《固态相变及应用》
授 课 教 案
2009～2010学年第 2 学期
教师姓名： 张 松
授课对象： 金属材料0701、0702班
授课学时： 48/48
选用教材：康煜平. 固态相变及应用.
北京: 化学工业出版社. 2007.
材料学院 学院 材料 系
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第 1 周 授课日期： 2010.3.2 授课章节：第一章 固态相变概论，第1~5节 教学目的：介绍固态相变的分类、固态相变的特点、固态相变时的形核和固态相变时晶核的长大，使学生对固态相变有一个大概的了解。 教学重点：固态相变特点 教学难点：晶核长大速度 首先自我介绍。 然后介绍该课程的重要地位、主要内容和应用领域，并与学生就业相联系。 明确考试分为考核及笔试两部分，总成绩100分，笔试占总成绩90%，平时考核占总成绩10%。 提出对学生的学习纪律要求。 教学实采用CAI教学。 教学内容： 第一章 固态相变概论 施 第一节 固态相变的主要类型 过程设平衡相变、非平衡相变 第二节 固态相变的主要特点 相界面、应变能和界面能、原子的迁移率、晶体缺陷、亚稳过渡相、位相关系、计 惯习面 第三节 固态相变时的形核 均匀形核、非均匀形核 第四节 固态相变时的晶核长大 晶核长大机理、晶核长大速度 第五节 固态相变动力学固态相变动力学 课后复习及作业或思考题： 1) 发生固态相变时至少要伴随哪三种变化之一？ 2) 平衡固态相变包括哪些相变？ 3) 非平衡固态相变包括哪些相变？ 4) 金属固态相变有哪些主要特点？ 5) 界面能和应变能是固态相变的阻力还是动力？试说明它们对新相形状的影响规律。 6) 与凝固过程相比，固态相变的均匀形核率有何特点？ 7) 固态相变形核主要依靠均匀形核还是非均匀形核？ 8) 根据扩散型固态相变的等温转变动力学图说明新相形成的转变速度与过冷度的关系。 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 1 周 授课日期： 2010.3.4 授课章节：第二章奥氏体相变及应用，第1~4节 教学目的：使学生了解奥氏体相变在金属热处理中的重要性，熟悉奥氏体的组织结构、性能及形成条件，重点掌握奥氏体相变机理，理解奥氏体等温形成动力学、连续加热时奥氏体的形成等相关问题。 教学重点：奥氏体的形成机理 教学难点：奥氏体晶核长大过程中碳的扩散行为 首先介绍在热处理中必不可少的加热环节，奥氏体相变的重要性。 采用CAI教学。 教学内容： 教学实第二章 奥氏体相变及应用 第一节 奥氏体及其形成条件 奥氏体组织结构、奥氏体的性能、奥氏体的形成条件 施 第二节 奥氏体的形成机理 过程设平衡组织向奥氏体转变的机理、非共析钢奥氏体的形成、非平衡组织向奥氏体转变的机理 第三节 奥氏体等温形成动力学 计 共析钢奥氏体等温形成动力学、非共析钢奥氏体等温形成动力学 第四节 连续加热时奥氏体的形成 奥氏体转变的临界温度、加热速度与奥氏体转变的温度范围、奥氏体的转变速度、晶粒细化、奥氏体成分的不均匀性 课后复习及作业或思考题： 1) 奥氏体的晶体结构如何？奥氏体的金相组织形态有哪几种？ 2) 奥氏体有何特性？试从其点阵结构分析其所具特性的原因。奥氏体钢适合作何种用钢？ 3) 如果γ-Fe晶胞的每一个八面体间隙容纳一个碳原子，试计算奥氏体的极限含碳量（质量分数）应是多少？而奥氏体的实际极限含碳量仅为2.11%（质量分数），据此请计算平均几个γ-Fe晶胞才容纳一个碳原子？ 4) 正确理解奥氏体转变的滞后现象以及实际加热时临界点的变化规律。试比较同一炉钢的A1、Ac1、Ar1、A3、Ac3、Ar3(或A1、Ac1、Ar1、Acm、 Accm、Arcm)的高低。 5) 请以原始组织为片状珠光体的共析钢为例，讨论奥氏体的形成机理（过程），并能用状态图说明碳的扩散行为。 6) 请以原始组织为粒状珠光体的共析钢为例，讨论奥氏体的形成机理（过程），并能用状态图说明碳的扩散行为。 7) 亚共析钢退火组织在两相区的等温转变过程分为哪两个阶段？各有什么特点？ 8) 根据共析钢在不同加热速度下的加热曲线，分析共析钢在连续加热时奥氏体形成的一些特点。 课后小结： 时 间：
