不锈钢锻造Word文件下载.docx
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课堂小结
布置作业
课后回顾
教学过程
教 学 内 容
教师
活动
学生
教学
意图
授课
时间
组织教学
1．检查学生出勤情况,填写考查薄
2．集中学生注意力,贯穿教学全过程
宣布上课
用体态语
引起学生
注意
起立
问候
坐下
1分钟
提
问
复习旧课
高速钢加热操作特点是什么？
高速钢锻造的目的是什么？
高速钢锻造常见的缺陷有哪些？
口头
提问
思考
举手
回答
巩固
知识
5分钟
导入新课
针对学生回答问题的情况简单扼要复习上次课所学内容。
通过上次的学习，我们掌握了高合金钢中的高速钢的加热和锻造特点，本次课我们学习另一种常见的高合金钢---不锈钢，在我们日常生活用品中很多都是不锈钢制品，不锈钢制品具有很多优点，那么我们下面通过学习不锈钢的分类、组织特点和锻造特点，来进一步了解不锈钢。
设疑
讲解
听讲
增进
学习
兴趣
2分钟
新课讲授
§
不锈钢是指在一般的腐蚀介质中具有抗腐蚀能力的钢。
不锈钢除具有优良的抗腐蚀能力外，还具有高强度、高硬度、高耐磨性、很宽的工作温度范围（高到500~550℃，低到-253℃）及良好的工艺塑性等。
不锈钢中含有大量的镍、铬等合金元素，使钢的组织发生显著的变化。
由于组织不同，性能各异，在锻造生产上应采取不同措施，分别对待。
一、不锈钢的分类
按不锈钢经高温加热后在空气中冷却
板书
听讲
记录
培养学
生理解
问题的
能力
10分钟
讲
授
新
课
到室温所得的基体组织，大致可分为三类，即铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢。
1．铁素体不锈钢
含有16%~30%的铬和微量的碳，其基体组织为铁素体。
例如Cr17、Cr25Ti等。
2．奥氏体不锈钢
含有12%~18%的铬、6%~12%镍或锰和含量小于0.2%的碳，其基体组织为奥氏体。
例如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9等。
3．马氏体不锈钢
含有12%~18%的铬和1%~0.4%的碳，个别钢种含碳量高达1%，可以淬火成马氏体。
例3Cr13、4Cr13、9Cr18等。
二、不锈钢的锻造
不锈钢含铬、镍元素最多，导致这类钢导热性能差、锻造温度范围窄、过热敏感性强及高温下抗力大、塑性低等不利因素，给锻造生产带来了许多困难。
不同类型的不锈钢锻造工艺也有很大的差别。
常见的三类不锈钢的锻造工艺特点为：
铁素体不锈钢锻造
（1）铁素体不锈钢的组织特点
1）这类钢的组织不论在高温或室温下都是单一的铁素体，不发生组织转变，即这类钢不可能用热处理的方法来细化晶粒和提高力学性能。
2）
铁素体钢比奥氏体钢的再结晶温度低、速度快，晶粒极易粗化。
大约在600℃时晶粒就开始长大，温度越高，晶粒长大越剧烈，促使钢的朔性和韧性降低，抗腐蚀性能也降低。
3）铁素体不锈钢在正常情况下抗腐蚀性能比较好，但工艺性能差，而且不宜于冷加工变形。
（2）铁素体不锈钢的锻造工艺特点
1）
加热为了防止晶粒粗大，这类钢加热温度不能太高，保温时间不能长。
一般采用的始锻温度为1040~1120℃。
为了缩短坯料在高温时的停留时间，应当缓慢加热到760℃，然后快速升温到始锻温度。
始锻温度范围见表9—7。
学
内
容
记忆
培养
比较
问题
的能
力
分析
与
辨析
的
7分钟
（1）
铁素体不锈钢的组织特点
这类钢的组织不论在高温或室温下都是单一的铁素体，不发生组织转变，即这类钢不可能用热处理的方法来细化晶粒和提高力学性能。
铁素体钢比奥氏体钢的再结晶温度低、速度快，晶粒极易粗化。
3）
铁素体不锈钢在正常情况下抗腐蚀性能比较好，但工艺性能差，而且不宜于冷加工变形。
（2）
铁素体不锈钢的锻造工艺特点
剧长大，并析出脆性相。
晶界上脆性相超过一定量时，就会降低腐蚀性能、蠕变性能和冲击韧性。
因此，一般选用1150~1180℃。
铸锭过热的敏感性较钢坯小些，所以加热温度可以稍高一些，加热时间可以稍长一些，以利于碳化物渗入晶内。
最后一火加热温度要低一些，以避免晶粒长大。
在低温区导热性差，需要缓慢加热，到达高温区就应快速升温。
4）
终锻温度不能太低，太低时变形抗力迅速增大，同时在700~900℃之间常常因缓冷而析出α相，这时继续锻打就容易产生裂纹。
所以终锻温度通常为850~900℃。
奥氏体不锈钢的锻造温度范围见表9—7。
例如，某厂加热规范如图9-12。
图9-12
1Cr18Ni9Ti钢加热曲线
锻造的操作要点
坯料表面缺陷必须清除后才允许加热锻造。
