热处理毕业论文：金属热处理

热处理毕业论文：金属热处理（精选6篇）

篇1：热处理毕业论文：金属热处理

一、退火

在前面描述冷拔加工材料的软化并重新获得塑性的热处理方法时，就已使用退火这个词，该词具有相似的意义。完全退火的目的是降低硬度、增加塑性，有时也提高高碳钢的切削性能，否则这种钢很难加工。这种热处理方法也用来减少应力，细化晶粒，提高整个材料的结构均匀性。

退火不总是能提高切削加工性，切削加工性一词用来描述几个相关因素，包括材料切削时获得好的光洁度(即较小的表面粗糙度——译者)的能力。当完全退火时，普通低碳钢硬度较低，强度较小，对切削的阻力较小，但通常由于塑性和韧性太大以至切屑离开工件表面时会划伤表面，工件表面质量比较差，导致较差的切削加工性。对这类钢，退火可能不是最合适的处理方法。许多高碳钢和大多数合金钢的切削加工性通常可经退火大大改善，因为除在最软条件下，它们的硬度和强度太高而不宜加工。

亚共析刚的退火方法是将钢缓慢加热到线以上大约，保温一段时间，使整个材料温度相同，形成均匀奥氏体，然后随炉或埋在石灰或其它绝缘材料中缓慢冷却。要析出粗大铁素体和珠光体，使钢处于最软、最韧和应变最小的状态，必须缓慢冷却。

二、正火

正火的目的多少类似于退火，但钢不是最软状态且珠光体是细匀而不粗大。钢的正火能细化晶粒，释放内应力，改善结构均匀性同时恢复一些塑性，得到高的韧性。这种方法经常用来改进切削加工性，减少应力，减少因部分切削加工或时效产生的变形。

正火方法是将亚析钢或过共析钢分别缓慢加热到ac3线或accm线上约，保温一段时间以便形成奥氏体，并在静止空气中缓冷。要注意，含碳量超过共析成分的钢要加热到accm线以上，而不是退火时的ac1线以上。正火的目的是在奥氏体化过程中试图溶解所有渗碳体，从而尽可能减少晶界上的硬脆铁碳化合物，而得到小晶粒的细珠光体、最小自由铁素体和自由渗碳体。

三、球化退火

通过球化退火可使钢得到最小的硬度和最大的塑性，它可使铁碳化合物以小球状分布在铁素体基体上。为了使小颗粒球化更容易，通常对正火钢进行球化退火。球化退火可用几种不同的方法，但所有方法都需要在a1线温度附近(通常略低)保温很长时间，使铁碳化合物形成更稳定，能级较低的小圆球。

球化退火方法的主要目的是改进高碳钢的切削加工性，并对淬硬钢进行预处理，使其淬火后结构更均匀。因为热处理时间长，因此成本高，球化退火不如退火或正火常用。

四、钢的硬化

钢的大多数热处理硬化方法是基于产生高比例的马氏体。因此，第一步用的似乎大多数其他热处理常用的方法——产生奥氏体。亚共析钢加热到ac1线温度以上大约，进行保温，使温度均布，奥氏体均匀。过共析钢ac1线温度以上大约时保温，钢中仍残留部分铁碳化合物。

第二步是快速冷却，力图避免在等温曲线鼻部产生珠光体转变。冷却速度取决于温度和淬火时淬火介质从钢表面带走热量的能力以及钢本身传热的能力。表11-1是一些常用介质和冷却方法，按冷却能力降低的顺序排列。

高的温度梯度产生高应力，会引起变形和开裂，所以淬火只有在非常需要产生特定结构时才使用。淬火时必须小心，使热量均匀扩散以减少热应力。比如，一根细长棒需端部淬火，即将它垂直插进冷却介质中，这样整个截面同时产生温度变化。如果这种形状的工件的某一边比另一边早降温，尺寸变化很可能引起很高的应力，产生塑性流动和永久变形。

用几种特殊的淬火方法可减小淬火应力，减小变形开裂倾向。一中称为分级淬火，其方法是：将奥氏体钢放入温度高于马氏体转变起始温度(ms)的盐浴中，放置一定的时间直到温度均匀，在开始形成贝氏体之前取出，然后放在空气中冷却，产生与从高温开始淬火时同样硬的马氏体，而导致开裂和翘曲的高的热应力或淬火应力已经被消除。