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第 2 周 授课日期： 2010. 3. 9 授课章节：第二章奥氏体相变及应用，第5~7节 教学目的：使学生了解奥氏体相变在金属热处理中的重要性，熟悉奥氏体的组织结构、性能及形成条件，重点掌握奥氏体相变机理，理解奥氏体等温形成动力学、连续加热时奥氏体的形成等相关问题。 教学重点：奥氏体的形成机理 教学难点：奥氏体晶核长大过程中碳的扩散行为 介绍控制奥氏体晶粒度在热处理中的重要作用，举出高速钢热处理中出现的过教学实施 过程设计 热、过烧实例。 采用CAI教学， 教学内容： 第五节 奥氏体晶粒长大及其控制 奥氏体晶粒度的概念、奥氏体晶粒长大的特点、影响奥氏体晶粒长大的因素、细化奥氏体晶粒的措施 第六节 奥氏体化时产生的缺陷 欠烧、过热、过烧、氧化和脱碳、变形和开裂、组织遗传和断口遗传 第七节 奥氏体相变的应用举例 高锰钢的水韧处理、奥氏体不锈钢的固溶处理、高速钢淬火加热时的奥氏体晶粒度控制 课后复习及作业或思考题： 1) 试验测得共析钢薄试样(厚)于780℃盐浴炉中加热奥氏体化时，在α相消失的瞬间，奥氏体基体碳含量为w(C)％，如果采用900℃盐炉奥氏体化，奥氏体基体碳含量下降到w(C)％，试分析其产生的原因，并讨论对钢淬火后的性能影响。 2) 何谓组织遗传？何为慢速加热？何为快速加热？钢在何种情况下可能产生组织遗传？ 3) 何谓奥氏体晶粒度、起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度？ 4) 试讨论奥氏体晶粒长大的影响因素。 5) 可采取哪些措施细化奥氏体晶粒？ 6) 何谓过热？何谓过烧？出现过热、过烧的钢制工件，是否可以返修？ 课后小结： 时 间：
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第 2 周 授课日期： 2010. 3. 11 授课章节：第三章珠光体转变及应用，第1~2节 教学目的：使学生熟悉珠光体的组织形态，了解珠光体形成的热力学条件，掌握珠光体形成机制。 教学重点：珠光体形成机制 教学难点：结合铁碳相图说明碳在珠光体相变过程中的扩散行为 指出珠光体转变理论是退火热处理的理论基础，吸引学生的学习兴趣。给出珠光教体典型的金相组织照片，使学生对珠光体组织有鲜明的感性认识。 学采用CAI教学， 教学内容： 实第三章 珠光体相变及其应用 施 第一节 珠光体的显微组织 过珠光体的组织形态、片状珠光体的晶体学 程第二节 珠光体形成机制 设珠光体形成的热力学条件、片状珠光体形成机制、粒状珠光体形成机制 计 课后复习及作业或思考题： 1) 请绘图描述片状珠光体和粒状珠光体的组织形态。 2) 片状珠光体片间距与过冷度之间有何关系？退火态的共析钢的抗拉强度与珠光体片间距有何关系？ 3) 以共析钢为例，试述片状珠光体转变机制，并用铁碳状态图说明片状珠光体形成时碳的扩散行为（要求绘图）。 4) 试述等温球化退火时粒状珠光体的形成机制。 5) 试述低温球化退火时粒状珠光体的形成机制。 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 3 周 授课日期： 2010. 3. 16 授课章节：第三章珠光体转变及应用，第3~4节 教学目的：使学生了解先共析转变和伪共析转变的相关概念、问题，熟悉珠光体转变动力学。 教学重点：珠光体转变动力学 教学难点： 教采用CAI教学， 教学内容： 学第三章 珠光体相变及其应用 实第三节 先共析转变和伪共析转变 施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 何谓伪共析转变？45钢的共析组织与伪共析组织有何不同？分别具有这两种组织的45钢的力学性能有何区别？ 2) 试述珠光体等温转变动力学图的一些特点。影响珠光体转变动力学的因素有哪些？ 3) 就碳素钢而言，在共析钢、亚共析钢和过共析钢中，哪一种钢C曲线的位置最靠右？ 4) 高碳钢丝进行“派登（Patenting ）处理”的目的和实质是什么？试分析高碳钢丝经“派登”处理后具有高强度的原因。 先共析转变、魏氏组织、伪共析转变 第四节 珠光体转变动力学 珠光体的形核率及长大速度、珠光体等温转变动力学曲线、珠光体等温转变动力学图、影响珠光体等温转变动力学的因素 课后小结： 时 间：
