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1、4-1 熱處理的原理與分類熱處理的原理與分類1優(yōu)講課堂教學目的：教學目的：1、感受熱處理，體會不同熱處理對鋼性能影響的不同；、感受熱處理，體會不同熱處理對鋼性能影響的不同；熟悉熱處理的概念、目的和分類；掌握熱處理的基本原理。熟悉熱處理的概念、目的和分類；掌握熱處理的基本原理。2、通過分組實驗，增強學生的團隊意識，培養(yǎng)其動手能、通過分組實驗，增強學生的團隊意識，培養(yǎng)其動手能 力、觀察能力以及分析問題的能力，激發(fā)學生對于本章的學習力、觀察能力以及分析問題的能力，激發(fā)學生對于本章的學習 興趣。興趣。3、培養(yǎng)學生自主學習和查閱資料的能力。、培養(yǎng)學生自主學習和查閱資料的能力。教學重點及難點：熱處理基本原
2、理的深層分析教學重點及難點：熱處理基本原理的深層分析教學方法：實驗，多媒體演示，啟發(fā)式講授法教學方法：實驗，多媒體演示，啟發(fā)式講授法教學時間：教學時間：1課時課時2優(yōu)講課堂互動環(huán)節(jié)互動環(huán)節(jié)：師生同做實驗師生同做實驗，感受熱處理感受熱處理1、實驗目的：、實驗目的：通過實驗，初步認識熱處理；通過實驗，初步認識熱處理；培養(yǎng)學生的動手能力和分析判斷能力；培養(yǎng)學生的動手能力和分析判斷能力；形成良好的分工協(xié)作的團隊精神。形成良好的分工協(xié)作的團隊精神。2、實驗準備：、實驗準備：分組：四人一組，提前做好分工、共同完成實驗。分組：四人一組，提前做好分工、共同完成實驗。用具：酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯等。用具：酒精燈、
3、石棉網(wǎng)、燒杯等。試樣：兩片材質(zhì)相同的彈簧鋼片（采用針織橫機廢舊試樣：兩片材質(zhì)相同的彈簧鋼片（采用針織橫機廢舊舌針替代）。舌針替代）。3優(yōu)講課堂實驗過程實驗過程 3、實驗步驟：、實驗步驟：將同樣材質(zhì)的兩根彈將同樣材質(zhì)的兩根彈簧鋼片，放在酒精燈上同簧鋼片，放在酒精燈上同時加熱到赤紅色，保溫一時加熱到赤紅色，保溫一定時間，然后分別放入水定時間，然后分別放入水中和空氣中冷卻。中和空氣中冷卻。用手進行彎折，對比用手進行彎折，對比感受兩根鋼片性能的差別。感受兩根鋼片性能的差別。4、實驗過程錄象：、實驗過程錄象：請點擊畫面播放4優(yōu)講課堂請同學自己分析實驗現(xiàn)象請同學自己分析實驗現(xiàn)象5、實驗現(xiàn)象：、實驗現(xiàn)象：奇
4、怪，奇怪，同樣的同樣的鋼片性鋼片性能怎么能怎么變了？變了？水冷的鋼片硬而脆，水冷的鋼片硬而脆，很容易折斷；很容易折斷；空冷的鋼片軟而空冷的鋼片軟而韌，可折彎而不折斷。韌，可折彎而不折斷。請點擊畫面播放5優(yōu)講課堂實驗結論實驗結論 1、我們剛才已經(jīng)對同樣材質(zhì)的彈簧鋼片進行了兩種、我們剛才已經(jīng)對同樣材質(zhì)的彈簧鋼片進行了兩種不不 同的熱處理操作。同的熱處理操作。2、熱處理時、熱處理時冷卻的速度冷卻的速度不同，材料的不同，材料的性能性能不同。不同。精髓：精髓：冷卻速度冷卻速度改變改變-組織結構組織結構改變改變-材料性能材料性能改變改變 這就是這就是熱處熱處理理啊，我也啊，我也能能改變改變金屬金屬材料的材
5、料的性能性能了！了！同學們，下面同學們，下面我們就開始學我們就開始學習習熱處理的基熱處理的基本原理和分類本原理和分類6優(yōu)講課堂本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容 一、熱處理一、熱處理 二、熱處理的目的與分類二、熱處理的目的與分類 三、熱處理的基本原理三、熱處理的基本原理 7優(yōu)講課堂一、熱處理一、熱處理 1、定義：熱處理，就是對固態(tài)的金屬或合金采用適當、定義：熱處理，就是對固態(tài)的金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行的方式進行加熱、保溫和冷卻加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要，以獲得所需要組織結構組織結構與與性性 能能的工藝。的工藝。2、工藝曲線：、工藝曲線：三個階段：三個階段：加熱、保溫、冷卻加熱、保溫、冷卻t加熱加