在略高一点温度下的类似方法称为等温淬火，这时，将(奥氏体)钢放在盐浴中，保持很长时间，等温处理的结果是形成贝氏体。贝氏体结构不如在同样成分时形成的马氏体硬，但除了减少钢在正常淬火时受到的热冲击外，不必要进一步处理，就可获得在高硬度时好的冲击韧性。

五、回火

调整淬硬钢以便使用的第三步通常是回火。除了等温淬火钢通常在淬火状态下使用外，大多数钢都不能在淬火状态下使用。为产生马氏体而采取的激冷使钢很硬，产生宏观内应力和微观内应力，使材料塑性很低，脆性极大。为减少这种危害，可通过将钢再加热到a1线(低温转变)以下某一温度。淬火钢回火时产生的结构变化是时间和温度的函数，其中温度是最重要的。必须要强调，回火不是硬化方法，而是刚好相反。回火钢是将经热处理硬化的钢，通过回火时的再加热，来释放应力、软化和提高塑性。

回火引起的结构变化和性能改变取决于钢重新加热的温度。温度越高，效果越大，所以温度的选择通常取决于牺牲硬度和强度换取塑性和韧性的程度。重新加热到以下，对淬火普碳钢影响不大，在到之间，结构会发生某些变化，在以上，结构和性能显著变化。在紧靠着a1温度以下的长时间加热会产生与球化退火过程类似的球化结构。

在工业上，通常要避免在到范围内回火，因为这个范围内回火的钢经常会产生无法解释的脆性或塑性丧失现象。一些合金钢在到范围内，也会产生“回火脆性”，特别是从(或通过)这个温度范围缓慢冷却时会出现。当这些钢必须高温回火时，它们通常加热到以上并快速冷却。当然，从这个温度快冷不会产生硬化，因为没有进行奥氏体化。

篇2：热处理毕业论文：金属热处理

【比容差应变能】由于新相和母相的比容往往不同，故新相形成时的体积变化将受到周围母相的约束而产生弹性应变能，称为比容差应变能Es。

【伪共析】从这一转变过程和转变产物的组成相来看，与钢中共析转变(即珠光体转变)相同，但其组成相的相对量(或转变产物的平均成分)却并非定值，而是依奥氏体的碳含量而变，故称为伪共析转变。

【惯习面】在许多固态相变中，新相与母相间往往存在一定的取向关系，而且新相往往又是在母相一定的晶面族上形成，这种晶面称为惯习面。

【共格界面】当界面上的原子所占位置恰好是两相点阵的共有位置时，两相在界面上的原子可以一对一地相互匹配。

【半共格界面】当错配度增大到一定程度时，便难以继续维持完全共格，这样就会在界面上产生一些刃型位错，形成界面上两相原子部分地保持匹配的半(或部分)共格界面，以补偿原子间距差别过大的影响，使弹性应变能降低。

【非共格界面】当两相界面处的原子排列差异很大，即错配度很大时，其原子间的匹配关系便不再维持。这种界面称为非共格界面。

【等温转变（IT）曲线】在实际工作中，人们通常采用一些物理方法测出在不同温度下从转变开始到转变不同量，以至转变终了时所需的时间，做出“温度—时间—转变量”曲线，通称为等温转变曲线，缩写为TTT(Temperature-Time-Transformation)或IT（Isothermal Transformation)曲线。

【CT曲线】如果转变在连续冷却过程中进行，则有过冷奥氏体连续冷却转变图，又称CT或CCT(Continuous Cooling Transformation)图。

【韧脆转变温度】(简称：NDT)主要针对钢铁随着温度的变化其内部晶体结构发生改变，从而钢铁的韧性和脆性发生相应的变化。

第二章 奥氏体

【奥氏体】奥氏体是碳在-Fe中的间隙固溶体

【组织遗传】在生产中有时能遇到这样的情况，即过热后的钢(过热是指加热温度超过临界点太多，引起奥氏体晶粒长大，结果在冷却后得到的组织，如马氏体或贝氏体，也十分粗大)再次正常加热后，奥氏体仍保留原来的粗大晶粒，甚至原来的取向和晶界。这种现象称为组织遗传。