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第 3 周 授课日期： 2010. 3. 18 授课章节：第三章珠光体转变及应用，第5~7节 教学目的：使学生熟悉珠光体的力学性能，了解钢中碳化物的相间沉淀，掌握珠光体相变的应用——退火和正火 教学重点：珠光体相变的应用——退火和正火 教学难点：相间沉淀机理 教采用CAI教学， 教学内容： 学第五节 珠光体的力学性能 实片状珠光体的力学性能、粒状珠光体的力学性能、形变珠光体的力学性能 施 第六节 钢中碳化物的相间沉淀 过相间沉淀组织、相间沉淀机理、相间沉淀条件、相间沉淀的强化机制及应用 程第七节 珠光体相变的应用——退火和正火 设完全退火、等温退火、不完全退火、 计 课后复习及作业或思考题： 1) 在化学成分相同的情况下，试比较片状珠光体与粒状珠光体在性能上的差别。 2) 过共析钢形成网状渗碳体的原因是什么？ 网状渗碳体对力学性能有何影响？怎样才能消除网状渗碳体？ 3) 何谓魏氏组织？魏氏组织铁素体的形成条件是什么？具有魏氏组织的钢的力学性能有何特点？ 4) 何谓相间沉淀？相间沉淀钢的强度由哪几种基本强化机制提供？其中哪种强化机制贡献最大？ 5) 相间沉淀的条件是什么？相间沉淀在生产中有何应用？ 课后小结： 时 间：
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第 4 周 授课日期： 2010. 3. 23 授课章节：第三章珠光体转变及应用，第7节 部分内容 第四章 马氏体相变，第1节 教学目的：使学生熟悉马氏体相变的主要特征。 教学重点：马氏体相变的主要特征 教学难点： 教特别指出马氏体相变的重要意义和地位。 学采用CAI教学， 教学内容： 实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 什么是退火？退火的目的有哪些？ 2) 什么是钢的完全退火、不完全退火？适用范围如何？ 3) 球化退火的目的有哪些？ 4) 球化退火的工艺有哪些？试画出这些球化退火的工艺曲线示意图，并简单比较这些球化退火工艺的优缺点。 5) 钢的正火加热温度范围如何？采用何种冷却方式？ 6) 为什么灰铸铁和球墨铸铁在表面淬火前要求进行正火处理？ 7) 请画出钢和有色合金的状态图（示意图），在图中标出均匀化退火的加热温度范围。 球化退火、扩散退火、钢的正火、退火与正火的选择、常见的退火正火缺陷及应对措施 第四章 马氏体相变 第一节马氏体相变的主要特征 表面浮凸效应和切变共格性、无扩散性、惯习面和一定的位相关系、亚结构、转变的不完全性、转变的可逆性 8) 钢和钛合金去氢退火的目的是什么？ 9) 再结晶退火的目的是什么？我国对再结晶温度是如何定义的？确定再结晶退火加热温度范围的原则是什么？ 10) 工件进行消除应力退火的原因是什么？ 课后小结： 时 间：
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第 4 周 授课日期： 2010. 3. 25 授课章节：第四章 马氏体相变，第2~4节 教学目的：使学生了解马氏体的晶体结构，熟悉马氏体的组织形态和亚结构，掌握Ms点的物理意义及其影响因素。 教学重点：马氏体的组织形态和亚结构 教学难点：马氏体相变热力学 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 马氏体转变的主要特征有哪些？ 2) 何谓马氏体点阵的Z位置？80%的碳原子落入Z位置，其余20%的碳原子落入X、Y位置，将使马氏体点阵产生什么变化？ 3) 马氏体与奥氏体存在哪几种位向关系？试写出其中一种位向关系的数学表达式。 4) 请绘图表示板条马氏体和透镜片状马氏体的显微组织特征，并指出他们在力学性能上的差异。 5) 请分别写出各种形态马氏体的名称、惯习面、晶体结构、亚结构及其与母相的位相关系。 6) 请问下面的马氏体形态如何：高碳马氏体，中碳马氏体、低碳马氏体。 7) Ms点的物理意义是什么？试分析Ms点的影响因素 采用CAI教学， 教学内容： 第四章 马氏体相变 第二节 马氏体的晶体结构 马氏体可能的晶体结构、一般钢中马氏体的晶体结构、马氏体的异常正方度 第三节 马氏体的组织形态和亚结构 马氏体的组织形态和亚结构、影响马氏体的组织形态和亚结构的因素 第四节 马氏体相变热力学 马氏体相变的驱动力、Ms点的物理意义及其影响因素 课后小结： 时 间：
