金属材料与热处理教案——4-3(一)退火和正火
《金属材料与热处理》教案
《金属材料与热处理》教案教案：金属材料与热处理一、教学目标：1.了解金属材料的基本性质和分类；2.掌握金属材料的热处理工艺；3.理解金属材料的结构与性能的关系。
二、教学内容：1.金属材料的概述（1）金属材料的定义和特点（2）金属材料的分类及应用领域2.金属材料的热处理（1）热处理的目的和基本原理（2）常见的热处理方法和工艺流程（3）热处理对金属材料性能的影响3.金属材料的结构与性能关系（1）金属晶体结构与性能的关系（2）金属的固溶体和析出相的形成与性能的关系三、教学过程：1.导入（15分钟）（1）讲解金属材料的定义和特点；（2）引入金属材料的分类及应用领域。
2.讲解金属材料的热处理（30分钟）（1）讲解热处理的目的和基本原理；（2）介绍常见的热处理方法和工艺流程；（3）分析热处理对金属材料性能的影响。
3.组织热处理实验（60分钟）（1）准备实验所需的金属材料和设备；（2）进行热处理实验，并观察实验结果；（3）分析实验结果，讨论热处理对金属材料性能的影响。
4.讲解金属材料的结构与性能关系（30分钟）（1）讲解金属晶体结构与性能的关系；（2）介绍金属的固溶体和析出相的形成与性能的关系。
5.总结与提问（15分钟）（1）总结金属材料与热处理的基本知识；（2）提问检查学生掌握情况。
四、教学资源：1.教材《金属材料与热处理》；2.实验室设备和金属材料。
五、教学评估：教师通过学生的表现、回答问题的情况以及实验结果的分析等来评估学生对金属材料与热处理知识的掌握程度。
六、教学反思：通过本课的教学，使学生了解到金属材料的基本性质和分类，掌握了金属材料的热处理工艺，并理解了金属材料的结构与性能的关系。
在教学中，我通过引入实验环节，增加了学生的实践操作，提高了他们对知识的理解。
同时，我也发现有些学生对金属材料的晶体结构和热处理工艺的理解有难度，需要在教学中提供更多的实例和练习。
此外，教学过程中还需要加强与学生的互动，提高他们的学习主动性和合作能力。
金属的热处理与金属材料教案
金属的热处理与金属材料教案。
一、金属的热处理热处理是指对金属材料进行加热、保温、冷却等处理，来改变其组织和性能的方法。
它可以使金属材料达到所需强度、硬度、韧性和其它性能指标的目的，同时也可以改变材料的物理、化学性质。
金属热处理的种类很多，下面我们分别介绍一下。
1.固溶处理（退火）固溶处理是指将金属加热到固溶温度以上，保持一定的时间，然后冷却到室温。
该过程可以消除合金中的偏析和变质，并进一步提高材料的塑性和韧性，以及减小材料的硬度。
此外，固溶处理还可以消除材料的残留应力。
2.均质处理均质处理是一种通过在固溶时对合金液体进行搅拌，使其成分均匀分布的方法。
这个过程可以提高材料的强度，韧性和耐蚀性。
3.淬火处理淬火处理是将金属加热到固溶温度以上，然后迅速冷却到室温，以产生一定硬度的处理过程。
淬火处理可以让材料得到高强度和硬度的提高，但同时也会改变其塑性和韧性。
4.回火处理回火处理是一种将淬火后的金属加热到一定温度，然后冷却到室温的方法。
通过回火处理，可以减轻淬火处理对金属塑性和韧性的影响，使金属更加稳定可靠。
5.热处理淬火回火一体化热处理淬火回火一体化是一种新兴的热处理方法，是指在同一炉内完成淬火和回火处理的方法。
它可以有效地提高材料的强度和韧性，并减少热处理时间和设备成本。
二、金属材料教案针对金属热处理的应用和实践，我们可以制定一份科学的教案，来帮助学生更好地理解和掌握这一领域的知识。
1.教学目标了解金属热处理的原理和种类，掌握金属热处理的基本技术和方法；学习材料的组织结构和变化规律，掌握材料性能的测试和评估方法；了解金属材料的加工和应用，掌握金属制品的生产流程和技术。
2.教学内容金属材料的物理和化学性质；金属热处理的类型和原理；金属材料组织结构的分析和归类；金属材料性能测试和评估方法；金属制品加工和应用的技术流程和方法。
3.教学重点学生需要掌握金属热处理的基本技术和方法，如淬火、固溶和回火等；学生需要了解材料的组织结构和变化规律，以及如何测试和评估材料的性能。
四火退火正火淬火及回火
淬硬层深度是指由工件 表面到半马氏体区 (50%M + 50%P)的深 度。
淬硬性是指钢淬火后所
能达到的最高硬度，即
硬化能力.
