鋼的表面熱處理()

1、2013年“教學質量月優(yōu)秀教案評選”參評教案課程： 金屬材料與熱處理 20132014學年 第 一 學期 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）、 投影儀教學方法任務驅動法、講授法、課堂互動法、小組討論法等審批意見教學目標知識目標1、熟悉表面淬火的概念、特點及應用。2、熟悉化學熱處理的概念和種類。能力目標能根據工件的化學成分和性能要求選擇正確的表面熱處理方法。情感目標1、培養(yǎng)學生認真、細致的學習態(tài)度。2、通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，增強學生的求知欲和學習熱情。教學重點表面熱處理的目的、方法和應用。教學難點理論聯(lián)系實際，將學到的基礎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。課后分析本課題內容是常用熱處理方法中最后介紹的一種，與前面所學內容既有相似又有所區(qū)別，講授時可加以對比聯(lián)系，以幫助學生理解，且本課題內容與實際聯(lián)系密切，講授時以實例為載體，采用任務驅動法，效果較好。教學過程教 學 內 容附記一、組織教學（2分鐘）1、點名，穩(wěn)定學生情緒。2、分成四個學習小組。二、復習提問（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?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性能，強度、硬度、塑性和韌性具有良好的配合，廣泛應用于連桿、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、任務提出（6分鐘）右圖為活塞銷的實物圖?；钊N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。試根據其化學成分和使用性能要求，選擇正確的熱處理方法。鼓勵學生結合生活實際，積極思考，踴躍回答。四、任務分析（5分鐘）活塞銷在工作時，同時受到沖擊載荷、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“外硬內韌”。前面所學的常規(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？教學過程教 學 內 容附記五、相關知識（40分鐘）表面熱處理是一種對工件表面進行硬化的熱處理方法，根據硬化機制不同，表面熱處理可分為表面淬火和化學熱處理兩大類。（一）表面淬火1、定義：對工件表層進行淬火的工藝。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，質量不穩(wěn)定。應用：適用于單件或小批量生產。（2）感應加熱表面淬

5、火特點：利用感應電流通過工件所產生的熱效應，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，淬火質量高。應用：適用于大批量生產。（二）化學熱處理1、定義：將工件置于一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝?；瘜W熱處理不僅改變了鋼的組織，而且其表層的化學成分也發(fā)生了改變，因而更能有效地改善零件表層的組織。2、化學熱處理的過程：化學熱處理是通過以下三個基本過程來完成：（1）分解 介質在一定溫度下發(fā)生化學分解，產生活性原子。（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行表面淬火？提示學生注意：熱處理工藝中，只有化學熱處理不僅改變了組織，還改變了化學成分。教學過程教 學 內 容附記五、相關知識（40分鐘）3、常用的化學熱處理方法：（1）滲碳 將工件置于滲碳介質中，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行淬火和低溫回火？六、任務實施（10分鐘）根據所學相關知識，由學生分組討論，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，應首先進行滲碳處理，提高工件表面含碳量，再進行淬火和低溫回火處理。經上述處理后，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“外硬內韌”的性能要求。學生討論過程中，教師進行巡回指導，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簡介利用視頻讓學生感性的了解熱處理工藝的發(fā)展趨勢和前沿技術。教學過程教 學 內 容附記八、課堂小結（7分鐘）1、表面淬火（1）定義（2）適用范圍（3）分類感應加熱表面淬火火焰加熱表面淬火2、化學熱處理（1）定義（2）過程（3）分類滲碳滲氮碳氮共滲總結要點,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