热处理实训学生学习手册张卫.docx
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热处理实训学生学习手册张卫
《热处理实训》学生学习手册
项目名称：
热处理实训
所属系部：
机械装备系
专业班级：
材料成型
学生姓名：
指导教师：
二0一三年月日
《热处理实训》学生学习手册
1．实训项目概况
（1）适用专业：
材料成型焊接专技术热处理专业。
（2）实训安排：
2周，60学时
序号
实训项目
实训学时
备注
1
火花鉴别
4
按专业要求、实训周数选择项目
2
硬度测定
4
3
金相检验及热处理缺陷分析
4
4
退火技能训练
6
5
正火技能训练
6
6
淬火技能训练
6
7
回火技能训练
6
8
表面热处理与化学热处理技能训练
6
9
典型零件热处理操作实例
20
2．实训教学目标
（1）能力培养任务
训练学生：
金属材料及热处理基础能力、金属材料选用能力、热处理工艺编制及操作能力、热处理设备仪表选用能力、金属材料与零件热处理质量检测能力、热处理辅助工种拓展能力。
（2）知识培养任务
结合生产实践讲解热处理在机械制造中的作用，材料的性能和热处理的关系，主要的热处理方法。
并介绍常见的热处理缺陷及其预防措施。
通过本课程的学习使学生掌握钢的热处的基本理论，并掌握热处理工艺的基本操作。
并能将热处理的基本理论、基本知识和操作技能应用于实践。
（3）素质培养任务
在实训过程中对接职业标准，掌握技术技巧，注重学生诚实守信、爱岗敬业、安全文明生产、规范操作等素质和能力的养成。
3．实训主要任务及内容
本课程是以就业为导向，以技能培养为目标而设置的高职热处理专业核心技能训练课之一，在实训环节教学中占据重要的地位，是培养学生专业应用能力的关键性实训课程。
本课程以理论教学为辅，技能训练为主，主要学习与热处理工操作相关的基本知识及热处理工操作演示的基本训练。
项目一火花鉴别
用火花鉴别法鉴别表2中所列材料；比较不同含碳量的碳钢及合金钢的火花特征
表2
材料名称
操作内容
观察爆花形式
分辩花束色
火花特征
20钢
钢的火花鉴别
45钢
钢的火花鉴别
40Cr钢
钢的火花鉴别
T8钢
钢的火花鉴别
T12钢
钢的火花鉴别
Gr15钢
钢的火花鉴别
W18Cr4v
钢的火花鉴别
项目二硬度测定
测定表3中所列的金属材料及热处理状态下，试样的洛氏硬度值、布氏硬度值。
表3
序号
材料
热处理方法
洛氏硬度
布氏硬度
HRC
HB
HB
压痕直径（mm）
HB
d1
d2
d平均
1
45
退火
2
45
淬火
3
45
调质
4
40Cr
淬火
5
40Cr
调质
6
T8
淬火
7
T12
淬火
8
灰口铸铁
铸态
注：
布氏硬度测出压痕的水平、垂直两个方向直径，求平均值后查表得硬度值。
洛氏硬度每块试样测三点，计算平均值
项目三金相检验及热处理缺陷组织分析
1、检验钢中的缺陷组织:
带状组织、魏氏组织评定级别。
2、脱碳层测定。
3、过热过烧及淬火裂纹的检验。
4、观察分析常见几种金属材料的金相组织，详细内容见表4
表4
序号
钢号
热处理状态
显微组织
浸蚀济
1
35钢
锻造
带状组织
4%HNO3酒精
2
45钢
11000C空冷
魏氏组织
4%HNO3酒精
3
45钢
10000C退火
过热组织
4%HNO3酒精
4
T12
9200C经4小时
表面脱碳
4%HNO3酒精
5
45钢
9000C/水冷
淬火裂纹
4%HNO3酒精
6
工业纯铁
铸态
铁素体
4%HNO3酒精
7
T8
铸态
珠光体
4%HNO3酒精
8
共晶白口铁
铸态
莱氏体
4%HNO3酒精
项目四退火技能训练
