中职学校《金属加工与实训》全套电子教案(含教学进度计划)(配套教材：高教版中职统编)云天课件

中等职业学校备课教案（共80学时）《金属加工与实训－科目基础常识与技能训练》教师专业班级二O年期教学进度计划（80学时）教学时间教学内容备注周节章节主要教学内容14绪论§1－1－2金属加工概述，课程的性质、任务和教学目标金属材料的强度与塑性金属材料的硬度24§1§2－3－4－1金属材料的韧性金属材料的疲劳强度非合金钢、低合金钢和合金钢34§2－1－2－3－4非合金钢、低合金钢和合金钢铸铁非铁金属新型工程材料简介（可作为阅读材料）44§3－1－2节日机动热处理概述退火与正火54§3－3－4－5－6淬火与回火时效表面热处理与化学热处理热处理新技术简介（可作为阅读材料）64§4－1铸造74§4－1－2铸造锻压84§4－2锻压94§4－3焊接104§5－1金属切削加工基础114§5－2一、机床分类及型号二、钻床及其应用124§5－2三、车床及其应用134§5－2三、车床及其应用四、铣床及其应用144§5－2五、数控机床及其应用154§5－2六、其它机床及其应用164§5－3－4一、特种加工二、先进加工技术生产过程的基础知识一174§5－4生产过程的基础知识二、三、四、五184§5－4生产过程的基础知识六、七194§5－4复习、机动204期末考试小计80本课程全套课件已上传百度文库，请搜索“云天课件”。/p/huzh_002?from=wenku章节緒论备注教学目的知识目标了解金属加工在国民经济中的作用与地位，现状与发展趋势；了解金属加工的主要工种分类与特点；了解金属加工的安全生产规范；了解本课程的性质和任务；

课型新授课技能目标了解本课程的教学目标和学习、训练方法。

学时2日期情感目标激发学生对专业的热爱，培养对机械学科的学习兴趣教学资源多媒体课件、模型机零实物重点本课程的学习目的与要求。本课程的学习特点。难点教学方法演示法讲授法教学过程教学引导教师自我介绍：绪论引入课程：本课程是中等职业学校机械类及工程技术类相关专业的一门基础课程。金属材料由于其具有比其他材料优越的性能,如物理性能、化学性能、力学性能及工艺性能等,广泛地应用于机械制造、工程建设、交通、石油化工、农业、国防等领域。因此,了解金属材料的分类、性能及成形加工过程等知识具有重要意义。

一、金属和金属材料的定义

金属金属材料纯金属和合金

纯金属

合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材料。如碳素钢是由铁和碳组成的合金。二、金属材料的分类工程材料有金属材料和非金属材料两大类，本书只涉及金属材料。金属材料有：钢铁材料、非铁金属（有色金属）材料。三、金属材料在国民经济中的作用和地位

金属材料在国民经济中具有重要的作用和突出的地位,它是人类社会发展的重要物质基础。

人类利用金属材料制作了生产和生活用的工具及设备设施,不断改善人类生存的环境与空间,创造了丰富的物质文明和精神文明。随着金属材料大规模生产及消耗量的上升,极大地促进了人类社会和科学技术的飞速发展。因此,金属材料在国民经济中的地位和作用越来越突出,是促进社会生产力发展的重要基础物资之一。

四、金属材料加工的现状与发展趋势(1)竞相发展非铁金属工业（有色金属工业）。(2)高度重视金属材料的综合利用与开发。(3)加强非金属材料的研发与使用力度。(4)金属加工机床数控化。数字控制技术不仅广泛应用于车、铣、钻、磨和电加工机床上,而且还在各类热加工设备中逐步使用。(5)金属加工技术先进化。激光技术、电子束加工、3D打印技术、机器人技术等等。(6)金属加工过程逐步实现自动化。如：计算机辅助制造(CAM)、柔性制造单元(FMC)等等(7)金属加工生产呈现出绿色制造。

五、金属材料加工的发展历史中国古代：

中国现代：六、金属材料加工的主要工种分类及特点

金属材料加工是指采用合理的加工工艺方法对金属材料进行加工,获得符合设计要求的金属制品的工艺过程。

金属材料加工过程包括将金属材料制成毛坯,将毛坯加工成零件,再将零件装配成部件或机器的整个生产过程。金属加工方法分类主要包括热加工和冷加工两大类。

热加工主要包括铸造、锻压、焊接、热处理等加工方法，它们主要用于生产金属毛坯。热处理是改善金属材料性能和质量的重要工艺方法,它包括预先处理和最终热处理。冷加工主要包括各种机械加工方法如冲压加工、钻削加工、车削加工、刨削加工、铣削加工、磨削加工、拉削加工、数控加工、特种加工等。它们主要用于对各种毛坯或原材料进行精确加工，逐步改变毛坯或原材料的形状、尺

寸及表面质量,使其获得所需精度要求的合格零件。

七、金属材料加工安全生产规范要求安全生产对于金属材料加工行业来说,是一项非常重要的教育内容。忽视安全生产，不仅会对人体造成伤害，而且还会给企业、社会和国家造成经济损失。因此，对于从事金属材料加工行业的工作人员来说，一定要将“安全第一，

预防为主”的思想放在第一位，牢固树立安全生产意识，并在实习或实训中积极落实安全生产制度。

八、金属材料加工与实训的性质与任务本课程的性质是中等职业学校加工制造类相关专业的一门专业基础课程。其主要任务是使学握必备的金属材料、热处理、金属加工工艺知识和技能；培养学生分析问题和解决问题的能力，具备继续学习专业技术的能力；培养其在加工制造类专业领域的基本从业能力；贯穿职业道德和职业意识的培养，形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。

组织教学：清点人数，整顿秩序现代加工精彩视频展示课堂练习与评价：举例说明什么是冷加工和热加工？课外作业：课堂小结：绪论一、金属和金属材料的定义金属、金属材料纯金属和合金

二、金属材料的分类工程材料有金属材料和非金属材料两大类，本书只涉及金属材料。金属材料有：钢铁材料、非铁金属（有色金属）材料。三、金属材料在国民经济中的作用和地位

金属材料在国民经济中具有重要的作用和突出的地位,是人类社会发展的重要物质基础。

四、金属材料加工的现状与发展趋势五、金属材料加工的发展历史六、金属材料加工的主要工种分类及特点主要包括热加工和冷加工两大类。七、金属材料加工安全生产规范要求八、金属材料加工与实训的性质与任务教学反思：章节第1章金属材料的力学性能第一节金属材料的强度与塑性备注知识目标理解金属材料的力学性能及强度、塑性的概念；课型新授课技能目标理解拉伸试验过程学时2日期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点掌握常用的强度、塑性指标及应用难点拉伸试验及曲线、强度指标的建立过程教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导导入新课:本章主要介绍金属材料力学性能指标的分类、含义、使用范围等内容。金属材料性能金属材料在给定外界条件下的抵抗能力。

第一节金属材料的强度与塑性一、力学性能的概念力学性能：是指金属材料在外力作用下表现出来的一系列性能指标，又称机械性能。内力：导致物体内部之间产生的相互作用的力，单位N；

应力：单位面积上的内力；

应变：由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化。

金属材料的力学性能,是评定金属材料质量的主要依据,也是金属构件设计时选材和进行强度计算的主要依据。

二、拉伸试验过程分析拉伸试验:强度、塑性指标获得的方法.

