1、課題序號(hào).6.授課日期2010年 月 日授課班級(jí)Z0924授課形式講授授課時(shí)數(shù)2授課章節(jié)名稱-4-2 認(rèn)識(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)-教學(xué)目標(biāo)1、 了解鋼的加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變；2、 了解鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變；3、 晶粒的大小對(duì)綜合機(jī)械性能的影響。教學(xué)重點(diǎn)鋼在冷卻進(jìn)的組織轉(zhuǎn)變教學(xué)難點(diǎn)奧氏體的組織轉(zhuǎn)變教具學(xué)具掛圖課后作業(yè)P113 6-8學(xué)情分析掌握奧氏體的轉(zhuǎn)變非常關(guān)鍵，對(duì)于學(xué)好后繼知識(shí)非常關(guān)鍵。故在授課時(shí)，結(jié)合掛圖講解各種奧氏體組織的機(jī)械性能，將有利學(xué)生快速掌握重點(diǎn)知識(shí)。板書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)二 認(rèn)識(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變一、任務(wù)描述二、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1奧氏體的形成機(jī)理2影響奧氏體化的因素3奧氏體的晶粒長(zhǎng)大及其控制4奧氏體轉(zhuǎn)變的

2、應(yīng)用三、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變2過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的近似分析3過(guò)冷奧氏體的組織轉(zhuǎn)變類型教學(xué)程序教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)雙邊活動(dòng)教學(xué)手段與教學(xué)方法任務(wù)二 認(rèn)識(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變一、任務(wù)描述熱處理是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)基本環(huán)節(jié)組成的。在大多數(shù)熱處理工藝中，鋼加熱的主要目的是獲得奧氏體組織。因此我們把將鋼鐵加熱到Ac3或Acl點(diǎn)以上以獲得完全或部分奧氏體組織的操作稱為奧氏體化。二、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1奧氏體的形成機(jī)理（1）奧氏體形成的熱力學(xué)條件人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和總結(jié)發(fā)現(xiàn)。自然界的一切運(yùn)動(dòng)總是從某種高能量不穩(wěn)定狀態(tài)，自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰糠€(wěn)定狀態(tài)。在等壓、等溫的條件下，切白發(fā)轉(zhuǎn)變過(guò)程都是朝著自

3、由能減少的方向進(jìn)行，一直進(jìn)行到自由能最低為止。這個(gè)規(guī)律又稱為最小自由能原理。（2）奧氏體的形成過(guò)程根據(jù)FeFe3C相圖，由鐵素體和滲碳體兩相所組成的珠光體，當(dāng)加熱溫度稍高于Ac1時(shí)，將轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗鄪W氏體。由于新形成的奧氏體和原來(lái)的鐵素體及滲碳體的碳含量和晶格結(jié)構(gòu)相差很大，所以珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體的整個(gè)過(guò)程可以看成是由四個(gè)基本過(guò)程組成的，即奧氏體晶核形成、奧氏體晶核長(zhǎng)大、殘余滲碳體溶解和奧氏體成分均勻化。2影響奧氏體化的因素從本質(zhì)上講，奧氏體的形成是一個(gè)滲碳體的溶解、鐵素體到奧氏體的點(diǎn)陣重構(gòu)以及碳在奧氏體中的擴(kuò)散過(guò)程。所以凡是影響擴(kuò)散的因素如溫度、成分等都將對(duì)奧氏體的形成產(chǎn)生影響。（1）溫度珠光體向

4、奧氏體的轉(zhuǎn)變遵循形核并長(zhǎng)大的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)表明，隨著加熱溫度的升高，奧氏體的形核率和長(zhǎng)大速度都急劇增加。（2）成分隨著鋼中碳含量的增加，滲碳體的數(shù)量相應(yīng)增加，而鐵素體的數(shù)量卻相應(yīng)減少，使得鐵素體和滲碳體的相界面總量增多而加速珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變；此外，隨著奧氏體中碳含量的增加，碳和鐵原子的擴(kuò)散能力將增大，這有利于殘余滲碳體的溶解和鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變。也有利于加速奧氏體均勻化。（3）原始組織對(duì)同一成分的鋼，晶粒越細(xì)，原始組織越分散，即鐵素體與滲碳體的相界面越多，奧氏體形成速度越快。此外，原始組織中滲碳體的形態(tài)對(duì)奧氏體的形成速度也有影響，片狀珠光體比粒狀珠光體轉(zhuǎn)變速度快，因?yàn)榍罢弑群笳呔哂懈蟮南嘟?/p>

5、面面積。3奧氏體的晶粒長(zhǎng)大及其控制（1）奧氏體晶粒度的概念將鋼加熱到相變點(diǎn)（亞共析鋼為Ac3過(guò)共析鋼為Acl或Accm）以上某一溫度并保溫給定時(shí)間所得到的奧氏體晶粒大小稱為奧氏體晶粒度。一般分為8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，其中14級(jí)為粗晶粒，58級(jí)為細(xì)晶粒。（2）奧氏體晶粒長(zhǎng)大及其影響因素奧氏體的起始晶粒一般都比較細(xì)小，小晶粒晶界多，晶界總面積大，界面能高，處于高能量狀態(tài)。這就必然引起奧氏體小晶粒發(fā)展成大晶粒，以減少晶界，降低界面能。盡管奧氏體長(zhǎng)大是一個(gè)自由能降低的自發(fā)過(guò)程，但不同的外界因素可以在不同程度上促進(jìn)或抑制其長(zhǎng)大過(guò)程的進(jìn)行。這些影響因素主要有：加熱溫度保溫時(shí)間加熱速度化學(xué)成分（3）控制奧氏體長(zhǎng)大的

6、措施合理選擇加熱溫度和保溫時(shí)間合理選擇鋼的原始組織加入一定量的合金元素4奧氏體轉(zhuǎn)變的應(yīng)用我們知道奧氏體是鋼中的高溫穩(wěn)定相，由于奧氏體是面心立方晶格，其滑移系統(tǒng)多，塑性很好，易于變形，所以鋼的鍛造加工常要求在奧氏體穩(wěn)定存在的高溫區(qū)域進(jìn)行。奧氏體可以是鋼在使用時(shí)的一種組織狀態(tài)，以?shī)W氏體狀態(tài)使用的鋼稱為奧氏體鋼。由于奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物都具有鐵磁性，所以?shī)W氏體鋼可以作為無(wú)磁性鋼。此外在鋼的組織中奧氏體的比容最小。其線脹系數(shù)最大，因此奧氏體鋼可用于制作熱膨脹靈敏且要求無(wú)磁性的儀表元件。三、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)，主要的冷卻方式有兩種：一種是等溫冷卻另一種是連續(xù)冷卻。2過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的近似分析在熱處理生產(chǎn)中，過(guò)冷奧氏體大都是在連續(xù)冷卻過(guò)程中進(jìn)行轉(zhuǎn)變的。所謂連續(xù)冷卻，就是將奧氏體化的鋼以一定速度連續(xù)冷卻到室溫，即隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，溫度不斷下降的冷卻方式。屬于這種冷卻方式的有普通淬火、退火和正火。鋼經(jīng)奧氏體化后在不同冷速的冷卻過(guò)程中過(guò)冷奧氏體所發(fā)生的相轉(zhuǎn)變稱為連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。3過(guò)冷奧氏