制定出表5所列材料的热处理工艺规范。
然后分组进行热处理操作。
磨制试样，测定经退火处理后试样的硬度值。
用金相显微镜观察退火后的金相组织，将测得的硬度值与相应得到的显微组织一起填入实验报告。
表5
材料
工艺要求
相变临界点0C
退火
硬度（HB）
Ac1
Ac3
加热温度（0C）
等温温度（0C）
45
完全退火
724
780
137～207
20Cr
完全退火
765
836
T12
球化退火
730
820
163～207
GCr15
球化退火
760
900
207～229
项目五正火技能训练
制定出表6所列材料的热处理工艺规范。
然后分组进行热处理操作。
磨制试样，测定经热处理后试样的硬度值。
用金相显微镜观察正火后的金相组织，将测得的硬度值与相应得到的显微组织一起填入实训报告。
表6
材料
工艺要求
相变临界点0C
正火
硬度（HB）
Ac1
Ac3
加热温度（0C）
45
正火
724
780
840～880
170～217
20Cr
正火
765
836
870～900
143～197
T12
正火
730
820
850～870
269～341
GCr15
正火
760
900
900～950
270～390
项目六淬火技能训练
制定出表7所列材料的热处理工艺规范。
然后分组进行热处理操作。
磨制试样，测定经淬火处理后试样的硬度值。
用金相显微镜观察淬火前后的金相组织。
表7
材料
工艺要求
相变临界点0C
淬火
硬度（HRC）
Ac1
Ac3
加热温度（0C）
45
过热淬火
724
780
45
正常温度淬火
724
780
45
加热不足
724
780
40Cr
正常温度淬火
765
836
T12
正常温度淬火
730
820
T12
正常温度淬火
730
820
GCr15
正常温度淬火
760
900
270～390
项目七回火技能训练
制定出表8所列材料的热处理工艺规范。
然后分组进行热处理操作。
磨制试样，测定经热处理后试样的硬度值。
用金相显微镜观察回火后的金相组织，将测得的硬度值与相应得到的显微组织一起填入实训验报告。
表8
材料
工艺要求
相变临界点0C
淬火
淬火硬度（HRC）
Ac1
Ac3
加热温度（0C）
45
550～600回火
724
780
HRC
45
250～350回火
724
780
HRC
40Cr
200～400回火
765
836
HRC
T12
140～160回火
730
820
HRC63～65
T12
450～600回火
730
820
HRC61～62
GCr15
160～180回火
760
900
HRC61～65
项目八表面热处理与化学热处理技能训练
制定出表9所列材料的热处理工艺规范。
测定经化学热处理后试样的表面硬度值。
用金相显微镜和测微目镜检验经化学热处理后试件的质量、测定渗层厚度。
观察前后的金相组织。
表9
材料
工艺要求
热处理工艺方案
金相组织
渗层厚度
20CrMnTi
渗碳处理
20Cr
渗氮处理
项目九典型零件热处理操作实例
任务一螺栓的热处理
任务二车刀的热处理
任务三轴承外套的热处理
任务四凹模的热处理
4．实训主要过程
（1）工艺准备及操作
（a）拿到试样后首先确定出加热速度、保温时间和冷却速度的处理方案。
同学可以参考本教材，制定出本实验用钢的热处理工艺规范。
（b）检查试样钢号是否相符技术要求和热处理工艺是否合理。
检查试件表面有没有裂纹。
（c）检查加热设备温度控制系统是否正常，热电偶温度测量仪表允差是否符合要求。
（d）检查炉膛内是否整洁，托瓦有无损坏，将温度指示针定在工艺要求的温度。
（e）将零件装入电阻炉有效加热区内，