M深量度和的硬变度化随
②淬透性与淬硬层深度的关系 同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件
尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。 淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之
浴中保温足够长时间，从而获得 下贝氏体组织的淬火方法。 经等温淬火零件具有良好的综合 力学性能，淬火应力小. 适用于形状复杂及要求较高的小 型件。
钢的淬透性
淬透性是钢的主要热处理性能。 是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。
网带式淬火炉
①淬透性的概念 淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用
介质中冷，却躲过鼻尖后， 再在另一种冷却能力较弱的 介质中发生马氏体转变的方 法。如水淬油冷，油淬空冷.
优点是冷却理想，缺点是不 易掌握。用于形状复杂的碳 钢件及大型合金钢件。
3、分级淬火法 在Ms附近的盐浴或碱浴中淬火，待内外温度均匀后再取出
缓冷。 可减少内应力，用于小尺寸工
件。
盐浴炉
4、等温淬火法 将工件在稍高于 Ms 的盐浴或碱源自40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并 不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。
200-300℃，由于高 碳钢中A’转变为M回, 硬度再次升高。
大于300℃,由于Fe3C 粗化，马氏体转变为 铁素体,硬度直线下 降。
3、回火脆性 淬火钢的韧性并不总
400℃以上, Fe3C开始 聚集长大。
450℃ 以上铁素体发生 多边形化，由针片状变 为多边形.
钢的退火和正火讲诉PPT教案
一、退火工艺分类
➢ 按加热温度分为：
1、在临界温度以上的退火（发生相变重 结晶）：
扩散退火、完全退火、不完全退火、球 化退火；
2、在临界温度以下的退火：再结晶退火、 去应力退火。
➢ 按退火目的不同分为：
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1） 钢件
临界温度以上
✓ 完全退火 ✓ 不完全退火 ✓ 扩散退火 ✓ 球化退火
钢的退火和正火讲诉
会计学
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1
主要内容
8.1 前言 8.2 钢的退火 8.3 钢的正火 8.4 退火和正火后组织与性能 8.5 退火和正火缺陷
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8.1 前言
金属热处理工艺： 将工件放在一定的介质中加热、保温、 冷却，通过改变金属及合金表面或内部 的组织结构来控制其性能的工艺方法。
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4、影响热处理工件加热的因素
加热方式的影响：随炉加热、预热加热、到温入炉加热、 高温入炉加热，加热速度不同。
加热介质及工件放置方式的影响：
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二 金属加热的物理过程
对流传热：
热量的传递靠发热体与工件之间的气体 或液体的相对流动，将受热质点传导给 较冷的金属表面进行加热的过程。
依靠传热物质质点间的相互碰撞q传 递热ddTx量。 单位时间内通过单位等温面的热流密度 综合传热： 实际加热中三种传热方式同时存在，场合
不同，起主导作用的传热方式不同。 传热效果：三种传热的单独传热结果的总
和。
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三、 钢加热时的脱碳及 脱碳过程
1）钢加热时的脱碳、增碳平衡：
脱碳：钢加热时，钢的表面的碳和气氛 反应而失去的现象。
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加热速度: 100~200℃/h； 保温时间:
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解金属材料的分类及性能；（2）掌握金属热处理的基本方法及其应用；（3）学会运用金属热处理知识解决实际问题。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验等途径，培养学生对金属材料的认知能力；（2）通过小组讨论、实践操作等环节，提高学生对金属热处理方法的理解和应用能力。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生热爱科学、勇于探索的精神；（2）培养学生珍惜资源、保护环境的意识。
