1、PAGE 金屬熱處理工藝及設(shè)備課程實(shí)施大綱目 錄 TOC o 1-3 1教學(xué)理念 PAGEREF _Toc349750259 h 11.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展 PAGEREF _Toc349750260 h 11.2關(guān)注教學(xué)的有效性 PAGEREF _Toc349750261 h 11.3關(guān)注教學(xué)的策略 PAGEREF _Toc349750262 h 21.4關(guān)注教學(xué)價(jià)值觀 PAGEREF _Toc349750263 h 22課程描述 PAGEREF _Toc349750264 h 32.1課程的性質(zhì) PAGEREF _Toc349750265 h 32.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用 PAGE

2、REF _Toc349750266 h 32.3課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc349750267 h 32.4學(xué)習(xí)本課程的必要性 PAGEREF _Toc349750268 h 53教師簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc349750269 h 53.1教師的職稱、學(xué)歷 PAGEREF _Toc349750270 h 53.2教育背景 PAGEREF _Toc349750271 h 53.3研究興趣（方向） PAGEREF _Toc349750272 h 54先修課程 PAGEREF _Toc349750273 h 65課程目標(biāo) PAGEREF _Toc349750274 h 65.

3、1知識(shí)與技能方面 PAGEREF _Toc349750275 h 65.2過(guò)程與方法方面 PAGEREF _Toc349750276 h 65.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面 PAGEREF _Toc349750277 h 66課程內(nèi)容 PAGEREF _Toc349750278 h 76.1課程的內(nèi)容概要 PAGEREF _Toc349750279 h 76.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及參考學(xué)時(shí) PAGEREF _Toc349750280 h 77.課程教學(xué)實(shí)施 PAGEREF _Toc349750281 h 97.1教學(xué)單元一 PAGEREF _Toc349750282 h 97.2教學(xué)單元二 PAGER

4、EF _Toc349750283 h 137.3教學(xué)單元三 PAGEREF _Toc349750284 h 167.4教學(xué)單元四 PAGEREF _Toc349750285 h 207.5教學(xué)單元五 PAGEREF _Toc349750286 h 237.6教學(xué)單元六 PAGEREF _Toc349750287 h 267.7教學(xué)單元七 PAGEREF _Toc349750288 h 297.8教學(xué)單元八 PAGEREF _Toc349750289 h 327.9教學(xué)單元九 PAGEREF _Toc349750290 h 367.10教學(xué)單元十 PAGEREF _Toc349750291 h

5、397.11教學(xué)單元十一 PAGEREF _Toc349750292 h 437.12教學(xué)單元十二 PAGEREF _Toc349750293 h 467.13教學(xué)單元十三 PAGEREF _Toc349750294 h 507.14教學(xué)單元十四 PAGEREF _Toc349750295 h 547.15教學(xué)單元十五 PAGEREF _Toc349750296 h 577.16教學(xué)單元十六 PAGEREF _Toc349750297 h 647.17教學(xué)單元十七 PAGEREF _Toc349750298 h 677.18教學(xué)單元十八 PAGEREF _Toc349750299 h 727.

6、19教學(xué)單元十九 PAGEREF _Toc349750300 h 747.20教學(xué)單元二十 PAGEREF _Toc349750301 h 787.21教學(xué)單元二十一 PAGEREF _Toc349750302 h 807.22教學(xué)單元二十二 PAGEREF _Toc349750303 h 827.23教學(xué)單元二十三 PAGEREF _Toc349750304 h 848學(xué)生課程學(xué)習(xí)要求 PAGEREF _Toc349750305 h 868.1學(xué)生自學(xué)的要求 PAGEREF _Toc349750306 h 868.2課外閱讀的要求 PAGEREF _Toc349750307 h 868.3課

7、堂討論的要求 PAGEREF _Toc349750308 h 868.4課程實(shí)踐的要求 PAGEREF _Toc349750309 h 869課程考核方式及評(píng)分規(guī)程 PAGEREF _Toc349750310 h 879.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報(bào)告的要求 PAGEREF _Toc349750311 h 879.2期中考試要求 PAGEREF _Toc349750312 h 879.3期末考試要求 PAGEREF _Toc349750313 h 889.4課程成績(jī)的構(gòu)成與評(píng)分規(guī)則說(shuō)明 PAGEREF _Toc349750314 h 889.5課程考核的其它說(shuō)明 PAGEREF _Toc3

8、49750315 h 8810學(xué)術(shù)誠(chéng)信規(guī)定 PAGEREF _Toc349750316 h 8910.1考試違規(guī)與作弊 PAGEREF _Toc349750317 h 8910.2杜撰數(shù)據(jù)、信息等處理 PAGEREF _Toc349750318 h 9010.3學(xué)術(shù)剽竊等處理 PAGEREF _Toc349750319 h 9011課堂規(guī)范 PAGEREF _Toc349750320 h 9111.1課堂紀(jì)律 PAGEREF _Toc349750321 h 9111.2課堂禮儀 PAGEREF _Toc349750322 h 9112課程資源 PAGEREF _Toc349750323 h 9

9、212.1教材與參考書(shū) PAGEREF _Toc349750324 h 9212.2課外閱讀資源 PAGEREF _Toc349750325 h 9213其他必要說(shuō)明（或建議） PAGEREF _Toc349750326 h 9314學(xué)術(shù)合作備忘錄（契約） PAGEREF _Toc349750327 h 9314.1閱讀課程實(shí)施大綱，理解其內(nèi)容 PAGEREF _Toc349750328 h 9314.2同意遵守課程實(shí)施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望 PAGEREF _Toc349750329 h 9314.3課程修讀書(shū)面契約 PAGEREF _Toc349750330 h 93PAGE 1031教學(xué)

10、理念1.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展 教學(xué)作為一種活動(dòng)，貫穿于人類社會(huì)的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中，它在整個(gè)教育體系中居于中心地位，發(fā)揮著核心作用。希臘哲學(xué)家、教育家蘇格拉底說(shuō)過(guò)：“教育不是灌輸，而是點(diǎn)燃火焰”，教學(xué)是教與學(xué)的配合，是雙方的互動(dòng)，課堂教學(xué)應(yīng)該是老師點(diǎn)燃學(xué)生的思想火花。我將構(gòu)建以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)模式，樹(shù)立“以人為本，以學(xué)生發(fā)展為本”的課堂教學(xué)理念，解決傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，把學(xué)生從課堂上解放出來(lái)，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。我教學(xué)時(shí)應(yīng)同時(shí)關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展，觸及學(xué)生的心靈深處，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，傾聽(tīng)學(xué)生的求知需求、自我發(fā)展需求?？傊覍⒆裱拇ɡ?/p>

11、工學(xué)院的“學(xué)生中心、教師主體、引領(lǐng)社會(huì)”教育理念，始終關(guān)注學(xué)生在人文關(guān)懷、情感態(tài)度、價(jià)值觀和解決問(wèn)題能力等方面的發(fā)展，幫助學(xué)生進(jìn)一步深化專業(yè)知識(shí)觀念，建構(gòu)屬于學(xué)生自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。1.2關(guān)注教學(xué)的有效性課堂教學(xué)的有效性是指在一定的教學(xué)投入內(nèi)，通過(guò)課堂教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生在認(rèn)知、情感、態(tài)度等方面獲得卓有成效的進(jìn)步，學(xué)生的進(jìn)步和發(fā)展是衡量課堂教學(xué)有效性的唯一尺度。因此，高效的課堂教學(xué)是促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的基本前提條件，是培養(yǎng)高素質(zhì)綜合人才的重要保障。我將從以下幾方面精心準(zhǔn)備：一是精心備課是有效教學(xué)的重要保證。在尊重學(xué)生主體地位前提下，備課時(shí)充分考慮這節(jié)課準(zhǔn)備安排幾個(gè)學(xué)生的活動(dòng)，每個(gè)活動(dòng)怎

