| 课题三 | 碳素钢及钢的热处理 | 课 时 | 4课时 |
| 教 学 目 标 | 1．了解碳及常存元素对碳素钢性能的影响。 2．掌握碳素钢的分类方法。 3．掌握碳素钢在汽车上的应用。 4. 掌握热处理的分类方法。 | ||
| 教 学 重 点 难 点 | |||
| 教 学 方 法 设 备 | |||
| 教 学 过 程 | 新课导入： 钢铁材料包括碳素钢、合金钢和铸铁。含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。 想一想：在日常生活中，哪些用品是由钢铁材料制成的。 新课： 一． 碳素钢简称碳钢，是含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。在汽车零件制造中得到广泛应用。 1. 图片展示：常用碳素钢制造的汽车零件 a）低碳钢制造的机油盘 b）低碳钢制造的气缸盖罩 c）中碳钢制造的曲轴 d）中碳钢制造的连杆 2. 资料分析：书本资料分析 二．碳及长存元素对碳素钢性能的影响 碳素钢以铁元素为基体，钢中除铁以外，主要元素是碳，还含有少量的锰、硅、硫、磷等常存元素。 1．碳的影响 碳是决定钢性能的主要元素。随着含碳量的增加，碳素钢的强度、硬度升高，塑性和韧性降低。含碳量对钢的铸造性能、焊接性能和热处理性能等均有影响。 2. 长存元素的影响 （1）锰、硅的影响 锰、硅是有益元素，能提高钢的强度和硬度。其中，硅还能使钢的流动性变好，有利于浇铸成形，但含量过高会降低钢的塑性；锰还可以减少硫对钢的有害作用。 （2）硫、磷的影响 硫、磷是有害元素，它们会使钢的塑性和韧性下降。硫还会使钢在锻造、轧制等热加工时产生 “热脆”现象；磷虽能增强钢的硬度和强度，但磷能使钢在低温时塑性和韧性大大下降，这种现象称为“冷脆”。 三．碳素钢的分类 1. 按钢的含碳量分类 （1）低碳钢——含碳量约0.25%。 （2）中碳钢——含碳量0.25%~0.60%。 （3）高碳钢——含碳量约0.60%。 2．按钢的质量分类 根据钢中有害杂质元素可分为： （1）普通质量钢——含硫量≤0.050%，含磷量≤0.045%。 （2）优质钢——硫、磷含量≤0.035%。 （3）高级优质钢——硫、磷含量≤0.025%。 （4）特级优质钢——含硫量约0.015%，含磷量约0.025%。 3. 按钢的用途分类 （1）碳素结构钢——用于制造汽车零件和工程构件。 （2）碳素工具钢——用于制造刀具、量具和模具。 此外，按钢的脱氧程度分类，可分为镇静钢（脱氧程度完全）、沸腾钢（脱氧程度不完全）和半镇静钢（脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间）等。 常用碳素结构钢的牌号及其在汽车上的应用 优质碳素结构钢是应用极为广泛的机械制造用钢。 优质碳素结构钢按其含锰量不同，分为普通含锰量钢（含锰量小于0.8%）和较高含锰量钢（含锰量为0.7%～1.2%）两类。二者含碳量相同时，较高含锰钢的强度优于普通含锰量钢。 知识链接： 工程上把优质碳素结构钢又分成三类：把含碳量在0.15%-0.25%之间的钢称为渗碳钢，常用于制作渗碳钢零件。把含碳量在0.25%-0.5%之间的钢称为调质钢，可通过调质处理来提高其综合性能。把含碳量在0.55%-0.9%之间的钢称为弹簧钢，主要用于制造弹簧等各种弹性元件及耐磨的零件。 常用优质碳素结构钢的牌号、性能及在汽车上的应用 3. 铸造碳钢 铸造碳钢是将钢液直接浇注成零件毛坯的碳钢。 4. 书本案例链接 分析案例：钢的选材的重要性 四． 钢的热处理 热处理是将钢在固态下加热、保温和冷却，使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种工艺方法。常用的有普通热处理和表面热处理两大类。 1.普通热处理 普通热处理通常是指对工件进行整体的热处理。按其加热温度和冷却方法不同，常用的有退火、正火、淬火和回火等。 A ．退火 退火就是将钢件加热到一定温度，保温一定时间后随炉缓慢冷却的热处理工艺。 B． 正火 正火就是将钢件加热到一定温度，保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。 C.淬火 淬火就是将钢件加热到一定温度，保温一定时间后在冷却介质中快速冷却的热处理工艺。 D． 回火 回火就是将淬火后的钢件加热到一定温度以下，保温一定时间后冷却的热处理工艺。 2.表面热处理 按零件要求和工艺不同，常用的表面热处理方法有表面淬火和表面化学热处理两种。 A． 表面淬火 常用的有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火。 （1）火焰加热表面淬火 （2）感应加热表面淬火
1—喷水管 2—烧嘴 3—移动方向 4—工件 5—淬硬层 1—加热感应器2—工件3—喷水套管4—淬硬层5—冷却水6—电流7—电流集中层
3.书本案例链接 分析案例。了解生活机械制造中的钢的热处理 | ||
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