【導(dǎo)讀】教學(xué)目的和要求：、任務(wù)和在生產(chǎn)中的地位。它主要傳授各種工藝方法本身的規(guī)律性及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用和。國(guó)家工業(yè)發(fā)展的三大支柱：材料、信息、微機(jī)。文明進(jìn)步而服務(wù)。，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。師生的相互努力來學(xué)好這門功課。、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、鞏固、應(yīng)用、總結(jié)。、要提問題、不能累計(jì)問題。應(yīng)當(dāng)指出，本課程的發(fā)展必然是有關(guān)學(xué)科的相互滲透和綜合，而不是。兼收并蓄、包羅萬象、內(nèi)容越來越復(fù)雜。它仍屬工藝學(xué)范疇。練，有利于培養(yǎng)學(xué)生具有更高的實(shí)際能力和開拓精神。ΔLe～ΔLs塑性變形階段。F＝Fs>Fs'、ΔL=ΔLs→ΔLs'，S屈服點(diǎn)。Fs－材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的力。、多次沖擊試驗(yàn)簡(jiǎn)介。，提高疲勞強(qiáng)度的措施。一定直徑的鋼球HBS，規(guī)定的載荷及時(shí)

　　

【正文】 Ac1 N N Ms T （ a） （ b） （ c） Mf 0 時(shí)間 共析鋼等溫冷卻 C 曲線圖 金屬工藝學(xué) 教案 27 （ a）實(shí)際水中的冷卻曲線。（ b）實(shí)際油中的冷卻曲線。（ c）理想淬火劑的冷卻曲線。 分析 MNQT（ c）冷卻曲線： MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開裂； NQ－冷卻速度快，目的是 A′ 不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w； QT— 冷卻較慢，目的是既能得到 高硬度的馬氏體，不變形、開裂。而且冷卻介質(zhì)使用過程中不易變質(zhì)，不易燃，無毒性，無污染，來源充足，價(jià)格便宜，能反復(fù)多次重復(fù)使用。 滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發(fā)。 水： 碳鋼 優(yōu)點(diǎn)： 650～ 550℃、 V＝ 600℃ /S ； A′ P、 S、 T、 B。 缺點(diǎn)： 300～ 200℃、 V＝ 270℃ /S ； 易使工件變形、開裂。 （若水溫超過 40℃，在 650～ 550℃，冷卻速度大為 A′→ P、 S、 T、B,不 易淬硬，水中 淬火易形成表面蒸氣膜，若不及時(shí)去掉，影響工件內(nèi)部冷卻形成軟點(diǎn)。鹽水、堿水有水優(yōu)點(diǎn)以外，并能自由去除薄膜，不會(huì)造出淬不硬及軟點(diǎn)，但在 200～ 300℃之間冷卻，依然很快，易變形、開裂）。 礦物油（機(jī)油）： 合金鋼 優(yōu)點(diǎn)： 300～ 200℃ 、 V＝ 30℃ /S ； 工件不會(huì)變形、開裂。 缺點(diǎn)： 650～ 550℃ 、 V＝ 150℃ /S； A′→ P、 S、 T、 B。 （機(jī)油溫度不能提的太高，過高的油溫將會(huì)引起油面的燃燒，油長(zhǎng)時(shí)間使用易老化，為了尋求理想的淬火介質(zhì)：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水 溶液 … .而當(dāng)前熱處理工藝發(fā)展的趨勢(shì)是：在淬火冷卻介質(zhì)的改進(jìn)和研究方向，主要是在現(xiàn)有的淬火油中加入各種添加劑，以提高冷卻能力，減緩油的老化，延長(zhǎng)使用時(shí)間， …… ..）。 （ 3）正確選擇淬火方法： （由于淬火冷卻介質(zhì)不能完全滿足淬火質(zhì)量的要求，所以在熱處理工藝方面還應(yīng)考慮從淬火方法上加以解決）。 單液淬火： 把鋼加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，放入一種冷卻介質(zhì)中。 （這種方法操作簡(jiǎn)單，易機(jī)械化、自動(dòng)化，通常工件是形狀簡(jiǎn)單的碳鋼和合金鋼。在水中或鹽水中進(jìn)行單液淬火，操作雖然簡(jiǎn)單，單淬火變形大，如果采用油冷又難以取得淬硬的 效果，這就可將油、水冷卻結(jié)合起來進(jìn)行如下的雙液淬火）。 應(yīng)用：卡規(guī)、軸承、鋸子等。 雙液淬火： 把加熱到淬火的溫度的工件，經(jīng)保溫后，先放入水或鹽水中冷到 400～300℃，再迅速移到油中或空氣中冷卻－水淬油冷法。 （雙液淬火廣泛應(yīng)用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內(nèi) 金屬工藝學(xué) 教案 28 應(yīng)力，缺點(diǎn)是操作難，且未能很好地改進(jìn)工件表面與心部的溫差這一缺點(diǎn)。技術(shù)還要熟練）。 應(yīng)用：齒輪、缸體、閥體等。 分級(jí)淬火： 把工件加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，迅速冷卻到 Ms 點(diǎn)，附近，稍加停留（ A′ B），待工件表面和中心溫度基本一 致時(shí)，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻―― 熱浴淬火法。 （這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變前，工件的溫度經(jīng)等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉(zhuǎn)變得以在表層和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行，由此可大大減小淬火內(nèi)應(yīng)力和變形，主要應(yīng)用于形狀復(fù)雜、小尺寸的碳鋼和合金鋼。） 應(yīng)用：油泵齒輪、滾珠、滾針等。 等溫淬火： 把加熱到淬火溫度的工件，經(jīng)保溫后，放入稍高于 Ms 點(diǎn)的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉(zhuǎn)變層成下貝氏體后，再取出空冷。 （等溫淬火硬度雖然沒有分級(jí)淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時(shí)還具有良好的塑性和韌性，還可以有效 地減少應(yīng)力和變形，其缺點(diǎn)是不適應(yīng)用界面尺寸大的工件，其 心部易產(chǎn)生珠光體，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，適用于薄、細(xì)而形狀發(fā)復(fù)雜的零件。） 應(yīng)用；油嘴、小圓筒等。 冷處理： 把淬冷到室溫的鋼繼續(xù)冷卻到－ 70～－ 80℃，保溫一段時(shí)間，使殘余過冷奧氏體在繼續(xù)冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 （是用干冰－ ℃或－ 103℃的液化乙烯、－ 192℃的液態(tài)氮成本很高，易產(chǎn)生應(yīng)力、變形，很少應(yīng)用。） 應(yīng)用：游標(biāo)卡尺、螺旋尺、鋼尺、砝碼等。 V1－單液淬火、 V2－雙液淬火、 V3－分級(jí)淬火、 V4－等溫淬火。 ℃ A1 550 Ms V1 V2 V3 V4 Mf 金屬工藝學(xué) 教案 29 0 T（ s） 二、回火： 定義：將淬火后的鋼加熱到 Ac1 以下某一溫度，保溫一定時(shí)間（ 1～ 5 小時(shí)），然后冷卻的一種工藝。 目的： ① 降低材料的 脆性、消除內(nèi)應(yīng)力； ② 獲得要求的力學(xué)性能； ③ 穩(wěn)定工件尺寸； ④ 降低合金鋼的硬度，使之易被切削。 （ 1）低溫回火（ 150～ 250℃）：組織：回火馬氏體 HRC58～ 64。 應(yīng)用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。例如：刃具、量具、模具、滾動(dòng)軸承等。 （ 2）中溫回火（ 350～ 500℃）：組織：回火屈氏體 HRC35～ 45。 應(yīng)用于需要較高彈性、韌性的材料零件等。例如：彈簧、板簧、發(fā)條、沖擊工具等。 （ 3）高溫回火（ 500～ 650℃）組織：回火索氏體 HRC15～ 25 （ HB200～ 250）。 應(yīng)用于受 交變載荷作用的材料零件等。例如：軸、絲杠、齒輪、連桿等。 淬火＋高溫回火：調(diào)質(zhì)處理。 時(shí)效處理：（尺寸穩(wěn)定處理）某些量具等精密工具為了保持淬火后的高硬度和耐磨性及穩(wěn)定的尺寸，需在 100～ 180℃進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的低溫加熱，保溫（ 10～ 50 小時(shí)），隨爐冷卻的工藝。 布置作業(yè)： 課后總結(jié)： 金屬工藝學(xué) 教案 30 授課時(shí)間： 班級(jí)： 本課課題：鋼的表面熱處理 教學(xué)目的和要求： 。 、氮化、碳氮共滲及其它化學(xué)熱處理。 。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：表面淬火的目的。 教學(xué)方法：講授法。 課型：理論課 第四節(jié) 表面淬火和化學(xué)熱處理 復(fù)習(xí)舊課：淬火和回火的應(yīng)用。 普通熱處理：材料的內(nèi)外力學(xué)性能均勻一致：外硬內(nèi)硬、外韌內(nèi)韌，但是，特殊情況下，需要內(nèi)外力學(xué)性能不一致的材料：外硬內(nèi)韌。 