鋼的熱處理-工程材料機械專業-資料下載頁

　　

【正文】 性 。 是指淬火鋼在 500～ 650℃ 范圍內回火后緩冷時出現的脆性； ? 回火后快冷不出現 。 防止辦法： ? a、 回火后快冷 。 ? b、 加入合金元素 W(約 1%)、 Mo(約 %)。 該法更適用于大截面的零部件 。 第二類回火脆性 鋼的淬火與回火 —— (3)鋼的回火 ④回火脆性 ?工藝的核心：使零件具有 “ 表硬里韌 ” 的力學性能 。 ?表面淬火 ?化學熱處理 鋼的表面熱處理 ?定義： case hardening 將工件表層規定深度快速加熱到淬火溫度 ， 迅速冷卻 ， 得到規定淬硬層的淬火工藝 。 ?工藝特征： 通過快速加熱使鋼的表層奧氏體化 ,然后急冷 ， 使表層形成馬氏體組織 ， 而心部仍保持不變 。 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 表面淬火目的： ?① 使表面具有高的硬度 、 耐磨性和疲勞極限； ?② 心部在保持一定的強度 、 硬度的條件下 ， 具有足夠的塑性和韌性 。 即 表硬里韌 。 ◆ 適用于承受彎曲 、 扭轉 、 摩擦和沖擊的零件 。 ? ⑴ ～ %C的中碳鋼 含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降； 含碳量過高，心部韌性下降。 ? ⑵ 鑄鐵 提高其表面耐磨性。 機床導軌 表面淬火齒輪 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ①表面淬火用材料 ? 工藝： 對于結構鋼為 調質 或 正火 ， 前者性能高 ， 用于要求高的重要件 ， 后者用于要求不高的普通件 。 ? 目的 : ① 為表面淬火作組織準備； ② 獲得最終心部組織 。 回火索氏體 索氏體 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ②預備熱處理 ? 采用低溫回火 ， 溫度不高于 200℃ 。 ? 回火目的為降低內應力 ， 保留淬火高硬度 、耐磨性 。 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ③表面淬火后的回火 ? 表層組織為 M回 ；心部組織為 S回 (調質 )或F+S(正火 )。 ④表面淬火 +低溫回火后的組織 感應加熱表面淬火 示意圖 ? 感應加熱： 利用交變電流在工件表面感應巨大渦流 ， 使工件表面迅速加熱的方法 。 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ⑤表面淬火常用加熱方法 ? 火焰加熱 : 利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法 。 成本低 ， 但質量不易控制 。 激光表面熱處理 火焰加熱表面淬火示意圖 火焰加熱表面淬火 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ⑤表面淬火常用加熱方法 ? 激光熱處理 : 利用高能量密度的激光對工件表面進行加熱的方法 。效率高 ， 質量好 。 ? 化學熱處理是將鋼件放在一定的活性介質中加熱和保溫 ， 使一種或幾種活性原子滲入其表面 ，改變表面的化學成分和組織 ， 從而改善表面性能的熱處理工藝 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 基本過程： ? 分解：化學介質在高溫下釋放出待滲的活性原子； ? 吸收：活性原子被零件表面吸收和溶解； ? 擴散：活性原子由零件表面向內部擴散 ， 形成一定的擴散層 。 進行的條件： ? 滲入元素的原子必須是活性原子 ， 而且具有較大的擴散能力； ? 零件本身具有吸收滲入原子的能力 ， 即對滲入原子有一定的溶解度或能與之化合 ，形成化合物 。 ? 與表面淬火相比 ， 化學熱處理不僅改變鋼的表層組織 ， 還改變其化學成分 。 ? 化學熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一 。 ? 根據滲入的元素不同 ， 化學熱處理可分為： 滲碳 、 氮化 、 碳氮共滲 。 可控氣氛滲碳爐 滲碳回火爐 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 是指向鋼的表面滲入碳原子的過程。 ◆ 滲碳目的 ? 提高工件表面硬度 、耐磨性及疲勞強度 ，同時保持心部良好的韌性 。 ◆ 滲碳用鋼 ? 為含 ～ %C的低碳鋼 ， 碳高則心部韌性降低 。 