6、熱保溫保溫冷卻冷卻v3v1v28優(yōu)講課堂二、熱處理的目的和分類二、熱處理的目的和分類 機械零件一般加工工藝順序：機械零件一般加工工藝順序：金屬材料金屬材料鑄鍛焊鑄鍛焊毛坯件毛坯件預備熱處理預備熱處理機械粗加工機械粗加工機械精加工機械精加工最終熱處理最終熱處理 1、目的：、目的：消除毛坯中的缺陷，消除毛坯中的缺陷，改善切削加工性能改善切削加工性能，并為以后的，并為以后的熱處理做好組織準備熱處理做好組織準備預備熱處理。預備熱處理。獲得所需的使用性能獲得所需的使用性能最終熱處理。最終熱處理。2、分類（按工藝方法不同）：、分類（按工藝方法不同）：退火、正火、淬火、回火、表面熱處理退火、正火、淬火、回火
7、、表面熱處理9優(yōu)講課堂熱處理的分類熱處理的分類10優(yōu)講課堂開動腦筋開動腦筋 想一想，練一練：想一想，練一練：請請觀看工廠熱處理視頻片斷錄象，觀看工廠熱處理視頻片斷錄象，仔細觀察、認真判斷仔細觀察、認真判斷請點擊畫面播放（1）請說明該）請說明該熱處理的名稱。熱處理的名稱。答案：淬火答案：淬火（2）分析判斷）分析判斷其屬于預備熱處其屬于預備熱處理還是最終熱處理還是最終熱處理？理？答案：最終答案：最終熱處理熱處理11優(yōu)講課堂三、熱處理的基本原理三、熱處理的基本原理 熱處理改變鋼性能的根本原因熱處理改變鋼性能的根本原因:由于由于鐵具有同素異構鐵具有同素異構轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變的特性，從而使鋼在加熱和冷卻過程中發(fā)生
8、組織和結的特性，從而使鋼在加熱和冷卻過程中發(fā)生組織和結構上的變化。構上的變化。加熱方式和加熱方式和冷卻速度冷卻速度不同，不同，組織結構組織結構不同，不同，鋼材鋼材性能性能不同。不同。因此，要正確掌握熱處理工藝，就必須了解鋼在不同因此，要正確掌握熱處理工藝，就必須了解鋼在不同 的加熱和冷卻條件下組織變化的規(guī)律。的加熱和冷卻條件下組織變化的規(guī)律。12優(yōu)講課堂原理深層分析原理深層分析:為什么冷卻速度不同，鋼的組織和性能不同？為什么冷卻速度不同，鋼的組織和性能不同？首先，讓我們一起回顧一下首先，讓我們一起回顧一下鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖 的內(nèi)容。的內(nèi)容。L1227FDCEGPA0.77KPS11480
9、727LDLD2.114.36.699121538AL+Fe3CL+AA+Fe3CLD+Fe3CA+FP+FP+Fe3CA+Fe3C+LDP+Fe3C+LDLD+Fe3CFeFe3CAAPPPA113優(yōu)講課堂請同學自己分析鐵碳合金相圖中請同學自己分析鐵碳合金相圖中A冷卻至冷卻至 A1時轉(zhuǎn)變?yōu)闀r轉(zhuǎn)變?yōu)镻的原因和條件的原因和條件 原因：原因：由于由于-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?Fe，而，而-Fe的溶的溶C量低，過飽和的量低，過飽和的C 原子從原子從-Fe充分擴散出來，以充分擴散出來，以Fe3C 形式析出。形式析出。A中同時析出中同時析出F和和Fe3C （即（即P類物質(zhì)）。類物質(zhì)）。A1 TP=（C+-Fe