一、表面淬火（中碳鋼）： 定義： ： 氧炔焰： M： 2～ 6mm。 ：（需經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)處理） 高頻（ 10～ 500KHz） M： ～ 2mm； 感應(yīng)器 中頻（ 500～ 10000Hz） M： 2～ 8mm； 中頻 （ 50Hz） M： 10～ 15mm； 二、化學(xué)熱處理： 定義： ：氣體滲碳、固體滲碳： 低碳鋼 ： ～ 2mm 后：滲碳＋淬火＋低溫回火。 ：氣體滲氮。 前：調(diào)質(zhì)處理＋滲氮。 合金鋼： （ ～ ）。 ：氣體、固體、液體共滲。 低碳鋼 低碳合金鋼 （離子氮化）： 布置作業(yè)： 課后總結(jié) ： 金屬工藝學(xué) 教案 31 授課時(shí)間： 班級(jí)： 本課課題：鑄造 教學(xué)目的和要求： 。 ，從而防止缺陷。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：鑄造工藝基礎(chǔ)。 教學(xué)方法：講授法。 課型：理論課 第五章 鑄造 第一節(jié) 液態(tài)合金的充型 復(fù)習(xí)舊課：表面熱處理的特點(diǎn)及其應(yīng)用。 液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡(jiǎn)稱充型。 影響充型能力的主要因素如下： 一、合金的流動(dòng)性 流動(dòng)性： ％ C、高溫、 P、鑄型特點(diǎn)。 二、 澆注條件 1. 澆注溫度 在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不易太高。 2. 充型壓力 液態(tài)合金所受的壓力越大，充型能力越好 三、鑄型填充條件 如下因素對(duì)充型能力均有影響： 1. 鑄型材料：導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容越大，激冷越大，充型能力越差。 2. 鑄型溫度： 3. 鑄型中的氣體：開設(shè)出氣口，增加透氣性。 第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮 一、鑄件的凝固方式 1. 逐層凝固： 2. 糊狀凝固： 3. 中間凝固：大多數(shù)的凝固均是這樣。 二、鑄造合金的收縮 合金的收縮經(jīng)歷三階段： （ 1） 液態(tài)收縮 （ 2） 凝固收 縮 （ 3） 固態(tài)收縮 收縮率與化學(xué)成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件有關(guān)。鑄鐵的最好。 三、鑄件中的縮孔與縮松 1. 縮孔與縮松的形成 （ 1） 縮孔 它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞。 （ 2） 縮松 分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔。 金屬工藝學(xué) 教案 32 2. 縮孔和疏松的防止 （ 1） 定向凝固：設(shè)置冒口。 （ 2） 安放冷鐵。 布置作業(yè)： 課后總結(jié)： 金屬工藝學(xué) 教案 33 授課時(shí)間： 班級(jí)： 本課課題：鑄造工藝基礎(chǔ) 教學(xué)目的和要求： ，防止變形和開裂。 。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：鑄件質(zhì)量的控制。 教學(xué)方法：講授法。 課型：理論課 第三節(jié) 鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋 復(fù)習(xí)舊課： 鑄件的凝固與收縮 。 一、內(nèi)應(yīng)力的形成 減少熱應(yīng)力的基本途徑是盡量減少各個(gè)部位間的溫度差，使其均勻地冷卻。 3. 機(jī)械應(yīng)力 它是合金的固態(tài)收縮受到鑄型或型芯的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。 二、鑄件的變形與防止 具有殘余內(nèi)應(yīng)力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通 過變形來減緩其內(nèi)應(yīng)力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。 防止鑄件變形的措施： 使鑄件壁厚均勻、形狀對(duì)稱，采用同時(shí)凝固和反變形。 也可采用時(shí)效處理：自然時(shí)效和人工時(shí)效。 一、鑄件的裂紋與防止 當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂紋。 兩種： 1. 熱烈： 是高溫下形成的裂紋。 影響因素： （ 1） 合金性質(zhì)。 （ 2） 鑄型阻力。 2. 冷裂： 是低溫下形成的裂紋。 二、合金性質(zhì)和含