金屬材料及熱處理-教案

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教學(xué)內(nèi)教學(xué)要教學(xué)重教學(xué)難教具準(zhǔn)參考資教學(xué)方課時(shí)安授課思

第一章金屬的結(jié)與結(jié)晶§1－金屬的體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu)、常的晶格型、晶體缺陷熟悉金屬的晶體結(jié)構(gòu)，了解晶體的結(jié)構(gòu)缺陷熟悉金屬的晶體結(jié)構(gòu)晶的結(jié)構(gòu)缺陷是學(xué)習(xí)和掌握金屬力學(xué)性能特點(diǎn)及變化的前提。晶體缺陷的理解多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】§1－

金屬的體結(jié)構(gòu)表面上看來，天然水晶與普通玻璃均晶瑩剔透，外觀十分相似。但事實(shí)上兩者卻是截然不同的物質(zhì)。水晶與玻璃的本質(zhì)區(qū)別是兩者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。天然水晶和普通玻璃a）天水晶b）普玻璃資料

一、晶體與非晶體晶體：表示的是原子呈有序和有規(guī)則排列的物質(zhì)異性）非晶體：表示是原子呈無序的雜亂無章的排列形式的物質(zhì)同）晶和晶的比項(xiàng)目定義性能特點(diǎn)典型物質(zhì)

晶體原子呈有序、有規(guī)則排列的物質(zhì)具有規(guī)則的幾何形狀有一定的熔點(diǎn)，性能呈各向異性石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精

非晶體原子呈無序、無規(guī)則堆積的物質(zhì)沒有規(guī)則的幾何形狀有固定的熔點(diǎn)，性能呈各向同性玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠二晶的構(gòu)概（基本概念、格表示原子在晶體中排列的有規(guī)律的空間格架。、胞能夠完整地反映晶格特征的最小幾何單元。、面金屬晶體中通過原子中心的平面。、向通過原子中心的直線，可代表晶格空間的一定方向。晶體內(nèi)部原子排列模型三金晶的型、體心立方晶格個(gè)子）、面心立方晶格14個(gè)子）、密排六方晶格17個(gè)子）四單體多體

晶格和晶胞示意圖a）晶b）晶胞晶——成金屬的小晶體。晶——晶粒間不規(guī)則排列的原子構(gòu)成。資料

單晶體——晶體內(nèi)部原子的排列位向是完全一致的晶體。多晶體——由許多晶粒組成的晶體。單晶體表現(xiàn)出各向異性，多晶體顯示出各向同性，也稱“偽無向性”。單晶體示意圖五金的體構(gòu)缺

多晶體示意圖晶缺—由于各種原因，實(shí)際體中原子的規(guī)律排列受到干擾和破壞，使晶體中的某些原子偏離正常位置，造成原子排列的不完全性。點(diǎn)陷—位、隙子置原無論是空位、間隙原子還是置代原子，在其周圍都會(huì)使晶格產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象稱為晶格畸變。上述三種晶體缺陷造成的晶格畸變區(qū)僅限于缺陷原子周圍的較小區(qū)域，故統(tǒng)稱為點(diǎn)缺陷。．線陷—錯(cuò)位錯(cuò)的特點(diǎn)之一是很容易在晶體中移動(dòng)材料的塑性變形就是通過位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。在晶體中位的晶格畸變發(fā)生沿半原子面端面的狹長區(qū)域故稱為線缺陷。刃型位錯(cuò)示意圖a）立圖b）平面圖資料

．面陷—界亞界晶界——晶粒與晶粒之間的分界面界——每個(gè)晶粒有時(shí)又由若干個(gè)位向稍有差異的亞晶粒所組,亞晶之間的界面稱為亞晶界。在晶體中，晶界和亞晶界的晶格畸變均發(fā)生在一個(gè)曲面上，故稱為面缺陷。晶界過渡結(jié)構(gòu)示意圖

亞晶界結(jié)構(gòu)示意圖鐘鐘

【課小】基本概念一、晶體與非晶體二、晶體的結(jié)構(gòu)的概念三、金屬晶格的類型四、金屬的晶體結(jié)構(gòu)的缺陷【作布】章節(jié)練習(xí)：

小結(jié)時(shí)提出若干個(gè)題強(qiáng)調(diào)按時(shí)交作業(yè)并格記錄。教

學(xué)

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第一章金屬的結(jié)與結(jié)晶§1－純金屬結(jié)晶純金屬的結(jié)晶過程、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變了解純金屬的結(jié)晶過程掌握晶粒大小對(duì)金屬材料性能的影響握金屬同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的概念。掌握純金屬的結(jié)晶過程可為鐵碳合金相圖的理解打好基礎(chǔ)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變特性是鋼能夠通過熱處理改變組織和性能的根本原因。純金屬的結(jié)晶過程和純鐵的冷卻曲線多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】§－