试样、试验机

拉伸曲线载荷F和伸长量⊿L之间的关系曲

拉伸曲线的几个变形阶段：

三、强度强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力.1.屈服强度和规定残余延伸强度

屈服强度表示在外力作用下，材料刚开始产生塑性变形时的最小应力值，以ReL表示，即:屈服强度是工程技术上重要的力学性能试验指标之一,也是大多数机械零件选材和设计的依据。残余延伸强度一些脆性材料（如高碳钢、铸铁等）,没有明显的屈服现象，可用残余延伸强度来代替其屈服强度。

2.抗拉强度

抗拉强度是指拉伸试样拉断前所承受的最大标称拉应力,用符号Rm表示。

抗拉强度也是工程技术上重要的力学性能试验指标之一,是脆性材料（如铸铁等）零件选材和设计的依据。四、塑性塑性是金属在外力作用下，断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。塑性指标也由拉伸曲线试验数据确定，有断后伸长率和断面收缩率两个指标。

1.断后伸长率试样拉断后标距长度的伸长量与其原始标距之比值的百分率，用符号A表示。

2.断面收缩率试件拉断后断口处（缩紧处）横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，用符号Z表示。

材料的塑性表示材料在断裂前能够发生塑性变形的程度，影响材料的加工性能，通常要求机械零件要具有一定的塑性。组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价：按照右图说明力－伸长曲线转折点的含义。课外作业：课堂小结：第一节金属材料的强度与塑性一、力学性能的概念力学性能、内力、应力、应变；金属材料的力学性能,重要性二、拉伸试验过程分析拉伸试验、拉伸曲线三、强度强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力.1.屈服强度和规定残余延伸强度2.抗拉强度四、塑性是金属在外力作用下，断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。塑性指标也由拉伸曲线试验数据确定，有断后伸长率和断面收缩率两个指标。

1.断后伸长率2.断面收缩率

材料的塑性表示材料在断裂前能够发生塑性变形的程度，影响材料的加工性能，通常要求机械零件要具有一定的塑性。教学反思：

章节第二节金属材料的硬度第三节金属材料的韧性第四节金属材料的疲劳强度备注教学目的知识目标理解金属材料韧性、疲劳强度的概念；课型新授课技能目标理解冲击试验、度试验过程学时2日期情感目标培养学生的专业素养教学资源多媒体课件模型机零实物重点掌握韧性、疲劳强度指标及应用难点疲劳试验教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导复习导入：1.拉伸试验是怎么确定屈服强度的？写出其计算式。2.金属材料具有一定的塑性有什么好处？第二节金属材料的硬度硬度是衡量软硬程度的指标，表示抵抗局部变形和破坏的能力，是重要的力学性能指标之一。

硬度指标分类：洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度，其中应

用最广泛的是洛氏硬度HRC和布氏硬度HB。

硬度应用广泛：试验基本上不损伤工件,操作简便、迅速,可

直接在工件上进行测试；同时,硬度又是一项综合力学性能指标,硬度高低与强度和塑性、耐磨性相关。

试验方法：车间现场常用压入法测定硬度，也有其它方法。一、布氏硬度（HBW）

布氏硬度试验原理是用一定直径的硬质合金球,加载并卸除试验力,测量试样表面的压痕直径d,然后根据压痕直径d计算其硬度值的方法。

布氏硬度指标HBW

布氏硬度标注布氏硬度试验的特点及应用试验时金属材料表面压痕大,能在较大范围内反映被测金属材料的平均硬度,测得的硬度值比较准确,数据稳定。但由于压痕较大,对金属表面的损伤较大,不宜测定太小或太薄的试样。布氏硬度试验主要用于测定原材料的硬度,如铸铁、非铁金属、经退火处理或正火处理的金属材料及其半成品。

二、洛氏硬度（HR）

洛氏硬度其试验原理是将锥角为120°的金刚石圆锥体

或球(淬火钢球或硬质合金球)，分两步加载压入试样表面,根据试样残余压痕深度增量来衡量试样硬度的大小。

洛氏硬度指标有三个标尺：HRA、HRB、HRC（多用）

洛氏硬度标注50HRC

洛氏硬度试验特点及应用：硬度试验压痕小，表面损伤小，试验操作简便,直接读取硬度值。但硬度值的准确性不如布氏硬度高。洛氏硬度是生产中广泛应用的一种硬度试验方法，HRC标尺多用于测定淬火钢、工具（刃具、量具、模具）的成品或半成品零件的硬度。三、维氏硬度（HV）维氏硬度维氏硬度的测定原理维氏硬度指标HV5-1000，一个指标从极软到极硬拉通。

维氏硬度标注如：640HV30

维氏硬度试验特点及应用：维氏硬度试验法适用范围宽,从很软的材料到很硬的材料都可以测量,其测量结果精确可靠。但测取维氏硬度操作较麻烦，对试样表面的质量要求也高,测量效率较低。维氏硬度试验主要用于精密、极薄板、渗碳层深度以及科研实验室等场合。第三节金属材料的韧性

韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。

冲击试验金属材料韧性的大小通常采用吸收能量K(单位为焦耳)指标来衡量,而测定金属材料的吸收能量,通常采用夏比摆锤冲击试验方法来测定。一、夏比摆锤冲击试样

夏比摆锤冲击试样有V形缺口试样和U形缺口试样两种，冲击实验装置示意图。

二、夏比摆锤冲击试验方法

夏比摆锤冲击试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。

韧性指标：冲击功KV2=Epv1–Epv2

三、温度对吸收能量的影响

冷脆现象：当温度越低时，金属材料的韧性下降，脆性就增大。第四节金属材料的疲劳强度一、疲劳现象循环（交变）应力

疲劳现象部分机械零件(如轴、齿轮、弹簧等)是在循环应力作用下工作的。零件在低于材料的屈服强度的循环应力作用下,经过一定工作时间后会发生突然断裂,这种现象称为金属材料的疲劳。注意：疲劳破坏不同于零件一次超载引起的强度破坏。疲劳断口疲劳断口特征明显，有疲劳源、疲劳裂纹扩展区（光滑、面积较大）、最后脆断区（粗糙新断，面积较小）。

疲劳破坏的危害在工作应力低于正常值下发生突然断裂，断前无预兆，易造成严重事故。机器零件损坏中的80%是疲劳破坏。二、疲劳强度

金属材料在循环应力作用下能经受无限多次循环而不的最大应力值称为金属材料的疲劳强度。疲劳试验：对结构钢，疲劳强度约为其抗拉强度的二分之一。

防止零件发生疲劳破坏的措施：影响疲劳强度的因素很多,在设计时在结构上注意避免零件应力集中；通过改善零件表面粗糙度值和表面残余应力状态，减小缺口效应，从而提高零件的疲劳强度。

组织教学：清点人数，整顿秩序如：淬火硬度50HRC、刀具硬度62HRC课堂练习与评价：请你写出所学力学性能指标的计算公式。课外作业：课堂小结：第二节金属材料的硬度硬度是衡量软硬程度的指标，表示抵抗局部变形和破坏的能力，是重要的力学性能指标之一。硬度指标分类：洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度。一、布氏硬度（HBW）