二、教学内容1. 金属材料的分类及性能（1）金属材料的分类：黑色金属、有色金属及合金；（2）金属材料的性能：力学性能、物理性能、化学性能。
2. 金属热处理的基本方法（1）退火：降低硬度、提高韧性；（2）正火：提高硬度、降低韧性；（3）淬火：提高硬度、降低韧性；（4）回火：调整硬度与韧性。
3. 金属热处理的应用（1）金属零件的制造与修复；（2）金属工具的制造与维护；（3）金属设备的改进与优化。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）金属材料的分类及性能；（2）金属热处理的基本方法及其应用。
2. 教学难点：（1）金属热处理过程中温度、时间、冷却速度等参数的控制在实际应用中的重要性；（2）金属热处理对金属性能的影响规律。
四、教学方法1. 采用讲授法，系统地向学生介绍金属材料与热处理的基本知识；2. 利用实验法，让学生直观地了解金属热处理的过程及效果；3. 通过小组讨论法，培养学生合作探究、解决问题的能力。
五、教学安排1. 第一课时：金属材料的分类及性能；2. 第二课时：金属热处理的基本方法；3. 第三课时：金属热处理的应用；4. 第四课时：金属热处理实践操作；5. 第五课时：总结与拓展。
六、教学评价1. 课堂评价：通过提问、讨论、实验操作等方式，了解学生在课堂上的学习情况；2. 作业评价：通过学生提交的作业，检查学生对金属材料与热处理知识的掌握程度；3. 实验报告评价：对学生在实践操作中的表现进行评价，包括操作技能、问题解决能力等。
冶金物理化学教案中的金属材料热处理与退火技术
冶金物理化学教案中的金属材料热处理与退火技术一、引言金属材料作为冶金工业的基础材料，在各行各业中具有广泛应用。
而金属材料的性能往往受到其组织和结构的影响。
因此，热处理与退火技术作为重要的冶金工艺方法之一，对金属材料的性能改善具有至关重要的作用。
本文将介绍冶金物理化学教案中金属材料热处理与退火技术的相关内容。
二、金属材料热处理技术热处理技术可以通过控制金属材料的加热和冷却过程，改变其组织和结构，实现性能的优化。
主要包括淬火、回火、正火、退火等多种方法。
1. 淬火淬火是指将金属材料加热至高温状态，然后迅速冷却，使其产生马氏体转变。
通过淬火处理，金属材料的硬度和强度可以显著提高，但也会使其韧性降低。
因此，淬火适用于需要高硬度和强度的金属材料，如刀具等。
2. 回火回火是指将经过淬火处理的金属材料再次加热至一定温度，然后在空气中冷却。
通过回火处理，金属材料的马氏体转变将部分转变为回火组织，使其硬度和韧性达到平衡。
因此，回火可以提高金属材料的韧性和塑性。
3. 正火正火是指将金属材料加热至一定温度，保持一段时间后在空气中冷却。
正火处理可以使金属材料的晶粒得到均匀细小化，提高其强度和韧性。
4. 退火退火是指将金属材料加热至一定温度，保持一定时间后缓慢冷却至室温。
退火处理可以消除金属材料中的应力，并使其晶粒再结晶，改善机械性能和冷加工硬化。
三、金属材料退火技术退火技术在金属材料加工和制备中起着重要作用。
其中包括全退火、球化退火、间歇退火等不同方法。
1. 全退火全退火是指将金属材料加热至足够高的温度，保持一定时间后缓慢冷却至室温，使其完全回复到原始状态。
全退火主要用于去除金属材料中的残余应力、改善其韧性和塑性。
2. 球化退火球化退火是指将金属材料加热至一定温度，保持一定时间后缓慢冷却至室温。
球化退火可以使金属材料中的晶粒得到更加均匀的分布，提高其韧性和塑性。
特别适用于容易产生晶粒过长的金属材料。
3. 间歇退火间歇退火是指在制备金属材料时，通过多次的加热和冷却过程，以调控材料的组织和结构。
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案第一章：金属材料的概述教学目标：1. 了解金属材料的定义和分类。
2. 掌握金属材料的性质和用途。
教学内容：1. 金属材料的定义：金属材料是指由金属元素或金属合金组成的材料。
2. 金属材料的分类：金属材料主要包括纯金属和合金两大类。
3. 金属材料的性质：金属材料具有优良的导电性、导热性和韧性等。
4. 金属材料的用途：金属材料广泛应用于建筑、机械、电子等领域。
教学活动：1. 引入金属材料的概念，引导学生思考金属材料的日常应用。
2. 介绍金属材料的分类，让学生了解不同类型的金属材料。
3. 通过实例讲解金属材料的性质，如导电性、导热性和韧性等。
4. 探讨金属材料的用途，让学生了解金属材料在各个领域的重要性。
第二章：金属的结晶与晶体结构教学目标：1. 了解金属的结晶过程和晶体结构。
2. 掌握金属的晶体类型和性质。
教学内容：1. 金属的结晶过程：金属从液态转变为固态的过程称为结晶。
2. 金属的晶体结构：金属晶体主要由金属原子通过金属键相互连接而成。
3. 金属的晶体类型：金属晶体主要分为面心立方晶格和体心立方晶格两种类型。
