第五章復(fù)習(xí)課教案

1、南通市工貿(mào)技工學(xué)校教 案 首 頁(yè)授課日期班級(jí)10高機(jī)電1課題：第五章復(fù)習(xí)課教案教學(xué)目的要求：1. 熟悉合金鋼的牌號(hào)及性能特點(diǎn)。 2. 熟悉典型合金鋼牌號(hào)的用途。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 合金鋼的牌號(hào) 授課方法： 列舉法 講授法 設(shè)問法 對(duì)比法 教學(xué)參考及教具（含多媒體教學(xué)設(shè)備）：掛圖、三角板、模型 授課執(zhí)行情況及分析：板書設(shè)計(jì)或授課提綱一、合金元素在鋼中的主要作用1、強(qiáng)化鐵素體2、形成合金碳化物3、細(xì)化晶粒4、提高鋼的淬透性5、提高鋼的回火穩(wěn)定性二、合金鋼的分類和牌號(hào)1、合金鋼的分類2、合金鋼的牌號(hào)三、合金結(jié)構(gòu)鋼1、低合金結(jié)構(gòu)鋼2、合金滲碳鋼3、合金調(diào)質(zhì)鋼4、合金彈簧鋼5、滾動(dòng)軸承鋼四、合金工具鋼1、

2、合金刃具鋼2、合金模具鋼3、量具用鋼五、特殊性能鋼1、不銹鋼2、耐熱鋼3、耐磨鋼 南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記復(fù)習(xí)提問：碳素鋼的定義、碳素鋼的分類、典型碳素鋼牌號(hào)一、合金元素在鋼中的主要作用1、強(qiáng)化鐵素體大多數(shù)合金元素都能溶于鐵素體（除鉛外），形成合金鐵素體，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，使鐵素體的強(qiáng)度、硬度升高，塑性和韌性下降。2、形成合金碳化物根據(jù)合金元素與碳的親和力不同，它們?cè)阡撝行纬傻奶蓟锟煞譃閮深悾?）合金滲碳體合金滲碳體較滲碳體略為穩(wěn)定，硬度也略高，可明顯提高低合金鋼的強(qiáng)度。2）特殊碳化物特殊碳化物比合金滲碳體具有更高的熔點(diǎn)、硬度和耐磨性，而且更為穩(wěn)定、不易分解，

3、當(dāng)鋼中的特殊碳化物呈彌散分布時(shí)，能顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而不降低其韌性。3、細(xì)化晶粒幾乎所有的合金元素（Mn除外）都抑制鋼在加熱時(shí)的奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。4、提高鋼的淬透性合金元素（除鈷外）減小淬火臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。常用的提高淬透性合金元素有：硼(B)、 錳(Mn)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、硅（Si）、鎳(Ni)。5、提高鋼的回火穩(wěn)定性淬火鋼在回火過(guò)程中抵抗軟化的能力稱為回火穩(wěn)定性。高的回火穩(wěn)定性使鋼在較高溫度下，仍能保持高硬度和高耐磨性。這種性能稱為熱硬性。由于合金元素能提高回火穩(wěn)定性，因而用高合金工具鋼制造的刀具可用于較高速度的切削。對(duì)比碳素鋼的定

4、義與性能引入 板書標(biāo)題強(qiáng)調(diào)為難點(diǎn)讓學(xué)生熟悉元素符號(hào)一、二兩點(diǎn)為合金元素對(duì)鋼中基本相的影響。啟發(fā)學(xué)生結(jié)合前面所學(xué)知識(shí)思考原因 教案用紙附頁(yè)南通工貿(mào)技工學(xué)校教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記二、合金鋼的牌號(hào) 1、 合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)：采用兩位數(shù)字（碳含量）+元素符號(hào)（或漢字）+數(shù)字表示。前面兩位數(shù)字表示含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，元素的化學(xué)符號(hào)表明鋼中含有主要合金元素，后面的數(shù)字標(biāo)明該元素的含量，合金元素含量少于1.5%時(shí)不標(biāo)。平均含量為1.5%2.5%、2.5%3.5%時(shí),相應(yīng)地標(biāo)以2、3，依次類推。例如：60 Si2 Mn 合金結(jié)構(gòu)鋼主要合金元素為錳，含量小于1.5主要合金元素Si的平均含量2%為左右平均碳含量為0