布氏硬度试验原理、布氏硬度指标HBW、布氏硬度标注、布氏硬度试验的特点及应用二、洛氏硬度（HR）

洛氏硬度其试验原理、洛氏硬度指标有三个标尺：HRA、HRB、HRC（多用）

洛氏硬度标注50HRC、洛氏硬度试验特点及应用三、维氏硬度（HV）维氏硬度维氏硬度的测定原理、维氏硬度指标HV5-1000，、维氏硬度标注如：640HV30

维氏硬度试验特点及应用：第三节金属材料的韧性韧性冲击试验一、夏比摆锤冲击试样夏比摆锤冲击试样有V形缺口试样和U形缺口试样两种

二、夏比摆锤冲击试验方法

夏比摆锤冲击试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。韧性指标：冲击功

三、温度对吸收能量的影响第四节金属材料的疲劳强度一、疲劳现象循环（交变）应力、疲劳现象、疲劳断口、疲劳破坏的危害二、疲劳强度金属材料在循环应力作用下能经受无限多次循环而不的最大应力值称为金属材料的疲劳强度。疲劳试验、防止零件发生疲劳破坏的措施教学反思：章节第2章常用工程材料第一节非合金钢、低合金钢和合金钢备注知识目标理解各类钢的定义和分类课型新授课技能目标理解非合金钢的性能特点了解非合金钢的的应用范围学时2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点建立典型零件与典型工程材料之间的关系难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导第2章常用工程材料导入新课:本章主要介绍工程材料的分类、性能及应用范围等内容。学习过程中的主要任务包括:

第一，了解各类工程材料的定义和分类;第二，了解各类工程材料的性能特点;第三，了解常用工程材料的应用范围，建立典型零件与典型工程材料之间的关系的对应关系。工程材料是指在生活、生产和科技领域中，用于制造结构件、机器、工具和功能部件的各类材料的统称。

工程材料的类别按其特性，可分为金属材料和非金属材料。第一节非合金钢低合金钢和合金钢钢：铁碳合金（碳的质量分数＜2.11%），还含有硫(S)、磷(P)、硅(Si)、锰(Mn)等杂质元素。杂质元素对钢的影响：硅、锰是有益元素，能提高钢的强度、硬度；而硫、磷是有害元素，造成钢的脆性，其中S造成钢的热脆，P造成钢的冷脆，其含量决定钢的质量。

加入各种合金元素的目的是为了满足各种特殊性能要求。一、非合金钢的分类、牌号及用途1.非合金钢的分类

钢的类别主要按钢的化学成分、钢的品质、钢的用途来分类。（1）非合金钢（碳素钢）按化学成分分类铁+碳+杂质低碳钢碳的质量分数wc＜0.25％

中碳钢碳的质量分数wc＝0.25％～0.6％

高碳钢碳的质量分数wc＞0.6％

（2）按钢的品质分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类）普通质量钢有害杂质硫、磷的含量较多。如：Q235。

优质钢有害杂质硫、磷的含量较低。如：45、T7。

特殊质量钢有害杂质硫、磷的含量控制严格。如：T7A、T12A。

（3）按用途分类结构钢主要用于制造工程结构、桥梁、建筑结构和机器零件等，一般为低、中碳钢。如：建筑钢筋（Q235）、机器零件(65Mn)等工具钢主要用于制造各种刃具、模具和量具。一般为高碳钢。如：锉刀（T12）等（4）钢的其它分类方法

如按专业分：锅炉、桥梁等等。通过工程材料的牌号一般能大致了解钢铁的“类别、化学成分、质量、性能、热处理方法和用途”等信息。2.非合金钢（碳钢）的牌号及用途

（1）碳素结构钢的牌号及用途

牌号：例如Q235AF，表示屈服强度为235MPa的A级质量的碳素结构钢，属于沸腾钢。常用牌号：Q195-Q275，典型：Q235

质量：普通质量，也分A、B、C、D等级，A级最低

脱氧程度：F、Z（省）、TZ

用途：此类钢塑性好，可焊性好，通常不热处理，用于受力不大的非重要场合。如：一般建筑钢筋、钢板、要求不高的小轴、螺钉垫圈等标准件。（2）优质碳素结构钢的牌号及用途牌号：用两位平均碳的质量分数的万分数表示。如：45号钢表示平均碳的质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。质量全是优质钢。

用途：大量用作一般机器零件，一般要通过热处理强化零件（20、25渗碳、中碳钢可调质）。如：冲压件、轴、齿轮、受力的螺纹标准件等等。（3）其它专用优质非合金钢的牌号及用途

1）铸造碳钢：

牌号：如：ZG200-400，“ZG”表示“铸钢”的拼音字头，200、400分别表示铸钢的屈服强度和抗拉强度的Mpa值。

用途：主要用于形状复杂适合铸造、力学性能要求较高又不能用铸铁的大型机器结构。如：机器横梁、箱体、大型齿轮等等。

2）其它专用钢：主要有易切削钢、锅炉用钢、焊接用钢等。（4）碳素工具钢的牌号及用途

牌号：碳素工具钢的碳的质量分数在0.7%～1.4%。其牌号以“T”后面加数字表示钢中平均碳的质量分数的千分数；有优质钢和高级优质钢两类，若是高级优质碳素工具钢，则在数字后面加“A”，如T10A等。

用途：用作一般工具（刃具、量具），都要通过热处理提高硬度及耐磨性。如：榔头、手锯条、锉刀、低档游标卡尺等等。

组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价：试从钢的类型、碳的质量分数、质量、性能、用途方面识读下列钢的牌号。Q23545T12课外作业：课堂小结：第一节非合金钢低合金钢和合金钢钢的定义及分类、杂质元素对钢的影响一、非合金钢的分类、牌号及用途1.非合金钢的分类

钢的类别主要按钢的化学成分、钢的品质、钢的用途来分类。2.非合金钢（碳钢）的牌号及用途

（1）碳素结构钢的牌号及用途

牌号：例如Q235AF，表示屈服强度为235MPa的A级质量的碳素结构钢，属于沸腾钢。常用牌号：Q195-Q275，典型：Q235

质量、脱氧程度、用途、普通质量（2）优质碳素结构钢的牌号及用途牌号：用两位平均碳的质量分数的万分数表示。如：45号钢表示平均碳的质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。质量全是优质钢。

用途：（3）其它专用优质非合金钢的牌号及用途1）铸造碳钢：2）其它专用钢：

（4）碳素工具钢的牌号及用途

牌号：碳素工具钢的碳的质量分数在0.7%～1.4%。其牌号以“T”后面加数字表示钢中平均碳的质量分数的千分数；有优质钢和高级优质钢两类，若是高级优质碳素工具钢，则在数字后面加“A”，如T10A等。

用途：注意：可以从钢牌号－类别－含碳量－质量－（组织）－热处理－应用等方面来全面认识钢的典型牌号。教学反思：章节第一节非合金钢、低合金钢和合金钢备注知识目标理解低合金钢和合金钢的分类课型新授课技能目标理解低合金钢与合金钢的性能特点了解低合金钢与合金钢的的应用范围学时2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点建立典型零件与典型工程材料之间的关系难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导复习导入:1.优质碳素结构钢和碳素工具钢从含碳量上看，有什么不同？2.请你从牌号－类别－含碳量－质量－应用上分析下两个碳素钢的牌号：45T12A第一节非合金钢低合金钢和合金钢二、低合金钢的分类、牌号及用途低合金钢合金总量较低（成本低），焊接性较好，性能优于碳素钢；主要用于重要的工程结构。主加元素为：Si、Mn、P、Cu等。1.低合金钢的分类