第三章 珠光体

【屈氏体】其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，根据片层间距分为屈氏体和索氏体。

在光学显微镜下可以分辨的（片层间距为0.25~1.9μm），称为珠光体。

无法分辨（片层间距为30~80nm）的称为屈氏体（托氏体也译做屈氏体）。介于两者之间的称为索氏体。

【索氏体】

【上临界冷却速度】Vc称为淬火临界冷速, 又称为上临界冷速。

【下临界冷却速度】

【完全退火】一般是指加热使钢完全得到奥氏体后慢冷的工艺。

【扩散退火（均匀化退火）】扩散退火的目的是消除钢锭或大型钢铸件中不可避免的成分偏析，尤其是在高合金钢中，应用更为普遍。

【球化退火】球化退火的目的是得到球化渗碳体组织，这是任何一种钢具有最佳塑性和最低硬度的一种组织，良好的塑性是由于有一个连续的、塑性好的铁素体基体。

【低温退火】低温退火的目的是消除因冷加工或切削加工以及热加工后快冷而引起的残余应力，以避免可能产生的变形、开裂或随后处理的困难。

【再结晶退火】这种退火的目的是为了使冷变形钢通过再结晶而恢复塑性，降低硬度，以利于随后的再变形或获得稳定的组织。

【周期球化退火】加热到Ac1以上20℃左右，然后在略低于A1的温度等温，又称等温球化退火。

【等温球化退火】在A1上、下20℃左右交替保温，又称周期球化退火。

第四章 马氏体

【马氏体】马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体，通常以符号，或M来表示，【KS关系】Kurdjumov和Sachs采用X-射线极图法测出碳钢(1.4C)中马氏体()和奥氏体()之间存在着下列取向关系：{011}//{111}，<111>//<011>

【宏观惯习面】实际上“宏观惯习面”是两相的界面，“微观惯习面”才是真正的惯习面．

【微观惯习面】

【位错马氏体】低碳的位错型马氏体就具有较高的塑性和韧性，只是马氏体的塑性和韧性随碳含量增高而急剧降低罢了

【孪晶马氏体】片状马氏体是在中、高碳(合金)钢及Fe-Ni(大于29％)合金中形成的一种典型的马氏体组织。其特征是相邻的马氏体片一般互不平行，而是呈一定的交角排列。它的空间形态呈双凸透镜片状，故简称为片状马氏体。由于它与试样磨面相截而往往呈现为针状或竹叶状，故也称为针状或竹叶状马氏体。又由于这种马氏体的亚结构主要为孪晶，故还有孪晶马氏体之称。

【板条马氏体】板条状马氏体是在低、中碳钢及马氏体时效钢、不锈钢，Fe-Ni合金中形成的一种典型的马氏体组织，其特征是每个单元的形状呈窄而细长的板条，并且许多板条总是成群地、相互平行地连在一起，故称为板条状马氏体，也有群集状马氏体之称。

【热弹性马氏体】马氏体片可随温度降低而长大，随温度升高而缩小，亦即温度的升降可引起马氏体片的消长。具有这种特性的马氏体称为热弹性马氏体。

【变温马氏体】

【等温马氏体】

【隐晶马氏体】片状马氏体的最大尺寸取决于原始奥氏体晶粒大小，奥氏体晶粒越大，则马氏体片越大，当最大尺寸的马氏体片小到光学显微镜无法分辨时，便称为隐晶马氏体。

【奥氏体稳定化】以上这些由于外界条件的变化而引起奥氏体向马氏体转变呈现迟滞的现象称为奥氏体稳定化。

【奥氏体热稳定化】所谓奥氏体的热稳定化是指钢在淬火冷却过程中由于冷却缓慢或中途停留而引起奥氏体向马氏体转变呈现迟滞的现象。

【奥氏体机械稳定化】在Md(形变诱发马氏体转变温度)点以上的温度对奥氏体进行大量塑性形变，将会抑制在随后冷却时的马氏体转变，使Ms点降低，即引起奥氏体稳定化，称为奥氏体的机械稳定化。

第五章 贝氏体

【上贝氏体（羽毛状贝氏体）】它是由成束的、大体上平行的板条状铁素体和条间呈粒状或条状的渗碳体(有时还有残余奥氏体)所组成的非片层状组织。

【下贝氏体】

【粒状贝氏体】粒状贝氏体一般是在低、中碳合金钢中存在，它是在稍高于其典型上贝氏体形成温度下形成的。是由条状亚单元组成的板条状铁素体和在其中呈一定方向分布的富碳奥氏体岛(有时还有少量碳化物)所构成的复相组织。

