材料的工藝性能熱處理及黑色金屬材料電子教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載【課題編號(hào)】2 1.2【課題名稱(chēng)】材料的工藝性能、熱處理及黑色金屬材料【教學(xué)目標(biāo)與要求】一、知識(shí)目標(biāo)1. 了解材料的鑄造性、鍛造性、焊接性與切削加工的定義。2. 熟悉退火、正火、淬火和回火的定義與區(qū)別。3. 了解黑色金屬的分類(lèi)及其性能。二、能力目標(biāo)1 . 能夠區(qū)分退火、正火、淬火和回火的不同點(diǎn)。2 . 熟悉鑄鐵、碳素鋼和合金鋼的區(qū)別；了解中碳鋼、低碳鋼與高碳鋼主要性能的差別。三、 素質(zhì)目標(biāo)1 .對(duì)材料工藝性能的定義有初步了解。2 . 了解材料熱處理的作用及分類(lèi)。3 . 了解黑色金屬的分類(lèi)。四、教學(xué)要求1 . 熟悉工藝性能的內(nèi)涵。2 . 掌握常用熱處理“四火”的區(qū)別及應(yīng)用場(chǎng)合。3

2、 . 熟悉黑色金屬的分類(lèi)及主要性能特點(diǎn)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】學(xué)習(xí)必備歡迎下載1 . 熱處理的作用及“四火”的區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)合。2 . 鑄鐵、碳素鋼與合金鋼的區(qū)別，低碳鋼、中碳鋼與高碳鋼的主要性能區(qū)別?！倦y點(diǎn)分析】1. “四火”的區(qū)別及應(yīng)用場(chǎng)合。2. 金屬材料的分類(lèi)及特性?！痉治鰧W(xué)生】?jī)?nèi)容多而亂但不難是本次課的特點(diǎn)， 所以講課時(shí)要突出重點(diǎn)， 把工作中可能碰到的實(shí)用內(nèi)容作為重點(diǎn)講解清楚； 而其他內(nèi)容作為一般了解，如果今后需要應(yīng)用時(shí)，會(huì)查相關(guān)材料就可以?！窘虒W(xué)思路設(shè)計(jì)】突出“四火”的區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)合，和中碳鋼的主要性能及應(yīng)用，其他內(nèi)容用比較法介紹?！窘虒W(xué)安排】2 學(xué)時(shí)（ 90 分鐘）【教學(xué)過(guò)程】一、材料的工藝性

3、能工藝性能指金屬材料適應(yīng)多種加工要求的能力, 指鑄造性、鍛造性、焊接性和切削加工性。鑄造性熔化金屬在澆入鑄造型腔中所表現(xiàn)出來(lái)的流動(dòng)性、收縮性、吸氣性。鑄造性能好的金屬易成形，不易形成鑄不滿(mǎn)、縮孔、疏松、砂眼等缺陷。鑄鋼比鑄鐵鑄造性差。學(xué)習(xí)必備歡迎下載鍛造性指鍛造成形時(shí)塑性好，變形抗力小。如低碳鋼比中、高碳鋼易鍛造，碳鋼比合金鋼好鍛。 鑄鐵沒(méi)有鍛造性， 高速鋼最難鍛造。焊接性指焊接成形時(shí)形成焊接接頭的難易程度。低碳鋼比中、高碳鋼和鑄鐵焊接性好。兩種不同材料焊接性能差。切削加工性指金屬被切削加工的難易程度。 硬度低的材料易加工，但硬度過(guò)低，不易斷屑，易粘刀，加工表面粗糙。鑄鐵易加工，但馬口鐵很難加

4、工。二、鋼的熱處理熱處理是通過(guò)加熱、 保溫和冷卻來(lái)改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)， 改善機(jī)械性能的工藝方法。如刀具經(jīng)加熱后快速放入水或油中急速冷卻后，硬度得到很大的提高。1. 退火加熱到相變溫度以上某一溫度保溫一段時(shí)間緩慢冷卻到 500° 600 °后空氣冷卻。2. 正火加熱到相變溫度以上某一溫度保溫一段時(shí)間空氣冷卻。與退大相比 , 保溫時(shí)間短。正火后材料硬度比退火高。3. 淬火 加熱到相變溫度以上某一溫度保溫在水、鹽水或油中急劇冷卻。與正火相比，保溫后投入冷卻液中快速降溫，可獲得很高的硬度和耐磨性， 各種刀具的刃部都要采用淬火。 但淬火后材料產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，需及時(shí)回火。4. 回火