12、么安排，其次要考慮我在活動(dòng)中怎樣指導(dǎo)，怎樣與學(xué)生進(jìn)行有效的互動(dòng)；二是創(chuàng)造有效互動(dòng)的課堂氛圍。良好的教學(xué)效果取決于師生間良好的交往。課堂上我盡量語(yǔ)言要親切，要充分體現(xiàn)師生間平等關(guān)系，愉快的情感體驗(yàn)會(huì)使人精神煥發(fā)、思維活躍。輕松和諧的課堂氣氛能喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)生在構(gòu)建腐蝕專業(yè)知識(shí)的過(guò)程，就是師生互動(dòng)，思想交流、碰撞的過(guò)程；三是簡(jiǎn)練的教學(xué)語(yǔ)言設(shè)計(jì)。精心設(shè)計(jì)的語(yǔ)言，能把復(fù)雜難懂的知識(shí)點(diǎn)講得講得生動(dòng)、活潑、清晰、有條理，啟發(fā)學(xué)生去探尋，使學(xué)生的思維處于活躍狀態(tài)，提高課堂學(xué)習(xí)的有效性；四是挖掘教材內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)。我將抓住教材中本質(zhì)的、核心的知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行歸納、提煉，然后在教學(xué)活動(dòng)中突出出來(lái)，

13、引導(dǎo)學(xué)生舉一反三。同時(shí)可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要作適當(dāng)調(diào)整相對(duì)次要的教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)教學(xué)的需要，提高教學(xué)效率。突出重點(diǎn)不是只抓住重點(diǎn)而舍棄非重點(diǎn)，教學(xué)新知識(shí)時(shí)就必須注意新舊知識(shí)的銜接點(diǎn)和轉(zhuǎn)化點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生接受新知識(shí)，只有這樣才能真正的突出教學(xué)重點(diǎn)。五是充分利用多媒體課件和教學(xué)模型。我在課堂教學(xué)中可充分利用現(xiàn)代化的多媒體和已有的教學(xué)模型，盡可能使枯燥的理論、圖表、曲線簡(jiǎn)單化、形象化，深入淺出，加深學(xué)生對(duì)課程專業(yè)知識(shí)的理解，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。六是客觀的評(píng)價(jià)。在課堂教學(xué)中，我將秉承客觀評(píng)價(jià)，使學(xué)生明確努力的方向。我的鼓勵(lì)贊賞必須建立在“客觀評(píng)價(jià)”的基礎(chǔ)上，這樣的評(píng)價(jià)方式才恰當(dāng)有效，才能促進(jìn)學(xué)生的有效發(fā)展

14、。1.3關(guān)注教學(xué)的策略教學(xué)策略是在實(shí)施教學(xué)過(guò)程的教學(xué)思想、方法模式、技術(shù)手段等三方面的簡(jiǎn)單集成。學(xué)生自身的情況，如學(xué)生的能力、已有的背景知識(shí)、學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)、態(tài)度等，都是影響教學(xué)策略有效性的重要因素。怎樣才能取得更好的教學(xué)效果，這是教學(xué)策略所追求的終極目標(biāo)。我認(rèn)為教學(xué)策略的成功實(shí)施，最終都要靠師生良好的互動(dòng)才能取得良好的效果。托爾斯泰曾說(shuō)過(guò)：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣”。興趣是人們探索某種活動(dòng)的心里傾向，是探求真理的重要?jiǎng)恿Γ杂腥苏f(shuō)：“興趣是最好的老師。因此，在教學(xué)中我將采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式的策略，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尋找答案，時(shí)刻注意把這門課中所涉及的專業(yè)知識(shí)與生活緊

15、密的結(jié)合起來(lái)，讓專業(yè)知識(shí)在學(xué)生的眼里，變成看得到、摸得著、用得上的學(xué)科。并且只有做到這樣，才能保證學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生愛(ài)學(xué)，才能取得較好的效果。此外，我將建立民主評(píng)價(jià)的氛圍，多樣化和個(gè)性化的評(píng)價(jià)形式才能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與評(píng)價(jià)的積極性，同時(shí)注意使用激勵(lì)性、發(fā)展性的語(yǔ)言，一個(gè)鼓勵(lì)的眼神，有效的動(dòng)作，熱情洋溢的表?yè)P(yáng)語(yǔ)言，都能縮短師生彼此的距離。最后，在教學(xué)策略上，我還要考慮到學(xué)生的個(gè)體差異，注意因材施教，關(guān)注各個(gè)層次的學(xué)生都能得到發(fā)展。1.4關(guān)注教學(xué)價(jià)值觀我從事教育活動(dòng)時(shí)特別關(guān)注教學(xué)價(jià)值觀的問(wèn)題，在教學(xué)中，將通過(guò)“教書(shū)”實(shí)現(xiàn)“育人”。蘇霍姆林斯基在給教師的建議中強(qiáng)調(diào)指出：“你不僅是自己學(xué)科的教員，而且是學(xué)

16、生的教育者、生活的指導(dǎo)者和道德的引路人。”我要特別注重價(jià)值觀導(dǎo)向，把教學(xué)生學(xué)會(huì)做人作為自己的重要使命。本課程在教學(xué)過(guò)程中我將注重對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)，一方面有機(jī)地結(jié)合課程教材內(nèi)容的性質(zhì)和特點(diǎn)，另一方面充分把握課堂教學(xué)活動(dòng)的情境和氛圍。讓情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教育是“隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”式的，促進(jìn)學(xué)生有效、全面、健康的發(fā)展。2課程描述2.1課程的性質(zhì)金屬熱處理工藝及設(shè)備是材料科學(xué)與工程專業(yè)（金屬材料方向）的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，也是本專業(yè)的核心主干課程，該課程是一門以物理化學(xué)為基礎(chǔ)，涉及材料科學(xué)、金屬學(xué)、表面科學(xué)、化學(xué)、材料力學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科的交叉性、綜合性學(xué)科。 2.2課程在

17、學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用金屬熱處理工藝及設(shè)備作為材料科學(xué)與工程專業(yè)（金屬材料方向）一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在材料科學(xué)與工程專業(yè)（金屬材料方向）的課程體系中具有非常重要的作用，它是本科生在已掌握有關(guān)材料基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，為學(xué)生打好金屬材料方面的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)，并將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，使學(xué)生能深入的理解和掌握相變發(fā)生的條件、過(guò)程和機(jī)理，以及相變?cè)碓跓崽幚砉に囍械膽?yīng)用，通過(guò)學(xué)習(xí)本課程為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課打下基礎(chǔ)，為學(xué)生將來(lái)從事有關(guān)金屬材料方面的工作或研究奠定一個(gè)較為扎實(shí)的理論和實(shí)踐研究基礎(chǔ)。2.3課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì)材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代，人們把信息、材料和能源作為社

18、會(huì)文明的支柱。80年代，隨著高技術(shù)群的興起，又把新材料與信息技術(shù)、生物技術(shù)并列作為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志?，F(xiàn)代社會(huì)，材料已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活的重要組成部分。材料是人類用來(lái)制造機(jī)器、構(gòu)件、器件和其他產(chǎn)品的物質(zhì)。但并不是所有物質(zhì)都可稱為材料，如燃料和化工原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥品等，一般都不算作材料。材料可按多種方法進(jìn)行分類。按物理化學(xué)屬性分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料。按用途分為電子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。實(shí)際應(yīng)用中又常分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料是以力學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，用以制造以受力為主的構(gòu)件。結(jié)構(gòu)材料也有物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的要