按低合金钢的质量等级分，可分为普通、优质和特殊质量；按用途低合金高强度结构钢、低合金耐候钢、低合金专用钢。

2.低合金钢的牌号及用途

（1）低合金高强度结构钢

牌号：与碳素结构钢的牌号基本一致，不同的是屈服强度值较高。如：Q345－Q690。

性能与用途：与碳素结构钢相比，有较高的强度、韧性、耐腐蚀性及焊接性。价格稍高。大量用作较重要的建筑、桥梁、船舶、容器等等。（2）低合金耐候钢（3）低合金专用钢

三、合金钢的分类、牌号及用途合金钢种类较多，在工业上具有重要用途。它具有高强度、高硬度、高耐磨性及特殊的物理、化学性能等；价格较高；用于制作重要的机器零件工、量、模具等。大多需要热处理后使用。1.合金钢的分类

1）按钢的质量分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类）

优质钢硫、磷的含量较低，如：20CrMnTi、40Cr等。

特殊质量钢硫、磷的含量控制严格。如：38CrMoA、W18Cr4V等。（2）按用途分类

结构钢主要用于制造重要的机器零件等，一般为低、中碳钢。如：轴、齿轮(40Cr)、弹簧（60Si2Mn）等。

工具钢主要用于制造各种重要的刃具、模具和量具。一般为高碳钢。如：高速钢(W18Cr4V)等。

特殊性能钢具有特殊物理化学性能的钢。如：不

锈钢、耐热钢、耐磨钢等。2.合金钢牌号及用途

（1）合金结构钢的牌号牌号：如：20Cr、45Mn2、38CrMoA等，是在优质碳素结构钢基础上加上合金元素组成。

两位数字表示碳的质量分数为万分之几，合金元素符号后的数字表面该元素的质量分数为几%（含量小于1.5%省略不标）；后面的A表示高级优质钢，无A表示优质钢。用途：合金渗碳钢20Cr、20CrMnTi，活塞销、汽车齿轮等。

合金调质钢40Cr、45Mn2，主轴、重要齿轮、连杆、曲轴等。

合金弹簧钢60Si2Mn，大尺寸弹簧、板簧等。

（2）滚动轴承钢

牌号：典型：GCr15、GCr15SiMn，G是滚动轴承钢的拼音字头，都是高碳钢（碳的质量分数省略不标），Cr元素的质量分数为千分之1.5。都是高级优质钢（省略）。

用途：制造各类滚动轴承的内、外圈和滚动体，也可以制造工、量具等。

注意：滚动轴承钢是一种专用钢，滚动轴承虽然是机器零件，但其工作性质决定需要高耐磨的性能，因此滚动轴承钢就与合金工具钢类似，也能制造工具。（3）合金工具钢

牌号：典型：9SiCr、CrWMn、W18Cr4V。首位数字是碳的质量分数为千分之几（大于1%省略不标）；后面是合金元素及其含量（几%，含量≤1.5%省略含量不标）；都是高级优质钢（省略）。

用途：低合金工具钢9SiCr、CrWMn，低速、复杂的切削刀具，如丝锥、板牙、机铰刀、量具、冷作模等。

高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2，红硬性600°C，各类中速切削刀具，如车刀、铣刀、齿轮滚刀等。（4）特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢

不锈钢：如：1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、2Cr13，牌号与合金结构钢表示方法相同，只是当碳的质量分数很低时，用0或00表示。主要用于耐腐蚀要求的零件及工具，也用于装饰材料。如医疗器械、化工机械、厨具等。耐热钢：如：2Cr21Nil2N，牌号与合金结构钢表示方法相同。主要用于高温环境下工作的机件。如发动机排气门、锅炉燃烧部件等。耐磨钢（高锰钢）：如：ZGMn13，因为耐磨钢一般铸造后就使用，所以用“ZG”表示。主要用于强烈磨损的场合。如，履带、铲齿等。四、钢铁及合金牌号统一数字代号体系（略）组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价：试从钢的类型、碳的质量分数、质量、热处理、性能、用途方面识读下列钢的牌号。20CrMnTi40CrW18Cr4VGCr151Cr18Ni9课外作业：课堂小结：第一节非合金钢低合金钢和合金钢二、低合金钢的分类、牌号及用途1.低合金钢的分类2.低合金钢的牌号及用途低合金高强度结构钢

牌号、性能与用途：与碳素结构钢的牌号基本一致，不同的是屈服强度值较高。如：Q345－Q690。三、合金钢的分类、牌号及用途合金钢含义1.合金钢的分类1）按钢的质量分类（2）按用途分类

2.合金钢牌号及用途

（1）合金结构钢的牌号牌号组成、用途合金渗碳钢20Cr、20CrMnTi，活塞销、汽车齿轮等。合金调质钢40Cr、45Mn2，主轴、重要齿轮、连杆、曲轴等。合金弹簧钢60Si2Mn，大尺寸弹簧、板簧等。

（2）滚动轴承钢

（3）合金工具钢

牌号：典型：9SiCr、CrWMn、W18Cr4V。用途：低合金工具钢9SiCr、CrWMn，低速、复杂的切削刀具，如丝锥、板牙、机铰刀、量具、冷作模等。

高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2，红硬性600°C，各类中速切削刀具，如车刀、铣刀、齿轮滚刀等。（4）特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢注意：可以从钢牌号－类别－含碳量－质量－（组织）－热处理－应用等方面来全面认识钢的典型牌号。教学反思：章节第二节铸铁第三节非铁金属备注知识目标理解铸铁的分类，了解非铁金属课型新授课技能目标理解常用铸铁的性能特点了解常用铸铁、非铁金属的应用范围学时2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点建立典型零件与典型工程材料之间的关系难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导复习导入:1.大家讨论一下合金钢的质量是怎么表达的？2.请你从牌号－类别－含碳量－质量－应用上分析下两个合金钢的牌号：40CrW18Cr4V第二节铸铁一、铸铁概述铸铁是碳的质量分数为2.11%~6.69%，硫、磷、硅、锰等杂质元素含量较高的铁碳合金。主要用于形状较复杂的箱体、机座、带轮等零件。

铸铁的性能优：具有良好的铸造性能、耐磨性、减摩性、减振性和切削加工性，而且加工成本低，应用广泛。缺：铸铁由于强度低，塑性及韧性较差。

铸铁的分类：按铸铁中碳（石墨）的分布形式分类。1.铸铁的石墨化及影响因素

铸铁组织中的碳主要是以石墨的形态出现的，铸件组织可以认为是“钢基体+石墨”，铸铁中石墨的形态及分布，对铸铁性能有很大的影响。

铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为铸铁的石墨化。影响石墨化的因素：化学成分和冷却速度。2.铸铁的分类

根据碳在铸铁中存在的形式不同铸铁可分为以下几种铸铁：常用白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁，此外，还有蠕墨铸铁、合金铸铁。二、常用铸铁的牌号和用途1.灰铸铁的牌号和用途