【魏氏体】

【魏氏铁素体】亚共析钢来说，是指从晶界向晶内生长形成的一系列具有一定取向的片(或针)状铁素体，通称为魏氏铁素体，【魏氏渗碳体】过共析钢来说，是指类似形态的渗碳体，通称为魏氏渗碳体。

第七章淬火

【不完全淬火】

【完全淬火】由于Ac3 + 30~50℃这一淬火加热温度处于完全奥氏体的相区，故又称作完全淬火。

【等温淬火】有两种等温淬火法，即贝氏体等温淬火法与马氏体等温淬火法。

贝氏体等温淬火法是将加热好的工件置于温度高于Ms点的淬火介质中，保持一定时间，使其转变成下贝氏体，然后取出空冷。

马氏体等温淬火法是将加热好的工件置于温度稍低于Ms点的淬火介质中保持一定时间，使钢发生部分马氏体转变，然后取出空冷。

【分级淬火】分级淬火法是将加热好的工件置于温度稍高于Ms点的热态淬火介质中(如融熔硝盐、熔碱或热油)，保持一定时间，待工件各部分的温度基本一致时，取出空冷(或油冷)。

【亚温淬火】所谓亚温淬火即亚共析钢的不完全淬火，或称临界区淬火、两相区加热淬火，是指将具有平衡态或非平衡态原始组织的亚共析钢，加热至铁素体+奥氏体双相区的一定温度区间（Ac1-Ac3），保温一定时间后进行淬火的热处理工艺。

【淬透性】所谓钢的“淬透性”，是指钢在淬火时能够获得马氏体组织的倾向(即钢被淬透的能力), 它是钢材固有的一种属性。

【淬硬性】淬硬性也叫可硬性，它是指钢的正常淬火条件下，所能够达到的最高硬度。

【组织应力】由于工件的表层和心部发生马氏体转变的不同时性而造成的内应力称为组织应力。

第八章 回火

【回火】将淬火后的钢在Ac1以下的温度加热、保温，并以适当速度冷却的工艺过程称为回火。

【二次硬化】二某些淬火合金钢在500～650℃回火后硬度增高，在硬度-次硬化：是指回火温度曲线上出现峰值的现象。

【回火脆性（回火脆化）】与强度和塑性的变化都不同，随着回火温度的提高，冲击韧性不是单调地降低或升高，而是可能出现两个马鞍形，回火时这种韧性下降的现象，通称为回火脆性或回火脆化。

一定成分的淬火钢在350~550℃回火较长时间或回火后慢冷通过这个温度区间时会变脆,这种现象称为回火脆性，简称TE。

【回火屈氏体】碳钢中温回火后的组织中，渗碳体颗粒开始发生粗化和球化，但其尺寸仍很小，无法在光学显微镜下分辨，这种组织又称回火屈氏体。

【回火索氏体】钢经高温回火后，得到由铁素体和弥散分布于其中的细粒状渗碳体组成的回火索氏体组织。

【调质处理】调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。即淬火+高温回火=调质处理。

第九章 钢表面处理

【高温碳氮共渗】高温碳氮共渗主要是渗碳，但氮的渗入使碳浓度很快提高，从而使共渗温度降低和时间缩短。碳氮共渗温度为830～850℃，保温1～2小时后，共渗层可达0.2～0.5mm。

【低温碳氮共渗】以渗氮为主，也称软氮化，是较新的化学热处理工艺。常用的共渗介质是尿素。处理温度一般不超过570℃，处理时间很短，仅１~3小时，软氮化表层硬而具有一定韧性，不易发生剥落现象。