19、求，如光澤、熱導(dǎo)率、抗輻照能力、抗氧化、抗腐蝕能力等，根據(jù)材料用途不同，對(duì)性能的要求也不一樣。功能材料主要是利用物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物現(xiàn)象等對(duì)外界變化產(chǎn)生的不同反應(yīng)而制成的一類材料。如半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料、光電子材料、磁性材料等。在工程領(lǐng)域，金屬材料一直是工程結(jié)構(gòu)材料的主體。通常將金屬分為兩大類：黑色金屬和有色金屬，黑色金屬是工程結(jié)構(gòu)材料的主要材料，有色金屬也占有越來(lái)越重要的地位，因?yàn)樗粌H是制造各種優(yōu)質(zhì)合金鋼及耐熱鋼所必須的合金元素，而且由于許多有色金屬（如鋁、鎂、鈦等）及其合金具有密度小、比強(qiáng)度高，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、彈性良好，以及一些特殊物理性能，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)，特別是國(guó)防工業(yè)中不可缺

20、少的結(jié)構(gòu)材料。但是隨著材料科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬材料在工程領(lǐng)域的主體地位正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于金屬材料相比其它類別材料（如高分子材料、陶瓷材料）的密度較高，因此其比強(qiáng)度及比剛度較低，在一些以質(zhì)量作為主要考慮因素的應(yīng)用領(lǐng)域，例如航空及運(yùn)動(dòng)器材等，金屬逐步被其它輕質(zhì)高強(qiáng)度材料所替代。如何致力于發(fā)展高性能金屬材料，克服其不足，是金屬材料未來(lái)發(fā)展的重要方向。長(zhǎng)期以來(lái)，研究者一直致力于提高金屬材料的強(qiáng)度，通常，強(qiáng)化金屬的途徑是通過(guò)控制內(nèi)部缺陷和界面來(lái)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，如相變強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化等。如何通過(guò)新的原理和技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)金屬材料的強(qiáng)化，同時(shí)又能使其不損失或少損失塑性和韌性，是金屬

21、材料熱處理原理和工藝研究的重要課題。材料科學(xué)是研究材料的組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備與合成和使用效能之間關(guān)系的科學(xué)。材料科學(xué)是物理、化學(xué)、金屬學(xué)等多學(xué)科交叉與結(jié)合的結(jié)晶，是一門與工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué)。不同化學(xué)成分的金屬材料，經(jīng)過(guò)各種熱處理和加工工藝，可獲得不同的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，可以在很大程度上改變材料的性能。即使同一成分的金屬材料，如采用不同的熱處理工藝，其性能也會(huì)表現(xiàn)出截然不同的特征。在一些情況下，基于經(jīng)濟(jì)性、可獲得性、可靠性等方面的考慮，材料的選材范圍有限。如何在材料成分基本固定的情況下有效地提高性能，是材料科學(xué)與工程研究的重要內(nèi)容，其中一個(gè)重要的方法就是設(shè)法改變材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)從而改變其性

22、能。而通過(guò)對(duì)金屬材料在一定的條件下進(jìn)行熱處理，是實(shí)現(xiàn)這一目的最常用和有效的手段。通過(guò)熱處理，控制材料中的相變過(guò)程，從而提高材料性能，是熱處理原理與工藝課程的核心內(nèi)容。迄今為止，對(duì)金屬進(jìn)行熱處理從而使其發(fā)生相變，可以認(rèn)為是改變金屬材料性能的最主要方法，以鋼鐵材料為例，通過(guò)熱處理改變其組織結(jié)構(gòu)，可以使其強(qiáng)度提高或降低幾倍，這樣就可以使其性能利于加工或使用。這種基于熱處理的性能可變性，是鋼鐵材料在工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。目前可通過(guò)熱處理相變獲得各種高強(qiáng)度組織而提高材料強(qiáng)度，但距離理想強(qiáng)度仍然有相當(dāng)大的差距。進(jìn)一步通過(guò)相變改變?cè)撡N的組織結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到理想強(qiáng)度，是材料科學(xué)的一個(gè)重要和迫切的課

23、題。2.4學(xué)習(xí)本課程的必要性金屬熱處理工藝及設(shè)備作為材料科學(xué)與工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)在材料性能提高這一實(shí)際問(wèn)題研究中的運(yùn)用，從而深入體會(huì)理論和實(shí)踐相結(jié)合在科學(xué)研究中的重要性。通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生懂得將金屬固態(tài)相變的機(jī)理和影響因素與熱處理的相變過(guò)程等理論基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用于各種熱處理工藝方法中，特別要使學(xué)生懂得幾種熱處理工藝的原理和應(yīng)用，主要防護(hù)手段和措施。結(jié)合熱處理工藝對(duì)常用熱處理設(shè)備的類型特點(diǎn)有一定了解，為學(xué)生日后從事金屬熱處理工藝的設(shè)計(jì)、熱處理車間設(shè)計(jì)檢測(cè)、試驗(yàn)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3教師簡(jiǎn)介3.1教師的職稱、學(xué)歷 4先修課程先修

24、課程應(yīng)包括有：物理化學(xué)、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料分析現(xiàn)代方法、材料力學(xué)性能、大學(xué)化學(xué)等。5課程目標(biāo)5.1知識(shí)與技能方面本課程重點(diǎn)學(xué)習(xí)金屬熱處理工藝的概念應(yīng)用和設(shè)計(jì)以及熱處理設(shè)備。在熱處理工藝部分選擇了金屬材料加工行業(yè)中熱處理工藝的一些典型案例和具體實(shí)施工藝，突出理論與實(shí)踐的結(jié)合。完成課程教學(xué)后學(xué)生應(yīng)具有：（1）掌握金屬熱處理的原理、規(guī)律、影響因素以及固態(tài)相變等方面的基本理論和基本知識(shí)。（2）掌握常見(jiàn)熱處理工藝的原理和方法；（3）掌握熱處理工藝的設(shè)計(jì)及常見(jiàn)設(shè)備。5.2過(guò)程與方法方面（1）掌握金屬熱處理學(xué)科相關(guān)文獻(xiàn)查詢、獲取方法、途徑及技巧；（2）培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，提高學(xué)生運(yùn)

25、用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際熱處理問(wèn)題的能力；（3）體驗(yàn)提出問(wèn)題、探索問(wèn)題的過(guò)程，探尋創(chuàng)新思維。（4）使學(xué)生熟練掌握物理化學(xué)、固態(tài)相變基本原理在熱處理工藝這一實(shí)際問(wèn)題研究中的運(yùn)用，從而深入體會(huì)理論和實(shí)踐相結(jié)合在科學(xué)研究中的重要性。5.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面（1）通過(guò)課堂教學(xué)活動(dòng)，提升學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的情感和積極的態(tài)度，提高學(xué)生的分析和解決問(wèn)題能力；（2）通過(guò)講授與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系的內(nèi)容，加強(qiáng)師生互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；（3）通過(guò)熱處理工藝的有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和了解，讓學(xué)生感受到熱處理技術(shù)給人類帶來(lái)得進(jìn)步和文明；（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、勇攀高峰的科學(xué)精神，幫助學(xué)生樹(shù)立

26、正確的科學(xué)觀和價(jià)值觀。（5）借助現(xiàn)代教育技術(shù)，采用現(xiàn)代化多媒體進(jìn)行教學(xué)，將文字、圖形、視頻、和圖像等結(jié)合起來(lái)，使抽象的固態(tài)相變及相變曲線變得易懂，有利于學(xué)生在生動(dòng)形象的感染下形成情感態(tài)度及價(jià)值觀。6課程內(nèi)容6.1課程的內(nèi)容概要本課程包括兩大板塊：首先是熱處理常見(jiàn)的熱處理工藝的概念、工藝參數(shù)、影響因素、應(yīng)用的學(xué)習(xí)，以及熱處理工藝的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法；第二部分是常用的熱處理工藝使用的設(shè)備的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。本課程選擇結(jié)構(gòu)材料中應(yīng)用最多的金屬材料為主要對(duì)象，重點(diǎn)介紹各種熱處理工藝的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用以及工藝參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)律和影響因素等內(nèi)容，并對(duì)熱處理工藝設(shè)計(jì)的基本原則和熱處理設(shè)備進(jìn)行介紹，是熱處理原理在工藝