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第 5 周 授课日期： 2010. 3. 30 授课章节：第四章 马氏体相变，第5~7节 教学目的：使学生了解马氏体相变动力学，熟悉马氏体相变机制，掌握马氏体高硬度高强度的本质。 教学重点：马氏体高硬度高强度的本质 教学难点：马氏体相变机制 采用CAI教学， 教学内容： 教学实施 过程设第四章 马氏体相变 第五节 马氏体相变动力学 马氏体降温形成的动力学特点、马氏体等温形成的动力学特点、马氏体爆发式形成的动力学特点、表面马氏体形成的动力学特点、奥氏体的热稳定化、奥氏体的机械稳定化 第六节 马氏体相变机制 马氏体的形核、K-S切变模型、G-T切变模型、马氏体的长大 第七节 马氏体的力学性能 计 马氏体的硬度和强度、 课后复习及作业或思考题： 1) 中、高碳钢马氏体高硬度、高强度的本质是什么？ 2) 什么是奥氏体的热稳定化和反热稳定化？奥氏体热稳定化的可逆性应如何解释？ 3) 解释概念：Md、形状记忆效应、形状记忆合金。 4) 什么是热弹性马氏体？得到热弹性马氏体的基本条件有哪些？ 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 5 周 授课日期： 2010. 4. 1 授课章节：第四章 马氏体相变，第7~8节 教学目的：使学生了解马氏体相变动力学，熟悉马氏体相变机制，掌握马氏体高硬度高强度的本质。 教学重点：热弹性马氏体与形状记忆效应 教学难点：形状记忆效应的本质 教采用CAI教学， 教学内容： 学第四章 马氏体相变 实第七节 马氏体的力学性能 施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 用T10A（C1.0％）或G Cr15（C1.0％，Cr1.5％）等高碳钢制成的精密轴承、块规等在淬火及低温回火状态下使用时尺寸仍可能发生变化，试分析其原因所在。 2) 已知马氏体的碳含量高于0.5％时对力学性能有弊无利，为何碳含量高于0.5％的高碳钢在生产上仍得到了应用？为提高高碳钢强韧性，在热处理时应注意什么问题？ 马氏体的韧性、马氏体相变诱发塑性、马氏体物理性能、高碳马氏体的显微裂纹 第七节 热弹性马氏体与形状记忆效应 形状记忆效应、热弹性马氏体、伪弹性、形状记忆效应的本质、形状记忆合金的应用实例 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 6 周 授课日期： 2010.4.6 授课章节：贝氏体相变及其应用，第1~3节 教学目的：使学生熟悉贝氏体相变的特点，掌握贝氏体的组织结构，了解贝氏体转变机制。 教学重点：贝氏体的组织结构 教学难点：贝氏体转变机制 教采用CAI教学， 教学内容： 学第五章 贝氏体相变及其应用 实施 过程设计 第一节 贝氏体相变的特点 贝氏体相变温度范围、贝氏体转变产物、贝氏体转变动力学、转变的不完全性、贝氏体转变的扩散性、晶体学特征 第二节 贝氏体的组织结构 上贝氏体、下贝氏体、无碳化物贝氏体、粒状贝氏体、其它类型贝氏体 第三节 贝氏体转变机制 贝氏体转变的切变机制、贝氏体的形成过程、贝氏体转变的台阶机制 课后复习及作业或思考题： 1) 试述贝氏体转变的基本特征。 2) 贝氏体转变与珠光体转变有哪些共同点和不同点？ 3) 贝氏体转变与马氏体转变有哪些共同点和不同点？ 4) 请写出5种贝氏体的名称。 5) 贝氏体是单相组织，还是复相组织？ 6) 下贝氏体是由哪两种相构成的？其中的亚结构是什么？试述下贝氏体的形成过程。 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 6 周 授课日期： 2010. 4. 9 授课章节：贝氏体相变及其应用，第4~5节 教学目的：使学生了解贝氏体相变动力学，熟悉贝氏体的力学性能。 教学重点：贝氏体的力学性能 教学难点：贝氏体的力学性能 教采用CAI教学， 教学内容： 学第五章 贝氏体相变及其应用 实第四节 贝氏体相变动力学 施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 试述上贝氏体和下贝氏体组织和力学性能的特点。 2) 试比较含碳量相同的片状马氏体和下贝氏体的力学性能差异。 3) 贝氏体转变可能按哪两种机制进行？ 课后小结： 时 间： 贝氏体等温转变动力学、贝氏体转变时碳的扩散、贝氏体转变动力学的影响因素 第五节 贝氏体的力学性能 影响贝氏体力学性能的因素、贝氏体的强度、贝氏体的韧性 沈阳工业大学教案
