任務二選用熱處理

小組名稱:組員：

【學習目標】

1.專業(yè)能力目標

（1）鞏固退火、正火、淬火、回火和表面熱處理的目的和方法：

（2）初步具有根據零件的材料、受力特點和使用要求正確選用熱處理工藝的能力。

2.方法能力目標

（1）在學案的導學下學會自主學習，學會獨立思考；

（2）在小組合作的形式下，學會教人與求教的學習方法；

（3）養(yǎng)成辨證的思維習慣。

3.社會能力目標

（1）學會傾聽懂得尊重他人善于聽取他人意見；

（2）學會枳極發(fā)言鍛煉口頭表達能力；

（3）學會小組合作形成團隊協(xié)作能力。

【學習重點】

根據零件的材料、受力特點和使用要求正確選用熱處理工藝。

【學習難點】

根據零件的材料、受力特點和使用要求正確選用熱處理工藝。

【學案使用說明與學法指導】

1.自主高效預習，提升自己的理解能力。先精讀教材，勾畫重點內容，然后試做預習案：

2.將預習中不能理解的內容和答不出的問題標出來，并寫到后面“我的疑惑”處，利用課

堂小組合作學習，解決“我的疑惑”；

3.課內在小組合作研討及老師的指導下，完成探究案和訓練案；

4.課后復習鞏固，完成教材P42T、2的習題；

5.建議課前到學校實訓基地參觀，重點關注：各類零件的材料、受力特點和使用要求。

【教材知識補充】

1.常用熱處理方法的特點及應用

表1常用熱處理方法的特點及應用

名稱加熱溫度冷卻方式目的應用范圍說明

降低硬度，細化亞共析碳鋼和合金

完全退以上晶粒，消除應力，不能用于過共

46隨爐冷卻鋼的鑄件、鍛件、熱

火為最終熱處理作組析鋼

20?40c軋型材、焊件等

織茂備

退使網狀相片狀滲網狀漫碳體嚴

火球化退Ac.以上碳體球化，降低硬過共析碳鋼和合金重的鋼，在球化退

隨爐冷卻

火20~40C度，便于切削加工，工具鋼、軸承鋼等火前應先進行正

為淬火作組織準備火

去應力力。以下消除應力，穩(wěn)定鑄件、鍛壓件、焊加熱溫度低于

溫度，一般隨爐冷卻

退火尺寸，減少變形件、切削加工件等/匕，不發(fā)生相變

500?600℃

低碳鋼和中碳鋼的對性能要求不

預先熱處理；對合金

Aci或高的零件、大型或

空氣中冷調質鋼，為調質處理

正火Ac,以上與退火基本相同形狀復雜的零件，

lt卻作組織準備：對過共

可用作最終熱處

20?40c析鋼，為球化退火作

理

組織準備

Acr或ACi

單介質獲得馬氏體組一般碳鋼水淬，合操作簡便，易機

以上水或沿1織，提高鋼的強度、金鋼及尺寸較小的碳械化和自動化：淬

淬火中冷卻

20rop硬度和耐磨性鋼件油淬油后需清洗

獲得馬氏體組

A(h或Ac\先水后形狀第雜的高碳鋼可有效減少淬

雙介質油或先油織，提高鋼的強度、火應力，但對操作

以上工件，尺寸較大的合

瘁災后空氣中硬度和耐磨性技術要求高：淬油

金鋼工件

2(M0℃冷卻后需清洗

淬在稍高

火或稍低于可顯著減少零

馬氏體Aci或Ac\獲得馬氏體組

、點的鹽形狀復雜的碳鋼和件的變形和開裂：

分級淬以上M織，提高鋼的強度、

浴或磕浴合金鋼小型工件分級淬火后零件

火硬度和耐磨性

20~40℃中分級冷耍清洗

卻

馬氏體ACi或4。在貝氏獲得貝氏體組形狀復雜，要求尺生產效率低；等