經滲碳的機車從動齒輪 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ①滲碳 氣體滲碳法示意圖 (a)氣體滲碳法 ? 將工件放入密封爐內 ，在高溫滲碳氣氛中滲碳； ? 滲劑為氣體 (煤氣 、液化氣等 )或有機液體(煤油 、 甲醇等 )； ? 優點 : 質量好 , 效率高； ? 缺點 : 滲層成分與深度不易控制 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ①滲碳 ◆ 滲碳方法 ◆ 滲碳方法 (c)真空滲碳法 ?將工件放入真空滲碳爐中 ， 抽真空后通入滲碳氣體加熱滲碳； ?優點 : 表面質量好 , 滲碳速度快 。 真空滲碳爐 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ①滲碳 (b)固體滲碳法 ? 將工件埋入滲劑中 ， 裝箱密封后在高溫下加熱滲碳； ? 滲劑為木炭； ? 優點：操作簡單； ? 缺點：滲速慢 ， 勞動條件差 。 ◆ 滲碳溫度：為 900～ 950℃ 。 每保溫 1小時 ， 厚度增加 ～ ； 滲碳層厚度 （ 由表面到過度層一半處的厚度 ） ：一般為 ～ 。 低碳鋼滲碳緩冷后的組織 ?滲碳層表面含碳量：以 ～ 。 ?滲碳緩冷后組織：表層為 P+Fe3CⅡ ； 心部為 F+P；中間為過渡區 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ①滲碳 ◆ 滲碳后的熱處理 ? 目的：為了充分發揮滲碳層的作用 ， 使零件表面獲得高硬度和高耐磨性 ， 心部保持足夠的強度和韌性 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ①滲碳 滲碳后的熱處理示意圖 直接淬火 一次淬火 二次淬火 淬火方法： ?預冷淬火法：滲碳后預冷到略高于 Ar1溫度 (830～ 850℃ )直接淬火； ?一次淬火法：即滲碳緩冷后重新加熱 (略高于 Ac3或 Ac1)淬火； ?二次淬火法：即滲碳緩冷后第一次加熱為心部 Ac3+30～50℃ ， 細化心部；第二次加熱為 Ac1+30～ 50℃ ， 細化表層 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ①滲碳 滲碳后的熱處理示意圖 ? 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。 井式氣體氮化爐 ?為含 Cr、 Mo、 Al、 Ti、V的中碳鋼； ◆ 氮化工藝 500～ 600℃ 20～ 50h ～ 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ②氮化 ◆氮化用鋼 ◆ 常用氮化方法 ? 氣體氮化法：與氣體滲碳法類似 ， 滲劑為氨； ? 離子氮化法：是在電場作用下 ， 使電離的氮離子高速沖擊作為陰極的工件 。 與氣體氮化相比 ， 氮化時間短 ， 氮化層脆性小 。 離子氮化爐 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ②氮化 ◆ 氮化的特點及應用 ? 氮化件表面硬度高（ HV1000～ 1100） ， 耐磨性和熱硬性高； ? 由于表面存在壓應力 ，疲勞強度高； ? 氮化溫度低 ， 氮化后不需進行熱處理 ， 工件變形小； ? 表層形成的氮化物化學穩定性高 ， 耐蝕性好 。 氮化層組織 38CrMoAl氮化層硬度 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ②氮化 ? 氮化的缺點：工藝復雜 ， 成本高 ， 氮化層薄； ? 用于耐磨性 、 精度要求高的零件及耐熱 、 耐磨及耐蝕件 ， 如儀表的小軸 、 輕載齒輪及重要的曲軸等 。 縫紉機用氮化件 經氮化的機車曲軸 ◆ 氮化的特點及應用 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ②氮化 ?定義：是同時向零件表面滲入碳和氮的化學熱處理工藝 ， 也稱氰化；主要為氣體碳氮共滲 。 ? 高溫碳氮共滲 ? 830～ 850℃ ? 1～ 2h ? ～ ? 滲碳為主 ? 淬火 +低溫回火 ? 低碳鋼 、 中碳鋼和合金結構鋼零件 ? 低溫碳氮共滲 ? 500～ 600℃ ? 1～ 4h ? ～ ? 滲氮為主 ? 不需要 ? 合金工具鋼 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學熱處理 ③碳氮共滲 作業 The End