10、）（CF=Fe3Ct A+-Fe：面心立方面心立方晶格，溶碳量高晶格，溶碳量高-Fe：體心立方體心立方晶格，溶碳量低晶格，溶碳量低鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖的測繪條件：的測繪條件：極其緩慢加熱極其緩慢加熱或冷卻或冷卻+-Fe）=14優(yōu)講課堂 實際冷卻時存在過冷現(xiàn)象。冷卻速度越大，過冷度越大，實際冷卻時存在過冷現(xiàn)象。冷卻速度越大，過冷度越大，-Fe向向-Fe的的轉(zhuǎn)變溫度越低。轉(zhuǎn)變溫度越低。A1 TP=（C+-Fe）（CF=Fe3C含含C過飽和過飽和F+Fe3CB=C在在-Fe中的過飽和固溶體中的過飽和固溶體M=t A+-Fe：面心立方面心立方晶格，溶碳量高晶格，溶碳量高-Fe：體心立方體心立方晶格
11、，溶碳量低晶格，溶碳量低冷卻速度較快時，轉(zhuǎn)變溫度較低，原子活動能力較弱，冷卻速度較快時，轉(zhuǎn)變溫度較低，原子活動能力較弱，-Fe中過飽和的中過飽和的C只有一部分擴散出來，轉(zhuǎn)變組織為含只有一部分擴散出來，轉(zhuǎn)變組織為含C量過飽和的量過飽和的F和和Fe3C（即（即B類物質(zhì)）。類物質(zhì)）。想一想想一想:冷卻速度快時，冷卻速度快時，A冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物還是冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物還是P嗎嗎?當冷卻速度更快時，轉(zhuǎn)變溫度很低，當冷卻速度更快時，轉(zhuǎn)變溫度很低，C原子活動能力很弱，轉(zhuǎn)變過程中只有原子活動能力很弱，轉(zhuǎn)變過程中只有-Fe向向-Fe的晶格改變，而不發(fā)生的晶格改變，而不發(fā)生C原子的擴散，轉(zhuǎn)變組織為原子的擴散，轉(zhuǎn)變組織為C在在
12、-Fe中的過中的過飽和固溶體（即飽和固溶體（即M類物質(zhì)）。類物質(zhì)）。+-Fe）15優(yōu)講課堂知識拓展知識拓展 課堂延伸課堂延伸 請仔細閱讀以下文字材料：請仔細閱讀以下文字材料：中國古代熱處理，中國古代熱處理，觀看激光淬火視頻片斷。觀看激光淬火視頻片斷。了解和感受中華民族的了解和感受中華民族的古代文明和現(xiàn)代科技發(fā)古代文明和現(xiàn)代科技發(fā) 展展。1、素材素材中國古代熱處理中國古代熱處理.doc 2、視頻視頻激光淬火激光淬火.avi請點擊此請點擊此處觀看文本鏈接處觀看文本鏈接16優(yōu)講課堂作業(yè)作業(yè) 以實驗時所分四人小組為單位，分工協(xié)作，利用圖書以實驗時所分四人小組為單位，分工協(xié)作，利用圖書 或網(wǎng)絡資源查找有
13、關熱處理的資料，每一小組共同完成一或網(wǎng)絡資源查找有關熱處理的資料，每一小組共同完成一 篇有關熱處理介紹的報告。篇有關熱處理介紹的報告。題目自擬。題目自擬。網(wǎng)址：網(wǎng)址：、、或或baidu、google查找熱處理。查找熱處理。17優(yōu)講課堂本節(jié)小結本節(jié)小結 1、通過本次課程，我們自己動手對彈簧鋼片進行了淬通過本次課程，我們自己動手對彈簧鋼片進行了淬 和正火兩種不同的熱處理操作，體會到熱處理對鋼材性能的和正火兩種不同的熱處理操作，體會到熱處理對鋼材性能的 神奇影響；掌握了熱處理的概念、目的和分類；深刻理解了神奇影響；掌握了熱處理的概念、目的和分類；深刻理解了 熱處理改變鋼性能的根本原因。熱處理改變鋼性能的根本原因。2、請大家學習本章課程時始終把握學習的主線：熱處、請大家學習本章課程時始終把握學習的主線：熱處 理決定組織，組織決定性能，性能決定用途。理決定組織，組織決定性能，性能決定用途。熱處理熱處理性能性能組織組織用途用途18優(yōu)講課堂謝謝大家，再見！謝謝大家，再見！19優(yōu)講課堂
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