等溫淬以上體溫區(qū)等織，強度、韌性和寸精確、較高韌性的溫淬火后零件要

火20?40c溫冷卻耐磨性較好小型工模具和彈簧等清洗

保持淬火工件高力具、量具、模具、回火后的組織

低溫回的硬度和耐磨性，滾動軸承、滲碳及表是回火馬氏體，

25(TC以F—

火降低淬火殘留應力面淬火的零件等58W4HRC,高的硬

和脆性度和耐磨性

回火后的組織

得到較高的彈性是回火托氏體，

回中溫回彈黃、鍛模、沖擊

?七—和屈服點，適當的35?50HRC,較高的

火火350500工具等

韌性彈性極屈服點和

一定的韌性

廣泛用于各種較重回火后的組織

得到強度、塑性是回火索氏體，具

高溫回要的受力構件,如齒

(以上—和韌性都較好的綜有較好的綜合力

火5orc輪、軸、連桿、螺栓

合力學性能學性能，硬度

等

200?350HBS,

主要適用尸中碳結表層獲得極細

構鋼和中碳低合金馬氏體，比普通淬

表感應淬Ac.以上噴水或鋼，也可用于工具鋼火高出

使工件表層具有2-3HRC,

面火a乳化液制作承受小載荷沖擊心部為原始組織。

iooc高硬度

熱和交變我荷的工具、生產率高，適于大

、耐磨

處(52-58HRC)量具等批生產

性，心部具有足夠

理用于?單件小批生

的強度和韌性。設備簡單、成本

火焰淬Ac.以上產、局部淬硬的工具、低，生產效率低，

噴水

火100aC大型軸、齒輪類零件質量控制比較困

難

提高工件表面的主要適用于低碳鋼

化滲碳后硬度

(58-64HRC).及低碳合金鋼，制作滲碳后表層的

學必須淬耐磨性和疲勞強

滲碳?℃承受較大沖擊載荷和WC可達

熱900950火、低溫度，心部良好的溺

嚴重磨損條件下工作

處回火處理性、韌性和足夠的0.85V1.05%

的零件。

理強度

滲氮—提高工件表面的主要用于耐磨性和滲頷層很溥，脆

500?600c硬度精度要求高的精密零性大.不宜承受集

名稱加熱溫度冷卻方式目的應用范圍說明

(1000~1200HV),件、承受交變我福的中重載荷。氮化時

耐磨性、熱硬性、重要零件和較高溫度間長，成本高

疲勞強度和耐蝕性下工作的耐磨零件

2.如何利用熱處理的方法改善切削加工性能

在確定零件的材料化學成分后，通過熱處理方法獲得合適的組織，得到相應的強度、

硬度從而改善材料的切削加工性能是一個重要的途徑。

對于含碳量W0.25%C的低碳鋼采用正火處理，細化晶粒，提高硬度、降低組織中柔性

的鐵素體對切削加工的不利影響。

對于含碳為0.25~0.5%C的碳鋼件視零件的種類或截面的情況進行正火，截面稍大的進

行調質處理。

對于合金結構鋼進行正火十回火，或調質處理，大截面合金鋼件進行調質處理，得到回

火索氏體如織(細粒狀珠光體)加少量的鐵素體.鑄鍛件也經常用退火，根據具體情況進行

熱處理。

對含碳量＞0.6的高碳鋼零件及合金鋼零件，這些材料的零件都是要求高硬度，多數

是在HRC60左右。為改善切削加工性均為過程中的熱處理。根據材料的組織結構多數是用球

化退火，使組織中高硬度的滲碳體呈為粒狀并使整體組織的硬度降低到便于切削加工的合適

硬度HB200左右。

對于材料中存在網狀滲碳體較嚴重的加工件，必須進行消除網狀組織后，再進行改善