（f）装炉后检查试件与电热元件确无接触时，方可送电升温，在操作过程中，不得随意打开炉门。
（g）炉温升到仪表控温并达到均温后，开始计算保温时间。
（均温时间——从炉门视孔观察炉内壁温度与工件表面温度一致即颜色一致）。
但实际生产中一般均温时间和保温时间已经在工艺上给定，因此炉温升到控温时，开始计算保温时间。
（h）保温到工艺规定的时间后，将零件按不同的热处理工艺选择冷却方式。
（2）质量检验
（a）表面质量。
目测零件表面有没有裂纹、脱碳等缺陷。
（b）硬度检查。
用砂轮打磨后测量硬度，检测零件布氏硬度，符合技术要求为合格。
（c）金相组织。
用金相显微镜观察是否有欠热组织或过热组织。
5．实训要求
（1）学习要求
每个学生应将实训内容逐日记录在实训报告上（包括生产流程、重要仪器设备、典型零件的工艺过程、工艺曲线、组织结构草图、必要的数据、各次的技术报告内容、本人的心得体会等），认真积累实训报告资料。
实训报告是实训成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实训报告、实训报告撰写不规范及抄袭他人实训报告者，应补做完成或重做，否则不许参加实训成绩的考核。
（2）团队工作要求
要尊重实训指导教师，服从指导教师的领导，严格遵守实习纪律，同学之间要团结友爱，互相帮助，相互关心。
应严格遵守以下规定：
1）应严格遵守实训的各项规章制度，要主动接受老师的指导，虚心好学，礼貌待人。
在实训期间不准酗酒、赌博、打麻将，凡是被查到者，一律按学校有关条例处理。
2）进实训现场要注意安全，必须穿戴规定的劳防用品。
不准穿裙子、背心、拖鞋、高跟鞋去实训室。
3）上岗操作必须严格遵守操作规程，思想要高度集中，未经允许不得擅自启动机器设备。
4）未经指导教师允许，不准擅自离开实训所在地。
定期参加一些力所能及的劳动。
所借工具及仪器，实训结束时应如数归还，损环或丢失的应照价赔偿。
4）如发现有违反纪律的学生，指导教师应及时给予批评教育，对屡犯者可暂停或取消其实训资格，并视情节轻重上报学校给予必要的处分。
（3）操作规范和要求
①要求及安排
1
综合实训地点
热处理实训室
2
安全要求
每个班选2个安全员，负责每天实训室的设备检查和关闭电源，以及工作场景中的安全问题。
3
卫生要求
每天学生打扫环境卫生（上班前和上班后），地面、桌面、抽屉里都要打扫干净。
工作时间不得吃东西，喝水必须到指定区域，工作台面必须保持整洁。
4
考勤制度
教师每天考勤，并定期通报考勤情况，无故迟到3次实训成绩最高只能给及格，旷课1次，实训无成绩。
5
实训安排
实训以5-6个人为一个小组进行，每组各推荐1名组长，每天任务的分配均由组长组织进行，组长要了解关心小组的进展，记录小组每天的内容和成果，活动小组成员间要互相帮助，最终考核评比优秀班组，并进行产品（作品）评比,选出最佳产品（作品）展示。
6
实训要求
按照企业的要求来规范自己的行为，安全第一、节能环保。
工具、附件、仪器设备摆放规范。
在独立完成工作时要求态度认真，不允大声喧哗，不得抄袭各种作业文件和记录，若作业记录不齐全，将无实训成绩。
在小组讨论时，要积极发言，提出自己的见解和方案。
②安全操作规程
1、实训时必须穿戴防护用品，如：
工作服、手套、防护眼镜等。
2、在操作前，首先要熟悉热处理工艺规程和所使用的设备。
３、操作必须在指导教师的指导下进行，不得擅自动用各种设备。
４、仔细检查测温仪表、热电偶、电气设备的接地线是否完好。
５、检查炉膛内是否有其它工件，炉底板、电阻丝是否完好。
６、工件进出炉时应断电操作，并注意工件不能和电阻丝相碰和接触。