純屬結(jié)從市場(chǎng)上買到的金屬材料一般都是固體狀態(tài)的在冶煉的過程中卻存在一個(gè)由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變的過程，即金屬的結(jié)晶過程。了解純金屬的結(jié)晶過程，有助于了解鐵碳合金的結(jié)晶過程們都有一定的變化規(guī)律些規(guī)律與金屬材料的性能有著密切的關(guān)系。結(jié)—金從高溫液體狀態(tài)冷卻凝固為原子有序排列的固體狀態(tài)的過程。結(jié)潛——結(jié)晶的過程中放出的量。生鐵的生產(chǎn)是以鐵礦石為原料，首先利用煉鐵設(shè)備冶煉成液體狀態(tài)的生鐵，然后再將其轉(zhuǎn)變成固體狀態(tài)的生產(chǎn)是以生鐵為原料鋼爐內(nèi)繼續(xù)冶煉，首先得到液體狀態(tài)的鋼，然后再將其澆鑄成固體狀態(tài)的鋼錠或鋼坯。金屬由液體轉(zhuǎn)變成固體的過程，實(shí)際上是一個(gè)金屬晶體形成的過程，稱之為“結(jié)晶”。資料

—盛鋼桶

鋼錠澆鑄示意圖）澆示意圖）鋼—滑動(dòng)水口3鋼?！撘?/p>

—底盤結(jié)：液-->晶體凝：液-->固體晶或非晶體）液

晶通常把金屬從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w晶態(tài)的過程稱為一次結(jié)晶金屬從一種固體晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固體晶態(tài)的過程稱為二次結(jié)晶或重結(jié)晶。一純屬結(jié)過、過冷—理論晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度（1）之間存的溫度差eq\o\ac(△,（)eq\o\ac(△,)T=01屬結(jié)晶時(shí)，冷卻越快，其實(shí)際結(jié)晶的溫度就越低，過冷度△T也就越大。金屬結(jié)晶時(shí)過冷度的大小與冷卻速度有關(guān)卻速度越快金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度越低，過冷度也就越大。冷卻曲線卻時(shí)體溫度隨時(shí)延長而降低反映時(shí)間與溫度關(guān)系的圖形。純金屬結(jié)晶時(shí)的冷卻曲線a）理結(jié)晶溫度b）實(shí)結(jié)晶溫度資料

純屬結(jié)條：金屬結(jié)晶的條件就是應(yīng)當(dāng)有一定的過冷度冷速越，過度大純金的晶程金屬結(jié)晶的微觀過程－－結(jié)晶過程是形核和長大的過程金屬結(jié)晶微觀過程兩個(gè)過程重疊交織

二晶大對(duì)屬料影晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度、硬度愈高，塑性、韌性也愈好。形率—位時(shí)間、單位體積所形成的晶核數(shù)，用字母N表示形率N長速G與過冷T的關(guān)系資料

細(xì)晶的法（）加過冷度（）質(zhì)處理在液體金屬中加入變質(zhì)劑(孕育)，以細(xì)化晶粒和改善組織的工藝措施。變質(zhì)劑的作用：作為非自發(fā)形核的核心，或阻礙晶粒長大。（）動(dòng)處理——機(jī)械振動(dòng)、超聲振動(dòng)，或電磁攪拌等。振動(dòng)的作用：使樹枝晶破碎，晶核數(shù)增加，晶粒細(xì)化。三同異轉(zhuǎn)金的素構(gòu)變——固態(tài)下，金屬隨溫度的改變由一種晶格變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象。由產(chǎn)生的同晶格的晶體稱為同素異構(gòu)晶體。大多數(shù)金屬在結(jié)晶終了之后及繼續(xù)冷卻的過程中體結(jié)構(gòu)不再發(fā)生變化，但也有一些金屬（如鐵、鈷、鈦等）在結(jié)晶之后繼續(xù)冷卻時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)變化，從一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格。同異轉(zhuǎn)—金屬在固態(tài)下隨溫度改變由一種轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象。以不同晶格形式存在的同一種金屬元素的晶體稱為該金屬的同素異構(gòu)體。鐵是典型的具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變特性的金屬。純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變可以用下式表示：19紀(jì)末物理家居里在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)磁石的一個(gè)物理特性當(dāng)磁石加熱到一定溫度時(shí)，原來的磁性就會(huì)消失來，人們把這個(gè)溫度叫“里點(diǎn)”。居點(diǎn)稱居里溫度或磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)特：1、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是一個(gè)結(jié)晶過程，有恒定的轉(zhuǎn)變溫度；轉(zhuǎn)變時(shí)需要一定的過冷度；釋放結(jié)晶潛熱；轉(zhuǎn)變過程（晶核的形成和長大過程）2、轉(zhuǎn)變時(shí)，晶核優(yōu)先在原晶粒界中產(chǎn)生，大小會(huì)影響新晶粒大小，原晶粒越細(xì)，轉(zhuǎn)變后可得到更細(xì)小的晶粒資料

鐘鐘

3、比液體的結(jié)晶具有更大過冷。因?yàn)樵诠虘B(tài)下原子的擴(kuò)散比在液態(tài)下困難，轉(zhuǎn)變?nèi)菀诇蟆?、易發(fā)生較大內(nèi)應(yīng)力。由于在變時(shí)晶格的體積會(huì)發(fā)生變化的緣故。如γ一Fe轉(zhuǎn)為а一Fe時(shí)，積脹約。【課小】一、純金屬的結(jié)晶過程二、晶粒大小對(duì)金屬材料性能的影響三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變【作布】章節(jié)練習(xí)：