第 11 周 授课日期： 2010.5.11 授课章节：第六章 过冷奥氏体转变动力学图，第1~2节 教学目的：使学生熟悉TTT图和CCT图的基本形式，了解TTT图和CCT图的影响因素，掌握TTT图和CCT图的应用。 教学重点：TTT图和CCT图的基本形式和应用 教学难点：TTT图和CCT图的基本形式和应用 采用CAI教学， 教学内容： 教第六章 过冷奥氏体转变动力学图 学第一节 过冷奥氏体等温转变动力学图 实过冷奥氏体等温转变动力学图的基本形式、TTT图的测定、TTT图的影响因素、施 TTT图的基本类型、TTT图的应用 过第二节 过冷奥氏体连续转变动力学图 程常见的过冷奥氏体连续转变动力学图的基本形式、CCT图的测定、CCT图的应设用 计 课后复习及作业或思考题： 1) 测定TTT图的方法有哪几种？试比较各种方法的优缺点。 2) 请画出共析钢的TTT示意图，并说明其中各线、区的金属学意义。试述采用金相硬度法测试TTT图的具体步骤。 3) 合金元素对TTT图有何影响？ 4) 试述测定CCT图的端淬法的具体步骤。 5) 了解和掌握TTT图（如图7.9）中各线、区的金属学意义，指出各冷却曲线代表的热处理工艺名称，并分析钢沿各冷却曲线冷却后的显微组织。 6) 了解和掌握CCT图（如图7.11）中各线、区的金属学意义，并分析35CrMo钢沿各冷却曲线冷却后的显微组织和硬度。 课后小结： 时 间：
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第 11 周 授课日期： 2010.5.13 授课章节：第七章马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火），第1~2节 教学目的：使学生熟悉淬火加热工艺参数及加热介质的选定，了解在有物态变化的介质中的冷却过程、在无物态变化的介质中的冷却过程、常见的淬火介质、影响淬火介质冷却能力的因素。 教学重点：淬火加热工艺参数及加热介质的选定 教学难点：在有物态变化的介质中的冷却过程 教学实施 过程设计 采用CAI教学， 教学内容： 第七章 马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火） 第一节 淬火加热工艺参数及加热介质的选定 淬火加热温度的选择、加热时间的确定、淬火介质的选择 第二节 淬火介质 在有物态变化的介质中的冷却过程、在无物态变化的介质中的冷却过程、常见的淬火介质、影响淬火介质冷却能力的因素 课后复习及作业或思考题： 1) 什么是淬火？ 2) 直径为10mm的W18Cr4V钢制工具于1280℃加热保温后空冷。此种工艺操作属于正火还是淬火？ 3) 亚共析钢的淬火加热温度一般在什么范围内选择？为什么？ 4) 过共析钢的淬火加热温度一般在什么范围内选择？为什么？ 5) 今有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃，并保温相同时间，使之达到组织平衡状态，然后以大于Vc的冷速冷至室温。已知T12钢的临界点为：Ac1=730℃,Acm=820℃。请回答： a 哪个温度加热淬火后，其马氏体组织较粗大？ b 哪个温度加热淬火后，其马氏体含碳量较多？ c 哪个温度加热淬火后，其残余奥氏体较多？ d 哪个温度加热淬火后，其未溶碳化物较多？ 你认为哪个淬火温度较合适？ 6）碳素钢一般采用何种淬火介质？合金钢一般采用何种淬火介质？ 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 12 周 授课日期： 2010.5.18 授课章节：第七章马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火），第3~4节 教学目的：使学生熟悉淬透性与淬硬性、淬透性的测定方法、淬透性的应用，掌握常用淬火工艺，了解其它淬火工艺、冷处理。 