【正火】将钢件加热到上临界点(AC3或Acm)以上40~60℃或更高的温度，保温达到完全奥氏体化后，在空气中冷却的简便、经济的热处理工艺。

【碳势】表征含碳气氛在一定温度下改变钢件表面含碳量的能力的参数。通常可用低碳钢箔在含碳气氛中的平衡含碳量来表示。

【合金渗碳体】

【晶界强化】向钢中加入一些微量的表面活性元素，如硼和稀土元素等，产生内吸附现象浓集于晶界，从而使钢的蠕变极限和持久强度显著提高的方法。

【固溶强化】通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。

【固溶处理】指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

【弥散强化】弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。

【带状组织】金属材料内与热形变加工方向大致平行的诸条带所组成的偏析组织

【机械驱动力】

参考资料

篇3：金属热处理之退火

我们将金属的热处理工艺分为表面热处理和常规热处理两大类, 然后根据热处理不同的加热的温度、介质和冷却方式, 将表面热处理和常规热处理又可划分为若干小类。采用不同的热处理工艺对同一种金属进行热处理, 就可以获得不一样的组织及性能。铁碳合金的常规热处理可分为正火、退火、回火和淬火四种基本工艺。

退火的定义是指将工件加热到适当温度, 保持一定时间, 然后进行缓慢冷却的工艺过程。材料的退火可以使其内部组织结构接近平衡状态, 使工件获得良好的使用性能及工艺性能, 并为其进一步的淬火作好组织准备。

钢的退火工艺种类很多, 根据钢的成分不同、原始状态不同及使用目的不同, 我们将退火分为球化退火、去应力退火、扩散退火、完全退火、再结晶退火、等温退火和不完全退火等。

退火有个重要的工艺参数, 即退火温度 (也称最高的加热温度) , 例如碳素钢是以铁碳合金相图为基础来选择相应的退火温度。

1 扩散退火 (又称均匀化退火)

扩散退火是指将工件加热到适当的温度, 然后进行长时间保温, 使组织内的原子扩散充分, 然后慢慢冷却的退火工艺, 扩散退火的目的是使工件的组织均匀化, 减小成分偏析。

加热温度:一般在钢的熔点以下100℃~200℃;

保温时间:一般为10h~20h;

冷却方法:随炉冷却至500℃~350℃后出炉空冷。

由上可知扩散退火的加热温度较高, 保温时间较长, 原子有利于扩散, 但这种退火工艺同时会造成钢的晶粒粗大, 影响其性能, 所以扩散退火后必须再进行一次完全退火或正火, 以细化晶粒, 改善组织。扩散退火主要用于消除或改善铸锭、铸件或锻坯等化学成分偏析和组织的不均匀。

2 完全退火

完全退火是指将亚共析钢加热到Ac3以上30℃~50℃, 使其完全奥氏体化, 保温一定时间后, 缓慢冷却 (随炉或埋入干砂、石灰中) , 以获得接近平衡组织的热处理工艺。

加热温度:Ac3以上30℃~50℃;

保温时间:一般为2h~3h;

冷却方法:保温完成后, 停止加热, 随炉冷却至500℃左右后出炉空冷。

完全退火的主要目的是细化晶粒, 消除内应力, 降低硬度, 改善切削加工性能, 并为加工后零件的淬火作好组织准备等。主要用于亚共析钢的铸件、锻件、焊接件等。

3 等温退火

等温退火是将工件加热到适当的温度, 保温一定时间后较快冷却到珠光体温度区间的某一温度, 并保持等温使其奥氏体转变为珠光体组织, 然后空冷的热处理工艺。

加热温度:亚共析钢Ac3以上30℃~50℃;共析钢和过共析钢Ac1以上10℃~20℃

保温时间:一般为2h~4h;

冷却方法:随炉 (开炉门) 较快的冷却到珠光体温度区间的某一温度, (关炉门) 保持等温 (2h~3h) 使奥氏体转变为珠光体型组织, 然后出炉空冷。

等温退火的目的与完全退火相同, 且能得到更为均匀的组织和硬度, 可有效缩短退火时间。等温退火主要用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢, 可大大缩短退火时间。

4 球化退火

球化退火是将钢加热到Ac1以上10℃~20℃, 保温一段时间后以适当的方式冷却使钢中的碳化物球状化的工艺方法。

加热温度:Ac1以上20℃~30℃, 如图示;

保温时间:根据材料和工件的实际情况确定保温时间;

冷却方法:以不大于50℃/h的速度随炉冷却。

球化退火的目的是降低工件的硬度, 改善其切削加工性能, 提高其塑性、韧性, 为淬火作好组织上的准备。球化退火主要应用于共析、过共析钢及合金钢的锻件、轧件等。

5 去应力退火

去应力退火是指将钢件加热到Ac1以下 (100~200) ℃, 保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法。