4. 金属的晶体性质：不同晶体结构的金属具有不同的性质，如硬度和延展性等。
教学活动：1. 引入金属的结晶过程，引导学生了解结晶的基本概念。
2. 介绍金属的晶体结构，让学生掌握金属原子的排列方式。
3. 通过示意图讲解金属的晶体类型，如面心立方晶格和体心立方晶格。
4. 探讨金属的晶体性质，让学生了解不同晶体结构对金属性质的影响。
第三章：金属的塑性变形与再结晶教学目标：1. 了解金属的塑性变形和再结晶过程。
2. 掌握金属的塑性变形方式和再结晶的条件。
教学内容：1. 金属的塑性变形：金属在外力作用下发生形状改变而不断裂的过程。
2. 金属的塑性变形方式：主要包括拉伸、压缩、弯曲和扭转等。
3. 再结晶：金属在加热和冷却过程中，晶体结构发生改变的现象。
4. 再结晶的条件：再结晶发生的温度、应变量和时间等因素。
钢的加热退火与正火ppt
正火工艺
预热
01
将钢件加热到一定温度，保温一段时间，使钢件充分加热均匀
。
加热
02
将钢件加热到正火温度，保温一段时间，使奥氏体晶粒充分长
大并均匀分布。
冷却
03
将加热后的钢件进行冷却，使奥氏体晶粒转变成为多边形的铁
素体和珠光体组织。
正火后的组织与性能
组织转变
正火后，奥氏体转变为多边形的铁素体和珠光体组织，其中珠光体含量较高 ，铁素体含量较低。
加热速度对正火的影响
加热速度对正火过程的影响主要表现在奥氏体化程度 和冷却速度上。
快速加热后进行水冷或空冷会提高冷却速度，使材料 中的碳化物来不及析出，从而影响材料的韧性。
随着加热速度的增加，奥氏体化程度增加，材料的强 度和硬度提高。
加热速度过快可能导致材料表面氧化和脱碳现象加剧 ，影响材料表面的质量。
06
பைடு நூலகம்退火与正火的缺陷及预防措施
退火过程中的缺陷及预防措施
氧化和脱碳
在退火过程中，钢的表面会与空气中的氧气和水分发生反应，导致钢的表面形成一层氧化 膜和脱碳层。预防措施包括使用保护气体或真空环境进行退火处理，以减少氧化的发生。
变形和弯曲
由于温度分布不均匀或者冷却速度不一致，退火过程中可能会出现钢的变形或弯曲。预防 措施包括使用更加精确的温度控制技术和冷却速度控制技术，以确保温度分布和冷却速度 的一致性。
裂纹和气孔
在正火过程中，由于加热速度过快或者冷却速度过快，可能会导致钢的表面出现 裂纹或气孔。预防措施包括控制加热速度和冷却速度，避免出现过快的温度变化 。
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《钢的加热退火与正火ppt 》
2023-10-25
金属熔化焊基础教案退火与正火
金属熔化焊基础教案退火与正火授课题目第四节退火与正火教研室主任教务科长授课时数授课方法授课教师授课班级与时间教学目标熟练掌握正火与退火工艺方法和应用教学重点正火与退火工艺方法和目的教学难点正火和退火后的组织以及他们应用领域教学内容、方法及过程复习：奥氏体等温转变产物的组织与性能新课讲解：生产中把热处理分为预备热处理和最终热处理两类板书：一、钢的退火含义：将钢加热到一定温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺方法，叫退火。
板书：退火的目的1）降低硬度，改善切削加工性能2）消除残余应力，以稳定工件尺寸并防止变形及开裂。
3）细化晶粒，改善组织，提高力学性能板书：1、完全退火（亚共析钢）完全退火工艺是将钢件加热到AC3以上20~60℃，保温一定时间，随炉缓慢冷却至600℃以下，再出炉在空气中冷却到室温。
板书：2、球化退火球化退火主要用于亚共析或过共析成分的碳钢和合金钢，其目的是将片层状的渗碳体改变为球状渗碳体，以降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火工序做好组织准备。
一般球化退火是把钢加热到AC1以上20~40℃保温一定时间，然后缓慢冷却600℃以下再出炉空冷。
球化退火工艺的特点是低温短时间加热和缓慢冷却。
板书：3、去应力退火去应力退火的工艺是将工件缓慢加热到600~650℃，保温一定时间，然后随炉缓冷至200℃再出炉空冷。
去应力退火的加热温度低于A1，故钢未发生相变，当然不会改变原来的组织，也就无细化晶粒和改善组织的作用。
板书：二、钢的正火正火时将钢加热到工艺规定的某一温度，使钢的组织完全转变为奥氏体，经保温一段时间后，在空气中或在强制流动的空气中冷却到室温的工艺方法。
板书：1、正火的目的正火可以改善钢的切割加工性能，消除碳的质量分数大于0.77%的碳钢或合金工具钢中存在的网状渗碳体，对强度的要求不高的零件，可以作为最终的热处理。
凡碳的质量分数低于0.45%的碳钢，都用正火替代退火。
热处理的基本方法(正火与退火)PPT课件
加热温度:Ac1＋20～30℃。冷却速度:不大于
50℃/h
2、目的：
降低硬度，便于切削加工，防止淬火加热时 奥氏体晶粒粗大，减小工件变形和开裂倾向。
3、说明：
