金属材料5-3.doc

教 案 用 纸
15＿页
学

科
金属材料与热处理
第 5 章 第 3节
课 题 退火与正火
授 课 时 数
2课时
累 计 时 间
30课时
授 课 日 期
12·17
授 课 班 级
数控车50903
教 学 目 的
与 要 求
1、掌握钢的退火与正火的方法和目的。
2、会区分常用的退火方法的不同之处。
3、培养学生分析问题、解决问题的能力。
教 学 重 点
和 难 点
掌握钢的退火与正火的方法和目的
授 课 方 法
讲授
教 具
黑板
执 行 后 摘 记
作为为本课程的开篇，内容讲解没有过细，旨在让学生对c语言这个编程工具有形象性认识，并且通过TC运行环境的介绍提起同学的学习兴趣，基本上完成了教学任务，学生兴趣也很高。

课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
复习引入
10分

新授
20分

师生讨论
10分

观察：拿一根用过的锯条，放在火中烧一下，或在炉中加热到一定温度后，随炉慢慢冷却下来，再弯曲，看看结果怎样？
结论：钢锯条的硬度降低了，塑性提高了。这个过程就是一个简单的退火过程。

一、退火
将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。
退火的主要目的是：
(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
(2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备。
(3)消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。
常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
(1)完全退火 完全退火是将钢加热到完全奥氏体化(Ac3以上30-50℃)，随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。
在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体转变为细小而均匀的平衡组织(铁素体+珠光体)，从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。
完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件。过共析钢不宜采用完全退火，因为过共析钢完全退火需加热到Accm以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。
(2)球化退火 球化退火地将钢加热到Ac1以上20-30℃，保温一定时间，以不大于50℃/h的冷却速度随炉冷却下来，使钢中的碳化物呈球状的工艺方法。

课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤

教师分析讲解
（10分）

学生听讲理解

（10分）

在球状珠光体组织中，渗碳体呈球形的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体之内，如图6-13所示。球状珠光体同片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时工件的变形和开裂倾向小。
球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。
(3)去应力退火 去应力退火是将钢加热到略低于A1的温度(一般取500-650℃)，保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法。其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。
工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度。因此，锻造、铸造、焊接及切削加工后(精度要求高)的工件应采用去应力退火。
由于去应力退火温度低于A1，所以在去应力退火时钢的组织不发生变化，只是消除内应力。
二、正火
正火是将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温适当的时间，在空气中冷却的工艺方法，
正火与退火的目的基本相同，但正火的冷却速度比退火稍快，故正火后得到的珠光体组织比较细，强度、硬度比退火钢高。
正火主要用于如下场合：
(1)改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性。一般认为硬度在160-230HBS范围内的钢材，其切削加工性最好。硬度过高时难以加工，

课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
教师分析讲解
（10分）

学生听讲理解

（10分）

小结
5分
作业
5分
而且刀具容易磨损。硬度过低，切削时容易“粘刀”，使刀具发热而磨损，而且工件的表面质量较低。低碳钢和低碳合金钢退火后的硬度在160HBS以下，切削加工性不良，而正火能适当提高其硬度，改善切削加工性。
(2)正火可细化晶粒，其组织力学性能较高，所以当力学性能要求不太高时，正火可作最终热处理，也能满足普通结构零件的性能要求。
(3)消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作组织准备。
(4)代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火，改善它们的组织结构和切削加工性能。
正火比退火生产周期短，成本低，操作方便，故在可能的条件下应优先采用正火。但在零件形状较复杂时，由于正火的冷却速度较快，有引起开裂的危险，则采用退火为宜。

钢的退火与正火
练习册P22