教学重点：淬火工艺 教学难点：钢的淬透性 教采用CAI教学， 教学内容： 学第七章马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火） 实第三节 钢的淬透性 施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 请在C-曲线示意图中画出淬火、预冷淬火、分级淬火、双介质淬火和等温淬火的冷却曲线。 2) 某工具厂生产直径为1mm的高速钢制中心钻，采用普通淬火工艺，在使用中经常折断。如果你是现场工程师，你对其淬火工艺有何改进建议？ 3) 何谓淬透性？何谓淬硬性？如给你图8.5那样的附图，你能比较出两种钢淬透性和淬硬性的大小吗？ 4) 40Cr钢制成直径为36mm的圆柱形试样，采用油截面的硬度分布。 5) 名词或字符解释：①（淬火介质的）特性温度；②热应力；③组织应力；④残余应力；⑤临界直径；⑥J3515 淬透性与淬硬性、淬透性的测定方法、淬透性的应用 第四节 淬火工艺 常用淬火工艺、其它淬火工艺、冷处理 工件在淬火冷却时，最后单纯由热应力引起的残余应力的特点是什么？ 课后小结： 时 间：
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第 12 周 授课日期： 2010.5.20 授课章节：第七章马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火），第5节 教学目的：使学生了解表面淬火的目的、分类及应用，熟悉表面淬火的组织及性能、表面淬火淬硬层的深度及硬度梯度，掌握感应加热表面淬火原理和工艺。 教学重点：感应加热表面淬火 教学难点：感应加热表面淬火原理 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 对Mf点在0℃以下的淬火钢进行冷处理的目的和作用是什么？在进行冷处理时应注意哪些问题？ 2) 简述钢在快速加热时的相变特点。 3) 请写出6种表面淬火方法。 4) 试比较同一工件分别经工频加热表面淬火、中频加热表面淬火、超音频加热表面淬火、高频加热表面淬火和超高频脉冲加热表面淬火后淬硬层的深浅。 5) 请根据感应加热时钢制工件从表面到心部的温度分布情况，画图分析原始组织为珠光体的共析钢经高频加热表面淬火后从表面到心部的金相组织。 6) 请根据感应加热时钢制工件从表面到心部的温度分布情况，画图分析原始组织为采用CAI教学， 教学内容： 第七章马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火） 第五节 钢表面淬火 表面淬火的目的、分类及应用、表面淬火的组织及性能、表面淬火淬硬层的深度及硬度梯度、感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、其它表面淬火法 正火状态的45钢经高频加热表面淬火后从表面到心部的金相组织 课后小结： 时 间：
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第 13 周 授课日期： 2010.5.25 授课章节：第七章马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火），第6节 教学目的：使学生了解淬火缺陷的类型，熟悉热处理工件的变形及淬火裂纹产生的规律，掌握淬火缺陷的防止方法。 教学重点：热处理工件的变形规律 教学难点：热处理工件的变形规律 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 工件在淬火冷却时，最后单纯由组织应力引起的残余应力的特点是什么？ 2) 采用W18Cr4V高速钢制作的冷作模具，采用1280℃加热淬火，560℃回火3次。结果在使用中发现，常常因产生崩刃而早期失效。试问，可否通过降低其淬火温度对其淬火工艺进行改进？为什么？ 3) 亚温淬火一般用于什么钢种？目的如何？ 4) 造成工件产生淬火软点的原因有哪些？ 5) 造成工件产生淬火过烧的原因有哪些？ 