加热温度:Ac1以下100℃~200℃ (一般取500℃~650℃) ;

保温时间:适当时间 (一般按3min/mm计算) ;

冷却方法:随炉冷却至200℃后出炉空冷。

去应力退火是为了去除工件由于塑性形变加工、焊接等造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火。零件中存在内应力十分有害, 会使零件在加工及使用过程中发生变形, 影响工件的精度。因此, 形变加工、机械加工、铸造、锻造、热处理、焊接后的工件, 应采用去应力退火来消除去应力。

6 再结晶退火

金属经过冷变形加工后, 其晶粒被冷加工所挤碎、压扁或拉长, 我们通过加热使其达到再结晶温度以上, 再经保温后按某一方式进行冷却的热处理工艺称为再结晶退火。

加热温度:再结晶温度以上100℃~200℃;

保温时间:以完成晶粒转变为准;

冷却方法:随炉冷却至某一温度, 然后出炉空冷至室温。

再结晶退火目的是通过加热使变形的晶粒原子活化然后重新结晶成均匀的晶粒, 从而消除组织残余应力, 降低工件硬度和强度, 提高其塑性, 以便于进一步冷加工。

7 不完全退火

将工件加热到Ac1与Accm或Ac1与Ac3之间某一温度, 保温后缓慢冷却的热处理工艺称为不完全退火。

加热温度:Ac1与Accm或Ac1与Ac3之间某一温度;

保温时间:一般为2h~3h;

冷却方法:随炉冷却至某一温度后出炉空冷。

不完全退火的加热温度比完全退火的加热温度低, 是将工件加热到半奥氏体化进行退火, 可以应用于过共析钢和亚共析钢, 目的是消除工件中残余的内应力, 降低珠光体组织的硬度, 从而进一步提高工件的综合机械性能。

由上述几种常见退火方式可知, 退火的目的在于:1) 细化晶体的晶粒, 均匀工件内部组织, 减小成分偏析, 为以后的热处理工艺做好组织上的准备;2) 消除工件内部残余的内应力, 以防工件内应力过大而开裂或变形;3) 降低工件的硬度, 提高其塑性, 以便于以后的冷变形加工和切削加工。

摘要：我们将金属的热处理工艺分为表面热处理和常规热处理两大类, 然后根据热处理不同的加热的温度、介质和冷却方式, 将表面热处理和常规热处理又可划分为若干小类。采用不同的热处理工艺对同一种金属进行热处理, 就可以获得不一样的组织及性能。铁碳合金的常规热处理可分为正火、退火、回火和淬火四种基本工艺。本文介绍了热处理之退火的相关原理、分类及应用。

关键词：金属工件,热处理,退火

参考文献

[1]《有色金属及其热处理》编辑组[M].有色金属及其热处理.1版.北京:国防工业出版社, 1981.

[2]刘永铨主编.钢的热处理[M].1版.北京:冶金工业出版社, 1981.

篇4：巧讲《金属材料与热处理》

《金属材料与热处理》是全国技工学校机械类专业的通用教材，本课程内容主要由金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、金属材料及非金属材料(选学)五部分组成，基本涵盖了机械工业中常用的各类材料。该课程是一门从生产实践中发展起来，直接服务于生产的专业基础课，具有很强的实践性。由于材料种类繁多，性能又千变万化，本课程涉及的术语、概念多，而且抽象，对于年纪小、缺乏实践经验的学生来说，是一本难啃的“天书”。笔者在多年的教学中，积累了一些教学方法，通过“巧讲”尽量做到形象生动，理论联系实际讲清重要概念和基本理论。下面就从“巧用比较法”、“巧用归纳总结法”、“巧用演示法”和“巧用实验法”四个方面来进行阐述。

一、巧用比较法

在讲解金属的力学性能硬度这部分内容时，可以充分利用比较法。布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验法都是硬度试验，都是通过硬度试验来测得材料的硬度。实验过程中必须具备两个共同的条件压头、试验力，这是他们的共同点。然而在选择压头的种类和试验力的大小上，他们又有很多不同之处。紧紧抓住不同点，如压头的材质、压头的形态、试验力大小的不同，引导学生总结出三种硬度试验各自的优缺点及适用范围。最后从硬度试验的“符号、含义、压头选择、试验力、优缺点及适用范围”六个方面列表对新课进行总结，使问题简单化、直观化。