选用比锻造普通钢种大1/3能量的锻造设备，以克服较大的热变形抗力，达到锻透细化晶粒的目的。
选择适当的锻造比。
铸锭可选用6~8；
对于经过锻轧，但已造成粗大晶粒的坯料可选用4~6，一般坯料选用≥2。
锻造铸锭时，开始应轻击，待铸造组织初步破碎、塑性提高后在进行重击，并以方形→多角形→方形的方式进行。
要不停地翻转送进坯料，避免在同一处连击。
终锻温度下的变形量，不允许在临界变形程度范围内（ε=7.5%~20%）。
以避免晶粒粗大。
理解
观察
的
8分钟
锻后冷却和热处理锻后采用空冷。
为使锻造和锻后冷却过程中析出的碳化物全部溶液与奥氏体中，得到单一的奥氏体组织，以提高抗腐蚀力，锻后可以进行“固溶处理”，将锻件加热到1000~1100℃，然后快速水冷使其固定下来达到单一的奥氏体。
3.马氏体不锈钢锻造
（1）马氏体不锈钢的组织与性能
马氏体钢加热到高温时是奥氏体组织，在空气中自高温冷却到室温后就获得马氏体组织。
因此含碳量增加，它的强度和硬度也进一步提高，但抗腐蚀性能相应地下降。
（2）马氏体不锈钢的锻造工艺特点
1）加热马氏体不锈钢加热温度不能太高。
因过高的温度会使组织中出现δ铁体，塑性下降，容易锻裂。
锻造温度范围见表9—7。
加热时应避免脱碳，因为脱碳会促使局部形成铁素体，降低锻件的硬度和强度。
所以应在还原性气氛的炉气中加热。
2）锻造因为这类钢可以用热处理方法来细化晶粒，改善力学性能，提高抗腐蚀能力，所以，对这类钢最后一火的变形量无特殊要求。
锻造时要避免金属变形速度过快，以免导致裂纹与过热。
锻后冷却与热处理
这类钢锻后空冷时，会出现马氏体和碳化物，内应力较大，容易出现裂纹。
因此，锻后应缓慢冷却，一般在热砂中冷却或坑冷。
取出后应及时进行等温退火，消除内应力，以免在以后酸洗或存放过程中产生开裂和降低硬度，并便于切削加工。
退火温度一般为750~800℃，保温1~3h，缓冷至600℃后空冷。
在模锻过程中，要防止冷却模具的介质（如水）喷到锻件上引起开裂。
马氏体不锈钢对表面缺陷也很敏感，坯料表面上存在的划痕等缺陷，都会在锻造过程中扩展成严重的裂纹。
12分钟
课堂小结
什么是不锈钢？
不锈钢的分类
三种不同种类的不锈钢的组织特点和锻造特点
口述
积极思考回忆所讲内容
使学生学会总结
布置作业
教材
P300
3
（8）
（9）
（10）
宣布
作业
完成
对所学知识的考查
3分钟
课后回顾
本次课采用启法式教学，积极调动学生学习兴趣，发挥想象力，启发学生创造思维能力。
结合生活中的日常用品，用浅显易懂的语言使学生更好地了解了不锈钢的有关性能。
从课堂学生反馈的信息表明本次课的教学内容学生掌握的比较好。
通过辅导
与学生
交流
合计90分钟
后附板书设计
板
书
设
计
一．
不锈钢的性能
二．不锈钢的分类
1．
2．
3．
三．不锈钢的锻造
1．铁素体不锈钢的锻造
（1）铁素体不锈钢的组织特点
1）
2）
3）
1）
2）
3）
4）
2．奥氏体不锈钢锻造
（1）奥氏体不锈钢的组织特点
（2）加热
（3）锻造操作要点
5）
（4）锻后冷却和热处理
3．马氏体不锈钢锻造
（1）马氏体不锈钢的组织与性能
（2）马氏体不锈钢的锻造工艺特点
组织类别
钢号
锻造温度/℃
加热方法
冷却方法
始锻
终锻
铁素体钢
Cr17
1050～1100
750～800
缓慢加热至850℃，迅速加热至1050～1100℃
正常空冷
Cr28
950～1000
720～800
缓慢加热至850℃，迅速加热至锻造温度
马氏体-铁素体钢
1Cr13
1180～1200
≥850
缓慢加热至800℃，然后快速加热至锻造温度
灰冷或砂冷
1Cr17Ni2
1175
825
缓冷
马氏体钢
2Cr13
1160～1200
≤800℃装炉，850℃前缓慢加热
砂冷或及时退火
3Cr13
＞850
缓冷并及时退火
4Cr13
≥800
灰冷或砂冷，并及时退火
1Cr12Ni3MoV
1030～1070
1Cr11Ni2W2MoV
1180
850
4Cr10Si2Mo
1130～1150
9Cr18
1170～1190
≥950
炉冷
奥氏体钢
0CrH8Ni9
900
1Cr18Ni9Ti
≥820
2Cr18Ni9
1160
1Cr14Mn14Ni
Cr12Ni18
1100～1150
850～900
沉淀硬化不锈钢
00Cr12Ni8Cu2AlNb
1040～1090
810～930
3Cr13Ni7Si2
980～1020
＞900
0Cr17Ni4Cu4Nb
1100
＞950
＜600℃装炉
0Cr17Ni7Al
950
0Cr12MnSNi4Mo3Al
1120
升级会员 