27、中的應(yīng)用課程。6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及參考學(xué)時(shí)本課程的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及參考學(xué)時(shí)見(jiàn)下表。章節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)參考學(xué)時(shí)緒論重點(diǎn)：熱處理工藝發(fā)展歷史及應(yīng)用。難點(diǎn)：熱處理原理。2學(xué)時(shí)第一章 金屬的加熱重點(diǎn)：金屬的加熱過(guò)程及影響因素；加熱過(guò)程中的常見(jiàn)物理化學(xué)現(xiàn)象。難點(diǎn)：加熱過(guò)程中的常見(jiàn)物理化學(xué)現(xiàn)象。6學(xué)時(shí)第二章退火和正火重點(diǎn)：退火、回火工藝的定義及特點(diǎn)、常見(jiàn)缺陷，應(yīng)用。難點(diǎn)：退火、回火工藝的選用原則。6學(xué)時(shí)第三章 淬火和回火重點(diǎn)：淬火、回火工藝的定義及特點(diǎn)、常見(jiàn)缺陷，應(yīng)用；淬透性，淬火應(yīng)力及變形開(kāi)裂。難點(diǎn)：淬火新工藝。12學(xué)時(shí)第四章 表面熱處理重點(diǎn)：表面熱處理工藝及形變熱處理工藝工藝的分類及工藝設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：新型熱

28、處理工藝4學(xué)時(shí)第五章 化學(xué)熱處理重點(diǎn)：化學(xué)熱處理的基本原理及過(guò)程、典型化學(xué)熱處理工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用。難點(diǎn)：化學(xué)熱處理基本原理。6學(xué)時(shí)第六章 熱處理工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)：熱處理工藝與零件設(shè)計(jì)的關(guān)系、與其它冷熱加工工藝的關(guān)系；工藝設(shè)計(jì)的步驟和方法。 難點(diǎn)：熱處理工藝設(shè)計(jì)的步驟方法。2學(xué)時(shí)第七章 熱處理設(shè)備重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)各種常見(jiàn)熱處理設(shè)備。難點(diǎn)：熱處理設(shè)備的特點(diǎn)及應(yīng)用。4學(xué)時(shí)習(xí)題討論及復(fù)習(xí)課各章的重點(diǎn)和難點(diǎn)3學(xué)時(shí)7.課程教學(xué)實(shí)施開(kāi)課要求：計(jì)劃每周安排2次課，每次課上2學(xué)時(shí)。 此課程以教師課堂講授為主，并結(jié)合觀看視頻資料、師生討論、學(xué)生ppt講解等多種形式進(jìn)行授課，其教學(xué)實(shí)施詳見(jiàn)以下內(nèi)容。7.1教學(xué)單元一學(xué)院課程名稱

29、任課教師課次課時(shí)材料學(xué)院金屬熱處理工藝及設(shè)備孫亞麗第1次2學(xué)時(shí)本講教學(xué)目標(biāo)（1）了解熱處理發(fā)展簡(jiǎn)介及研究?jī)?nèi)容。（2）熱處理在材料研究中的應(yīng)用。本講教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：（1）材料的分類。（2）熱處理工藝的發(fā)展歷史以及分類。（3）熱處理原理、鐵碳相圖復(fù)習(xí)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：熱處理工藝、鐵碳相圖。（2）難點(diǎn)：鐵碳相圖。課前準(zhǔn)備教師：（1）提前告知班長(zhǎng)或?qū)W習(xí)委員，通知全班學(xué)生預(yù)習(xí)第一次上課內(nèi)容并領(lǐng)好教材。（2）準(zhǔn)備PPT、教材、教案等教學(xué)用具。（3）提前準(zhǔn)備好平時(shí)成績(jī)記載冊(cè)。學(xué)生：（1）提前預(yù)習(xí)金屬熱處理工藝及設(shè)備教材的緒論內(nèi)容。（2）歸納總結(jié)身邊的熱處理實(shí)施例子。本講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)方法考核辦法

30、及管理細(xì)則上課前宣布本課程期末成績(jī)考核辦法和平時(shí)成績(jī)管理細(xì)則，具體見(jiàn)本課程實(shí)施大綱的第九部分 課程考核方式及評(píng)分規(guī)程。緒 論1.材料的分類（圖例講授法，舉例法）材料的分類：金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料金屬材料分類:有色金屬、黑色金屬（1）材料的性能（講授法）材料的使用性能：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能材料的工藝性能：鑄造性能、可鍛性能、焊接性能、切削加工性能（2）材料研究四要素（講授法，舉例法）相變過(guò)程是熱處理原理的重要基礎(chǔ)2. 熱處理技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)況（講授法，舉例法）古代時(shí)期近代時(shí)期經(jīng)驗(yàn)發(fā)展期實(shí)驗(yàn)技術(shù)期3. 鐵碳相圖相變點(diǎn)及相變線 記住各重要相變線、相變點(diǎn)及各種材料相變組織4. 熱處理工藝簡(jiǎn)

31、介熱處理工藝三個(gè)過(guò)程：加熱、保溫、冷卻整體熱處理工藝分類：退火、正火、淬火、回火局部熱處理工藝分類：表面熱處理、化學(xué)熱處理5熱處理工藝曲線：6. 本課程的學(xué)習(xí)目的、任務(wù)及要求與學(xué)習(xí)方法掌握熱處理的基本工藝：退火、正火、淬火、回火、感應(yīng)熱處理、化學(xué)熱處理；熟悉提高機(jī)械零件、工具產(chǎn)品質(zhì)量和壽命所應(yīng)采取的熱處理方法及其強(qiáng)化規(guī)律和適用范圍；熟悉鋼鐵熱處理后的各種主要的組織形態(tài)及性能；了解當(dāng)代化學(xué)熱處理及熱處理新技術(shù)的發(fā)展領(lǐng)域及趨勢(shì)。學(xué)習(xí)方法： 抓住普遍規(guī)律；抓住特殊規(guī)律或特點(diǎn)；注意熱處理工藝的技術(shù)問(wèn)題。本講師生互動(dòng)：課堂提問(wèn)：（1）材料常見(jiàn)的力學(xué)性能？（2）學(xué)生了解什么熱處理工藝？7.2教學(xué)單元二學(xué)院

32、課程名稱任課教師課次課時(shí)材料學(xué)院金屬熱處理工藝及設(shè)備孫亞麗第2次2學(xué)時(shí)本講教學(xué)目標(biāo)（1）掌握金屬熱處理加熱物理過(guò)程及影響因素。（2）掌握加熱過(guò)程鋼的變化及加熱方式。本講教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：（1）加熱的物理過(guò)程。（2）熱量傳遞的方式。（3）熱處理加熱時(shí)間的確定。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：熱處理加熱時(shí)間的確定。（2）難點(diǎn)：加熱過(guò)程的具體影響因素。課前準(zhǔn)備教師：（1）準(zhǔn)備PPT、教材、教案等教學(xué)用具。（2）批改作業(yè)，歸納總結(jié)作業(yè)中存在的問(wèn)題。學(xué)生：（1）提前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。（2）復(fù)習(xí)熱傳遞的方式？本講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)方法第一章 金屬的加熱1.1 金屬的加熱方式（講授法，舉例法） 金屬工件在加熱爐內(nèi)加熱時(shí)，