5、.60%2、 合金工具鋼的牌號(hào)：合金工具鋼的牌號(hào)與合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)的區(qū)別僅在于碳含量的表示法，它用一位數(shù)字表示碳含量的千分?jǐn)?shù)，當(dāng)碳含量大于等于1.0%時(shí)，則不予標(biāo)出。如例如： Cr12 Mo V 合金工具鋼主要合金元素V的平均含量1.5%以下主要合金元素Mo的平均含量1.5%以下主要合金元素Cr的平均含量12%左右平均碳含量1%3.高速鋼的含碳量均不標(biāo)出4.特殊性能鋼的牌號(hào)特殊性能鋼和工具鋼牌號(hào)表示法相同 ，如不銹鋼2Cr13表示含碳量為0.20%，平均含鉻量為13%。5特殊專用鋼，為表示鋼的用途，在鋼的牌號(hào)前面冠以漢語(yǔ)拼音字母字頭，并不標(biāo)含碳量，合金元素含量的標(biāo)注也和上述有所不同。如: 滾動(dòng)

6、軸承鋼中高鉻軸承鋼的前面標(biāo)“G，（“滾”字的漢語(yǔ)拼音字母字頭）而不標(biāo)含碳量，如GCr15。6. 合金鋼多為優(yōu)質(zhì)鋼，無(wú)需特殊表示。當(dāng)合金鋼為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼或特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼時(shí)，分別在牌號(hào)尾加A、E表示。必要時(shí)可將表示產(chǎn)品用途、特性或工藝方法的字符加在牌號(hào)尾部。 學(xué)生上黑板練習(xí)教師邊講邊板書，并彩色粉筆標(biāo)注重點(diǎn)南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記三、合金結(jié)構(gòu)鋼1、低合金結(jié)構(gòu)鋼在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素就形成了低合金結(jié)構(gòu)鋼。 這類鋼是為了適應(yīng)大型工程結(jié)構(gòu)件（如大型橋梁、大型壓力容器及大型船舶等）減輕結(jié)構(gòu)重量、提高使用可靠性及節(jié)約鋼材而發(fā)展起來(lái)的。 Q345 （16Mn） 是我國(guó)低

7、合金高強(qiáng)鋼中用量最多、產(chǎn)量最大的鋼種。強(qiáng)度比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235高約20%30%，耐大氣腐蝕性能高20%38%。 Q420 （15MnVN） 中等級(jí)別強(qiáng)度鋼中使用最多的鋼種。強(qiáng)度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。 這類鋼一般在熱軋退火或正火狀態(tài)下使用，一般不再進(jìn)行熱處理。2、合金滲碳鋼合金滲碳鋼在經(jīng)滲碳+淬火+低溫回火的處理后，具有外硬內(nèi)韌的性能，用來(lái)制造既要有優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性、又能承受沖擊載荷作用的零件， 含碳量在0.100.25之間，加入合金元素主要是為了提高鋼的淬透性，并防止鋼因在長(zhǎng)時(shí)間滲碳而造成晶粒粗大。其典型熱處理工藝為：滲碳+淬

8、火+低溫回火。 如20CrMnTi是應(yīng)用最廣泛的合金滲碳鋼，用于截面在30mm以下、高速運(yùn)轉(zhuǎn)并承受中等或重載荷的重要滲碳件，如汽車、拖拉機(jī)的變速齒輪、軸等零件。 南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記3、合金調(diào)質(zhì)鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼主要用于制造受力比較復(fù)雜，要求具有良好綜合力學(xué)性能的重要零件，一般需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用。熱處理工藝是調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）。 如40Cr是應(yīng)用最廣泛的合金調(diào)質(zhì)鋼，主要用于較為重要的中小型調(diào)質(zhì)件，如機(jī)床齒輪、主軸、花鍵軸、頂尖套等 4、合金彈簧鋼 用于制造利用彈性變形儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零件 熱成型彈簧鋼絲直徑或板厚8mm采用比正常加熱溫度高5080加熱，熱

9、卷后，利用余熱淬火，再經(jīng)420450中溫回火。硬度4048HRC，組織為回火托氏體。處理后采用噴丸處理可提高壽命。 冷成型彈簧 鋼絲直徑或板厚8mm常采用冷拔鋼絲冷卷成型，成型后不必淬火。只采用200300低溫回火進(jìn)行消除應(yīng)力和穩(wěn)定尺寸的定型處理。常用的合金彈簧鋼有55Si2Mn、50CrVA、55SiMnMoV等。5、滾動(dòng)軸承鋼 主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾針）、內(nèi)外套圈和保持架等，屬專用結(jié)構(gòu)鋼。也用于制造精密量具、冷沖模、機(jī)床絲杠等耐磨件。 牌號(hào)前用字母“G”表示滾動(dòng)軸承鋼的類別，后附元素符號(hào)Cr和其平均含量的千分?jǐn)?shù)及其它元素符號(hào)。如GCr4、GCr15、GCr15SiMn

