时间：3月21日第5、6节 教师：何玉芳 班级：计辅154
地点：A309 课程：机械工程材料 课题：钢的退火和正火
教学目标 一、知识目标：
1、了解钢的退火和正火的工艺规范；
2、了解钢的退火和正火的目的；
3、掌握钢的退火和正火的应用场合。
二、能力目标：
1、通过提出问题，启发学生讨论思考，课后查阅资料，培养自主学习能力；
2、通过引导学生积极与老师、同学交流与讨论，提高自我表达能力。
重
点
难
点
分
析 掌握钢的退火和正火的应用场合。
教
材
处
理
思
路
充分利用多媒体等教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中，可列举生产中常用的实例和机械工程材料和热处理方面的重大科技成果，以说明其在现代科技中的重要地位以活跃课堂气氛，扩大学生知识面。本次课教学上应侧重于提高学生学习兴趣和求知欲。真实案例分析，可要求学生在课后查阅资料完成，为下一次课说明选材不当造成的危害，强调力学性能是选用材料的主要依据打下基础，提高学生的自主学习能力。
时间分配 教学内容 教学方法 教学手段
约2分钟
约3分钟
（一）相关信息介绍
机械制造中，往往是以钢材、锻件、锻件或焊接件作为制造各种零件的毛坯的。但是在制造这些毛坯的轧钢、铸造、锻造和焊接的加工过程中，经常会在材料内部留下内应力，形成诸如晶粒粗大、带状组织、偏析等某些缺陷以及造成硬度过高等。凡此种种既增加了随后加工过程的困难，更不利于零件的最终使用。为此就要求通过热处理来改变这一不利情况，称作预备热处理，
由生产实际引入课题
约15分钟
约10分钟
约10分钟
约2分钟
约3分钟 或第一热处理；而目的在于满足使用条件下性能要求的热处理，则称作最终热处理。
（二）导入新课：
所谓退火，通常是将钢加热到临界点以上，保温一定时间，使钢全部或部分奥氏体化，随后缓慢冷却，以获得接近于平衡状态的珠光体组织。
钢的退火与正火
案例：车床主轴零件用45钢制造，为了消除锻造留下的内应力，有利于切削加工，调整组织，便于后续热处理工艺，往往在锻造后选用正火，为什么？
一、钢的退火
1、何谓退火？将钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温的热处理工艺
2、退火目的
1）消除内应力（铸件、锻件）
2）为后续工序改善工艺性能
——降低钢的硬度、提高塑性
从而有利于切削加工和冷变形加工（冲击、拉拢）
3）细化晶粒，改善组织为最终热处理做好组织准备
3、常用的退火方法
1）完全退火：加热到AC3以上30-50℃，保温一定时间，然后随炉冷却，得到组织为F+P。
应用：亚共析钢的铸、锻、焊件
目的：消除内应力，细化晶粒，降低硬度，有利切削加工，不能用于共析钢
∵缓汽时析出网状的Fe3CⅡ，使强度、韧性↓
球化退火：加热到AC1以上20-30℃，保温一定时间，然后随炉缓冷到室温，得到组织，球状珠光体——铁素体上均匀地分布球状Fe3C颗粒
∵加热温度未达到完全奥氏体化的温度
∴有一部分渗碳体未溶解，在保温阶段，这些渗碳体自发形成球状，缓冷时，球状保留并长大
应用：共析钢和过共析钢的锻件
目的是：使用状及片状的渗碳体成球状，有利于切削加工为以手的淬火作组织准备。
注意：网状严重时，应先正火，再球化退火。
3）均匀化退火：加热到高温，长时间保温，然后随炉缓冷
得到组织：晶粒粗大
应用：质量要求高的钢、优质合金钢锭和铸件
目的是：减少化学成分偏析和组织不均匀性
4）去应力退火：加热到低于AC1的温度（500-600℃）
保温一定时间，然后随炉缓冷到室温
得到组织：组织未发生变化
应用：所有钢的铸、锻、焊件，以及冷冲压件
二、正火
1、何谓正火？将钢加热到AC3或ACGM以上（30-50）℃，保温一定时间，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
2、正火的目的：
1）细化晶粒，提高力学性能。作为普通结构件的最终热处理。 2）消除过共析钢的网状渗碳体，为其它热处理（球足、淬火）作组织准备。
钢的退火 正火 淬火 回火
钢的退火
将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。
钢的正火
正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。
钢的淬火
淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。
钢的回火
将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。
⑴调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。
⑵时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
理论课教案
课 题 钢的退火和正火 课 程 机械加工基础
授课教师 专 业 课 型 新授
教案序号 授课时间 教学方法
教学
目标 掌握退火、正火的概念和目的
教学重点难点
及解决办法 掌握退火、正火的概念应用和选择
作业
布置 习题
教
学
后
记 学生听课
情况
学生掌握
情况
存在的问题
审查签字
年 月 日 教学过程
教师活动 教 学 内 容 学生活动
复习提问
一、新课导入
1、热处理的原理和方法
2、热处理加热冷却时组织的转变
二、新课讲授
机械零件一般的加工工艺顺序：
退火或正火通常安排在机械粗加工之前，作为预备热处理。
作用：消除前一工序所造成的某些组织缺陷及内应力，可以改善材料的切削性能，为随后的切削加工及热处理（淬火—回火）做好组织准备。
对于某些不太重要的工件，正火也可作为最终热处理
1、退火
将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。
退火一般采用随炉冷却
退火的主要目的：
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，均匀组织，改善钢的性能或，为以后的热处理做准备
3）消除钢中的残余内应力，以防止变形开裂
退火的方法：
1）完全退火：是将钢加热到完全奥氏体（Ac3以上30-50℃），保温一段时间后，随炉缓慢冷却的工艺方法。
组织：奥氏体转变为细小而均匀的铁素体和珠光体，达到细化晶粒，消除内应力，降低钢硬度，为切削加工做准备的目的。
应用：中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。
2）球化退火：球化退火是将钢加热到AC1以上20－30℃，保温一定得时间，以不大于500C/H的冷却速度随炉冷却，以得到球状珠光体组织的工艺方法。
组织：将片层状的珠光体转变为呈球形细小颗粒的渗碳体，弥散分布在铁素体基体中。
应用：适用于共析钢及过共析钢。对工具钢来说，这种组织是淬火前最好的原始组织。如碳素工具钢，合金工具钢、轴承钢等。