还可以利用比较法将难以理解的概念与生活知识相比较，起到化难为易的效果。像纯金属的结晶中过冷现象与百米冲刺冲过终点的惯性相比较，铸铁中的石墨与旧衣服上的小裂缝相比较等等。总之，通过这样的比较和分析，学生豁然开朗，较快地接受了新概念，对解决教学难点也很有益处。

二、巧用归纳总结法

1、平时积累阶段

主要是授完新课后，对全课的内容进行归纳与总结，可以是教师示范，也可以由教师引导学生进行或师生共同完成。归纳总结必须体现提纲挈领，全面准确，力求形式多样、有深度，不能只是前面教学内容的机械再现或重复。如第五章非合金钢(碳素钢)讲完后，可以归纳总结成表1：

依照同样格式、方法还可以编制：常用合金钢的牌号及应用：铸铁、有色金属的牌号及应用归纳表，以及力学性能指标及含义归纳表和钢的热处理归纳表。

2、期末整理提高阶段

平时的学习是量的积累，期末复习整理阶段要善于将知识点连成线、由线连成片，最后形成知识网，达到质的飞跃。

知识网络如图1所示。

配合平时的归纳总结表，厚厚的一本《金属材料与热处理》就清晰地展现在我们眼前了。

三、巧用演示法

1、复习巩固阶段

主要抓住纯铁的同素异构转变和铁碳合金相及组织这两大知识点进行。复习中，要注意强调三个点：纯铁的同素异构转变a-Fe→r-Fe的912℃(G点)，共晶点(C点)(温度1148℃，含碳量4.3％C)，共析点(S点)(温度727℃，含碳量为0.77％C)。

2、建立相图

铁碳合金相图的建立要环环相扣，由点到线再到面，步步为营。切忌一下把完整的相图“放映”到学生眼前。

(1)建立坐标：

(2)在温度坐标轴上找温度点：A点1538℃、G点912℃、D点1227℃，在成分坐标轴上找成分点：0.77％C、2.11％C、4.3％C；

(3)找温度线1148℃(ECF线蓝色显示)，727℃(PSK线红色显示)；

(4)成分点与温度线得交点：0.77％c与727℃得交点S点(共析点红色加粗)，2.11％与1148℃得交点E点(碳在r-Fe中最大溶解度)，4.3％C与1148℃相交点C点(共晶点蓝色加粗)；

(5)连点成线得相区：A、C连线得AC线，A、E连线得AE线，D、C连线成DC线，G、s连线得GS线，E、S连线得ES线：

(6)填写整个相区的组织遵循从高温到低温，先钢后铁，紧扣两点(共晶点C，共析点S)、两线(共晶转变线ECF,共折转变线PSK)。共晶组织Ld蓝色显示，共析组织P红色显示。

3、相图分析

典型铁碳合金的结晶过程分析用从上到下闪亮的线条贯穿，表示从高温冷却到低温的全过程。当冷却线和相图中各特征线相交，用组织闪烁来表示发生的组织转变，并配以结晶过程示意图。特别强调PSK线以下，组织由于含碳量的不同发生的变化。

动画效图明显的多媒体课件，再配上鲜明的色彩，铁碳合金相图就活灵活现地展现在学生面前，最后可以引导学生对相图知识进行总结。同样，共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线也可以制成多媒体课件，配合教学。

四、巧用实验法

随着学校办学实力的提高，建立了力学实验室和金相实验室，配备了拉伸试验机，布氏、洛氏硬度机各一台，可以进行拉伸试验和硬度实验：金相显微镜八台和各类试样若干，可进行试样的显微组织分析；同时与齿轮厂进行了校企合作，可安排学生参观热处理车间。

实验课的教学围绕以下三个中心：

1、理论教学——转变学生思想

采用讲授与演示相结合的教学方法，通过演示和讲授，转变学生轻视实验的思想，

通过“多看一点，多听一点”激发学生对本学科的兴趣。

2、动手操作——形成能力培养体系

基本仪器的使用，可开放实验室，让学生在一周内通过观察、操作，配合查找仪器、仪表结构示意图，使用参数等，掌握正确的使用方法，侧重培养学生的观察能力。基础实验的操作，要求学生在规定时间内完成全部实验操作过程，并完成数据记录，侧重培养学生的动手能力。完成实验报告对采集的数据进行分析，探讨实验过程中的成功经验与失败教训，提出改进实验的建议，及减小误差的方法。这阶段主要侧重于对学生实验研究能力的培养，通过层层深化，在实验技能训练中促进综合素质的提高。