切削加工的熱處理工作。

對于滲碳淬火件，為了避免磨削裂紋的產生在淬火前進行正火，細化組織，均勻成分,

消除網狀滲碳體，最終淬火得到均勻的馬氏體+滲碳體的組織，經充分的回火后使工件避免

磨削紋的產生。

綜上所述，利用熱處理方法改善切削加工的性能基本上對低碳鋼用正火處理。對中碳

結構鋼和低、中碳合金結構鋼用正火或調質處理。高碳鋼和高碳合金鋼用球化退火或不完全

退火處理。對于材質中有網狀碳化物者先用止火消網后退火。從切削加工的適宜硬度應控制

在布氏硬度IIB230T70的范圍，并非硬度越低越利于切削加工。要具體情況具體分析，要滿

足機械性能，改善工藝性能，考慮降低成本的經濟性，從改變工藝規(guī)范，調整工藝參數，改

進刀具，設備，變更熱處理方法等多種途徑。

3.一些零件、工具的工作條件、失效形式及要求的力學性能:

表2一些零件、工具的工作條件、失效形式及要求的力學性能

工作條件

名稱常見失效形式要求的主要力學性能

應力狀態(tài)載荷性質其他

拉應力、剪應

普通緊固螺栓靜我—過量變形、斷裂強度、塑性

力

彎曲應力、扭疲勞斷裂、過量綜合力學性能，軸頸處

傳動軸交變及沖擊載荷軸頸處摩擦

轉應力變形、軸頸處磨損硬耐磨

接觸壓應力、齒折斷、過量磨表面硬耐磨、接觸疲勞

傳動齒輪交變及沖擊載荷振動、齒部摩擦

彎曲應力損、疲勞麻點強度，心部強而韌

扭應力（螺旋

疲勞斷裂、彈性彈性極限、屈強比、疲

彈簧彈簧）。彎應力交變及沖擊載荷振動喪失勞強度

（板簧）

高硬度、高耐磨性，抗

壓應力、滾動過量磨損、疲勞

滾動軸承交變載荷潤滑劑的腐蝕壓強度、接觸疲勞強度、

摩擦破裂

一定的韌性

過量磨損、脆性高硬度、高耐磨性,足

冷作模具復雜應力交變及沖擊載荷強烈摩擦

斷裂夠的強度和沖擊韌性

較高的強度和韌性，高

熱疲勞、磨損、

壓鑄模復雜應力交變及沖擊載荷熱循環(huán)、摩擦的耐熱疲勞性、奇溫耐磨

脆斷

性、熱硬性和高溫強度。

【預習案】

一、預習自測

1.熱處理與其他加工工藝互為依存并相互制約。從與其他加工工藝的關系看，熱處理工藝可

分為預備熱處理和最終熱處理。如圖所示。

1）預備熱處理包含：O

2）主要目的是：o

3）最終熱處理包含：v

4）主要目的是:0

2.熱鍛模具的最終熱處理應選用（）o

A、淬火、低溫回火

B、淬火、中溫回火

C、淬火、高溫回火

3.為了改善低碳鋼的切削加工性能，應采用（）。

A、完全退火

B、球化退火

C、正火

D、去應力退火

4.大尺寸的彈簧經過熱成形后，需要進行余熱淬火和（）。

A、低溫回火

B、高溫回火

C、中溫回火

5.根據導軌的形狀、尺口及質量要求，最好的熱處理方法是（）

A、高頻感應加熱淬火

B、火焰淬火

C、接觸電阻加熱淬火

6.淬火鋼的回火溫度越高，則其硬度（）。

A、越高

B、越低

C、保持不變

7.汽車變速齒輪等承受交變載荷且摩擦較大的零件，可選用如下材料和熱處理（）。

A、中碳鋼或中碳合金鋼、調質處理

B、高碳鋼和高碳合金鋼、淬火、低溫回火

C、中碳合金鋼，正火或調質、表面淬火、低溫回火

D、低碳合金鋼、滲碳后淬火、低溫回火

8.用高碳鋼和某些合金鋼制鍛壞件，