5、 加熱到相變溫度以下某一溫度保溫以適當(dāng)速度冷卻到室溫。與前三種熱處理方式相比，回火加熱的溫度低，在相變溫度以下，且冷卻速度慢，起到穩(wěn)定內(nèi)部組織，消除內(nèi)應(yīng)力，提高韌性學(xué)習(xí)必備歡迎下載的作用。根據(jù)回火溫度不同分為低溫、中溫和高溫回火三種，高溫回火也稱(chēng)為調(diào)質(zhì)，在軸類(lèi)零件、齒輪應(yīng)用很多，可獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。5. 表面淬火 利用加熱工件表面快速升溫到淬火溫度后立即冷卻，以獲得表面淬硬、心部組織依然不變的效果。表面淬火要作低溫回火。常用的表面淬火方法是高頻淬大， 如鐵軌兩端連接處采用高頻加熱表面淬火大約 200mm長(zhǎng)后，以提高接頭的抗沖擊能力和耐磨性。其他熱處理方法及代號(hào)見(jiàn)表 11、2、3、4。三、

6、黑色金屬材料黑色金屬材料以含碳量的多少為分界線(xiàn)，含碳量大于2.11 以上為鑄鐵；含碳量在2.11 以下為鋼。1. 鑄鐵1) 白口鐵 硬而脆，極難加工。如蜂窩煤爐的外殼、爐圈，只能做煉鋼原料。2) 鑄鐵 牌號(hào)為 HT，如 HT200表示最低的抗拉強(qiáng)度為 200Mpa。鑄鐵具有良好的鑄造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，在生產(chǎn)中應(yīng)用最多，如表 15 所示。3) 球墨鑄鐵是一種性能優(yōu)良的鑄鐵，具有良好的抗振性和耐磨性，如應(yīng)用于曲軸、連桿等。牌號(hào)為QT，如表 16 所示。4) 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是不能鍛造的，已逐漸被球墨鑄鐵所代替。牌號(hào)如 KTH。2. 碳素鋼學(xué)習(xí)必備歡迎下載按含碳量的多少分為：低碳鋼C0

7、.25 ；高碳鋼 C0.6 ；其余 中碳鋼 .按鋼的用途分為：1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼常用作工程結(jié)構(gòu)件。見(jiàn)表17, 常用鋼號(hào)Q235、Q275。2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼其力學(xué)性能較好， 質(zhì)量較高，用于制造較重要的機(jī)械零件。按其含碳量不同，分為低、中、高碳鋼三種。低碳鋼常用作螺栓螺母；中碳鋼的強(qiáng)度較高，塑性和韌性較好，應(yīng)用廣泛多用制造軸、齒輪；高碳鋼具有高強(qiáng)度，也有良好彈性，常用于制作彈簧和耐磨損零件，見(jiàn)表18。3) 碳素工具鋼 常用來(lái)制作工具，如鋸條、銼刀及各種量刃具。牌號(hào)如 T10，T 表示工具鋼，含碳量為 1。4)鑄鋼牌號(hào)為 ZG，如 ZG200400，數(shù)字表示屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度值。用于大型鑄件，其強(qiáng)度比鑄鐵好。3. 合金鋼合金鋼是在碳素鋼中加入合金元素，以提高鋼的綜合力學(xué)性能，常用元素有 Si 、Mn、Cr、Ni 等。常用合金鋼有：1)60 Si2Mn作彈簧用。2) GCr15 作軸承鋼， Cr 含量為 1.5 。3) 9 SiCr作絲錐、板牙。4) W18Cr4V 作高速鋼刀具 。5) 5 CrMnMo 作模具鋼。學(xué)習(xí)必備歡迎下載6）1Cr13、 1Cr18Ni9Ti作不銹鋼。四、小結(jié)1. 材料的工藝性能指適應(yīng)加工工藝要求的能力，指鑄造性、鍛造性