７、热处理仪表、仪器未经同意不得随意调整或使用。
８、箱式电阻炉使用温度不得超过额定值。
９、设备危险区（如电炉的电源导线、配电屏、传动机构及电闸等）不得随便触动，以免发生事故。
10、凡经热处理的工件，不得用手去摸，以免工件未冷却而造成灼伤。
11、操作结束后，应切断电源、整理工作场地，定期清理炉内脏物。
6．考核评定标准
（1）过程考核
每一项工作任务学生参与情况和按时、全面、独立地成完成各项任务，操作规范，完成的作品和记录；学生参与工作的热情、工作的态度、与人沟通、独立思考、勇于发言，综合分析问题和解决问题的能力；学生安全意识、卫生状态、出勤率等
（2）结果考核
（2）结果考核
作业产品齐全，符合企业管理规范，产品质量合格，符合工艺要求。
（3）成绩评定
考核内容：
①实训表现；②操作技能；③实训报告；④实训考勤表；⑤实训鉴定
实训考核：
①实训成绩按五级记分制，分优秀、良好、中等、合格、不合格，分为90～100分为优秀、80～89分为良好、70～79分为中等、60～69分为合格、60分以下为不合格。
②实训的成绩是由指导教师根据学生的实训表现、操作技能、实训报告、实训考勤表、实训鉴定而定。
③实训的成绩最终由教学系确认。
（4）评分标准：
实训作品85%
实训表现10%
实训报告20%
仪器仪表的使用
试样
制作
工艺
制定
金相组
织观察
性能
测定
缺陷
分析
10
20
10
5
15
15
10
15
详细分值由实训指导教师自定
注：
实训报告：
将自己的实训成果在实训报告中反映出来，要求文字通顺，内容全面。
字数不少于3000字。
主要内容包括：
实训目的，实训过程的主要环节、内容,实训的收获总结与体会。
（5）实训成绩考核参考标准
（1）优秀:
学习态度端正，无缺勤和违纪，劳动刻苦、勤奋，工作积极主动，全面完成大纲要求，实际操作能力强，理论联系实际好，有独立的见解与创新的精神，实训报告全面系统，操作技能考核时回答问题准确，操作正确无误。
（2）良好:
实习态度端正，无违纪现象，工作积极主动，较好完成大纲要求，有一定的实际操作能力，能理论联系实际，作业内容正确，实训报告达到实训大纲的要求，质量较好，操作技能考试时能较圆满地回答问题，操作基本正确无误。
（3）中等：
达到实训大纲中规定的主要要求，实训报告能对实训内容进行全面的总结，在操作技能考核时能正确地回答主要问题，主要操作步骤正确，实训态度端正，实训中无违纪行为。
（4）合格:
实训态度基本端正，能达到实训大纲的基本要求，能完成实训报告，质量一般，操作技能考核时能正确地回答主要问题，主要操作步骤基本正确。
（5）不合格：
实训期间表现差，未能达到实训大纲所规定的基本要求，实训报告和实习日记质量较差，在操作技能考核时主要问题解答错误，主要操作步骤不正确；或实训期间缺勤超过三分之一者，均为不合格。
实训成绩不合格者必须重修。
实训结束后，实训生需交实训鉴定表（盖单位公章，并有部门负责人或实训指导老师的签名）、本人撰写的实训报告（字数不少于3000汉字）、实训考勤表和实训日志。
教师通过检查学生的实训作品，考核学生在作品中对各工序的完成情况及检查实训报告中对实训结果分析、思考问题论述等内容，评定出成绩。
6．实训项目学生学习细
任务1专业基础项目
序号
实训任务
实训
学时
地点
组织形式
实训工具和材料
实训步骤
应完成的作业（作品）
备注
1
热处理工安全常识
2
热处理实训室
统一讲授、单人测试。
多媒体、视频光盘
1.安全操作相关知识
2.安全操作演示
热处理工安全规程试卷
２
介绍专业基础知识
2
金相、热处理实训室
一组统一讲授、单人测试。
多媒体、视频光盘