3、内引外联——扩展教学内容

首先要求学生利用已有技能自行加工实验试样，从选材到加工工艺都由学生自行操作，自行解决；其次，请专业人员来校举办讲座，拓宽知识面，通过实验课，使学生真真切切地学会探索知识的方法和技巧。

篇5：金属热处理的工艺过程介绍

加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。

篇6：省题库金属材料与热处理

01．当钢材的硬度在（B）范围内时，其加工性能较好

A、20-40HRC B、160-230HBS C、58-64HRC D、500-550HBW 02．下列材料中，热硬性最好的是（D）。

A、T10A B、9SiCr C、Cr12MoV D、W6Mo5Cr4V2 03．HT250中的“250”是指（C）。

A、抗弯强度250MPa B、抗弯强度250Kg C、抗拉强度250MPa D、抗拉强度250Kg 04．金属的（B）越好，则其锻造性能也越好。

A、强度 B、塑性 C、硬度 D、韧度 05． 下列材料中，属于合金弹簧钢的是（A）。

A、60Si2MnA B、ZGMn13-1 C、Cr12MoV D、2Crl3 06．材料在高温下能够保持其硬度的性能是（C）。

A、硬度 B、耐磨性 C、红硬性 D、工艺性 07．GCrl5SiMn钢的含铬量是（B）

A、15％ B、1.5％ C、0.15％ D、0.015％ 08．退火、正火一般安排在（A）之后。

A、毛坯制造 B、粗加工 C、半精加工 D、精加工 09．（C）的热处理。

A、淬火+低温回火 B、淬火+中温回火 C、淬火+高温回火

10．零件渗碳后，一般需经（A）处理，才能达到表面高硬度及高耐磨作用的。A、淬火+低温回火 B、正火 C、调质 D、淬火

11．为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用（A）热处理方法效果较好。A、接触电阻加热表面淬火 B、等温淬火 C、渗碳后淬火加低温回火

12．将钢加热到发生相变的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温的热处理叫（B A、退火 B、回火 C、正火 D、调质 13．黄铜是（C）。

A、铜与锡的合金 B、铜与铝的合金 C、铜与锌的合金 D、纯铜 14．轴类零件的调质处理热处理工序应安排在（B）。

A、粗加工前 B、粗加工后，精加工前

C、精加工后 D、渗碳后

。）

15．预备热处理的目的是改善加工性能，为最终热处理作准备和消除残余应力。所以它应安排在(A)和需要消除应力的时候。

A、粗加工前、后 B、半精加工后 C、精加工前 D、精加工后

16．一般主轴的加工工艺路线为：下料→锻造→退火（正火）→粗加工→调质→半精加工→(B)→粗磨→低温时效→精磨。

A、时效 B、淬火 C、调质 D、正火

17．为了去除由于塑性变形、焊接等原因造成的以及铸件内存的残余应力而进行的热处理称为(C)。A、完全退火 B、球化退火 C、去应力退火 D、正火 18．65Mn钢按含碳量分属于（C）钢。A、低碳 B、中碳 C、高碳 D、结构 19．铁碳合金相图上的共析线是（C）。A、ECF B、ACD C、PSK D、AECF 20．中碳钢的及中碳合金钢的锻件常采用（A）来细化晶粒和消除内应力。A、完全退火 B、球化退火 C、去应力退火 D.失效处理 判断题

01．(√)锰、硅在碳钢中都是有益元素，适当增加其含量能提高钢的强度。

02．(√)由于正火较退火冷却速度快，过冷度大，转变温度较低，获取的组织较细，因此同一种钢，正火要比退火的强度和硬度高。

03．(×)淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。

04．(√)刀具，量具，冷冲压模具一般情况应用采用淬火加低温回火。05．(×)表面热处理是改变材料表面的化学成分，从而改变钢的性能。06．(√)优质碳素结构钢使用前一般都需经过热处理改善力学性能。07．(√)韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。