中职机械基础导学案-工程材料08

编制 审核 时间 年 月 日 编号 NO.008 章节名称 学习目标 1、掌握表面热处理的目的、分类； 2、熟悉常用的表面热处理工艺（感应加热表面淬火和渗碳）； 3、了解表面热处理的典型零件。 第四章工程材料 第四节 钢的热处理 学习重点难点 学习重点 掌握表面热处理的目的、分类； 学习难点 表面淬火与化学热处理的区别。 知识链接 在扭转、弯曲等交变负荷、冲击载荷作用下的机械零件，它的表面层承受着比心部更高的应力，加上摩擦，因此对零件的表面层提出了强化的要求，要求具有更高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，而心部仍有足够的塑性和韧性。这一工件表面和心部不同的性能要求，难于用选材和普通热处理来解决，而表面热处理能满足这一类零件的要求。本节我们来学习钢的表面热处理。 自主学习 一、表面热处理的目的：（外硬内韧） 1.提高零件的表面性能，具有 。 2.使零件心部具有 →防止脆性断裂。 二、表面热处理的分类：主要有两大类： 。 （一）钢的表面淬火 按照实现方式，表面淬火可分为： 。 1.火焰加热表面淬火 （1）定义 火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧的混合气体燃烧的火焰，喷射在零件表面上，快速加热，使工件表面层迅速地达到淬火温度，而后立即喷水进行冷却的一种方法。 火焰加热表面淬火示意图

《机械基础》导学案

（2）特点

设备简单, 操作方便, 成本低； 淬火质量不稳定；

适于单件、小批量及大型零件的生产。 （3）应用

用于 。如轧钢机齿轮、轧辊；矿山机械齿轮、轴；普通机床导轨、齿轮。 2.感应加热表面淬火

（1）定义

将工件放入感应器（变磁场）中,依靠工件表面产生感应电流，使工件表面瞬时升到淬火温度，并立即喷水冷却,使这获得淬硬的表层的热处理工艺。 （2）特点

加热快，生产率高，氧化脱碳少，变形小；

表面组织细，硬度高； 容易实现自动化；

工件形状受限制，圆截面的轴、齿轮等； 设备昂贵，维修、调整困难。 （3）应用

一般用于中碳钢和中碳低合金钢，如45、40Cr、40MnB 钢等。用于齿轮、轴类零件的表面硬化，提高耐磨性。 （二）化学热处理 （1）定义

化学热处理是将工件置于活性介质中 的方法，使 元素渗入钢件表层，以改变 的化学成分、组织结构和性能的热处理工艺。 （2）化学热处理的作用

渗入的元素和钢件表面性能不同，作用也不同：如 是提高工件表层的某些力学性能，如表层硬度、耐磨性、疲劳极限等。 是保护工件表面，提高工件表层的物理、化学性能，显著提高耐热和抗氧化性。 （3）分类

按渗入钢件表面元素不同，化学热处理可分为： 。

渗碳是将工件放入 介质中加热、保温，使活性碳原子渗入，以提高工件表层碳含量的热处理工艺。

目的： 。 常用的材料：低碳钢和低碳合金钢，20、25、20Cr、20CrMnTi（用于汽车齿轮）、20CrMnMo、18Cr2Ni4W等。

渗氮工艺又叫氮化，是将工件放入含氮活性气氛中，使工件表层渗入氮元素，形成含氮的硬化层的热处理工艺。

其主要目的是 。

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探究提升 表面淬火和化学热处理的比较： 一、表面淬火与渗碳都是提高工件表面硬度的一种方法，前者属于普通热处理，后者属于化学热处理，对于不同的材料提高表面硬度应有不同的热处理方法，如低碳应渗碳处理，高碳可以直接表面淬火。 二、表面淬火便于实现机械化、自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低；化学热处理生产周期长，不便于实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消耗多、费用大、成本高。 三、化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。 当堂达标 1.表面热处理的方法有 两种。 2.表面淬火可分为： 。 3.火焰加热表面淬火应用用于 。 课后作业 1表面热处理的作用是什么？ 2.化学热处理的目的是什么？ 反馈与评价 通过本节课的学习，我学会了： 本节课我学习的感受是：□愉悦□平淡□郁闷，我懂得了：