33、由爐內(nèi)熱源傳熱給工件表面，工件表面得到熱量并向工件內(nèi)部傳播，由爐內(nèi)熱源把熱量傳給工件表面的過(guò)程，可以借助輻射、對(duì)流及傳導(dǎo)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件表面獲得熱量以后向內(nèi)部的傳遞過(guò)程，則靠熱傳導(dǎo)方式。對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)工件表面獲得熱量，表面與內(nèi)部存在溫差。工件內(nèi)部的熱傳遞以傳導(dǎo)方式進(jìn)行。（一）、加熱介質(zhì)與工件表面的傳熱過(guò)程，影響給熱系數(shù)的因素1對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱時(shí)候，熱量的傳遞靠發(fā)熱體與工件之間流體的流動(dòng)進(jìn)行。流體質(zhì)點(diǎn)在發(fā)熱體表面靠傳導(dǎo)獲得熱量，然后流動(dòng)至工件表面時(shí)把其熱量又借熱傳導(dǎo)給工件表面。因此，對(duì)流傳熱和流體的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。影響對(duì)流給熱系數(shù)的因素：（1）流體運(yùn)動(dòng)的情況（2）流體的物理性質(zhì)（3）工件表面形

34、狀及其在爐內(nèi)放置位置2.輻射傳熱任何物體，只要其溫度大于絕熱零度，就能從表面放出輻射能。輻射能的載體是電磁波。在波長(zhǎng)0.440微米范圍內(nèi)的輻射能被物體吸收后變?yōu)闊崮埽ㄩL(zhǎng)在此范圍內(nèi)的電磁波稱為熱射線。熱射線的傳播過(guò)程稱為熱輻射。3.傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱是這樣一種傳熱過(guò)程，其熱量的傳遞不依靠傳熱物質(zhì)的定向宏觀移動(dòng)，而僅靠傳熱質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間的相互碰撞。傳熱物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在原位作熱振動(dòng)時(shí)，由于它們之間的互相碰撞，促使具有較高能量的質(zhì)點(diǎn)把部分能量傳遞給能量較低的質(zhì)點(diǎn)。溫度是表征物體內(nèi)能高低的一種狀態(tài)參數(shù)，因此，熱傳導(dǎo)過(guò)程是溫度較高的物質(zhì)向溫度較低的物質(zhì)傳遞熱量的過(guò)程。4.綜合傳熱在實(shí)際工件加熱過(guò)程中，上述三種傳熱方式

35、往往同時(shí)存在，所不同的僅僅是有的場(chǎng)合以這種傳熱方式為主；另一種場(chǎng)合以另一種傳熱方式為主。同時(shí)考慮上述三種傳熱方式的稱為綜合傳熱，其傳熱效果可以認(rèn)為是三種傳熱的單獨(dú)傳熱結(jié)果之和。由于這三種傳熱過(guò)程很難截然分開(kāi)，所以在工件加熱時(shí)往往綜合考慮。（二）、工件內(nèi)部的熱傳導(dǎo)過(guò)程（講授法）工件表面獲得熱量以后，表面溫度升高，表面與內(nèi)部的溫度存在溫度梯度，因此發(fā)生熱傳導(dǎo)過(guò)程。其傳熱強(qiáng)度可以用比熱流量表示，即：此處為被加熱工件材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，是材料的熱物理參數(shù)，它說(shuō)明材料具有單位溫度梯度時(shí)所允許通過(guò)的流量密度。（三）、熱處理加熱時(shí)間的確定熱處理加熱時(shí)間包括兩部分，一是工件達(dá)到熱處理規(guī)范所要求溫度的時(shí)間；另一部

36、分是完成組織轉(zhuǎn)變及其它熱處理目的所要求的組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化所需要的時(shí)間。可以采用計(jì)算方法或經(jīng)驗(yàn)方法確定加熱時(shí)間，但是最常用的還是經(jīng)驗(yàn)方法。因?yàn)樵跓崽幚頃r(shí)影響加熱的因素較多，計(jì)算時(shí)這些因素還是需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。（四）、影響熱處理工件加熱的因素（講授法）1加熱方式的影響一般熱處理加熱方式根據(jù)熱處理目的不同有隨爐加熱、預(yù)熱加熱、到溫入爐加熱和高溫入爐加熱等數(shù)種。以上四種加熱方式主要表現(xiàn)在加熱速度不同，其加熱速度按隨爐加熱預(yù)熱加熱到溫入爐加熱高溫入爐加熱的方向依次增大。2加熱介質(zhì)及工件放置方式的影響（1）加熱介質(zhì)的影響包括流態(tài)化爐加熱、液態(tài)介質(zhì)中加熱、氣體介質(zhì)中加熱、真空加熱等。（2）工件在爐內(nèi)排布方

37、式的影響不同的排布方式直接影響工件的熱量傳遞的通道。（3）工件本身的影響工件本身的幾何形狀、工件表面積與體積之比，以及工件材料的物理性質(zhì)直接影響工件內(nèi)部的熱量傳遞及溫度場(chǎng)。本講師生互動(dòng)課堂提問(wèn)：（1）熱處理工藝三個(gè)要素？（2）熱量傳遞的方式？本講作業(yè)安排課后習(xí)題2。7.3教學(xué)單元三學(xué)院課程名稱任課教師課次課時(shí)材料學(xué)院金屬熱處理工藝及設(shè)備孫亞麗第3次2學(xué)時(shí)本講教學(xué)目標(biāo)（1）掌握熱處理加熱過(guò)程中的物理化學(xué)現(xiàn)象。（2）掌握氧化、脫碳過(guò)程；爐氣碳勢(shì)的概念及測(cè)定。本講教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：加熱時(shí)物理化學(xué)變化。（2）氧化及脫碳教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：加熱的物理過(guò)程、加熱時(shí)鋼的變化。（2）難點(diǎn)：加熱時(shí)鋼的變化

38、；碳勢(shì)。課前準(zhǔn)備教師：（1）準(zhǔn)備PPT、教材、教案等教學(xué)用具。（2）批改作業(yè)，歸納總結(jié)作業(yè)中存在的問(wèn)題。學(xué)生：（1）提前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。（2）復(fù)習(xí)熱傳遞的方式？本講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)方法1.2 金屬及合金在不同介質(zhì)中加熱時(shí)常見(jiàn)的物理化學(xué)現(xiàn)象金屬及合金熱處理時(shí)，可以在不同介質(zhì)中加熱，例如在空氣中加熱、在保護(hù)氣體中加熱、真空加熱、浴爐加熱、流態(tài)化爐中加熱等。在加熱過(guò)程中金屬表面必定要和周圍介質(zhì)發(fā)生作用，例如化學(xué)反應(yīng)、典型的如氧化、脫碳等，還可能發(fā)生物理作用，如脫氣、合金元素的蒸發(fā)等。這些物理、化學(xué)作用可直接影響被處理工件的表面狀態(tài)，從而影響工件的使用性能。1氧化（講授法）工件在熱處理加熱時(shí)，難免和O2、

39、H2O及CO2等氧化性氣體發(fā)生作用，而使表面氧化，并在表面形成氧化皮。這種氧化皮是不希望存在的，它既影響美觀又降低性能，為此必須防止氧化現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)鐵來(lái)說(shuō)，根據(jù)加熱溫度不同，常見(jiàn)的氧化反應(yīng)有所不同，在加熱溫度570時(shí) 3Fe+2O2Fe3O4 3/4Fe+H2O=1/4Fe3O4+H2 3/4Fe+CO2=3/4Fe3O4+CO在溫度570時(shí) Fe+1/2O2FeO Fe+H2O=FeO+H2 Fe+CO2=FeO+CO根據(jù)質(zhì)量作用定律，不同溫度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向取決于該溫度下的平衡常數(shù)Kp及參與反應(yīng)物質(zhì)的濃度或分壓。反應(yīng)式Fe+1/2O2FeO相當(dāng)于空氣介質(zhì)中加熱的情況，其中平衡常數(shù)Kp應(yīng)