特征：铸件中碳以“片状石墨”形态出现，且断口呈浅灰色。

性能：灰铸铁虽然力学性能不好，抗拉强度低、脆性大，但与钢相比，还有其它优良性能：抗压强度好、切削加工性好、耐磨性好、铸造性好、减震性好、小的缺口敏感性等。

牌号：HT100、HT200……HT350等八个牌号，HT是“灰铁”的拼音字头，后面数字是抗拉强度（如200MPa）

用途：灰铸铁价格低廉、产量大，广泛用于机床床身、机座、缸体、箱体、手轮等形状复杂，要求不高的零件。2.球墨铸铁的牌号和用途

特征：铸件中碳以“球状石墨”形态出现。

性能：球墨铸铁是近几十年发展起来的高强度铸铁，力学

性能比其它铸铁好（接近于钢），且保留了铸件的全部优点。

牌号：QT400-15等，QT是“球铁”的拼音字头，后面数字是抗拉强度和伸长率。

用途：能实现“以铁代钢”。用于形状复杂、受力复杂的机器零件、薄壁件等场合。如：曲轴、连杆、凸轮、阀门、井盖等等。3.可锻铸铁的牌号和用途

特征：铸件中碳以“团絮状石墨”形态出现。牌号：KHT330-08等，KT是“可铁”的拼音字头，H是黑心可铁，Z是珠光体可铁，后面数字是抗拉强度和伸长率。

用途：主要用于受力较大、且壁薄的零件。如车辆后桥壳体、阀门、井盖等。注意：可锻铸铁不可锻，且大多被球墨铸铁取代。4.蠕墨铸铁的牌号和用途

牌号：RuT420等，RuT是“蠕铁”的拼音字头.。

用途：主要用于受力较大、导热性较好的机床立柱、柴油机汽缸盖、排气管等。

5.合金铸铁的牌号和用途类别：有耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等类型。

用途：主要用于上述特殊场合。如机床导轨、炉底板、化工管道等。第三节非铁金属非铁金属（有色金属）：除钢铁材料以外的其它金属材料。因冶炼成本较高，产量和使用远不如钢铁材料，但非铁金属有许多优良的物理、化学性能，使用也日益广泛。如：铝合金、铜合金、钛合金、硬质合金等等。一、铝及铝合金的性能分类、牌号和用途

我国变形铝及铝合金牌号表示法有国际四位数字体系和四位字符体系两种命名方法。国际四位数字体系牌号，对于命名为国际四位数字体系牌号的变形铝合金，应按四位数字体系。1.纯铝轻金属（密度2.72g/cm3），导电、导热，低熔点（660°C）、抗氧化、塑性好，但强度、硬度低。

牌号：1xxx、1Axx（旧L1~L6）。如：1A97。

用途：工业纯铝，主要用作导电、导热材料。2.铝合金在纯铝中加入一种或几种其它元素形成的合金，如铜、硅、镁、锰、锌等。铝合金的分类、牌号及应用

二、铜及铜合金的性能分类、牌号和用途铜，在地球上的储量较少，但铜合金是人类历史上最早使用的金属材料。工业上使用的主要有纯铜、黄铜、青铜和白铜。

铜元素，重金属（密度8.9g/cm3），导电性和导热性好，抗氧化、塑性好，强度、硬度低。

1.工业纯铜的性能、牌号和用途

牌号：如T1、T2、T3，工业纯铜，呈玫瑰红色，又叫紫铜、电解铜。

用途：主要用作导电、导热材料。

2.铜合金的性能、牌号和用途

三、轴承合金制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。

对轴承合金的要求：足够的强韧性；较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，较小的摩擦系数，好的耐磨性和磨合性。

轴承合金的常用类型：（1）锡基轴承合金（锡基巴氏合金）

（2）铅基轴承合金（铅基巴氏合金）（3）铝基轴承合金

四、钛合金

钛合金是一种新型材料，重量轻、强度高，价格贵，目前多用于航空业，有人称为是下个世纪的钢。

1.纯钛

轻金属（密度4.5g/cm3），熔点高1677°C，耐腐蚀，塑性好，比强度高，工艺性能好。2.钛合金钛合金可分为型钛合金、型钛合金和+型钛合金三类。五、硬质合金硬质合金的制备方法：是以WC、TiC等金属化合物粉末为原料，以金属Co为粘接剂，通过高温烧结而成的。

1.硬质合金的性能特点

优点与高速钢相比：硬质合金具有高硬度、高耐磨（高15~20倍）、高热硬性（达800~1000°C）、高的抗压强度。

缺点抗弯强度较低、冲击韧性差、导热性差等不足。2.硬质合金的分类、代号及用途

硬质合金按用途可分为切削工具、地质矿山、耐磨零件等不同类别。

按用途分：P、M、K、N、S、H等六大类。同组内，按耐磨性的韧性的不同再分组：01、02、10、20、……30组织教学：清点人数，整顿秩序、课堂练习与评价：说明灰铸铁有突出优点和突出缺点？怎么区别各种铸铁的牌号？课外作业：课堂小结：第二节铸铁一、铸铁概述铸铁、铸铁的性能、铸铁的分类。1.铸铁的石墨化及影响因素“钢基体+石墨”、影响石墨化的因素：

2.铸铁的分类常用白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁。二、常用铸铁的牌号和用途1.灰铸铁的牌号和用途特征、性能、牌号、用途

2.球墨铸铁的牌号和用途特征、性能、牌号、用途

3.可锻铸铁的牌号和用途特征、牌号、用途第三节非铁金属一、铝及铝合金的性能分类、牌号和用途1.纯铝2.铝合金

二、铜及铜合金的性能分类、牌号和用途工业上使用的主要有纯铜、黄铜、青铜和白铜。

1.工业纯铜的性能、牌号和用途2.铜合金的性能、牌号和用途

三、轴承合金制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。轴承合金的常用类型：

四、钛合金

1.纯钛2.钛合金五、硬质合金1.硬质合金的性能特点优点、缺点

2.硬质合金的分类、代号及用途

硬质合金按用途可分为切削工具、地质矿山、耐磨零件等不同类别。教学反思：

章节第3章钢的热处理第一节热处理概述第二节退火与正火备注知识目标了解金属材料热处理的概念、目的、原理、分类及应用；理解退火、正火的目的、方法及应用；课型新授课技能目标了解退、正火的应用范围学时2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点四把火的应用场合难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导第3章钢的热处理导入新课:钢经历过加热、保温和冷却这三个阶段后，钢的性能可以发生奇妙的改变，就可以大大的扩展了钢的用途。本章主要介绍钢的热处理的概念、目的、原理、分类和应用范国等内容。钢的热处理把钢加热、保温、冷却，通过改变钢的内部组织，来达到改变（强化）钢的性能的一种工艺方法。

钢热处理的目的

（1）强化作用：合理地改善零件的组织和性能，提高零件的质量和使用寿命，最大限度地挖掘钢材的使用潜力和经济价值。

（2）改善钢的加工工艺性能：通过热处理还可以降低材料硬度、提高塑性，达到改善工艺性能（如切削加工性、冲压性）的目的，如退火等等。钢热处理的应用热处理在机械制造中占有重要的地位，绝大多数的机械零件都需要进行热处理。第一节热处理概述一、热处理概念钢的热处理把钢加热、保温、冷却，通过改变钢的内部组织，来达到改变（强化）钢的性能的一种工艺方法。二、热处理工艺的分类