采用CAI教学， 教学内容： 第七章 马氏体和贝氏体相变的应用（钢的淬火） 第六节 淬火缺陷及防止 热处理工件的变形、淬火裂纹、其它淬火缺陷 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 13 周 授课日期： 2010.5.27 授课章节：第八章 回火转变及应用，第1~3节 教学目的：使学生掌握回火转变时的组织变化，熟悉碳钢回火转变后的力学性能，了解合金元素对回火转变的影响。 教学重点：回火转变时的组织变化 教学难点：回火转变时的组织变化 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 碳钢的回火过程可分为哪几个有区别而又互相重叠的阶段？温度范围各是多少？ 2) 回火时马氏体中的碳为什么会发生偏聚?向什么位置偏聚? 3) 试述回火时高碳马氏体双相分解的过程。 4) 试根据回火转变机制给回火马氏体、回火托氏体和回火索氏体以较严格的定义。 采用CAI教学， 教学内容： 第八章 回火转变及应用 第一节 回火转变时的组织变化 碳原子的偏聚、马氏体的分解、残余奥氏体的转变、渗碳体的形成、α相的回复再结晶和碳化物的聚集长大 第二节 碳钢回火转变后的力学性能 第三节 合金元素对回火转变的影响 回火抗力的提高、二次淬火 课后小结： 时 间：
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第 14 周 授课日期： 2010.6.1 授课章节：第八章 回火转变及应用，第3~4节 教学目的：使学生掌握二次硬化原理，了解回火脆性的类型，熟悉产生回火脆性的机制和减轻回火脆性的方法。 教学重点：二次硬化 教学难点：产生回火脆性的机制 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 试列举淬火碳钢回火时可能出现的碳化物类型及其转变过程和转变机制。 2) 何谓二次淬火？何谓二次硬化？引起二次硬化与二次淬火的原因有什么区别？ 3) 如何区别高碳钢的回火马氏体与下贝氏体？ 4) 什么是第一类回火脆性？试讨论第一类回火脆性的形成机理，并指出减轻或防止方法。 5) 什么是第二类回火脆性？试讨论第二类回火脆性的形成机理，并指出预防或减轻方法。 采用CAI教学， 教学内容： 第八章 回火转变及应用 第三节 合金元素对回火转变的影响 二次硬化、合金钢马氏体回火时的组织变化 第四节 回火脆性 第一类回火脆性、第二类回火脆性 课后小结： 时 间：
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第 15 周 授课日期： 2010.6.8 授课章节：第八章 回火转变及应用，第5节 第九章 脱溶沉淀及应用，第1节 教学目的：使学生掌握二次硬化原理，了解回火脆性的类型，熟悉产生回火脆性的机制和减轻回火脆性的方法。 教学重点：二次硬化 教学难点：产生回火脆性的机制 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 等温淬火得了贝氏体后是否需要回火？下贝氏体组织在回火时将发生哪些转变？ 2) 试用某种理论解释合金钢产生奥氏体热稳定化和回火催化现象的原因。 3) 高速钢淬火后一般要经过560℃×1h三次回火。采取560℃×3h一次回火代替560℃×1h三次回火，是否可以？为什么？ 4) Cr12MoV有两种常用热处理工艺，一种是1000℃淬火，160℃回火；另一种是1100℃淬火，510℃回火。试讨论为什么1000℃较低温度的淬火只能采用160℃的低温回火；只有采用1100℃较高温度的淬火才能采用510℃的高温回火？ 采用CAI教学， 教学内容： 第八章 回火转变及应用 第五节 回火工艺 回火温度的确定、回火时间的确定、回火后的冷却、回火缺陷 第九章 脱溶沉淀及应用 第一节 概述 时效、脱溶沉淀、发生脱溶反应的条件、脱溶的分类 5) 回火的主要目的是什么？回火工艺按温度可分为哪几类？ 6) 何谓低温回火？应用范围如何？ 7) 何谓中温回火？应用范围如何？ 8) 何谓高温回火？应用范围如何？ 课后小结： 时 间：