40、為式中FeO，F(xiàn)e分別表示FeO及Fe的活度，若取純態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，取其活度1，即FeOFe1，則有PO2為反應(yīng)Fe+1/2O2FeO達(dá)到平衡時(shí)氧的分壓，此分壓一般被稱為該氧化物的分解壓。當(dāng)Fe在高于570的溫度加熱時(shí)，若氣氛中氧的分壓大于此分解壓，則鐵被氧化，反之則分解。對(duì)其它金屬也做類似處理。平衡常數(shù)Kp可用熱力學(xué)的等壓方程求解，一定溫度有一定的Kp值，從而也有一定的分解壓。由于不同金屬氧化物的分解壓不同，在某種情況下，如果不同金屬在同一種爐氣中加熱時(shí)，有可能一種金屬被氧化，而另一種金屬不發(fā)生氧化。典型的例子就是鋼加熱時(shí)的內(nèi)氧化問(wèn)題。Si、Mo等合金元素比鐵易于氧化。若爐氣成分對(duì)鐵來(lái)說(shuō)尚處于還

41、原區(qū)，而對(duì)Si、Mo來(lái)說(shuō)已處于氧化區(qū)時(shí)，則加熱過(guò)程中，鐵雖然沒(méi)有被氧化，但其中處于氧氣擴(kuò)散通道上的合金元素Si、Mo卻會(huì)被氧化。內(nèi)氧化就是氧沿著晶界或其它通道向內(nèi)擴(kuò)散，與晶界附近的Si、Mo等元素結(jié)合成氧化物的現(xiàn)象。當(dāng)鋼在多種氣氛下進(jìn)行加熱時(shí)，應(yīng)該根據(jù)熱力學(xué)條件來(lái)判斷，只有當(dāng)氣氣體分壓同時(shí)小于反應(yīng)常數(shù)時(shí)才會(huì)被氧化，反之亦然。鐵的氧化雖屬化學(xué)反應(yīng)，但在鋼的表面上一旦形成氧化膜后，氧化的速度便主要取決于氧和鐵原子通過(guò)氧化膜的擴(kuò)散速度。影響因素：加熱溫度加熱溫度高，氧化嚴(yán)重加熱時(shí)間加熱時(shí)間長(zhǎng)，氧化越嚴(yán)重爐氣成分氧化性氣氛、還原性氣氛、中性氣氛主要的氧化性氣氛為： SO2 、O2、 H2O 、CO2等

42、2 脫碳（舉例法，圖示法） 1）鋼加熱時(shí)的脫碳、增碳平衡鋼在加熱時(shí)不僅表面發(fā)生氧化，形成氧化膜，而且鋼中的碳也會(huì)和氣氛作用，使鋼的表面失去一部分碳，含碳量降低，這種現(xiàn)象稱為脫碳。常見(jiàn)的反應(yīng)有以下幾種： CO2+C-Fe中=2CO H2O+ C-Fe中=CO+H2 2H2+ C-Fe中=CH4上面這幾種反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)，鋼在加熱過(guò)程中發(fā)生脫碳，而當(dāng)反應(yīng)條件向左方向進(jìn)行時(shí)，將發(fā)生增碳作用。與前述鐵的氧化一樣，可以根據(jù)熱力學(xué)條件求出反應(yīng)溫度下的反應(yīng)平衡常數(shù)，再與爐氣成分的分壓比及平衡常數(shù)比較，就可判斷是脫碳還是增碳。例如對(duì)于反應(yīng)CO2+C-Fe中=2CO，若500）在這一溫度區(qū)間回

43、火的工作，常見(jiàn)如下幾類：（a）調(diào)質(zhì)處理 即淬火加高溫回火，以獲得回火索氏體組織。這種處理稱為調(diào)質(zhì)處理，主要用于中碳碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。一般調(diào)質(zhì)處理的回火溫度選有600以上。鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，在硬度相同條件下，鋼的屈服強(qiáng)度、韌性和塑性明晰那提高。調(diào)質(zhì)處理一般用于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、連桿螺栓、汽車拖拉機(jī)半軸、機(jī)床主軸及齒輪等要求具有綜合機(jī)械性能的零件。（b）二次硬化型鋼的回火 高合金滲碳鋼滲碳以后，由于其奧氏體非常穩(wěn)定，即使在混滿冷卻條件下，也會(huì)轉(zhuǎn)變成馬氏體，并存在著大量殘余奧氏體。滲碳后進(jìn)行高溫回火的目的是使馬氏體和殘余奧氏體分解，使?jié)B碳層中一部分碳和合金元素以碳化物

44、形式析出，并集聚球化，得到回火索氏體組織，使鋼的硬度降低，便于切削加工，同時(shí)還可減少后續(xù)淬火工序后滲層中的殘余奧氏體量。回火溫度的確定低溫回火中溫回火高溫回火回火時(shí)間的確定工件達(dá)到溫度的時(shí)間完成組織轉(zhuǎn)變的時(shí)間冷卻方式的確定回火工藝的分類及應(yīng)用低溫回火（150250）應(yīng)用：中、高碳鋼、工模具、滲碳件性能：高硬、高強(qiáng)、高耐磨、一定韌性中溫回火（350500）應(yīng)用：C%（0.60.9）碳素彈簧鋼、 C%（0.450.75）合金彈簧鋼性能：屈強(qiáng)比最高；顯著提高彈性極限；具有足夠強(qiáng)度、塑性、韌性；同時(shí)可消除第二類內(nèi)應(yīng)力高溫回火（調(diào)質(zhì)）（500）應(yīng)用：中碳調(diào)質(zhì)鋼性能：殘余應(yīng)力基本消除；粒狀碳化物已無(wú)切割作

45、用；有良好的綜合機(jī)械性能（注：高碳高合金鋼的“高溫回火”）2回火時(shí)間的確定回火時(shí)間應(yīng)包括按工件截面均勻地達(dá)到回火溫度所需加熱時(shí)間以及按M參數(shù)達(dá)到要求回火硬度完成組織轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間，如果考慮內(nèi)應(yīng)力的消除，尚需考慮不同回火溫度下應(yīng)力馳裕所需的時(shí)間。加熱至回火溫度所需的時(shí)間，可按前述加熱計(jì)算的方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于不同的鋼，除可按要求查表外，最好通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定。3回火后的冷卻回火后工件一般在空氣中冷卻。對(duì)于一些工模具，回火后不允許水冷，以防止開(kāi)裂。對(duì)于具有第二類回火脆性的鋼件，回火后應(yīng)進(jìn)行油冷，以抑制回火脆性，對(duì)于性能要求較高的工件，在防止開(kāi)裂的條件下，可進(jìn)行油冷或水冷，然后進(jìn)行一次低溫補(bǔ)充回火，以消除快

46、冷產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。本講師生互動(dòng)課堂提問(wèn)：（1）淬火工藝方法的分類？本講作業(yè)安排總結(jié)回火工藝的分類及特點(diǎn)。課后習(xí)題1、2、3。7.13教學(xué)單元十三學(xué)院課程名稱任課教師課次課時(shí)材料學(xué)院金屬熱處理工藝及設(shè)備孫亞麗第13次2學(xué)時(shí)本講教學(xué)目標(biāo)（1）掌握淬火工藝的發(fā)展與應(yīng)用。（2）掌握淬火、回火產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防、補(bǔ)救。本講教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：（1）淬火及回火的發(fā)展；淬火缺陷、回火缺陷及預(yù)防補(bǔ)救。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：淬火及回火的發(fā)展；淬火缺陷、回火缺陷及預(yù)防補(bǔ)救。（2）難點(diǎn)：淬火及回火工藝易產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防補(bǔ)救。課前準(zhǔn)備教師：（1）準(zhǔn)備PPT、教材、教案等教學(xué)用具。學(xué)生：（1）提前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。（2）了解