热处理方法种类很多，主要有整体热处理、表面热处理、化学热处理。三、热处理原理

加热、保温：将钢加热到临界温度以上保温一定时间，使其全部或部分转变成奥氏体组织。冷却：将加热保温后的钢（奥氏体组织）采用适当的方式（炉冷、空冷、水冷或油冷等方式）冷却到室温，得到需要的各种组织（珠光体类、贝氏体类、马氏体等显微组织）。

对零件进行热处理，一般不改变工件的尺寸，而是改变工件的显微组织或表层的化学成分或组织，来达到改变工件力学性能的目的。*四、铁碳合金相图

铁碳合金相图又称铁碳合金状态图，它是表示平衡状态下不同化学成分的铁碳合金在不同温度时所具有的组织和状态的图形。金属材料在加热或冷却过程中，发生相变的温度称为临界点(或相变点)。铁碳合金相图中A1、A3、Am线是在平衡条件(缓慢加热或缓慢冷却)下测得的。

第二节退火与正火退火与正火是钢铁材料常用的两种基本热处理工艺方法，主要用来处理毛坯件(如铸件、锻件、焊件等)，为以后的切削加工和最终热处理作组织准备。因此，退火与正火通常又称为预备热处理。对一般铸件、锻件、焊件以及性能要求不高的工件来讲，正火也可作为最终热处理。

一、退火

1.退火的概念和目的

退火是将工件加热到适当温度，保温一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。在机械零件的制造过程中，一般将退火作为预备热处理工序，并安排在粗加工之前。

退火的目的是降低钢铁材料的硬度，提高其塑性，改善其切削加工性能和锻压加工性能；细化钢铁材料的组织，均匀其化学成分；消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂；为钢铁材料进行后续加工或热处理作准备。

2.退火的方法和应用二、正火1.正火的概念和目的

正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。

正火与退火的比较一般加热温度比退火高；冷却速度比退火快，过冷度较大，因此正火后得到的组织比较细，强度和硬度比退火高些。另外，正火与退火相比具有操作简便、生产周期短、生产效率高、生产成本低的特点。

正火的目的是细化晶粒，提高钢铁材料的硬度，消除钢铁材料中的网状碳化物(或渗碳体)并为淬火、切削加工等后续工序作组织准备。2.正火的方法和应用①②③④组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价：全面比较退火与正火的异同。课外作业：课堂小结：钢的热处理、钢热处理的目的（1）强化作用（2）改善钢的加工工艺性能：

第一节热处理概述一、热处理概念钢的热处理把钢加热、保温、冷却，通过改变钢的内部组织，来达到改变（强化）钢的性能的一种工艺方法。二、热处理工艺的分类

热处理方法种类很多，主要有整体热处理、表面热处理、化学热处理。三、热处理原理

加热、保温、冷却第二节退火与正火一、退火

1.退火的概念和目的退火、退火的目的2.退火的方法和应用二、正火1.正火的概念和目的

正火、正火与退火的比较、正火的目的2.正火的方法和应用教学反思：章节第三节淬火与回火备注知识目标了解钢的淬火与回火的概念、目的、原理、分类及应用；了解钢的时效处理理解热处理的目的、方法及应用；课型新授课技能目标了解钢淬火与回火的应用范围学时2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点四把火的应用场合难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导复习导入:1对钢进行热处理的目的是什么？2.比较退火与正火，为什么低碳钢常用正火改善切削加工性？第三节淬火与回火淬火与回火淬火是为了提高钢的硬度（强化钢），但淬火后工件需及时回火，以稳定组织与尺寸，防止工作变形与开裂。

一、淬火1.淬火的概念和目的

淬火是指工件加热奥氏体化后以较快的冷却方式，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。马氏体是碳或合金元素在a-Fe中的过饱和固溶体，是单相亚稳定组织，硬度较高，用符号M表示。马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数，马氏体中碳的质量分数越高，其硬度也越高。淬火的主要目的是使钢铁材料获得马氏体（或贝氏体）组织，提高钢铁材料的硬度和强度，并与回火工艺合理配合，获得需要的使用性能。2.淬火工艺原理

（1）淬火的加热温度

不同的钢种其淬火加热温度不同。非合金钢的淬火加热温度可由铁碳合金相图确定。

亚共析钢淬火加热温度为Ac3以上30~50℃，因为在此温度范围内，可全部获得细小的奥氏体晶粒，淬火后得到均匀细小的马氏体组织。

共析钢和过共析钢淬火加热温度为Ac1以上30~50℃，此时钢材中的组织为奥氏体加碳化物(或渗碳体)颗粒，淬火后可以获得细小的马氏体组织和球状碳F+PiPP+Fe，Cn化物(或渗碳体)，能够保证钢材淬火后获得高硬度和高耐磨性。

如果加热温度超出上述范围，都会使钢淬火后带来缺陷。

（2）加热时间

升温与保温时间（3）淬火速度钢淬火的最佳效果：淬火得到马氏体组织（特别是工件芯部），又要防止工件变形与开裂。

钢的C曲线:C鼻尖、Ms线、Mt线。

钢的理想淬火冷却速度在C曲线鼻尖附近要快冷，防止出现非马氏体组织，在Ms附近要慢冷，以防止工件变形与开裂。

水：冷速快，易淬透，但Ms附近也太快，工件易变形与开裂。只适合于碳钢小零件的淬火。

油：冷速不如水快，不易淬透，但Ms附近冷速理想，工件不易变形与开裂。适合于淬透性本来就较好的合金钢。（合金元素使C曲线右移）。

3.淬火方法和应用

根据钢材化学成分及对组织、性能和钢件尺寸精度的要求，在保证技术要求规定的前提下，应尽量选择简便、经济的淬火方法。常用的淬火方法有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。二、回火1.回火的概念和目的

回火是指工件淬硬后，加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。回火是在淬火之后进行的，通常也是零件进行热处理的最后一道工序。

回火目的

1）消除淬火后的残余内应力2）稳定组织、稳定尺寸

3）调节钢的力学性能

随着回火温度的提高，钢的内应力逐渐消失，韧性、塑性提高，而硬度、强度逐渐下降。2.回火的方法和应用

根据钢材在回火过程中的温度范围回火的方法和应用，可将回火分为三种:低温回火、中温回火和高温回火。

1）低温回火（150~250°C）

用途：高碳钢制造的各种工具、量具和模具，滚动轴承，及其它耐磨零件。

目的：降低淬火内应力，提高韧性，同时保持高硬度和耐磨性。

组织：回火马氏体，58~62HRC。

2）中温回火（250~450°C）

组织：回火托氏体，35~50HRC。

目的及用途：具有高的弹性极限、屈服强度和一定的韧性。主要用于制造各类较大尺寸的弹簧。3）高温回火（500~650°C）淬火+高温回火＝调质

目的：中碳钢调质后获得了较合理的硬度、强度、塑性和韧性，具有良好的综合力学性能。

用途：调质广泛用于受力复杂，抗疲劳破坏，需要较好综合力学性能的螺栓、连杆、齿轮、主轴等重要零件的热处理。

组织：回火索氏体，200~330HBW。组织教学：清点人数，整顿秩序马氏体显微组马氏体显微组织课堂练习与评价：没有经过淬火的钢就直接进行回火，会得到什么结果？说明淬硬性与淬透性的区别。如果把刀具淬火后进行高温回火，会有什么问题？课外作业：课堂小结：第三节淬火与回火淬火与回火淬火是为了提高钢的硬度（强化钢），但淬火后工件需及时回火，以稳定组织与尺寸，防止工作变形与开裂。