10、、GCr15SiMo、GCr18Mo。最常用的是GCr15，中小型軸承，冷沖模，量具，絲錐，使用量占軸承鋼的絕大部分。 軸承鋼的熱處理主要為球化退火、淬火和低溫回火南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記四、合金工具鋼合金工具鋼，是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入鉻、鉬、鎢、釩等合金元素以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。它主要用于制造量具、刃具、耐沖擊工具和冷、熱模具及一些特殊用途的工具。合金工具鋼按用途分為合金刃具鋼、模具鋼和量具鋼，但實(shí)際應(yīng)用界限并非絕對(duì)。 1、合金刃具鋼 合金刃具鋼主要用于制造各種金屬切削刀具，如車刀、銑刀、鉆頭等。1）低合金刃具鋼低合金刃具鋼是在碳素工

11、具鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素的鋼。 如9SiCr用來(lái)制作刀刃細(xì)薄的低速切削刀具，如絲錐、板牙、鉸刀等。CrWMn鋼熱處理后變形小，又稱微變形鋼，主要用來(lái)制造較精密的低速刀具，如長(zhǎng)鉸刀、拉刀等。 低合金刃具鋼的預(yù)備熱處理是球化退火，最終熱處理為：淬火+低溫回火。 2）高速鋼高速鋼是高紅硬性、高耐磨性的合金工具鋼。鋼中含有較多的碳（0.71.50）和大量的鎢、鉻、釩、鉬等強(qiáng)碳化物形成元素。高速鋼按其所含的主要合金元素可分為 W系（如W18Cr4V）和Mo系（如W6Mo5Cr4V2）。W18Cr4V鋼的熱硬性較好, 熱處理時(shí)的脫碳和過(guò)熱傾向較小。廣泛用于一般高速切削用的刀具如車刀、刨刀、鉆頭、銑刀。

12、而W6Mo5Cr4V2鋼的耐磨性、熱塑性和韌性較好。制造現(xiàn)狀簡(jiǎn)單、截面較粗的刀具。提示學(xué)生回答與碳素工具鋼進(jìn)行比較講解重點(diǎn)板書南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記2、合金模具鋼 合金模具鋼按其用途分為冷作模具鋼和熱作模具鋼兩大類。1） 冷作模具鋼冷作模具鋼用于制造使金屬在冷狀態(tài)下變形的模具，如沖裁模（落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀）、拉絲模、拉絲模、彎曲模、拉深模等。Cr12、Cr12MoV大型、復(fù)雜、重載、高精度、高耐磨冷作模具 2）熱作模具鋼熱作模具鋼是用來(lái)制造使金屬在高溫下成形的模具，如熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等。 熱作模具鋼要具備較高的強(qiáng)度、韌性、高溫耐磨性及熱穩(wěn)定

13、性，并具有較好的抗熱疲勞性能。 熱作模具鋼的最終熱處理是淬火+中溫回火（或高溫回火），以保證其具有足夠的韌性。5CrMnMo、5CrNiMo、5CrMnSiMoV： 韌性高、熱硬性不太高的熱鍛模。 3、量具用鋼量具是測(cè)量工件尺寸的工具，其工作部分所用鋼材一般要求高硬度、高耐磨性、高的尺寸穩(wěn)定性和足夠的韌性。尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度較低的量具，選用高碳鋼制造；復(fù)雜的精密量具一般選用低合金刃具鋼；精度要求高的量具選用CrMn、CrWMn、GCr15等制造。 南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記五、特殊性能鋼具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼稱為特殊性能鋼。在機(jī)械制造業(yè)中常用的有不銹鋼、耐

14、熱鋼、耐磨鋼和磁鋼等。1不銹鋼 不銹鋼主要是指在空氣、水、鹽的水溶液、酸及其他腐蝕性介質(zhì)中具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的鋼。不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱，能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而在一些化學(xué)介質(zhì)（如酸類）中能抵抗腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。 常用不銹鋼按化學(xué)成分分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳不銹鋼等。按金相組織特點(diǎn)分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼等。 1） 奧氏體不銹鋼含碳量很低（0.15），含鉻量為18，鎳為9，這種不銹鋼習(xí)慣上稱為188型不銹鋼，屬于鎳鉻不銹鋼。常用的奧氏體不銹鋼有12Cr18Ni9、06Cr18Ni9N等。 2）馬氏體不銹鋼 3）鐵素體不銹鋼 2、耐熱鋼 耐熱鋼在高溫下具

