相关知识。
2. 实验法：组织学生进行钢的热处理实验，让学生亲自操作和观察实验现象，加深对热处理过程和效果的理解。
3. 讨论法：组织学生进行小组或全班讨论，分享实验结果，探讨热处理对钢材性能的影响以及应用案例。
教学资源：1. 钢的热处理教材和参考书籍。
2. 钢的热处理实验器材和材料。
3. 多媒体投影仪、电脑和投影幻灯片。
评估方式：1. 学生实验报告的评估。
2. 学生参与讨论和提问的评估。
3. 学生针对应用案例的解决方案的评估。
教学时长：本教案建议安排4-5个教学学时，具体时间根据教学进度和学生实际情况进行调整。
备注：教案中提到的实验部分需要根据实际情况进行具体设计，并确保实验操作的安全性和有效性。
另外，教案中的案例部分可以根据实际情况选择适合的案例进行讲解和讨论。
金属材料与热处理教案——表面热处理第41-42课时
项目教学电子教案（总第15-16 课时）一、项目名称：钢的热处理子项目名称：热处理方法及应用之钢的表面热处理及典型零件热处理技术课时安排：12 课时，本节为第 9-12 课时。
二、教学目标：知识目标：1、了解表面热处理的方法2、掌握不同表面热处理方法的应用3、掌握典型零件的热处理工艺能力目标：培养学生综合归纳总结的能力及实际应用能力情感目标：培养学生的好奇心，进取心。
三、教学重、难点：典型零件的热处理工艺设计四、教学准备教师准备：制作多媒体课件，准备教案，涉及项目任务，准备项目作业预计问题及对策预计问题：1、设计零件热处理工艺的时候预备热处理部分同学选择错误，工具钢会选择完全退火，低碳钢会选择退火；2、渗碳后的零件不设计淬火加低温回火工艺。
对策：复习退火与正火的适用钢材及渗碳后的热处理工艺。
学生准备：预习退火正火、淬火、回火工艺及应用，预习本节课内容五、教学方法（策略）：讲解法，辩论法，分组讨论法，提出问题法六、教学手段：启发，引导七、教学过程：相关知识：（知识连接）退火与正火淬火与回火教师阐述项目任务：1、什么样的零件需要表面热处理2、20钢制造的齿轮选择其表面热处理方式3、表面淬火适用什么样的钢材4、比较渗碳和渗氮的优缺点5、为什么渗碳可以使零件表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有良好的综合力学性能6、预备热处理在机械加工中一般安排在什么工序7、设计出20号钢制造的齿轮的热处理工艺8、设计出T12钢制造的锉刀的热处理工艺教师示范讲解：钢的表面热处理和化学热处理工艺的核心:使零件具有“表硬里韧”的力学性能。
方法:表面淬火化学热处理一、表面淬火1、定义：是一种不改变钢表层化学成分，但改变表层组织，且信步组织不发生变化的局部热处理工艺。
2、工艺特征：通过快速加热至淬火温度，使钢的表层奥氏体化，然后急冷以大于Vc的速度冷却，使表层形成马氏体组织，而心部仍保持不变。
3、表面淬火应用:选用中碳或中碳低合金钢。
钢的热处理教案
钢的热处理检查学生到课情况复习复习上节课学习的金属材料的分类和金属加工方法的分类部分内容。
（5分钟）课堂导入导入方法：历史事件导入法、实例导入法。
一、历史事件导入：列举人类社会发展过程经历过的石器时代――铜器时代一一铁器时代人类所使用过的工具和武器。
让学生思考这样的工具和武器有哪些特点？二、实例导入：中国第一艘航母辽宁号的建造过程，所碰到钢材短缺的问题来说明热处理对国防和经济建设的重要性，吸引学生对钢的热处理知识的关注。
抽点1.5.3钢的常用热处理常识一、钢的热处理：（概念解释）1、钢的热处理是采用适当的方式对钢铁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。
2、热处理能显著提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率。
3、热处理在机械制造中应用很广，汽车、拖拉机中有7080%的零件进行热处理，各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处理。
二、常用热处理的工艺方法：主要有退火、正火、淬火和回火，简称“四把火”。
任何一种热处理工艺都由加热、保温、冷却三个阶段组成。
（一）退火1.定义淬火就是把钢件加热到一定温度，经过保温后，在水、盐水或矿物油（如机油、变压器油和柴油等）中迅速冷却至室配合视频温的热处理工艺。
演示2、目的与作用：淬火的目的主要是提高材料的硬度和耐磨性，是改善零件使用性能最主要的热处理工艺。
（四）、回火1.定义回火是把淬火后的工件重新加热到某一温度，经保温后空冷至室温的热处理工艺。
根据加热温度的高低，回火又可分为高温、中温和低温回火。
2.目的与应用⑴减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。