钢的分类方法、钢的牌号及钢的用途、金相检验的基本知识
专业基础知识试卷
（一）
３
1、讲解火花鉴别、金相检验等基本知识。
2、介绍硬度计的相关
2
金相、热处理实训室
统一讲授、单人测试。
1、学习火花鉴别、金相检验的基本知识。
2、学习使用硬度计的相关知识
专业基础知识试卷
（二）
４
讲解热处理在机械制造中的作用，材料的性能和热处理的关系。
２
金相、热处理实训室
统一讲授、单人测试
多媒体、视频光盘
1.讲解热处理在机械制造中的作用。
2.材料的性能和热处理的关系。
专业基础知识试卷（三）
5
主要的热处理方法
2
热处理实训室
统一讲授、单人测试
热处理炉、测温仪表
1.熟悉热处理设备
2.掌握常见的热处理方法。
专业基础知识试卷（四）
任务2热处理演示操作项目
序号
实训任务
实训学时
地点
组织形式
实训工具和材料
实训步骤
学生应完成的作业（作品）
备注
1
1、火花鉴别
2、、金相检验
3、演示硬度计的操作方法
12
热处理实训室
分组讲授
分组操作
单人测试
砂轮机、金相显微镜、布、洛、维氏硬度试验计
碳钢试样块若干
1、打开砂轮机，砂轮圆周接触钢材进行磨削
2、将载荷加到试样上
测定金属材料
硬度值
3、调整金相显微镜焦距观察分析试样的组织
实训结果及分析报告
现场教学、指导。
2
1.普通热处理操作演示（退火、正火、淬火、回火）
12
热处理实训室
分组讲授
分组操作
单人测试
热处理炉研磨试样机、金相显微镜热处理试样
1.学习普通热处理安全操作相关知识
2.了解普通热处理设备的相关知识。
3.退火、正火、淬火、回火操作演示
热处理后的试件
结果分析报告
现场教学、指导。
3
2.表面热处理操作演示。
（6）
热处理实训室
分组讲授
分组操作
单人测试
热处理炉研磨试样机、金相显微镜热处理试样
1.学习表面热处理安全操作相关知识。
2.了解表面淬火、化学热处理设备的相关知识。
3．表面热处理操作演示。
表面热处理操作规程试卷
现场教学、指导。
任务3典型零件热处理实例操作项目
序号
实训任务
实训学时
地点
组织形式
实训工具和材料
实训步骤
学生应完成的作业（作品）
备注
1
典型零件热处
20
热处理实训室
分组讲授
分组操作
单人测试
热处理炉、研磨试样机、金相显微镜热处理试样
编制典型零件热处理工艺、选择设备、试样热处理、研磨试样、观察金相组织、绘制组织示意图
热处理后的试件
结果分析报告
7．学生实训过程作业文件与记录
（1）学生实训过程及评价表
学生实训过程及评价表
姓名：
专业班级：
学号：
实训项目：
序号
分项目名称
任务
时间
地点
对本项目的评价
教师评价
教师
签字
备注
内容
条件
教师
能力评价
知识评价
素质评价
总体评价
教师
签字
能力1
能力2
能力3
知识1
知识2
知识3
素质1
素质2
素质3
备注
（2）实训报告
实训报告
课程名称：
实训项目：
专业班级：
姓名：
指导教师：
评定成绩：
年月日
1．实训目的：
通过本次实训完成的主要任务，得到哪些方面的训练，包括思想、能力、技能、方法、手段、设备与工具的使用以及职业素质的养成等等。
2．实训内容：
本次实训的主要内容及技术要点及如何解决这些技术要点。
3．方案设计与实施步骤：
本次实训的总体计划，列出实施计划的具体步骤及进度安排。
4．完成实训项目的图表、数据处理、结论。
及影响任务完成的技术问题（包括危及人身、设备安全的因素）。
5．自我评价：
（1）对本次实训任务完成情况的评价。
（2）实训的收获与预期目标是否一致的评价。
（3）对实训组织、安排、管理等方面的评价，写出问题和建议。
指导教师签字：
年月日
升级会员 