鋼的表面熱處理()

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