一、淬火1.淬火的概念和目的

淬火、马氏体、淬火的主要目的2.淬火工艺原理

（1）淬火的加热温度（2）加热时间（3）淬火速度钢的C曲线:C鼻尖、Ms线、Mt线。、钢的理想淬火冷却速度水、油。

3.淬火方法和应用单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。二、回火1.回火的概念和目的

回火、回火目的

1）消除淬火后的残余内应力2）稳定组织、稳定尺寸3）调节钢的力学性能

随着回火温度的提高，钢的内应力逐渐消失，韧性、塑性提高，而硬度、强度逐渐下降。2.回火的方法和应用1）低温回火（150~250°C）用途：高碳钢制造的各种工具、量具和模具，滚动轴承，及其它耐磨零件。目的：降低淬火内应力，提高韧性，同时保持高硬度和耐磨性。组织：回火马氏体，58~62HRC。

2）中温回火（250~450°C）组织：回火托氏体，35~50HRC。目的及用途：具有高的弹性极限、屈服强度和一定的韧性。主要用于制造各类较大尺寸的弹簧。3）高温回火（500~650°C）淬火+高温回火＝调质目的：中碳钢调质后获得了较合理的硬度、强度、塑性和韧性，具有良好的综合力学性能。用途：调质广泛用于受力复杂，抗疲劳破坏，需要较好综合力学性能的螺栓、连杆、齿轮、主轴等重要零件的热处理。组织：回火索氏体，200~330HBW。教学反思：章节第四节时效第五节表面热处理与化学热处理备注知识目标了解钢的表面热处理与化学热处理的目的、方法了解钢的时效处理课型新授课技能目标了解钢的时效处理、钢的表面热处理与化学热处理的应用课型2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点热处理的应用场合难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导复习导入:1对钢淬火的目的是什么？为什么淬火后必须及时回火？2.工具钢为什么要选择低温回火？第四节时效时效：金属材料经过冷加工、热加工或固溶处理后，在室温下放置或适当升温加热时，发生的力学和物理性能随着时间而变化的现象。

时效方法：常用的时效方法主要有自然时效、热时效、变形时效、振动时效和沉淀硬化时效等。

一、自然时效自然时效是指钢铁材料（铸、锻、焊件）经过冷加工、热加工或固溶处理后，在室温下发生性能随着时间（半年或几年）而变化的现象。

特点：利用自然时效可以消除工件内的部分残余应力（消除10%~12%），稳定工件的形状和尺寸。自然时效的优点是不使用任何设备，不消耗能源，但时效周期长，工件内部的残余应力不能完全消除。二、热时效热时效：较高温度下进行的时效处理是人工热时效；

方法：将钢件加热到80-150摄氏度，5-20小时保温后随炉或取出在空气中冷却。时效温度一般均比低温回火要低或更低，保温时间要长或更长。

特点：金属结构件经过热时效处理，达到消除残余内应力的目的，可以保证加工精度和防止裂纹产生，生产周期较短，目前是广泛采用的传统方法。

三、其它时效1.变形时效

2.振动时效

3.沉淀硬化时效第五节表面热处理与化学热处理

一、表面热处理

表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。其中表面淬火是最常用的表面热处理工艺之一。表面淬火是仅对工件表层进行淬火的工艺，其目的是使工件表层获得高硬度、高耐磨性，而心部保持原有良好的塑性和韧性。

表面淬火方法根据加热方法不同，分为感应加热、火焰加热和电接触加热等。

1.感应淬火感应淬火：利用感应电流对工件产生的热效应，使工件表面、局部或整体加热并进行快速冷却的一种淬火方法。

（1）感应淬火的基本原理将一个用薄壁纯铜管制作的加热感应器(或线圈)通以交流电流时，就会在钢件表面感应出电“涡流”，其热效应使工件表面迅速加热到淬火温度（约900C°）（而钢心部温度几乎不变），然后迅速喷水冷却，实现了表面淬火。

（2）感应淬火的特点感应淬火具有工件加热速度快、时间短、变形小、基本无氧化和无脱碳的特点。工件表面经感应淬火后，在淬硬的表面层中存在较大的残余压应力，可以有效地提高工件的疲劳强度；另外，感应淬火生产率高，易实现机械化、自动淬火喷水套化，适合于大批量生产。

淬火时工件表面加热深度主要取决于交流电流的频率。生产上可通强过调整交流电流的频率获得不同的淬硬层深度。

（3）感应淬火的应用感应淬火主要用于中碳钢和中碳合金钢(如40、45、40Cr、40MnB钢等)制造的、形状不复杂的工件。2.火焰淬火

火焰淬火是利用乙炔-氧或其他可燃气体燃烧的火焰对工件表层进行加热，随之快速冷却的淬火工艺。

火焰淬火的特点：火焰淬火的淬硬层深度一般为2~6mm，若淬硬层过深，往往会使工件表面产生过热，甚至产生变形与裂纹。火焰淬火操作简便，不需要特殊设备，生产成本低，但工件表面淬火质量难以控制，生产率低。

主要用于单件或小批量生产的大模数齿烧嘴轮、轴、工具、轧辊等。二、化学热处理化学热处理：是将工件置于适当的活性介质中加热、淬硬层保温，使一种或几种元素渗入到它的表层，以改变其化学工件加热层成分、组织和性能的热处理工艺。

化学热处理特点：与表面淬火相比，其特点是表层不仅有组织的变化，而且还有化学成分的变化。

化学热处理方法：通常以渗入元素来命名，如渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硅、渗金属等。化学热处理过程：由分解、吸收和扩散三个基本过程组成。1.渗碳

渗碳：将低碳钢零件置于活性碳介质中经长时间加热、保温，然后冷却下来，使零件表层获得高碳（wc=0.8~1.1%）成分的热处理方法。

渗碳用钢：一般为低碳钢(wc=0.1~0.25%），如：15、20、20Cr、20CrMnTi等。

渗碳层深度：0.5~2.5mm。

渗碳方法：气体、固体、液体渗碳方法。渗碳后热处理：工件渗碳后，必须进行淬火+低温回火的热处理，才能使零件表面具为高硬高耐磨的性能。一般渗碳零件的加工工艺流程是：毛坯（轧材或锻造）－正火－粗加工－半精加工－渗碳－淬火－低温回火－精加工－检验。2.渗氮

渗氮在钢表面渗一层氮元素，高硬高耐磨，且不需后续淬火，但氮化层较薄。

也可碳氮共渗，但仍要进行淬火加低温回火的后续热处理。组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价：举例说明哪些零件需要进行渗碳热处理？一般采用什么类型的钢？课外作业：课堂小结：第四节时效时效、时效方法一、自然时效自然时效、特点二、热时效热时效、方法、特点三、其它时效第五节表面热处理与化学热处理