47、熱處理工藝。本講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)方法3.8 淬火工藝的發(fā)展與應(yīng)用（講授法、舉例法） （一）、循環(huán)快速加熱淬火鋼經(jīng)過(guò)不斷相變以及提高加熱速度，可以使鋼的晶粒細(xì)化。循環(huán)快速加熱淬火即根據(jù)這個(gè)原理獲得超細(xì)晶粒從而達(dá)到強(qiáng)化的新工藝。此工藝為反復(fù)加熱淬火或在高頻感應(yīng)爐加熱，均可使晶粒細(xì)化。（二）、高溫淬火這里高溫相對(duì)正常淬火加熱溫度而言。普通低碳鋼在較高溫度下充分奧氏體化，并加強(qiáng)淬火冷卻方式，均可獲得性能優(yōu)異的板條馬氏體。中碳鋼經(jīng)高溫淬火可使奧氏體成分均勻，獲得較多的板條馬氏體，以提高其綜合性能。試驗(yàn)表面，高溫淬火避免了片狀馬氏體的出現(xiàn)，從而提高了鋼的性能。（三）、高碳鋼低溫、快速、短時(shí)加熱淬火高碳鋼件一

48、般在低溫回火條件下，雖然具有很高的強(qiáng)度，但韌性和塑性很低。為了改善這些性能，目前采用了一些特殊的新工藝。高碳、低合金鋼，采用快速、短時(shí)加熱。因?yàn)楦咛嫉秃辖痄摰拇慊鸺訜釡囟纫话憬鹕愿哂贏C1點(diǎn)，碳化物的溶解、奧氏體的均勻化，靠延長(zhǎng)時(shí)間來(lái)達(dá)到。如果采用快速、短時(shí)家加熱，奧氏體中含碳量低，因而可以提高韌性。（四）、亞共析鋼的亞溫淬火亞共析鋼在AC1AC3點(diǎn)之間的溫度加熱淬火稱為亞溫淬火。其目的是提高沖擊韌性值，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度及回火脆傾向性。亞溫淬火對(duì)提高韌性，消除回火脆性有特殊重要的意義。它既可在預(yù)淬火后進(jìn)行，也可直接進(jìn)行。淬火溫度究竟應(yīng)選擇多高 ，試驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不充分，看法不完全一直。但是為了保證足

49、夠的強(qiáng)度，并使殘余鐵素體均勻細(xì)小，亞溫淬火溫度以懸在稍低于AC3點(diǎn)的溫度為宜。（五）、等溫淬火的發(fā)展在同等硬度或強(qiáng)度條件下，等溫淬火的韌性和斷裂韌性比淬火低溫回火的高。因此，人們?cè)诠に嚿腥绾卧O(shè)法獲得下貝氏體組織作了很多努力，發(fā)展了不少等溫淬火的方法。1預(yù)冷等溫淬火采用兩個(gè)溫度不等的鹽浴，工件加熱后，先在溫度較低的鹽浴中進(jìn)行冷卻，然后轉(zhuǎn)入等溫淬火浴槽中進(jìn)行下貝氏體轉(zhuǎn)變，再取出空冷。該法適用于淬透性較差或尺寸較大的工件。2預(yù)淬等溫淬火將加熱好的工件先淬入溫度低于Ms點(diǎn)的熱浴以獲得10的馬氏體，然后移入等溫淬火槽中等溫進(jìn)行下貝氏體轉(zhuǎn)變，取出空冷，再根據(jù)性能要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡蜏鼗鼗稹．?dāng)預(yù)淬中獲得的馬氏體

50、量不多時(shí)，也可以不進(jìn)行空冷。該法使利用預(yù)淬所得的馬氏體對(duì)貝氏體的催化作用，來(lái)縮短貝氏體等溫轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間，因而該法適用于某些合金工具鋼下貝氏體等溫轉(zhuǎn)變需要較長(zhǎng)時(shí)間的場(chǎng)合。3分級(jí)等溫淬火在進(jìn)行下貝氏體等溫轉(zhuǎn)變之前，先在中溫區(qū)進(jìn)行一次或兩次分級(jí)冷卻的工藝。該種工藝可減少熱應(yīng)力及組織應(yīng)力，工件變形開(kāi)裂傾向性小，同時(shí)還能保持強(qiáng)度、塑性的良好配合，適合于高合金鋼復(fù)雜形狀工具的熱處理。（六）、其它淬火方法此外，尚有液氮淬火法，即將工件直接淬入196的液態(tài)氮中。因?yàn)橐旱钠瘽摕彷^小，僅為水的十一分之一，工件淬入液氮后立即被氣體包圍，沒(méi)有普通淬火介質(zhì)冷卻的三個(gè)階段，因而變形、開(kāi)裂較小，冷速比水大五倍。液氮淬

51、火可使馬氏體轉(zhuǎn)變相當(dāng)完全，殘余奧氏體量極少，可以同時(shí)獲得高硬度、耐磨性及尺寸穩(wěn)定性。但成本較高。流態(tài)化床粗活的應(yīng)用也日益廣泛，因其冷卻速度可調(diào)，且在表面不形成蒸汽膜，故工件均勻冷卻，撓曲變形小。由于冷卻速度可愛(ài)相當(dāng)于空冷至油冷的范圍內(nèi)調(diào)解，因而可實(shí)現(xiàn)程序控制冷卻過(guò)程。它可以代替中斷淬火、分級(jí)淬火等規(guī)程來(lái)處理形狀復(fù)雜、變形要求嚴(yán)格的重要零件及工、模具。3.9 淬火、回火缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救（講授法、舉例法）（一）、淬火缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救鋼件在淬火時(shí)最常見(jiàn)的缺陷有淬火變形、開(kāi)裂、氧化、脫碳、硬度不足或不均勻，表面腐蝕、過(guò)燒、過(guò)熱及其它按質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定金相組織不合格等。1淬火變形、開(kāi)裂其成因如前所述

52、。預(yù)防方法隱根據(jù)產(chǎn)生的原因來(lái)采取措施。應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）盡量做到均勻加熱及正確加熱（2）正確選擇冷卻方式和冷卻介質(zhì)（3）正確選擇淬火工件浸入淬火介質(zhì)的方式和運(yùn)行方向（4）進(jìn)行及時(shí)、正確的回火。2氧化、脫碳、表面腐蝕及過(guò)燒3硬度不足成因主要如下：（1）加熱溫度過(guò)低，保溫時(shí)間不足。檢查金相組織，在亞共析鋼中可以看到未溶鐵素體，工具鋼中可看到較多未溶碳化物。（2）表面脫碳引起表面硬度不足。（3）冷卻速度不夠，在金相組織上可以看到黑色屈氏體沿晶分布。（4）鋼材淬透性不夠，截面大處淬不硬。（5）采用中斷淬火時(shí)，在水中停留時(shí)間過(guò)短或自水中取出后，在空氣中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)再轉(zhuǎn)入油中，因冷卻不足或自回火導(dǎo)致硬

53、度過(guò)低。（6）工具鋼淬火溫度過(guò)高，殘余奧氏體量過(guò)多，影響硬度。出現(xiàn)此問(wèn)題時(shí)，應(yīng)分析其原因，找到補(bǔ)救措施。由于加熱溫度過(guò)高或過(guò)低引起的硬度不足，除對(duì)已出現(xiàn)缺陷進(jìn)行回火，再重新加熱淬火補(bǔ)救外，應(yīng)嚴(yán)格管理爐溫測(cè)控儀表，定期按計(jì)量傳遞系統(tǒng)進(jìn)行校正及檢修。4硬度不均勻即工件淬火后有軟點(diǎn)，產(chǎn)生原因如下：（1）工件表面有氧化皮及污垢等。（2）淬火介質(zhì)中有雜質(zhì)。（3）工件在淬火介質(zhì)中冷卻時(shí)，冷卻介質(zhì)的攪動(dòng)不夠，沒(méi)有及時(shí)趕走工件的凹槽及大截面處形成的氣泡。（4）滲碳件表面碳濃度不均勻，淬火后硬度不均勻。（5）淬火前原始組織不均勻。對(duì)前三種情況，可進(jìn)行一次回火，再次加熱，在恰當(dāng)?shù)睦鋮s介質(zhì)及冷卻方式的條件下進(jìn)行淬火