小結(jié)時(shí)提出若干個(gè)題強(qiáng)調(diào)按時(shí)交作業(yè)并格記錄。教

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教學(xué)內(nèi)教學(xué)要教學(xué)重教學(xué)難教具準(zhǔn)參考資教學(xué)方課時(shí)安授課思

第二章金屬材料性能§－1金屬材的損壞與塑變形與變形相關(guān)的概念、金屬的變形、金屬材料的冷塑性變形與加工硬化了解機(jī)械零件失效的形式金屬塑性變形的基本原理及冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響。本章的重點(diǎn)為力學(xué)性能的概念及衡量指標(biāo)對(duì)拉伸曲線各階段的分析多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】§－金材料的損壞與塑性變形學(xué)習(xí)引導(dǎo)：生活中許多物品根據(jù)用途的不同用不同的材料制成些是用金屬材料制成有些則是由非金屬材料成知道這些物品是用什么材料制成的嗎？如：炒鍋、水杯、鑰匙、椅子、水龍頭、工藝品生產(chǎn)生活中常見到一些機(jī)械零件因受力過大被破壞，而失去工作能力。如：擰斷的鑰匙、彎曲的自行車輻條、扣螺栓等?？偨Y(jié)機(jī)械零件常見損壞形式變形斷裂磨損主要原因：材料的實(shí)際使用性能達(dá)不到工作要求。資料

性

使性：保證機(jī)械零件或工具正常工作，材料應(yīng)具務(wù)的性能（力學(xué)、物理化學(xué)性能等性能決定了金屬村料的應(yīng)用范圍、安全可靠性和使用壽命等。工性金屬材料在被加工成機(jī)械件或工具的過程中，對(duì)各種加工方法的適應(yīng)能力。包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能、切削加工性能和處理工藝性能等。一與形關(guān)幾概概念變

塑性變形

斷裂

磨損彈性變形塑性變形也有有益的一面可以為零件成形和強(qiáng)化的重要手段工業(yè)上使用的許多金屬產(chǎn)品一般都是先澆注成鑄錠后經(jīng)壓力加工制成的壓力加工的目的不僅使產(chǎn)品成形，更重要的是改善其組織和性能。1．載荷載荷——金屬材料在加工及使用程中所受的外力。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同分：（）載荷———大小不變或變化過程緩慢的載荷。（）擊載荷——在短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。（交載荷——大小方或小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的載荷。力——物體之間的相互作用是物體發(fā)生加速度和發(fā)生形變的外因物體受力后→變材學(xué)是從微觀度來研究物體受外力后發(fā)生變形甚至破壞的規(guī)律）資料

工程技術(shù)中將外力稱為載荷。根據(jù)載荷的作用形式不同，又可分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等。工件在不同載荷形式下產(chǎn)生的變形．內(nèi)內(nèi)力——工件或材料在受到外部載荷作用時(shí)保持其不變形在料內(nèi)部產(chǎn)生的一種與外力相對(duì)抗的力。任何一種材料在受到外力作時(shí)內(nèi)部原子之間都有平衡的相互作用的原子力，以保持其固定的形狀。當(dāng)受到外力作用時(shí)，原來的平衡被破壞，其中任何一個(gè)小單元都和鄰近的各小單元之間產(chǎn)生了新的力（內(nèi)力）強(qiáng)調(diào)：內(nèi)力是在外力作用下，材料內(nèi)部產(chǎn)生的那部分相互作用力。內(nèi)的點(diǎn)1外力增加時(shí)力也增加數(shù)大小與外力相當(dāng)力達(dá)到極限值時(shí)，外力再增加，材料將被破壞。2內(nèi)的作用形式隨外力作用方式而變化。如料在某一方向受外力為拉力時(shí)，則材料內(nèi)部每一層間也互相產(chǎn)生拉力；若外力為壓力內(nèi)力也為壓力。．應(yīng)同樣材料、不同直徑的螺栓在相同拉力作用下，細(xì)的可能拉斷，粗的則可能沒有拉斷。因此，金屬材料的力學(xué)性能只憑外力的大小是無法判定的。應(yīng)力——假設(shè)作用在零件橫截面上的內(nèi)力大小均勻分布位橫截面積上的內(nèi)力。R

F

R：應(yīng)力，；F：外力，N；S：橫截面面積，。單位：千帕KPa=1103Pa帕（MPa）Χ資料

注應(yīng)可表示不同材料的承載能力可以表示在現(xiàn)有外力作用下材料內(nèi)部單位面積的受力。二金的形彈變例：鐵絲彎曲試驗(yàn)