一、表面热处理

表面热处理、表面淬火、表面淬火方法1.感应淬火感应淬火方法（1）感应淬火的基本原理（2）感应淬火的特点（3）感应淬火的应用2.火焰淬火

火焰淬火、火焰淬火的特点、主要用途二、化学热处理化学热处理、化学热处理特点、化学热处理方法、化学热处理过程。1.渗碳

渗碳、渗碳用钢、渗碳层深度、渗碳方法、渗碳后热处理、一般渗碳零件的加工工艺流程是。2.渗氮

教学反思：章节第4章金属热加工基础第一节铸造备注知识目标了解铸造的特点、分类、应用及安全文明操作规程；了解砂型铸造的工艺过程；课型新授课技能目标了解常见的铸造方法、工艺及设备；学时4时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点砂型铸造过程难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导导入新课:第4章金属热加工基础热加工是在较高温度（高于再结晶温度）下对金属材料进行加工的方法。本章主要介绍金属热加工（铸造、锻压和焊接）的基础知识、生产方法及其应用范围等内容。第一节铸造铸造是熔炼金属，制造铸型，并将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状和性能的毛坯或零件的成形方法。铸件特征：表面比较粗糙，尺寸精度不高，一般作为毛坯，需经切削加工方能制成零件。一、铸造基础知识1.铸造方法的分类铸造方法主要分为砂型铸造和特种铸造两类。砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。该方法是一种古老而又需要继续发展的基本铸造方法，具有成本低、灵活性大、应用范围广的特点，而且操作技术也比较成熟。特种铸造是指与砂型铸造不同的其他铸造方法。特种铸造包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造和挤压铸造等。2.铸造的特点（1）应用范围广铸造可制造形状复杂的铸件，且不受工件尺寸、质量和生产批量的限制，生产中常用的金属材料，如铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等等。（2）具有较好的经济性第一，铸件形状和尺寸接近于成品零件，能够节省金属材料和切削工时；第二，金属材料来源广泛，可利用废旧机件、废料等进行回炉熔炼。（3）铸件力学性能较低由于铸造成形工序较多，部分工艺过程难以控制，铸件内部偏析、缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷较多，铸件的铸态组织晶粒较粗，因此，铸件质量不够稳定，废品率较高。铸件的应用常用于制造承受静载荷及压应力的结构件，如箱体、床身、支架、缸体等。二、砂型铸造砂型铸造是指用型砂紧实成形的铸造方法。其生产过程主要由配砂、造型、制芯、合箱、熔炼、浇注和清理。1.造型材料、造型工具及砂型组成（1）造型材料造型材料制造铸型用的材料。造型材料主要包括型砂和芯砂。型砂和芯砂的组成主要由原砂、粘接剂（粘土等）、附加物（木屑、煤粉等）、旧砂、水等组成。对造型材料的要求应具备一定的强度、可塑性、耐火性、透气性、退让性和溃散性等性能。（2）造型工具（3）砂型组成2.造型方法造型用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程。在造型过程中，造型材料的优劣对于铸件的质量起着决定性的作用。造型方法通常分为手工造型和机器造型两大类。（1）手工造型全部用手或手动工具完成的造型工序称为手工造型。手工造型的特点是操作灵活，适应性强，模型制作成本低，生产准备时间短。但造型效率低，劳动强度大，劳动环境差，主要用于单件小批量生产。造型时如何将木模顺利地从砂型中取出，而又不损坏型腔的形状是很关键的操作过程，因此，围绕如何起模，就形成了各种不同的造型方法。1）整体模造型整体模造型的特点：模样是整体的，模样整体放在一个砂箱内，铸件的型腔在一个砂箱中，以模样一端的最大表面作为铸型的分型面，分型面为平面。整体模造型操作简便，不会产生错箱，适用于形状简单、横截面依次减小、最大截面在端部的铸件。2）分开模造型模型分为两半，造型时模型分别在上砂箱和下砂箱内进行造型的方法，称为分开模造型。分开模造型主要用于最大断面在模型中部，难以进行整体模造型的铸件。分开模造型操作简便，应用广泛，适用于生产形状较复杂的铸件以及带孔的铸件，如套筒、阀体、管子、箱。3）挖砂造型模型虽是整体的，但铸件的分型面为曲面，为了能起出模型，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂的造型方法，称为挖砂造型。挖砂造型适用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件，生产率低，对操作人员的技术要求较高。4）假箱造型利用预先制备好的半个铸型简化造型操作的方法称为假箱造型。与挖砂造型相比，假箱造型具有操作简便，不需要挖砂，且分型面整齐的特点。假箱造型适应于批量生产分型面不是平面的铸件。5）活块造型有些铸件上有一些小的凸台、筋条等，造型时妨碍起模，这时可将模样的凸出部分作成活块，起模时先将主体模起出，然后再从侧面取出活块的造型方法，称为活块造型。活块造型适用于单件或小批量生产带有小凸台等不易起模的铸件。6）三箱造型当铸件的外形两端截面大而中间截面小时三箱造型，只用一个分型面取不出模型，此时需要从小截面处分开模型，采用两个分型面、三个砂箱进行造型，这种方法称为三箱造型。三箱造型操作比较烦琐，要求工人操作技术较高，适用于单件或小批量生产需要两个分型面的铸件。7）刮板造型不用模样而用与铸件截面形状相同的刮板代替实体模样的造型和制型方法。称为刮板造型。刮板造型的特点是可以显著的降低模型制作成本，缩短生产准备时间，但是生产效率低，要求工人操作技术水平较高，铸件精度低只适用于具有等截面的大中型回转体铸件的单件小批生产。如带轮。飞轮、齿轮、弯管等。组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价：照下图说明手工砂型铸造的过程。课外作业：课堂小结：第一节铸造铸造、铸件一、铸造基础知识1.铸造方法的分类2.铸造的特点（1）应用范围广（2）具有较好的经济性（3）铸件力学性能较低、铸件的应用二、砂型铸造1.造型材料、造型工具及砂型组成（1）造型材料（2）造型工具（3）砂型组成2.造型方法（1）手工造型1）整体模造型2）分开模造型3）挖砂造型4）假箱造型5）活块造型6）三箱造型7）刮板造型教学反思：章节第4章金属热加工基础第一节铸造（续）备注知识目标了解铸造的特点、分类、应用及安全文明操作规程；了解砂型铸造的工艺过程；课型新授课技能目标了解常见的铸造方法、工艺及设备；学时2时期情感目标提升学生的专业精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点砂型铸造过程难点同上教学方法演示法讲授法练习法教学过程教学引导复习导入:请你根据右图简述手工造型的过程。第一节铸造二、砂型铸造2.造型方法（1）手工造型（2）机器造型机器造型的实质是用机器代替（或部分代替）手工紧砂和起模。造型机的种类很多，目前常用震压式造型机等。3.制芯制造型芯的过程称为制芯。型芯的主要作用是用来获得铸件的内腔，但有时也可作为铸件难以起模部分的局部铸型。型芯可以采用手工制芯，也可以采用机器制芯。手工制芯时主要采用型芯盒制芯；单件、小批生产大、中型回转体型芯时，可采用刮板制芯。用芯盒制芯是最常用的方法，它可以造出形状较复杂的型芯。对型芯的要求：