課題名稱鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變課次10教學(xué)目的與要求知識目標(biāo)：1.了解熱處理的概念、分類及目的；2.熟悉鋼在加熱和冷卻時組織轉(zhuǎn)變的臨界相變點；3.熟悉奧氏體的形成過程；4.掌握奧氏體晶粒度對鋼在室溫下的組織和性能的影響。能力目標(biāo)：1.能根據(jù)鋼的奧氏體化過程分析各種鋼奧氏體化的過程。重點、難點1．熱處理的概念；2．奧氏體的形成過程與控制教學(xué)設(shè)計（方法、教具、手段、內(nèi)容）教學(xué)方法：討論法、多媒體講授、簡圖分析教學(xué)用具：教材、教案、PPT、視頻教學(xué)內(nèi)容：課題引入一、鋼的熱處理1）定義2）分類二、組織轉(zhuǎn)變的臨界相變點三、奧氏體的形成四、奧氏體晶粒長大及其控制1奧氏體晶粒度2奧氏體晶粒度對鋼在室溫下的組織和性能的影響3影響奧氏體晶粒的因素課外作業(yè)說明奧氏體晶粒大小對鋼的性能的的影響。如何獲得細小的奧氏體晶粒？課后總結(jié)學(xué)習(xí)好本節(jié)課內(nèi)容為熱處理做好準(zhǔn)備。授課教案鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變我們在前面講過不同的材料具有不同的性能，那么同一種材料是否有可能具有不同的性能呢？如果可以，那么應(yīng)用哪些工藝手段來實現(xiàn)？實現(xiàn)具有不同性能的原理又是什么？通過本章的學(xué)習(xí)，以上的問題就有答案了。金屬材料是機械工業(yè)、工程技術(shù)上大量使用的材料，不僅要求有高的強度，而且要有足夠的塑性和韌性。這些性能都同材料的組織、結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。因此可通過各種措施，改變其組織和結(jié)構(gòu)，熱處理就是強化和韌化材料的一種方法。一、鋼的熱處理熱處理是提高材料使用性能和改善工藝性能的基本途徑之一，是挖掘材料潛力，保證產(chǎn)品質(zhì)量、延長壽命的重要工藝。1.熱處理的定義熱處理是指采用適當(dāng)方式對固態(tài)金屬材料或工件進行加熱、保溫和冷卻，以獲得預(yù)期組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的工藝方法。熱處理的實質(zhì)是通過改變材料的組織結(jié)構(gòu)來改變材料的性能，因此只適用于固態(tài)下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理來強化。熱處理包括三個環(huán)節(jié)加熱到預(yù)定的溫度（加熱）；在預(yù)定的溫度下適當(dāng)保溫（保溫），保溫的時間與工件的尺寸和性能有關(guān)；以預(yù)定的冷卻速度冷卻（冷卻）。熱處理工藝曲線2.熱處理的分類普通熱處理退火、正火、淬火、回火熱處理表面熱處理表面淬火化學(xué)熱處理二、組織轉(zhuǎn)變的臨界相變點Fe-Fe3C相圖是表示鐵碳合金在接近平衡狀態(tài)下相與成分和溫度間的關(guān)系圖，圖中的臨界點A1、A3和Acm也只是在無限緩慢的條件下才適用。然而，生產(chǎn)中不可能以無限緩慢的速度加熱和冷卻，其相變是在非平衡的條件下進行的，研究發(fā)現(xiàn)這種非平衡的組織轉(zhuǎn)變有滯后現(xiàn)象。加熱轉(zhuǎn)變→過熱度，冷卻轉(zhuǎn)變→過冷度非平衡加熱的臨界點：Ac1Ac3Accm非平衡冷卻的臨界點：Ar1Ar3Arcm三、奧氏體的形成以共析鋼為例，說明共析鋼奧氏體的形成過程。當(dāng)共析鋼加熱到Ac1以上溫度時，將形成奧氏體。奧氏體的形成也是通過形核和長大來實現(xiàn)。此過程可分為奧氏體的形核、長大，殘余滲碳體的溶解和奧氏體成分均勻化四個階段。亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼的區(qū)別是有先共析相。其奧氏體的形成過程是先完成珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，然后再進行先共析相的溶解。這個P→A的轉(zhuǎn)變過程同共析鋼相同，也是經(jīng)過前面的四個階段。對于亞共析鋼，平衡組織F+P，當(dāng)加熱到AC1以上溫度時，P→A，在AC1～AC3的升溫過程中，先共析的F逐漸溶入A，同樣，對于過共析鋼，平衡組織是Fe3CⅡ+P，當(dāng)加熱到AC1以上時，P→A，在AC1～ACCM的升溫過程中，二次滲碳體逐步溶入奧氏體中。鋼的奧氏體化的目的主要是獲得成分均勻、晶粒細小的奧氏體組織，如果加熱溫度過高，或保溫時間過長，將會促使奧氏體晶粒粗化。四、奧氏體晶粒長大及其控制1.奧氏體晶粒度晶粒度是表示晶粒大小的一種尺度。為了研究上的方便，首先要區(qū)分三種晶粒度的概念。（1）起始晶粒度：是指在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛完成，其晶粒邊界剛剛接觸時的晶粒大小。（2）實際晶粒度：是指在某一具體的熱處理加熱條件下所得到的晶粒尺寸。（3）本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，在930±10℃保溫足夠時間（3-8小時）后測定的鋼中晶粒的大小。為了區(qū)別奧氏體的晶粒度，冶金部規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，將奧氏體的晶粒度分為8級，一般認為1-3級為粗晶粒，4-6級為中等晶粒，7-8級為細晶粒2.奧氏體晶粒度對鋼在室溫下的組織和性能的影響生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，不同牌號的鋼，其奧氏體晶粒的長大傾向是不同的。有些鋼的奧氏體晶粒隨著加熱溫度升高會迅速長大；而有些鋼的奧氏體晶粒則不容易長大，只有加熱到更高溫度時才開始迅速長大。一般稱前者稱為“本質(zhì)粗晶粒鋼”，后者為“本質(zhì)細晶粒鋼”。奧氏體晶粒的大小將直接影響到隨后冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的晶粒大小及性能。加熱時獲得的奧氏體晶粒越細小，冷卻轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物組織也越細小，性能會越好。在實際生產(chǎn)中遇到一塊鋼料，如何區(qū)分它是本質(zhì)粗晶粒鋼還是本質(zhì)細晶粒鋼？一般利用測定本質(zhì)晶粒度的級別就可確定這一鋼料是本質(zhì)粗晶粒鋼還是本質(zhì)細晶粒鋼，1-4級本質(zhì)粗晶粒鋼，5-8級本質(zhì)細晶粒鋼。3.影響奧氏體晶粒的因素①合理選擇加熱溫度和保溫時間加熱溫度越高，保溫時間越