彈塑變

斷隨著力的增加，材料受力后發(fā)生變形到破壞的順序：彈變（逆、形小→塑變（形較，數(shù)變是可的是力工基）→裂材料嚴(yán)的效式金屬塑性變形的影響因素：、晶位的響多晶體與單晶體比較，無本質(zhì)區(qū)別，即每個(gè)晶粒的塑性變形仍以滑移為主，但又受到晶界、晶粒位向、晶粒大小的影響。多晶體中各個(gè)晶粒位向不同在力的作用下當(dāng)處于有利于滑移位置的晶粒要進(jìn)行滑移時(shí)受周圍位向不同的其他晶粒的約束移的阻力增加，從而提高了塑性變形的抗力同多晶體各晶粒在塑變時(shí)受到周圍位向不同的晶粒與晶界的影響，使多晶體的塑變呈逐步擴(kuò)展和不均勻的形式，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。．晶的用晶界處原子排列比較紊亂，阻礙位錯(cuò)的移動(dòng)，因而阻礙了滑移。晶界越多，則晶體的塑變抗力越大。．晶大的響在一定體積的晶體內(nèi)，晶粒數(shù)目越多，晶界就越多，晶粒就越細(xì)，且不同位向的晶粒也越多，因而塑性變形抗力也越大。細(xì)晶粒的多晶體不僅強(qiáng)度較高，且塑性和韌性也較好，故生產(chǎn)中總是盡可能細(xì)化晶粒。三金材的塑變與工化形強(qiáng)（工化）—冷塑性變形除了使晶粒的外形發(fā)生變化外，還會(huì)使晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度增加，晶格畸變加劇，從而使金屬隨著變形量的增加，使其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降。金屬材料在再結(jié)晶溫度以塑變時(shí)強(qiáng)度硬度高塑性和韌性降低的現(xiàn)象。又稱冷作硬化。資料

冷塑性變形與熱塑性變形后的金屬如何區(qū)別：冷形化后晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性；晶粒破,位錯(cuò)密度增加產(chǎn)加工硬化，生殘余內(nèi)應(yīng)力。熱形果加工的溫度過高，晶粒粗大；若溫度過低，引起加工硬化、殘余內(nèi)應(yīng)力等；形成帶狀組織使性能變壞。金屬的塑性變形，在外形變化的同時(shí)，晶粒的形狀也會(huì)發(fā)生變化。通常晶粒會(huì)沿變形方向壓扁或拉長。鐘鐘

塑性變形后的金屬組織形變強(qiáng)化應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)：1、是一種重要的金屬強(qiáng)化手段對(duì)那些不能用熱處理強(qiáng)化的金屬尤為重要。2、可使金屬具有偶然抗超載的力。塑性較好的金屬材料在發(fā)生變形后，由于形變強(qiáng)化的作用必須承受更大外部載荷才會(huì)發(fā)生破壞在這一定程度上提高了金屬構(gòu)件在使用中的安全性。缺也給金屬的切削加工或進(jìn)一步的變形加工帶來困難了改善發(fā)生加工硬化金屬的加工條件生產(chǎn)中必須進(jìn)行中間熱處理消除加工硬化帶來的不利影響?！菊n小】一、與變形相關(guān)的幾個(gè)概念二、金屬的變形三、金屬材料的冷塑性變形與加工硬化【作布】章節(jié)練習(xí)：

小結(jié)時(shí)提出若干個(gè)題強(qiáng)調(diào)按時(shí)交作業(yè)并格記錄。教

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第二章金屬材料性能§2－金屬的學(xué)性能各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)，拉伸試驗(yàn)方法掌握金屬的力學(xué)性能，包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等的概念及各項(xiàng)力學(xué)性能的衡量指標(biāo)；熟悉布氏硬度、維氏硬度的測(cè)量方法。本章的重點(diǎn)為力學(xué)性能的概念及衡量指標(biāo)對(duì)拉伸曲線各階段的分析多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】§

－2金屬力性任何機(jī)械零件或工具，在使用過程中，往往要受到各種形式外力的作用，這就要求金屬材料必須具有一種承受機(jī)械載荷而不超過許可變形或不破壞的能力，這種能力就是材料的力學(xué)性能。學(xué)習(xí)引導(dǎo)：古代弓箭都以富有彈性的木材或竹子制作弓體拉弦力量太大時(shí)弓會(huì)折斷，為什么？如采用金屬制作，是不是任何金屬都可以呢？金屬材料的力學(xué)性能是指金屬材料在不同環(huán)境（溫度、介質(zhì)）下，承受各種外加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等）時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。主要強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度等。資料

材的他能物理性能：密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性等；化學(xué)性能：耐腐蝕性、抗氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性等；工藝性能：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性、熱處理工藝性等。一強(qiáng)、強(qiáng)度——金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形斷裂的能力。其大小用應(yīng)力表示。根載荷的作用方式同，可分為抗拉強(qiáng)度——拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)定、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗扭強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、強(qiáng)指常用的強(qiáng)度指標(biāo)是屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。都是通過拉伸試驗(yàn)測(cè)定的。利用拉伸試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)生的靜拉力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行軸向拉伸時(shí)連續(xù)測(cè)量變化的載荷及對(duì)應(yīng)的試樣伸長量斷根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出有關(guān)的力學(xué)性能指標(biāo)。注：不同的材料，其抵抗能力不同，強(qiáng)度越高，抵抗能力就越強(qiáng)，越不容易被破壞，即承載能力越好。、強(qiáng)的定為了使試驗(yàn)結(jié)果具有公認(rèn)性，做拉伸試驗(yàn)時(shí)必須采用標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試樣。強(qiáng)應(yīng)：機(jī)械零件（或工程構(gòu)件）在設(shè)計(jì)、加工、使用程中的主要性能指標(biāo)，特別是選材和設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。（）伸試樣d—試樣直徑L—標(biāo)距長度試樣的標(biāo)距拉伸試驗(yàn)過中以測(cè)量試樣伸長的兩標(biāo)記之間的長度，稱為標(biāo)距。試樣的分類長試樣L0)，100mm和用短試樣L0d0)，和80mm(2)力伸長曲線依據(jù)拉伸試驗(yàn)中拉力F與長Δ之間關(guān)系，在直角坐標(biāo)系中繪出的曲線稱為力——伸長曲線。拉伸過程分為彈性變形階段、屈階段、強(qiáng)化階段、縮頸階段彈性變形階段（段）卸除載荷，立即恢復(fù)原狀。屈服階段（′段）卸除載荷，部分變形恢，還有一部分不能恢復(fù)。強(qiáng)化階段（′b段）著塑性變形的增大，材料變形抗力增.縮頸階段（段）載荷最大時(shí)，發(fā)生局部收縮。資料