将片层的珠光体转变为球状形细小颗粒的 备注：碳素工具钢、合金工具钢、
渗碳体。弥散分布在铁素体之中。
滚动轴承钢等，这些锻件加工后必
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1、概念：
加热温度Ac3（Accm) +（30~50℃），保温然后空冷。
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2、目的及用途：
为消除网状碳化物，过共析钢的球化退火提供细片状球光体，
改善组织，消除热加工缺陷。如消除粗大铁素体块，消除魏氏组 织。
提高硬度，改善切削加工性能。
加工。
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每一步的积累都会铸造美好的明天
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细化晶粒,降低硬度,改善切削性能,消除 内应力。 3、适用范围
含碳0.30-0.60%的亚共析钢（中碳钢） 及低、中碳合金结构钢的 锻件、铸件、 热轧型材，有时也用于焊接件。
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备注：过共析钢不能采用完全退火，
因为会产生网状渗碳体。
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(3)退火的工艺：
②球化退火 1、概念：
使钢中的碳化物球化，或获得球状珠光体的 退火工艺。
加热时必须保证碳化物全部溶入奥氏体中，为抑制自由碳化物的析出使其 获得伪共析组织，采用较大冷速，如鼓风，喷雾，甚至油冷，水冷至Ar1点 以下，取出空冷。 4．双重正火
钢的热处理教案
第五章钢的热处理Heat Treatment of Steel授课教师：陈黄怡第四节退火与正火【知识回顾】1、什么是钢的热处理？2、钢的热处理是怎么分类的？3、图1中，不同区域的组织成分各是什么，Ac1线、Ac3线、Accm线各表示什么？【教学目的】通过掌握退火与正火的工艺特点、应用范围，从而充分发挥金属材料的潜力，改善零件的加工工艺性能，提高材料的使用性能，延长零件的使用寿命。
【教学内容概述】图11、掌握退火的定义、目的、分类及应用；2、掌握正火的定义、目的及应用；3、掌握正确选择正火与退火的方法。
【教学难点与重点】1、退火的分类；2、退火与正火的应用及选择方法。
【教学课时】1课时【导入课题】提问：找找教室中有哪些金属制件需要考虑它的性能的？须考虑哪些性能呢？现代工业生产中，为了不断提高金属材料的机械性能，常采用两种方法：①合金化法——碳钢中加入合金元素（调整钢的化学成分）；②热处理法——碳钢进行工艺处理（调整钢的组织）。
根据工艺方法，热处理可分为两大类：普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火和表面化学热处理其中，退火和正火一般是工件整个加工过程的中间热处理，以消除前一道工序（如铸造、锻压、轧制、焊接等）所带来的各种组织或性能上的缺陷，并为后一道工序（如切削加工、最终热处理）作准备，故也成为预备热处理。
【教学过程】一. 退火（Annealing）将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷），以获得接近平衡组织的热处理工艺。
（提问：常用的四种冷却方式分别是什么？）目的：①消除钢的内应力（铸锻焊和其它加工的应力），以防止钢件变形和开裂。
②细化晶粒、均匀组织，消除组织缺陷为后续热处理作准备。
③提高钢的塑性和韧性，降低钢的硬度，以利于切削加工。
退火的种类：（1）完全退火：（主要用于亚共析钢）把钢加热到AC3线以上30～50℃的温度，保温一定时间，然后随炉冷却的一种工艺。
组织分析：P＋F→A→A′→P＋F （重结晶退火）注：1、保温时间与工件形状、材料质量、装炉量等有关；2、实际生产中在炉中冷却到500℃左右即可出炉冷却。
金属材料及热处理：第五章 第四节 钢的退火和正火
第二节 钢的普通热处理工艺
视频：正火工艺
第二节 钢的普通热处理工艺
三、钢的淬火
淬火：将钢件加 热到Ac3或Ac1 以上某一温度， 保温一定时间后， 快速冷却的热处 理工艺。
目的：为了获得 马氏体（或贝氏 体）组织，提高
第二节 钢的普通热处理工艺
(一)淬火 温度
1、碳钢
⑴ 亚共析钢
⑵ 共析钢、过共析钢淬火温度为
（二）第淬二节火 钢的普通热处理工艺 理想介的质冷却曲线应只在C曲线鼻尖
处快冷，而在Ms附近尽量缓冷，
以达到既获得马氏体组织，又减小
常内用应淬力火介的质目是的水。和油但. 目前还没有找到
水理的想冷的却能淬力火强介，质但低。
温却能力太大，只使用 于形状简单的碳钢件。
织为M+A’。
碳钢的淬火加热温度范围
第二节 钢的普通热处理工艺
⑶ 过共析钢
淬火温度: Ac1+3050℃.