⑵获得工艺要求的力学性能。
例如轴、齿轮在高温回火后强度得到提升，不容易开裂，弹簧在中温回火后弹性和强度得到极大的提高。
知识扩展：四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，可演变出不同的热处理工艺。
为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质处理。
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2、 表面组织细，硬度高； 3、 容易实现自动化； 4、 工件形状受限制，圆截面的轴、齿轮等； 5、 设备昂贵，维修、调整困难。 四、应用：轴类、齿轮类、工模具等。如：机床和精密机械上的 中小模数齿轮，汽车、矿山机械上的大模数齿轮；花键轴，汽车半 轴等；滚丝模、剪刀刃、锉刀。 4.4.1.2、火焰加热表面淬火 一、概念 火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧等进行淬火。 火焰加热表面淬火示意图：
组织教学 抽点 检查学生到课情况
复习 复习上节课学习的钢的普通热处理部分内容。 课堂导入 导入方法：问题导入法、实例导入法。 一、问题导入：拿出一把锉刀和一块做过表面热处理的 45 号钢 （已锯开，露出心部） ，让学生动手锉一下，感觉表面与心部硬度的 不同。让学生思考这样的零件具有哪些特点？ 二、实例导入：机械制造业中，很多机器零件要求表面耐磨损， 不易产生疲劳破坏，而心部却要求有足够的塑性和韧性，如齿轮、 轴、凸轮等。
配合视频 配合 视频 演示
二、特点 1、设备简单, 操作方便, 成本低； 2、淬火质量不稳定； 3、适于单件、小批量及大型零件的生产。 三、应用：轧钢机齿轮、轧辊；矿山机械齿轮、轴；普通机床 导轨、齿轮。 4.4.2 钢的化学热处理 一、定义 通过化学 热处理与
将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或 表面淬火 几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理 的不同之 工艺。 处引入。 处引入。 二、种类
4.4.2.3 碳氮共渗-氰化处理 一、定义与目的 定义：向钢的表面同时渗入碳和氮原子的过程。 目的：获得具有表硬里韧性能的零件。 二、方法 气体碳氮共渗（高温、低温） 液体碳氮共渗
名称 温度 作用 渗层 热处理 三、应用
低温气体氰化 500-600℃ 以渗氮为主 0.01-0.02mm 不需要
高温气体氰化 830-850℃ 以渗碳为主 0.5-0.8mm 淬火＋低温回火
二、表面热处理的分类： 主要有两大类：表面淬火和化学热处理。 4.4.1 钢的表面淬火 按照实现方式，表面淬火可分为：感应加热表面淬火、火焰加 热表面淬火。 4.4.1.1 感应加热表面淬火 一般用于中碳钢和中碳低合金钢，如 45、40Cr、40MnB 钢等。 用于齿轮、轴类零件的表面硬化，提高耐磨性。 感应加热淬火零件的加工工艺路线为：下料-----锻造-----调质或 正火------切削加工----感应加热淬火+低温回火-----精加工-----检验。 一、工作原理 感应线圈→交变磁场→感应电流→工作电阻→加热，集肤效应 →表层加热，快冷→淬硬层。 配合视频 配合 视频 演示
四、气体渗碳 气体渗碳法是把工件置于密封的井式气体渗碳炉中，通入渗碳 剂，并加热到渗碳温度 900-950℃（常用 930℃） ，使工件在高温的气 氛中进行渗碳。渗碳时间一般为 3～9 小时。 炉内的渗碳气氛主要由滴入炉内的煤油、丙酮、甲苯及甲醇等 有机液体在高温下分解而成，主要由 CO、CO2、H2 和 CH4 等组成。 气体渗碳法示意图： 配合动 画、视频 演示
在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理方法（结 合上节课内容） 都不能满足其要求。 ， 低碳钢：可满足心部要求，表面要求不能满足。 高碳钢：可满足表面要求，心部要求不能满足。 解决这一问题的方法是表面热处理。 新 课 以讲授法 为主
4.4 钢的表面热处理 一、表面热处理的目的： （外硬内韧） 1、提高零件的表面性能， 具有高硬度、 高耐磨和高的疲劳强度。 2、使零件心部具有高的韧性和塑性→防止脆性断裂。
小结与作业
小结： 小结：钢的表面热处理是工业上广泛采用的一种方法，它能使材料具有外硬内韧 的特质， 满足使用的要求。 重点掌握钢的表面热处理工艺的目的、 方法以及种类。 让学生归纳总结本堂课内容。 根据所学知识，让学生讨论哪些零件需要表面热处理。 作业： 作业：预习下节：材料的表面处理。