54、補(bǔ)救。對(duì)后兩種情況，如淬火后不再加工，則一旦出現(xiàn)缺陷，很難補(bǔ)救。對(duì)尚未成型加工的工件，為了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的煅打來(lái)改變其分布及形態(tài)。對(duì)粗大組織可再進(jìn)行一次退火或正火，使組織細(xì)化及均勻化。5組織缺陷有些零件 ，根據(jù)服役條件，對(duì)金相組織有一定要求。馬氏體尺寸過(guò)大，表面淬火溫度過(guò)高，稱為過(guò)熱組織。游離鐵素體數(shù)量過(guò)多表面加熱不足，或淬火冷卻速度不夠。對(duì)這些組織缺陷也應(yīng)根據(jù)淬火具體條件分析其成因，采取相應(yīng)的措施預(yù)防及補(bǔ)救。應(yīng)注意，有些缺陷與淬火前原始組織有關(guān)。（二）、回火缺陷及預(yù)防補(bǔ)救常見(jiàn)的回火缺陷有硬度過(guò)高或過(guò)低，硬度不均勻，以及回火產(chǎn)生變形及脆性等?；鼗鹩捕冗^(guò)高、過(guò)低或不均勻，主要

55、由于回火溫度過(guò)低，過(guò)高或爐溫不均勻所造成?；鼗鸷笥捕冗^(guò)高還可能由于回火時(shí)間過(guò)短。對(duì)這些問(wèn)題，可采用調(diào)整回火溫度等措施來(lái)控制。硬度不均勻的原因，可能是由于一次裝爐量過(guò)多，或選用加熱爐不當(dāng)?；鼗鸷蠊ぜl(fā)生變形，主要由于回火前工件內(nèi)應(yīng)力不平衡，回火時(shí)應(yīng)力松弛或產(chǎn)生應(yīng)力重分布所致。要避免回火后變形，或采用多次校直多次加熱，或采用壓具回火。高速鋼表面脫碳后，再回火過(guò)程中可能形成網(wǎng)狀裂紋。因?yàn)楸砻婷撎己?，馬氏體的比容減小，以致產(chǎn)生多向拉應(yīng)力而形成網(wǎng)狀裂紋。此外，高速鋼件再回火時(shí)，如果加熱過(guò)快，表面先回火，比容減小，產(chǎn)生多向拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋?；鼗鸷蟠嘈缘某霈F(xiàn)，主要由于所選用回火溫度不當(dāng)，或回火后冷卻

56、速度不夠。因此，防止脆性的出現(xiàn)，應(yīng)正確選擇回火溫度和冷卻方式。一旦出現(xiàn)回火脆性，對(duì)第一類回火脆性，只有通過(guò)重新加熱淬火，另選溫度回火；對(duì)第二類回火脆性，可以采取重新加熱回火，然后加速回火后冷卻速度的方法消除。本講師生互動(dòng)課堂提問(wèn)：（1）回火的目的及回火工藝的分類？7.14教學(xué)單元十四學(xué)院課程名稱任課教師課次課時(shí)材料學(xué)院金屬熱處理工藝及設(shè)備孫亞麗第14次2學(xué)時(shí)本講教學(xué)目標(biāo)（1）掌握表面熱處理工藝原理及過(guò)程。（2）掌握表面熱處理后工件的性能。本講教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：（1）表面加熱組織變化、工藝控制。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：（1）重點(diǎn)：表面熱處理對(duì)性能影響、工藝控制。（2）難點(diǎn)：表面組織變化。課前準(zhǔn)備教師：（1

57、）準(zhǔn)備PPT、教材、教案等教學(xué)用具。（2）批改作業(yè)，歸納總結(jié)作業(yè)中存在的問(wèn)題。學(xué)生：（1）提前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。（2）了解齒輪、軸等結(jié)構(gòu)件的使用要求。本講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)方法第四章 金屬表面熱處理（講授法，舉例法）4.1 表面熱處理的概念及目的？（講授法，舉例法） 僅對(duì)金屬表面實(shí)現(xiàn)淬火目的的熱處理工藝。使材料表面獲得高強(qiáng)度、硬度，心部保持高韌性。4.2 表面熱處理的分類及應(yīng)用（講授法） 根據(jù)熱源類型分為：1.感應(yīng)加熱表面淬火 （Induction Harding ）2.火焰淬火（flame Harding ）3.電接觸加熱表面淬火 4.電解液加熱表面淬火 5.激光加熱表面淬火 (Laser Hard

58、ing )6.電子束加熱表面淬火 應(yīng)用：零件在復(fù)雜的交變應(yīng)力作用下工作傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪要求表面硬度高、強(qiáng)度高、耐磨性好，心部要有足夠的韌性和塑性表面淬火可以僅對(duì)鋼的表面加熱、冷卻而不改變其成分 4.3 表面淬火工藝原理（講授法）（1）鋼在非平衡加熱時(shí)的特點(diǎn)1）.在一定加熱速度范圍內(nèi)，臨界點(diǎn)隨加熱速度的增加而提高，但完成時(shí)間短。2）.奧氏體成分不均勻性隨著加熱速度的增加而增大。3）.提高加熱速度可獲得細(xì)小的奧氏體晶粒。4）.奧氏體成分難以充分均化，淬火組織不均勻。5）.快速加熱對(duì)過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及馬氏體回火有明顯影響。（2）、表面淬火的組織與性能i）.表面淬火的金相組織 1)亞共析鋼淬火后的金相

59、組織 圖4-2（幻燈片）為亞共析鋼（45）高頻淬火后的顯微組織與加熱溫度分布情況。自表面至中心，依次為馬氏體、馬氏體+鐵素體、珠光體+鐵素體。在第一區(qū)間是加熱溫度高于Ac3完全淬火后得到馬氏體。在第二區(qū)間，加熱溫度為Ac1Ac3，在高溫下處于兩相區(qū)（奧氏體和鐵素體），沒(méi)有完全奧氏體化，相當(dāng)于亞溫淬火，得到的是馬氏體+鐵素體，這一區(qū)域的組織具有較高的強(qiáng)度和一定的韌性。第三區(qū)間是加熱溫度低于Ac1，不發(fā)生組織變化，淬火后基本上為原始組織。思考題： 若原始組織為調(diào)質(zhì)狀態(tài)或共析組織，表面淬火后的組織是什么？ii）.表面淬火后的性能（1）表面硬度：表面淬火后的機(jī)械零件，與常規(guī)淬火比較，所得到的表面硬度均

60、高23HRC 。（2）耐磨性:耐磨性比普通淬火好 （3）疲勞強(qiáng)度：同時(shí)還可顯著提高零件的疲勞強(qiáng)度 。究其原因，一般認(rèn)為與表面淬火時(shí)鋼件表層加熱速度快且急冷，獲得的細(xì)小隱晶馬氏體、碳化物呈彌散分布和形成表層壓應(yīng)力的原因。iii） 表面淬火淬硬層深度及分布對(duì)工件承載能力的影響（1）表面淬火淬硬層與工件負(fù)載時(shí)應(yīng)力分布的匹配（2）表面淬火淬硬層深度與工件內(nèi)殘余應(yīng)力的關(guān)系（3）淬硬層分布對(duì)對(duì)工件承載能力的影響本講師生互動(dòng)課堂提問(wèn)：（1）說(shuō)明淬火的本質(zhì)？（2）淬火、回火工藝？7.15教學(xué)單元十五學(xué)院課程名稱任課教師課次課時(shí)材料學(xué)院金屬熱處理工藝及設(shè)備孫亞麗第15次2學(xué)時(shí)本講教學(xué)目標(biāo)（1）掌握感應(yīng)加熱表面淬