（度標(biāo)1）屈服強(qiáng)度——當(dāng)金屬材料出屈服現(xiàn)象時(shí)，在實(shí)驗(yàn)期間發(fā)生塑性變形而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)。屈服強(qiáng)度分為上屈服強(qiáng)度ReH和下服強(qiáng)度ReLReL—試樣的下屈服強(qiáng)度，N/mm2；FeL—試樣屈服時(shí)的最小載荷N；So—試樣原始橫截面面積mm2除低碳鋼中碳鋼及少數(shù)合金鋼有屈服現(xiàn)象外多數(shù)金屬材如碳鋼、銅合金、鋁合金等有顯屈服現(xiàn)象。因此，這些材料規(guī)定用產(chǎn)生.2%殘余伸長時(shí)的應(yīng)力作用屈服強(qiáng)度，可以替代eL規(guī)定產(chǎn)生0.2殘伸長時(shí)的應(yīng)條件服度Rp0.2替代eL稱條件名）服度塑材：外力作用下，雖然產(chǎn)生較顯著變形而不被破壞的材料脆材：外力作用下，發(fā)生微小變形即被破壞的材料屈服強(qiáng)表材料將發(fā)生破壞。屈強(qiáng)—是塑材選和定依。2拉強(qiáng)度Rm抗強(qiáng)—材料在斷裂前所能承受的最大的應(yīng)力。Rm—抗拉強(qiáng)度，；Fm——試樣在屈服階段后所能抵抗的最大力（無明顯屈服的材料，為試驗(yàn)期間的最大力No—試樣原始橫截面面積mm2。抗拉強(qiáng)度是材料在拉斷前承受最大載荷時(shí)的應(yīng)力。它表征了材料在拉伸條件下所能承受的最大應(yīng)力。物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力抗強(qiáng)—是脆材選的據(jù)屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比小工程構(gòu)件的可靠性高明即使外載荷或某些意外因素使金屬變形，也不至于立即斷裂。但若屈強(qiáng)比過小，則材料強(qiáng)度的有效利用率太低。資料

SS二塑塑性——材料受力后在斷裂前產(chǎn)生塑性變形的能力外力作用下的金屬材料在斷裂前產(chǎn)生不可逆的永久變形的能力材料的塑性指標(biāo)通常用斷后伸長率和斷面收縮率來表征。1．?dāng)嗪笊扉L率A試樣拉斷后，標(biāo)距的伸長量與原始標(biāo)距之比的百分率。LL

2．?dāng)嗝媸湛s率Z試樣拉斷后，縮頸處面積變化量與原始橫截面面積比值的百分率。【例】有一直徑

d，L的碳鋼試樣，拉身實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得FeL=21kN，F(xiàn)m=29kNd，u=138mm。求此試樣的ReL、m、11.3、。三硬硬——材料抵抗局部變形，特別塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度是通過在專用的硬度試驗(yàn)機(jī)上實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。1．布氏硬度布氏硬度原理布硬值—用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力來表示，單位為MPa，但一般均不標(biāo)出，用符號(hào)HBW示：S

2

2

)表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符號(hào)、壓頭直徑、實(shí)驗(yàn)力及實(shí)驗(yàn)力保持時(shí)間表示。資料

當(dāng)保持時(shí)間為10～15s時(shí)不標(biāo)。例170HBW10/1000/30：直徑10mm的頭在（1000kg的驗(yàn)力作用下保持30s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為170。600HBW1/30/20：直徑為1mm壓，在294.2N（30kg）實(shí)驗(yàn)力作用下，保持20s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為600。應(yīng)范:主要用于測(cè)定鑄鐵、有色金屬及退火火、調(diào)質(zhì)處理后的各種軟鋼等硬度較低的材料。．洛硬洛氏硬度原:表方：符號(hào)HR前的數(shù)字表示硬度值HR面的字母表示不同的洛氏硬度標(biāo)尺。例45HRC表用C標(biāo)測(cè)定的洛氏硬度值為45。資料