二、感应加热的分类 名称 高频感应加热 中频感应加热 工频感应加热 频率 50-300KHZ 2.5-10KHZ 50HZ 淬硬深度 1-2mm 2-10 mm 10-20mm 适用零件 小型轴，齿轮 中型轴、齿轮 大型轴、齿轮
在淬火温度状态下，电流透入的深度与感应电流的频率有关， 电流频率越高，电流透入深度越薄，淬火后硬化层也就越薄。 三、感应加热的特点 1、 加热快，生产率高，氧化脱碳少，变形小；
渗碳； 渗氮； 碳氮共渗等。 三、化学热处理的基本过程： 分解：化学介质在高温下释放出待渗的活性原子，例如：2CO → CO2 +〔C〕 ； 吸收：活性原子被零件表面吸收和溶解； 扩散：活性原子由零件表面向内部扩形成一定的扩散层。 四、工艺特点： 1、即改变工件表面化学成分，又改变了工件表面组织与性能。 2、表面与心部的成分不同，组织不同。 4.4.2.1 渗碳 一、定义与目的 定义： 向钢的表面渗入碳原子的过程。 目的： 获得具有表硬里韧性能的零件。 二、工艺参数 温度：900-950℃；层深：0.2-2.0mm；硬度：58-62HRC； 表面 Wc：0.85-1.0%；组织：过共析、共析、亚共析组织； 后续处理：淬火+低温回火； 材料：低碳钢 0.15-0.25%； 应用：汽车齿轮、活塞销等。 目的：表面硬、耐磨，心部韧性好； 三、固体渗碳：固体渗碳是一种应用最早的渗碳方法。质量、 配合动画 劳动条件较差， 生产率低， 应用较少。 渗碳介质常用块状木炭加 10～ 演示 20%的碳酸盐（BaCO3 或 Na2CO3 等） 。 渗碳是工 业中最常 用的表面 用的表面 热处理工 艺。重点 讲授。 讲授。
三、教学重点、难点： 教学重点、难点： 重点： 重点：钢的化学热处理工艺(渗碳)。 难点：表面淬火与化学热处理的区别。 难点
四、教学方法： 教学方法： 以课堂讲授为主，演示法为辅。 （实物样件、动画和视频演示） 。
五、教学过程
备注 教师提前 10 分钟到 教室准备
教学准备
课件、视频及动画、多媒体教室、实物样件
形状复杂、要求变形小的小型耐磨件，汽车转向蜗杆等。 4.4.3 表面淬火和化学热处理的比较 一、表面淬火与渗碳都是提高工件表面硬度的一种方法，前者 属于普通热处理，后者属于化学热处理，对于不同的材料提高表面 硬度应有不同的热处理方法，如低碳应渗碳处理，高碳可以直接表 面淬火。 二、表面淬火便于实现机械化、自动化，质量稳定，变形小， 热处理周期短，费用少，成本低；化学热处理生产周期长，不便于 实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消 耗多、费用大、成本高。 三、化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及 心部的高韧性等方面优于表面淬火。
钢的表面热处理教案 钢的表面热处理教案
课 程 机械制造基础 专业 模具设计与制造 模具设计与制造 学 时 2 一、教学课题： 教学课题： 4.4 钢的表面热处理 二、教学目的 掌握部分： 掌握部分：1、表面热处理的目的、分类； 2、常用的表面热处理工艺（感应加热表面淬火、渗碳） 。 了解部分： 了解部分：表面热处理的典型零件。
五、渗碳后的组织分析
4.4.2.2 渗氮 一、定义与目的 定义：向钢的表面渗入氮原子的过程。 目的：提高工件的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、耐蚀性及红 硬性。 二、分类
有气体氮化、离子氮化等工艺方法，其中气体氮化应用最广泛。 三、工艺参数： 1、常用氮化介质：2NH3→3H2+2[N]； 2、氮化层组织：光亮层（高硬度、高弥散度的稳定的合金氮化 物 AlN、MoN、CrN 等）-过渡层-基体； 3、层深：一般小于 1.0mm； 4、硬度：69-73HRC； 5 、 工 艺 ： 加 热 温 度 500-600 ℃ ( 温 度 较 低 ) ， 保 温 时 间 ： 0.3-0.5mm/20-50h； 6、热处理特点：氮化前调质处理，氮化后不需要后续处理； 7、材料：中碳，0.25-0.6%，通常是含有 Al、Cr、Mo 等元素， 如 38CrMoAl、35CrMo、40Cr 等； 8、应用：要求精度高、冲击载荷小，抗热、抗腐蚀的耐磨件： 发动机的气缸、排气门、精密齿轮、精密模具等。 四、优缺点 温度低，变形小； 硬度、耐磨性、疲劳强度较高； 耐蚀性、热硬性好； 渗层薄且脆； 时间长，效率低。 五、渗碳与渗氮工艺比较： 名称 渗碳 渗氮 处 理 温 度 处理时间 （℃） （h） 900-950 3-9 500-600 20-50 处理后是否 需要热处理 需要 不需要