温度高于Accm，则奥 氏体晶粒粗大、含碳 量高,淬火后马氏体晶 粒粗大、A’量增多,使
T12钢（含1.2%C）正常淬火组织
第二节 钢的普通热处理工艺
总结
钢种 淬火温度(℃) 最终组织
亚共析钢 Ac3+30～50
第五章 钢的热处理
本节重点： ➢掌握不同碳含量铁碳合金的组织结构特点及性能； ➢熟练掌握铁碳相图并会运用相律分析相图；
第四节 钢的退火和正火
一、退火 所谓退火，就是将金属或合金加热到适当
温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理 工艺。退火的实质是将钢加热奥氏体化后进行 珠光体型转变。退火后的组织，对亚共析钢是 铁素体加片状珠光体;对共析或过共析钢则是 粒状珠光体。总之，退火组织是接近平衡状态 的组织。
金属学与热处理(哈工大版)第3版 “四把火”
一、退火1、退火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺（1）相变重结晶退火：临界温度（A C1或A C3）以上（2）再结晶退火：临界温度以下（3）连续退火和等温退火（4）正火2、完全退火：将钢加热到A C3以上，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺（1）目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性变形性能。
（2）加热温度：A C3以上20~30℃退火保温时间：工件透烧时间、组织转变所需时间（钢材化学成分、工件形状和尺寸、加热设备类型、装炉量以及装炉方式）冷却速度：缓慢，保证奥氏体在A r1温度以下不大的过冷条件下进行P转变（避免硬度过高）（3）等温退火：奥氏体化后很快降至稍低于A r1温度等温一段时间，可缩短退火时间3、不完全退火：将钢加热至A C1~A C3或A C1~A ccm之间，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺（1）组织：仅是P发生相变重结晶转变为A，基本上不改变先共析F或Fe3C形态和分布（2）优点：加热温度低，工艺周期短，消耗热量少，成本低，生产率高4、球化退火：使钢中的碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺（不完全退火）（1）目的：降低硬度，改善切削加工性能，获得均匀组织，改善热处理工艺性能（为淬火作组织准备）（2）加熱溫度：A C1以上20~30℃，随炉加热保温时间：不能太长（2~4 h）冷却方式：炉冷，或在A r1以下20℃左右进行长时间等温处理（3）关键：使A中保留大量未溶碳化物质点，造成A中碳浓度分布不均匀性（4）一次球化退火等温球化退火（广泛应用）往复球化退火5、扩散退火（均匀化退火）：将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度，长时间保温，然后随炉缓慢冷却（1）目的：消除晶内偏析，使成分均匀化（2）实质：使钢中各元素的原子在A中充分扩散——温度高时间长（3）退火加热温度：A C3或A ccm以上150~300℃保温时间：根据钢件最大截面积厚度计算（4）组织：A晶粒十分粗大→进行一次完全退火或正火细化晶粒、消除过热缺陷（5）缺点：生产周期长，热能消耗大，设备寿命短，生产成本高，工件烧损严重6、去应力退火：（精加工或淬火之前）将工件加热至A C1以下某一温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（1）目的：消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机械加工工件中的残余内应力，提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂（2）退火加热温度：宽泛，根据具体情况而定（500~650℃）保温时间：根据工件的截面尺寸或装炉量冷却速度：保温后缓慢冷却，200~300℃后出炉空冷至室温7、再结晶退火（中间退火）：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保温适当时间后，使变形晶粒重新转变为新的等轴晶粒，同时消除加工硬化和残余内应力的热处理工艺（1）退火温度：高于再结晶温度（与金属化学成分和冷变形量有关）（2）一般钢材650~700℃，1~3 h，空冷（3）临界变形度→正火或完全退火代替再结晶退火二、正火1、正火：将钢加热到A C3或A ccm以上适当的温度，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，得到P类型组织的热处理工艺（1）加热温度与时间：与完全退火相同（A C3或A ccm以上30~50℃）冷却速度：较快亚共析钢正火组织析出的F较少，P较多且间距小转变温度：较低过共析钢正火可抑制先共析网状渗碳体的析出冷却方式：工件从炉中取出后空冷，大件可采用鼓风或喷雾等方式（2）实质：完全奥氏体化加伪共析转变（3）适用对象：碳素钢及低、中合金钢（4）应用：改善低碳钢的切削加工性能；消除中碳钢热加工缺陷；消除过共析钢的网状碳化物（增加材料脆性，降低强度，降低零件疲劳寿命）；提高普通结构件的机械性能三、淬火1、淬火：将钢加热到临界点A C3或A