15、有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和較高強(qiáng)度，能較好適應(yīng)高溫條件的特殊性能鋼。鋼的耐熱性包含高溫抗氧化性和高溫強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)。在高溫下具有抗高溫介質(zhì)腐蝕能力的鋼稱為抗氧化鋼；在高溫下仍具有足夠力學(xué)性能的鋼稱為熱強(qiáng)鋼。常用的抗氧化鋼有40Cr9Si2、06Cr13Al等。典型的熱強(qiáng)鋼是40Cr14Ni14W2Mo。3、耐磨鋼 耐磨鋼在巨大壓力和強(qiáng)烈沖擊載荷作用下能發(fā)生硬化的高錳鋼。耐磨鋼的典型牌號(hào)是ZGMn13，它的化學(xué)成分特點(diǎn)是高碳（含碳量為0.9%1.4%），高錳（含錳量為11%14%）。提示學(xué)生回答講解與碳素工具鋼進(jìn)行比較講解板書講解南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記一、填空題： 1.

16、 按模具工作條件的不同，模具鋼一般分為 ， 和 ，2. 滾動(dòng)軸承鋼的預(yù)備熱處理為 ，最終熱處理為 。3. 合金鋼是在 的基礎(chǔ)上，為改善 ，在冶煉時(shí) 地加入 的一種或幾種 元素的鋼。4. 合金鋼按照用途可分為 、 、 ；按照合金元素的總含量，合金鋼可分為 、 和 。5 .按用途和熱處理特點(diǎn)的不同，機(jī)械制造鋼分為 ， ， 和 等幾種。 6.常用高速鋼有 系高速鋼和 系高速鋼兩類，前者的典型鋼種為 ，后者的典型鋼種為 。7. 熱成型彈簧的最終熱處理為 ，以達(dá)到使用要求；冷成型彈簧鋼絲在冷繞成型后只需進(jìn)行 ，以消除在冷繞過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。二、判斷題： 1、鐵素體融入合金元素之后，鐵素體的強(qiáng)度、硬度、

17、塑性和韌性都提高。 2、合金工具鋼都是高碳鋼。 3、GCr15鋼是滾動(dòng)軸承，但又可以制造量具、刀具和冷沖模具等。 4、38CrMoAlA的最后一個(gè)字母A代表該鋼在室溫下的組織為奧氏體。5、在相同強(qiáng)度條件下，合金鋼要比同樣含碳量的碳素鋼具有更高的硬度。 6合金鋼的淬透性比碳鋼好。7. 不銹鋼中含碳量越高，其耐腐蝕性越差。8. 鋼的硬度,強(qiáng)度等隨回火溫度升高而提高,在一定溫度范圍內(nèi),塑性和韌性隨回火溫度升高而降低。9. 合金工具鋼都是低碳鋼，合金滲碳鋼都是高碳鋼。南通工貿(mào)技工學(xué)校 教案用紙附頁(yè)教學(xué)內(nèi)容、方法和過(guò)程附 記三、選擇：（將正確的答案填入下表中。）1.合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)中的“兩位數(shù)字”表示鋼的

18、平均含碳量的( ),合金工具鋼牌號(hào)中“一位數(shù)字”表示鋼的含碳量的（ ），特殊性能鋼牌號(hào)中“一位數(shù)字”表示鋼的平均含碳量的（ ）。A.百分之幾 B.千分之幾 C.萬(wàn)分之幾2.高速鋼屬于( )。A.量具鋼 B.模具鋼 C.刃具鋼 D.結(jié)構(gòu)鋼3.20CrMnTi鈦元素的主要作用是( )。A.提高淬透性 B. 細(xì)化晶粒 C .強(qiáng)化鐵素體4.以下零件選擇合適材料;機(jī)床主軸選擇( ),板彈簧選擇( ),坦克履帶選擇( ),軸承滾動(dòng)體選擇( ),儲(chǔ)酸槽選擇( ),汽車變速齒輪選擇( )。A.1Cr18Ni9 B.40Cr C.GCr15 D.20CrMnTi E.60Si2Mn F.ZGMn13-15.為以下工具選擇合適的材料; 麻花鉆頭( ),熱鍛模選擇( ),冷沖模選擇( ),醫(yī)療手術(shù)器械選擇( ), 高精度長(zhǎng)絲錐選擇 ( )。A.4Cr13 B.CrWMn C.Cr12MoV D.W18Cr4V E.5CrNiMo6、以下冷卻介質(zhì)中，冷卻能力最好的是（ ）A油 B水 C鹽水 D堿水7、鋼的熱硬性是鋼在高溫下保持（ ）的能力。A高強(qiáng)度 B高硬度和耐磨性 C高抗氧化性8