四沖韌沖韌—金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力的沖擊韌性用夏比擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來測(cè)定。用試樣所吸收的能量的小來作為衡量材料韌性好壞的指標(biāo)沖擊吸收能量U形形缺口樣測(cè)得的沖擊吸收能量分別用KU和表五、勞強(qiáng)度由于所承受的載荷為交變載荷件承受的應(yīng)力雖低于材料的屈服強(qiáng)度經(jīng)過長時(shí)間的工作后仍會(huì)產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生斷裂屬這樣的斷裂現(xiàn)象稱為疲斷金屬材料抵抗交變載荷作而不產(chǎn)生破壞的能力稱疲勞強(qiáng)疲極限用符號(hào)R－1表示。鐘鐘

【課小】【作布】章節(jié)練習(xí)：

小結(jié)時(shí)提出若干個(gè)題強(qiáng)調(diào)按時(shí)交作業(yè)并格記錄。教

學(xué)

后

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一二三四五六七八九

教學(xué)內(nèi)教學(xué)要教學(xué)重教學(xué)難教具準(zhǔn)參考資教學(xué)方課時(shí)安授課思

第二章金屬材料性能§2－金屬的藝性能金屬材料的一般加工過程，各項(xiàng)工藝性能指標(biāo)掌握金屬的工藝性能，包括鑄造、鍛壓、焊接、切削加工和熱處理等的概念；了解金屬材料的一般加工過程。本章的重點(diǎn)為工藝性能的概念理解金屬材料的一般加工過程多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

教

學(xué)

過

程

輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】金屬材料的一般加工過程

§

－3金的藝能金材的藝能——金屬材料對(duì)不同加工工藝方法的適應(yīng)能力。它包括鑄造性能、鍛造性能、切削加工性能和焊接性能、熱處理性能等。一鑄性鑄造成形過程中獲得外形準(zhǔn)確、內(nèi)部健全鑄件的能力，主要取決于金屬的流動(dòng)、縮和偏傾向。資料

．流性—融金屬的流動(dòng)能力。收性—造合金由液態(tài)凝固和冷卻至室溫的過程中體積和寸減小的現(xiàn)象。．偏傾—金凝固后，內(nèi)部化學(xué)成分和組織不均勻現(xiàn)象。二鍛性用鍛壓成形方法得優(yōu)良鍛件的難易程度。常用性變形力兩個(gè)指標(biāo)來綜合衡量。三焊性金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性，也就是在一定焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。對(duì)碳鋼和低合金鋼而言，焊接性能主要與其化學(xué)分關(guān)（其中碳的影響最大四切加性切削加工性能——切削金屬材料的難易程度。一般用工件切削時(shí)的切削資料

速度、切削抗力的大小、斷屑能力、刀具的耐用度以及加工后的表面粗糙度來衡量。表面加工硬化——切削塑性金屬材料時(shí)，工件在加工表面層的硬度明顯提高而塑性下降的現(xiàn)象。五熱理能鐘鐘

【課小】【作布】章節(jié)練習(xí)：【作布】章節(jié)練習(xí)：

小結(jié)時(shí)提出若干個(gè)問題強(qiáng)調(diào)按時(shí)交作業(yè)并嚴(yán)格記錄。教

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第三章鐵碳合金§3－合金及組織合金的基本概念，合金的組織掌握合金的基本概念，能夠掌握合金各組織的區(qū)別本章的重點(diǎn)為合金的基本概念合金組織的區(qū)別多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】黑金——以鐵及以鐵碳為主的合（鋼鐵有金——其他金屬及其合金。一合的本念

§

－1合及組合金——以一種金屬為基礎(chǔ)，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過熔合而獲得的具有金屬特性的材料。即合金是由兩種或兩種以上的元素所組成的金屬材料。組元——組成合金最簡單的、最基本的、能夠獨(dú)立存在的元物質(zhì)，簡稱資料

元。相——合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能同的組成部分。組織——合金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。換言之，數(shù)量、大小和分布方式不同的相構(gòu)成了合金不同的組織。二合的織．固體一種組元的原子溶入另一組元的晶格中所形成的均勻固相。間隙固溶體——溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格中而形成的固溶體。置換固溶體——溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格結(jié)點(diǎn)上某些原子而形成的固溶體。．金化物在合金中，當(dāng)溶質(zhì)含量超過固溶體的溶解度時(shí)，除可形成固溶體外，還將出現(xiàn)新的相，其晶體結(jié)構(gòu)不同于任一組元，而是組元之間相互作用形成一種具有金屬特性的物質(zhì)。．混物兩種或兩種以上的相按一定的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成的物質(zhì)。資料

固強(qiáng)——論是間隙固溶體還是置換溶體，在其形成過程中，都會(huì)使溶劑晶格發(fā)生畸變，從而使合金對(duì)變形的抗力增加。也即通過溶入溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬材料強(qiáng)度、硬度提高的現(xiàn)象。鐘鐘

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第三章鐵碳合金§3－鐵碳合金的本組織性能鐵碳合金的基本組織定義、符號(hào)和性能等掌握鐵碳合金基本組織的定義，符號(hào)，晶體結(jié)構(gòu)，能夠結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)分析其性能特點(diǎn)。本章的重點(diǎn)為鐵碳合金基本組織的定義鐵碳合金基本組織的性能多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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§