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第 16 周 授课日期： 2010.6.15 授课章节：第九章 脱溶沉淀及应用，第2~3节 教学目的：使学生了解时效、脱溶沉淀、发生脱溶反应的条件、脱溶的分类，熟悉脱溶沉淀热力学及脱溶沉淀过程，掌握局部脱溶、连续脱溶、不连续脱溶、脱溶过程中显微组织变化序列。 教学重点：脱溶沉淀后的显微组织 教学难点：溶沉淀热力学 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 解释名词：固溶处理，时效，自然时效，人工时效，冷时效，温时效，回归 2) 温时效可分为哪几个阶段？试解释其原因。 3) 以Al-Cu合金为例，讨论其过饱和固溶体的脱溶沉淀过程，用光学显微镜可以观察到哪些变化？ 4) 试述连续脱溶和不连续脱溶的主要异同点。 采用CAI教学， 教学内容： 第二节 脱溶沉淀热力学及脱溶沉淀过程 脱溶沉淀热力学、脱溶沉淀过程 第三节 脱溶沉淀后的显微组织 局部脱溶、连续脱溶、不连续脱溶、脱溶过程中显微组织变化序列 课后小结： 时 间：
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第 17 周 授课日期： 2010.6.22 授课章节：第九章 脱溶沉淀及应用，第4~6节 教学目的：使学生了解脱溶沉淀过程动力学，掌握脱溶沉淀时性能的变化规律，熟悉调幅分解热力学、调幅分解过程、调幅分解组织与性能。 教学重点：脱溶沉淀时性能的变化规律 教学难点：调幅分解热力学 教学实施 过程设计 采用CAI教学， 教学内容： 第九章 脱溶沉淀及应用 第四节 脱溶沉淀过程动力学 脱溶沉淀等温动力学图、脱溶沉淀等温动力学图的影响因素 第五节 脱溶沉淀时性能的变化 冷时效与温时效、时效硬化机制 第六节 调幅分解 调幅分解热力学、调幅分解过程、调幅分解组织与性能 课后复习及作业或思考题： 1) 请通过过饱和固溶体分解时的成分-自由能曲线说明：为什么普通脱溶分解必须通过形核长大方式进行，而调幅分解则不必通过形核长大方式进行？ 2) 调幅分解属于有核转变还是无核转变？溶质原子进行下坡扩散还是上坡扩散？简述调幅分解的过程。 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 18 周 授课日期： 2010.6.29 授课章节：第九章 脱溶沉淀及应用，第7节 教学目的：使学生熟悉合金固溶处理后性能的变化规律及固溶处理和时效参数对材料性能的影响因素，掌握固溶处理规程的选择和时效规程的选择方法，了解铝合金固溶处理-时效规程、镁合金固溶处理-时效规程、铍青铜固溶处理-时效规程、镍基耐热合金的强化热处理。 教学重点：固溶处理规程的选择和时效规程的选择 教学难点：固溶处理规程的选择和时效规程的选择 教采用CAI教学， 教学内容： 学第九章 脱溶沉淀及应用 实第七节 固溶处理及时效工艺 施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 1) 试述在时效过程中为何先出现亚稳过渡相而不直接形成稳定相？ 2) 无析出区形成的原因是什么？ 3) 为何不能将局部脱溶所得组织称为魏氏组织？ 4) 时效合金的回归现象可有哪些应用？ 合金固溶处理后性能的变化、固溶处理和时效参数对材料性能的影响、固溶处理规程的选择、时效规程的选择、铝合金固溶处理-时效规程、镁合金固溶处理-时效规程、铍青铜固溶处理-时效规程、镍基耐热合金的强化热处理 课后小结： 时 间： 沈阳工业大学教案
第 19 周 授课日期： 2010.6.29 授课章节：《固态相变及应用》课程整体重点问题回顾 教学目的：《固态相变及应用》课程总学时48学时，在授课过程中第6-10周为学生生产实习，通过深入生产一线，对现场实际工艺的了解，加深了对本课程的认识与掌握，本周重点回顾本课程的主要内容，使学生做到理论联系实际。 教学重点：《固态相变及应用》课程整体重点问题回顾。 教学难点： 教学实施 过程设计 课后复习及作业或思考题： 课程整体重点问题回顾分为两个部分固态相变原理部分和应用部分。 固态相变原理部分主要包括加热转变和冷却转变。即第一~五章的主要内容。 固态相变应用部分主要包括工艺部分，即第六~九章的主要内容 课后小结： 时 间：
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