ccm以上一定的温度，保温一定时间，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺（1）实质：奥氏体化后进行马氏体转变（或贝氏体转变）（2）组织：马氏体（或下贝氏体），少量残余A及未溶的第二相（3）特点：提高工件的强度、硬度和耐磨性结构钢：淬火和高温回火（调制），获得较好的强度和塑性、韧性配合弹簧钢：淬火和中温回火，获得很好的弹性极限工具钢、轴承钢：淬火和低温回火，获得高硬度和高耐磨性2、淬火应力：热应力和组织应力（1）热应力：工件在加热或冷却过程中，由于不同部位的温度差异，导致热胀冷缩的不一致而产生的应力→快速冷却时工件截面上温差造成的快速冷却，表层先冷中心后冷，表层冷却快中心冷却慢冷却初期，表层冷却快、温度低、收缩量大，表层产生拉应力、心部产生压应力冷却后期，心部体积继续收缩，表层产生压应力、心部产生压应力（2）组织应力：工件在冷却过程中，由于温差造成的不同部位组织转变不同时性而引起的内应力→与钢在M转变温度范围的冷却速度、工件尺寸、钢的导热性、A的屈服强度，钢的含碳质量分数、M的比热容及钢的淬透性有关淬火初期，表层发生M转变体积膨胀，表层产生压应力、心部产生拉应力继续冷却，心部发生M转变体积膨胀，表层产生拉应力、心部产生压应力组织应力引起的残余应力与热应力恰好相反3、淬火加热：加热温度、加热时间、加热方式、选择介质（1）加热温度：根据钢的临界点确定，以得到均匀细小的A晶粒为原则、以便淬火后获得细小M组织亚共析钢：A C3+（30~50℃）共析钢和过共析钢：A C1+（30~50℃）低合金钢：根据临界点A C1或A C3、合金元素的作用确定，A C1或A C3+（50~100℃）（2）过热：工件在淬火加热时。
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案
教案目标：金属材料与热处理教案的目标是帮助学生了解金属材料的性质和热处理对其性能的影响，同时培养学生的实践技能和问题解决能力。
1.理解金属材料：通过教师讲解和讨论，学生将了解金属的特点、组织结构和性质，包括导热性、导电性、塑性等。
2.热处理基础：介绍热处理的概念和分类，包括退火、淬火、回火等方法，让学生理解不同热处理方法对材料性能的影响。
3.热处理的应用：通过案例分析和实例展示，让学生了解热处理在金属制造和工程实践中的应用，如强化材料、调整硬度和改善韧性等。
4.实践技能培养：组织实验或实践活动，让学生亲自参与热处理过程，学习和掌握常见的金属热处理方法和技术。
5.问题解决能力培养：通过引导学生思考和讨论，提出与热处理相关的问题和挑战，激发学生的创造力和解决问题的能力。
6.教学资源拓展：引导学生使用多种资源，如图书、互联网资料和专业期刊，进一步了解金属材料和热处理的相关知识和最新研究成果。
7.总结反思：通过小结和讨论，帮助学生回顾学习过程，总结所学知识和技能，并分享彼此的收获和体会。
《金属材料与热处理》教案
《金属材料与热处理》教案一、教学目标1.了解金属材料的基本性质和分类；2.了解金属材料的热处理方法和原理；3.掌握金属材料的常见热处理工艺；4.培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
二、教学内容1.金属材料的基本性质和分类：(1)金属的特性和性质；(2)常见的金属材料分类。
2.金属材料的热处理方法和原理：(1)热处理的基本概念；(2)热处理的分类和目的；(3)热处理的原理和影响因素。
3.金属材料的常见热处理工艺：(1)退火；(2)淬火；(3)回火；(4)面冷加工；(5)预冷加工。
4.实践操作：(1)反射性金属的固溶处理；(2)不锈钢的淬火和回火处理；(3)铝合金的时效处理。
三、教学方法1.教师讲授与学生讨论相结合的方式，让学生主动参与教学过程；2.提倡学生自主学习、实践操作和解决问题。
四、教学过程1.导入（15分钟）教师介绍金属材料的重要性和广泛应用，激发学生的学习兴趣。
2.金属材料的基本性质和分类（30分钟）教师讲授金属材料的基本性质和分类，包括金属的特性和性质、常见的金属材料分类等。
同时，引导学生思考金属材料的热处理意义。
3.金属材料的热处理方法和原理（40分钟）教师讲解热处理的基本概念、分类和目的，同时介绍热处理的原理和影响因素。
通过示意图和实例，让学生更好地理解和记忆。
4.金属材料的常见热处理工艺（40分钟）教师依次介绍金属材料的常见热处理工艺，如退火、淬火、回火、面冷加工和预冷加工。
结合实例和实验，深入分析每种工艺的原理和应用范围。
5.实践操作（50分钟）学生分组进行实践操作，如反射性金属的固溶处理、不锈钢的淬火和回火处理、铝合金的时效处理等。
学生通过实际操作，深化对热处理工艺的理解和掌握。
6.总结与展望（15分钟）学生进行课堂总结，并展望热处理在金属材料改性和加工中的重要性。
教师进行点评和总结。
五、教学评价1.学生的课堂表现，包括听课态度、课后作业等；2.学生的实践操作结果和报告；3.学生对热处理的理解和运用能力。
4-3热处理的基本方法1
审阅签名：教学过程§4－3热处理的基本方法（机械类）一、退火1、退火的目的？○1降低硬度；○2细化晶粒；○3消除内应力。
常用的三种退火方法：完全退火、球化退火、去应力退火2、完全退火（1）工艺：加热 A c3+30～50℃保温 0.5分钟/mm冷却随炉缓冷（碳钢200℃/小时）结合C曲线讲解：C曲线表明：○1退火冷速慢才能得到珠光体；○2500℃左右珠光体转变早已结束，为提高加热炉使用效率，随炉冷至500℃左右可出炉空冷。
（2）应用：用于中碳钢、低中碳合金结构钢的锻、轧、铸件。
3、球化退火过共析钢用完全退火愈退愈硬。
球状珠光体比片状珠光体硬度低，易切削加工。
（1）工艺：加热 A c1+20～30℃保温 0.5分钟/mm冷却冷却速度小于50℃/小时（2）应用：用于共析钢和过共析钢4、去应力退火（1）工艺：加热 500～650℃为彻底消除内应力，应控制加热速度：低温进炉，以100℃/小时的加热速度加热到规定温度。