32鐵合的本織性碳溶解在α—Fe中形的間隙固溶體，用符號(hào)F表。二奧體A）碳溶于γ—中形的間隙固溶體，用符號(hào)A示。資料

鐘鐘

三滲體Fe3C或Cm）滲碳體是含碳量為6.69％鐵碳的金屬化合物，其化學(xué)式為Fe3C。四珠體P）珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號(hào)表示。五萊體Ld）萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物，用符號(hào)Ld表示低萊體—室溫下的萊氏體珠光體和滲碳體組成符號(hào)Ld示?！菊n小】【作布】章節(jié)練習(xí)：【作布】章節(jié)練習(xí)：

小結(jié)時(shí)提出若干個(gè)問題強(qiáng)調(diào)按時(shí)交作業(yè)并嚴(yán)格記錄。教

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第三章鐵碳合金§3－鐵碳合相圖鐵碳合金相圖的組成，特性點(diǎn)、線的含義，鐵碳合金相圖的應(yīng)用掌握鐵碳合金相圖的組成，明確特性點(diǎn)、線的含義，能說出相圖的應(yīng)用，掌握鐵碳合金的分類。本章的重點(diǎn)為鐵碳合金相圖的組成，鐵碳合金的分類鐵碳合金相圖的應(yīng)用多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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－3鐵合相一鐵合相的成鐵合相—表示在緩慢冷卻（或緩慢熱）的條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態(tài)或組織隨溫度變化的圖形。在鐵碳合金中鐵碳可以形成系列的化合物Fe3CFe2CFeC等。二、Fe－相中特性點(diǎn)、的含義及各區(qū)域內(nèi)的組織資料

三、鐵碳合金的分類純鐵——含碳量小于0.0218%的碳合金。鋼——含碳量大于0.0218%而于2.11%的鐵碳合金。鑄鐵——含碳量大于2.11%的鐵碳合金。四、典型鐵碳合金結(jié)晶過程分析1．共析鋼共析鋼在室溫時(shí)的組織是珠光體，合金的組織按下列順序變化：2．亞共析鋼亞共析鋼的室溫組織由珠光體和鐵素體組成合金的組織按下列順序變化：鐘鐘

3．過共析鋼室溫下為珠光體和網(wǎng)狀二次滲碳體組織。鋼中含碳量越多，二次滲碳體也越多。4．白口鑄鐵五、鐵碳合金的成份、組織與性能的關(guān)系含碳量越高，鋼的強(qiáng)度、硬度越高，而塑性、韌性越低，這在鋼經(jīng)過熱處理后表現(xiàn)尤為明顯。六、Fe－相的應(yīng)用1．作為選材的依據(jù)2．在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用3．在鍛造工藝上的應(yīng)用4．在熱處理工藝上的應(yīng)用【課小】【作布】【作布】教

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第三章鐵碳合金§－4碳素鋼鋼中常存元素及其對(duì)性能的影響，碳素鋼分類，碳素鋼牌號(hào)及用途掌握鋼中常存元素的種類，及分別對(duì)鋼性能有哪些影響，碳素鋼主要有哪些分類方法，碳素鋼牌號(hào)的意義和用途。本章的重點(diǎn)為碳素鋼的分類碳素鋼牌號(hào)及用途多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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－4碳鋼碳素鋼——簡稱碳鋼，是最基本的鐵碳合金。它是指在冶煉時(shí)沒有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%小于2.11%的鐵碳合金。一、鋼中常存元素及其對(duì)性能的影響錳——有益元素，有很好的脫氧能力，還可與硫形成MnS從而消除了硫的有害作用。硅——有益元素，脫氧能力比錳強(qiáng)，還能提高鋼的強(qiáng)度及質(zhì)量，硅作為雜質(zhì)一般應(yīng)不超過0.4%。硫——有害元素，常以FeS形存在，易使鋼材變脆（熱脆性磷——有害元素，它使鋼在低溫時(shí)變脆（冷脆性氫——有害元素，能造成氫脆、白點(diǎn)等缺陷。二、碳素鋼的分類1．按鋼的含碳量分低碳鋼C≤％中碳鋼：％<0.60％高碳鋼C≥0.60％2．按鋼的質(zhì)量分普通鋼S≤0.050％，P≤0.045％優(yōu)質(zhì)鋼S≤0.035％，P≤0.035％資料

鐘鐘

高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S≤0.025％P≤0.025％3．按鋼的用途分結(jié)構(gòu)鋼：含碳量一般均小于0.70%工具鋼：含碳量一般均大于0.70%4．按冶煉時(shí)脫氧程度的不同分沸騰鋼：脫氧程度不完全的鋼鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度完全的鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼：比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度更充分徹底的鋼三、碳素鋼牌號(hào)及用途化元符＋語音母阿伯字（普）素構(gòu)1）前綴符號(hào)（屈服強(qiáng)度“”，漢語拼音字首屈服強(qiáng)度值（單位2）質(zhì)量等級(jí)符號(hào)A、、、級(jí)，到D依次高。3要時(shí)）脫氧方法符號(hào)－沸騰鋼－鎮(zhèn)靜鋼TZ－特殊鎮(zhèn)靜鋼，Z與TZ符號(hào)鋼號(hào)組成表示方法中予以省略。4要）在牌號(hào)尾加產(chǎn)品用、特性和工藝方法表示符號(hào)。如壓力容器用鋼—、鍋爐用鋼G、橋用鋼—Q等。．優(yōu)碳結(jié)鋼牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼時(shí)，分別在牌號(hào)尾加、E表。．碳工鋼牌號(hào)以漢字“碳”的漢語拼音字母字頭“”及后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分?jǐn)?shù)。．鑄碳牌號(hào)由“鑄鋼”兩漢字的漢語拼音字母字頭“ZG后面加兩組數(shù)字組成：第一組數(shù)字代表屈服強(qiáng)度，第二組數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度值。【課小】【作布】【作布】教

