工程材料第三章熱處理(文件)
【正文】 體所受的壓力下降 , Ms 上升， A’ 分解 為 ? 碳化物 和過飽和鐵素體，即 M回 。 ? 450℃ 以上鐵素體發(fā)生多邊形化，由針片狀變?yōu)槎噙呅?. ? 這種在多邊形鐵素體基體上分布著顆 粒狀 Fe3C的組織稱 回火索氏體 ，用 S回 表示。 ? 大于 300℃ ,由于Fe3C粗化，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體 ,硬度直線下降。 是指淬火鋼在 250350℃ 回火時(shí)出現(xiàn)的脆性。 是指淬火鋼在 500650℃ 范圍內(nèi)回火后緩冷時(shí)出現(xiàn)的脆性 . 回火后快冷不出現(xiàn)，是可逆的。 回火種類 ? 根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類。 應(yīng)用 獲得良好的綜合力學(xué)性能， 即在保持較高的強(qiáng)度同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。 ? ② 心部在保持一定的強(qiáng)度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。 ? 含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降 。 ? ⑵ 目的 : ? ① 為表面淬火作組織準(zhǔn)備； ? ② 獲得最終心部組織。 感應(yīng)加熱表面淬火 感應(yīng)淬火機(jī)床 感應(yīng)加熱表面淬火示意圖 ? 表面淬火常用加熱方法 ? ⑴ 感應(yīng)加熱 : 利用交變電流在工件表面感應(yīng)巨大渦流，使工件表面迅速加熱的方法。 ⑶ 激光熱處理 : 利用高能量密度的激光對工件表面進(jìn)行加熱的方法。淬硬層深度可達(dá) ～ ，這種方法可獲得均勻分布的硬度，且變形小，目前主要用于導(dǎo)軌的強(qiáng)化。 ? 根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等。 氮化擴(kuò)散層 二、 鋼的滲碳 是指向鋼的表面滲入碳原子的過程。 經(jīng)滲碳的機(jī)車從動(dòng)齒輪 氣體滲碳法示意圖 ? ⑴ 氣體滲碳法 ? 將工件放入密封爐內(nèi)，在高溫滲碳?xì)夥罩袧B碳。 ? 滲劑為木炭。 真空滲碳爐 ? 滲碳溫度 ： 為 900950℃ 。 心部為 F+P。 滲碳后的熱處理示意圖 ? ⑵ 一次淬火法 ：即滲碳緩冷后重新加熱淬火，按心部或表面的淬火溫度淬火。 ? 氮化用鋼 井式氣體氮化爐 ? 為含 Cr、 Mo、 Al、 Ti、 V的中碳鋼。 ? 氣體氮化法與氣體滲碳法類似，滲劑為氨。 ? ⑵ 疲勞強(qiáng)度高。 ? ⑷ 耐蝕性好。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。 ? Vk取決于 C曲線的位臵，C 曲線越靠右， Vk越小。 ? 只有冷卻條件相同時(shí)，才能進(jìn)行不同材料淬透性比較，如 45鋼 D0油 =8mm， 40Cr D0油 =20mm。 馬氏體 馬氏體 索氏體 五、 淬透性的應(yīng)用 ? 利用淬透性曲線及圓棒冷速與端淬距離的關(guān)系曲線可以預(yù)測零件淬火后的硬度分布。 ? 對于截面承載均勻的重要件 ,要全部淬透。 高強(qiáng)螺栓 柴油機(jī)連桿 齒輪 。 對于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的零件可不必淬透 (淬硬層深度一般為半徑的 1/2~1/3)，如軸類、齒輪等。 如 要求厚 60mm汽車轉(zhuǎn)向節(jié)淬火后表面硬度超過 HRC50， 1/4半徑處為 HRC45。 ? D0與介質(zhì)有關(guān)，如 45鋼 D0水 =16mm， D0油 =8mm。 ? ⑵ 用臨界淬透直徑表示 ? 臨界淬透直徑是指圓形鋼棒在介質(zhì)中冷卻，中心被淬成半馬氏體的最大直徑，用 D0表示。 示， J 表示末端淬透性， d 表示半馬氏體區(qū)到水冷端的距離，HRC 為半馬氏體區(qū)的硬度。 主要影響因素：對碳鋼和合金鋼，淬硬性主要是受 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的影響。 ? 氮化的缺點(diǎn)： 工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。 氮化層組織 38CrMoAl氮化層硬度 ? ⑶ 工件變形小。與氣體氮化相比，氮化時(shí)間短，氮化層脆性小。 ? 氮化溫度 為 500570℃ ? 氮化層厚度 不超過 。 滲碳后的熱處理示意圖 ? 常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到 Ac1+3050℃ 淬火 +低溫回火。 ? 滲碳后的熱處理 ? 淬火 +低溫回火 , 回火溫度為 160180℃ 。 低碳鋼滲碳緩冷后的組織 ? 滲碳層表面含碳量：以 . 05為最好。 ? ⑶ 真空滲碳法 ? 將工件放入真空滲碳爐中，抽真空后通入滲碳?xì)怏w加熱滲碳。 ? 優(yōu)點(diǎn) : 質(zhì)量好 , 效率高； 缺點(diǎn) : 滲層成分與深度不易控制。 ? 滲碳用鋼 ? 為含 %C的低碳鋼。 ? 如： 滲碳 CH4→2H2+[C] 氮化 2NH3→3H2+2[N] ? 工件表面的吸收 : 活性原子向固溶體溶解或與鋼中某些元素形成化合物。 ? 與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學(xué)成分。 火焰加熱表面淬火示意圖 激光表面熱處理 火焰加熱表面淬火 接觸加熱表面淬火原理，如圖 352所示。 各種感應(yīng)器 中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸 ? ③ 工頻感應(yīng)加熱頻率為 50Hz,淬硬層深度 1015 mm 各種感應(yīng)器 感應(yīng)穿透加熱 ⑵ 火焰加熱 : 利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法。 ? 回火目的為降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。 機(jī)床導(dǎo)軌 表面淬火齒輪 ? 預(yù)備熱處理 ? ⑴ 工藝： ? 對于結(jié)構(gòu)鋼為 調(diào)質(zhì) 或 正火 。 ? 適用于 承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。 在保留高硬度、高耐磨性的同時(shí) ,降低內(nèi)應(yīng)力 回火目的 S回 T回 M回 回火組織 500650℃ 350500℃ 150250℃ 回火溫度 高溫回火 中溫回火 低溫回火 適用于 彈簧 熱處理 五 鋼的表面淬火 ? 表面淬火 是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進(jìn)行淬火以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。也可作為要求較高精密件、量具等預(yù)備熱處理。 ? ⑵ 加入合金元素 W (約 1%)、 Mo(約 %)。 ? 回火時(shí)應(yīng)避開這一溫度范圍。 ? 在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，會(huì)出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱 回火脆性 。 2 回火時(shí)的性能變化 ? 200℃ 以下，由于馬氏體中碳化物的彌散析出，鋼的硬度并不下降，高碳鋼硬度甚至略有提高。 ? 發(fā)生于 250400℃ ，此時(shí)， ?碳化物溶解于 F中，并從鐵素體中析出 Fe3C。 ? ? %C 時(shí)，不析出碳化物。 網(wǎng)帶式回火電爐 ? 回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變 ? （ 1） \馬氏體的分解 ? ?100℃ 回火時(shí)，鋼的組織無變化。 ? 未經(jīng)淬火的鋼回火無意義，而淬火鋼不回火在放臵使用過程中易變形或開裂。 螺桿表面的淬火裂紋 ? 穩(wěn)定尺寸。 ? 經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜合力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小 . ? 適用于形狀復(fù)雜及要求較高的小型件。用于形狀 復(fù)雜的碳鋼件及大型合金鋼件。 ? 單液淬火法 ? 加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)冷卻到室溫的淬火方法。 ? 常用淬火介質(zhì)是水和油 . ? 水的冷卻能力強(qiáng)，但低溫卻能力太大，只使用于形狀簡單的碳鋼件。 ? ⑴ 亞共析鋼 淬火溫度為 Ac3+ 50~100℃ 。 ? ⑶ 過共析鋼 ? 淬火溫度 : Ac1+3050℃ . ? 溫度高于 Accm，則奧氏體晶粒粗大、含碳量高 ,淬火后馬氏體晶粒粗大 、A’量增多。 ? 預(yù)備熱處理組織為 退火或正火組織 。 ? ⑵ 對于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。 ? 正火是將 亞共
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