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文檔簡介

1、2013年“教學(xué)質(zhì)量月優(yōu)秀教案評選”參評教案課程: 金屬材料與熱處理 20132014學(xué)年 第 一 學(xué)期 教師課題第四章 鋼的熱處理§4-4 鋼的表面熱處理教具實物(活塞銷)、 投影儀教學(xué)方法任務(wù)驅(qū)動法、講授法、課堂互動法、小組討論法等審批意見教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、熟悉表面淬火的概念、特點及應(yīng)用。2、熟悉化學(xué)熱處理的概念和種類。能力目標(biāo)能根據(jù)工件的化學(xué)成分和性能要求選擇正確的表面熱處理方法。情感目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、細(xì)致的學(xué)習(xí)態(tài)度。2、通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程,增強學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)重點表面熱處理的目的、方法和應(yīng)用。教學(xué)難點理論聯(lián)系實際,將學(xué)到的基礎(chǔ)理論做為實際選擇表面熱

2、處理方法及工藝參數(shù)的理論依據(jù)。課后分析本課題內(nèi)容是常用熱處理方法中最后介紹的一種,與前面所學(xué)內(nèi)容既有相似又有所區(qū)別,講授時可加以對比聯(lián)系,以幫助學(xué)生理解,且本課題內(nèi)容與實際聯(lián)系密切,講授時以實例為載體,采用任務(wù)驅(qū)動法,效果較好。教學(xué)過程教 學(xué) 內(nèi) 容附記一、組織教學(xué)(2分鐘)1、點名,穩(wěn)定學(xué)生情緒。2、分成四個學(xué)習(xí)小組。二、復(fù)習(xí)提問(7分鐘)常用的回火方法有哪幾種?并分別指出其獲得的組織、性能及適用范圍。參考答案:1、低溫回火(150250):回火馬氏體,具有較高的硬度、耐磨性和一定韌性,主要用于刀具、冷作模具、軸承零件及其它要求硬而耐磨的零件等。2、中溫回火(350500):回火屈氏體,具有

3、高的彈性極限、屈服強度和適當(dāng)?shù)捻g性,主要用于彈性零件及熱作模具等。3、高溫回火(500650):回火索氏體,具有良好的綜合力學(xué)性能,強度、硬度、塑性和韌性具有良好的配合,廣泛應(yīng)用于連桿、曲軸、齒輪等承受交變載荷或沖擊載荷的重要零件等。鞏固舊知識,承接新知識,加強知識的連貫性。三、任務(wù)提出(6分鐘)右圖為活塞銷的實物圖。活塞銷通常在沖擊載荷、交變載荷和強烈摩擦條件下工作,活塞銷選用20鋼制造。試根據(jù)其化學(xué)成分和使用性能要求,選擇正確的熱處理方法。鼓勵學(xué)生結(jié)合生活實際,積極思考,踴躍回答。四、任務(wù)分析(5分鐘)活塞銷在工作時,同時受到?jīng)_擊載荷、交變載荷和表面摩擦作用,因此要求工件心部具有足夠的塑性

4、、韌性和一定的強度,表面具有高硬度和高耐磨性,即所謂的“外硬內(nèi)韌”。前面所學(xué)的常規(guī)熱處理方法無法滿足上述性能,需要采用一種新的熱處理方法表面熱處理。提問:常規(guī)的熱處理方法有哪些?教學(xué)過程教 學(xué) 內(nèi) 容附記五、相關(guān)知識(40分鐘)表面熱處理是一種對工件表面進(jìn)行硬化的熱處理方法,根據(jù)硬化機制不同,表面熱處理可分為表面淬火和化學(xué)熱處理兩大類。(一)表面淬火1、定義:對工件表層進(jìn)行淬火的工藝。2、適用范圍:中碳鋼和中碳合金鋼。3、分類:(1)火焰加熱表面淬火特點:用氧乙炔火焰對零件表面進(jìn)行加熱,隨之快速冷卻的工藝。加熱溫度及淬硬層不易控制,質(zhì)量不穩(wěn)定。應(yīng)用:適用于單件或小批量生產(chǎn)。(2)感應(yīng)加熱表面淬

5、火特點:利用感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng),使工件表面局部加熱,然后快速冷卻的工藝。 加熱速度快,淬硬層深度易于控制,淬火質(zhì)量高。應(yīng)用:適用于大批量生產(chǎn)。(二)化學(xué)熱處理1、定義:將工件置于一定溫度的活性介質(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?;瘜W(xué)熱處理不僅改變了鋼的組織,而且其表層的化學(xué)成分也發(fā)生了改變,因而更能有效地改善零件表層的組織。2、化學(xué)熱處理的過程:化學(xué)熱處理是通過以下三個基本過程來完成:(1)分解 介質(zhì)在一定溫度下發(fā)生化學(xué)分解,產(chǎn)生活性原子。(2)吸收 活性原子被工件表面吸收。(3)擴散 滲入工件表層的活性原子,由表層向中心擴散。提問:

6、為什么低碳鋼不能進(jìn)行表面淬火?提示學(xué)生注意:熱處理工藝中,只有化學(xué)熱處理不僅改變了組織,還改變了化學(xué)成分。教學(xué)過程教 學(xué) 內(nèi) 容附記五、相關(guān)知識(40分鐘)3、常用的化學(xué)熱處理方法:(1)滲碳 將工件置于滲碳介質(zhì)中,加熱并保溫,使碳原子滲入工件表層。 目的:提高工件表面含碳量。 注意:工件滲碳后需進(jìn)行淬火和低溫回火。(2)滲氮 在一定溫度下,使活性氮原子滲入工件表面。目的:提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。 注意:工件滲氮后不用淬火即可獲得高硬度,但生產(chǎn)周期長,成本高。(3)碳氮共滲 在一定溫度下,將碳、氮原子同時滲入工件表層中,并以滲碳為主。注意:工件碳氮共滲后,也要進(jìn)行淬火和低溫

7、回火處理。碳氮共滲加熱溫度低,零件變形小,生產(chǎn)周期短,且滲層具有較高的硬度、耐磨性和疲勞強度。目前,常用來處理汽車和機床上的齒輪、蝸桿和軸類零件等。提問:為什么工件滲碳后需進(jìn)行淬火和低溫回火?六、任務(wù)實施(10分鐘)根據(jù)所學(xué)相關(guān)知識,由學(xué)生分組討論,為前面所提出的活塞銷制定出合理的熱處理工藝?;钊N的制造材料為20鋼,屬于低碳鋼,應(yīng)首先進(jìn)行滲碳處理,提高工件表面含碳量,再進(jìn)行淬火和低溫回火處理。經(jīng)上述處理后,工件表面為高碳回火馬氏體,心部為珠光體和鐵素體,可滿足“外硬內(nèi)韌”的性能要求。學(xué)生討論過程中,教師進(jìn)行巡回指導(dǎo),給予必要的提示和鼓勵。七、知識鏈接(5分鐘)熱處理新工藝和新技術(shù)簡介利用視頻讓學(xué)生感性的了解熱處理工藝的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù)。教學(xué)過程教 學(xué) 內(nèi) 容附記八、課堂小結(jié)(7分鐘)1、表面淬火(1)定義(2)適用范圍(3)分類感應(yīng)加熱表面淬火火焰加熱表面淬火2、化學(xué)熱處理(1)定義(2)過程(3)分類滲碳滲氮碳氮共滲總結(jié)要點,問題回歸九、布置作業(yè)(3分鐘)1、什么是表面淬火?表面淬火適用于哪些材料?常用的表

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