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第四章鋼的熱處§－1熱處理原理及分類§4－鋼在加熱及卻時(shí)的織轉(zhuǎn)變熱處理的原理、分類，鋼在加熱及冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變掌握熱處理的原理、分類，了解鋼在溫度變化時(shí)的組織轉(zhuǎn)變本章的重點(diǎn)熱處理的原理、分類鋼在加熱和冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

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熱處理原理及分類現(xiàn)：在水中冷卻的一根鋼絲硬而脆，很容易折斷；放在空氣中冷卻的一根較軟、有較好的塑性，可以卷成圓圈而不斷裂。實(shí)說：然鋼的成分相同，加熱的溫度也相同，但采用不同的冷卻方法，卻得到了不同的力學(xué)性能。這主要是因?yàn)樵诓煌鋮s速度的情況下，鋼的內(nèi)部組織發(fā)生了不同的變化。熱理分：資料

§4－

鋼在加及冷卻時(shí)的織轉(zhuǎn)變一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1．鋼在加熱和冷卻時(shí)的相變溫在加熱時(shí)鋼的轉(zhuǎn)變溫度要高于平衡狀態(tài)下的臨界點(diǎn)；在冷卻時(shí)要低于平衡狀態(tài)下的臨界點(diǎn)。加熱時(shí)的各臨界點(diǎn)c1、Ac3和ccm冷卻時(shí)的各臨界點(diǎn)r1、Ar3和rcm2．奧氏體的形成鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變，主要包括奧氏體的形成和晶粒長大兩個(gè)過程。3．奧氏體晶粒的長大晶粒的長大是依靠較大晶粒吞并較小晶粒和晶界遷移的方式進(jìn)行。二、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變兩種冷卻方式：

等溫處理、連續(xù)冷卻1．奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變2．奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變鐘鐘

【課小】【作布】【作布】教

學(xué)

后

記資料

一二三四五六七八九

教學(xué)內(nèi)教學(xué)要教學(xué)重教學(xué)難教具準(zhǔn)參考資教學(xué)方課時(shí)安授課思

第四章鋼的熱處§4－熱處理基本方法熱處理的基本方法，退火、正火、淬火和回火的原理和作用掌握熱處理基本方法的原理和作用，相互之間的區(qū)別與聯(lián)系本章的重點(diǎn)熱處理的基本方法熱處理基本方法之間的區(qū)別與聯(lián)系多媒體課件《金屬材料與熱處理》第六版，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類通用教材講授與課堂演示、舉例相結(jié)合學(xué)時(shí)時(shí)間分配

教

學(xué)

過

程

輔助手段及說明一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、引入課題：舉例引入新的課程?！拘聝?nèi)】§－3

熱處理基本方法機(jī)零一的工藝序作：除前一工序所造成的某些組織缺陷及內(nèi)應(yīng)力，可以改善材料的切削性能，為隨后的切削加工及熱處理（淬火—回火）做好組織準(zhǔn)備。一退與火1．退火退火——將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝。退火目的：降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷變形加工細(xì)化晶粒，均勻組織，為后續(xù)熱處理作好組織上的準(zhǔn)備消除殘余內(nèi)應(yīng)力，防止工件的變形與開裂常用退火方法：完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火2．正火正——將鋼加熱到Ａ或Ａ以～℃保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，資料

在空氣中冷卻的工藝方法。亞析：火目的是細(xì)化晶粒，均勻組織，提高機(jī)械性能。力性要不的通構(gòu)件正火可作為終熱處理。低中結(jié)鋼調(diào)硬度，改善切削加工性能。高過析：火的目的是消除網(wǎng)狀滲碳體，有利于球化退火，為淬火做好組織準(zhǔn)備。二淬與火．鋼淬淬——將鋼件加熱到c3或c1以上適當(dāng)溫度，經(jīng)保溫后快速冷卻（冷卻速度大于v臨獲馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。目：得馬氏體組織，提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。（）火熱度選亞析：c3以上30～50℃（）析：c1以上～50℃（）火卻質(zhì)選淬火的冷卻速度必須大于該鋼種的臨界冷卻速度。冷卻中要避免引起鋼件的變形和開裂。冷卻介質(zhì)對(duì)鋼的理想淬火冷卻速度應(yīng)是“慢―快―慢”（）用淬方單液淬火法雙介質(zhì)淬火馬氏體分級(jí)淬火貝氏體等溫淬火（）的透與硬淬性—規(guī)定條件下，鋼在淬火冷卻時(shí)獲得馬氏體組織深度的能力。取決于鋼的臨界冷卻速度，臨界冷卻速度越低