保温 2-8小时冷却小于50℃/小时（冷至300℃以下出炉）精度要求高的工件切削加工后应去应力退火。
二、正火（常化处理）（C曲线的v2）工艺：加热至Ac3或Ac cm以上30～50℃→保温→空冷硬度在170-230HBS切削加工性最好。
为节约成本，优先考虑正火。
含碳量特别低的钢（如18CrMnTi）如正火后发现切削加工性不良，塑性太大，原因是正火冷却速度不够，可改吹风冷却。
三、淬火定义：淬火是将工件加热到A C3或A C1点以上某一温度保持一定时间。
然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。
1、淬火加热温度淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。
亚共析钢：淬火加热温度：A C3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。
共析钢、过共析钢：淬火加热温度：为A C1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。
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锻（铸）造→退火或正火→机械粗加工→淬火+回火（或表面热处理）→精加工
从以上顺序我们看出，退火或正火一般是在机械粗加工前作为预备热处理进行的，是为了消除前道工序所造成的某些组织缺陷及内应力、改善材料的切削性能，及为以后的热处理做好组织准备。对于某些不太重要的工件，正火也可作为最终热处理。
③、去应力退火
概念：将钢加热至略低于Ac1线的温度（一般500-650℃），保温一定时间后缓慢冷却至室温的工艺方法。
特点及目的：消除内应力（因为去应力退火过程中组织不会发生变化）。
用途：只是用来消除零件在锻造、铸造、焊接等生产时产生的内应力，以防止工件变形和开裂，加热过程中组织不会发生变化。
二、正火
记录
时间
星期
班组
节次
总
上节回顾：上一节课我们讲到奥氏体的连续冷却时的组织转变，其冷却速度不同，转变后所得到的组织性能也不一样（建图：等温转变曲线图）。
导入新课：在生产工作中我们常用的工具、刀具如锉刀、铣刀等等，其本身就具有很高的硬度，但它们也是经过切削加工出来的，问题是如此硬的材料如何切削加工？因此，我们在加工生产这类高硬度的工具前必须对其进行热处理（退火或回火），已达到加工时所需要的组织性能（如硬度），加工好后再次对其进行调质处理已达到其工作状态的性能。退火与正火在工业生产中常用于预先热处理，它们的目的一样。
,1、概念：将钢加热至Ac3以上30-50℃，保温一段时间后，在空气中冷却至室温的工艺方法。
2，特点：正火后可得到细珠光体组织索氏体，强度、硬度较高。工艺周期短、成本低、得到的组织性能好。
3、目的：①、改善低碳钢、低碳合金钢的切削加工性能；②、细化晶粒，提高力学性能；③、消除过共析钢中的网状渗碳体，为球化退火做准备；④、代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火，提高经济性。
4、退火和正火的区别：正火工艺周期短、成本低、得到的组织性能较好，故生产中低碳钢、低碳合金钢常以正火代替退火。但由于正火冷却速度较快，可能会使形状较复杂的零件产生较大的内应力甚至开裂，所以形状较复杂的零件不适用正火处理，而对于力学性能要求不是很高的零件，正火还可作为最终热处理。高碳钢一般都先通过正火处理以消除钢中网状渗碳体组织再进行退火处理。
小结：通过本节内容学习，同学们首先要熟悉有关退火和正火的的概念，其次要能够将退火与正火进行比较，总结出它们各自的优点，并通过比较火能够正确合理的选择这两种热处理法方法。
作业第四章一：8；二：13、14、15；四：3；五：3
一、退火
1、概念：将钢加热到适当温度并保温一定时间后，缓慢冷却（一般随炉冷却）至室温的热处理方法。
2、退火的目的：A、降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷变形加工；B、细化晶粒，均匀组织，为后续热处理做好组织准备；C、消除残余应力，防止工件变形与开裂。
3、常用的退火方法有完全退火、去应力退火和球化退火三种：
怀化工业学校备课纸
课题
4-3热处理的基本方法（一）:钢的退火与正火
教学
目的
1、掌握退火Βιβλιοθήκη 正火的概念2、了解钢在退火与正火过程中的组织变化
3、熟悉退火与正火的目的
教学
重点
1、退火与正火的概念及目的
2、钢在退火与正火过程中的组织变化
教学
难点
退火与正火的目的
教学
方法
阅读、归纳、举例分析
检查
签字
教学
用品
执行
①、完全退火
概念：将钢加热至完全A化（Ac3以上30-50℃），保温一定时间后随炉缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的工艺方法。
特点及目的：冷却后A转变为细小而均匀的F+P，从而达到细化晶粒，消除内应力，降低钢的硬度，为随后的加工和淬火做好组织准备的目的。
用途：主要用于中碳钢、中低碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等，有时也用于焊接件。过共析钢（含碳量＞0.77％）不宜采用完全退火。
②、球化退火
概念：将钢加热至Ac1线以上20-30℃，保温一段时间后以＜50℃/h的速度随炉冷却到室温以获得球状P组织的工艺方法。
特点及目的：将片层状的P转变为球形细小颗粒的渗碳体，降低硬度，，以便于切削加工，防止淬火加热时A晶粒粗大，减小工件变形和开裂。
用途：主要用于共析钢和过共析钢（如碳素工具钢、合金工具钢、滚动轴承等）。