【正文】 化層深度的常用方法是金相檢驗(yàn)。 經(jīng)過時(shí)效處理的共滲試樣的化合物在顯微鏡下觀察為一白色帶，這樣既可測出化合物層厚度。 根據(jù)硬化層深度可以分為大于 及小于等于 的兩種情況。國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定將深度小于等于 的硬化層作為薄表面硬化層。 測定方法有硬度法和金相法，且兩種方法同等有效。對于薄層的情況，用硬度法測量時(shí)試驗(yàn)力較小，規(guī)行為 ～ 。在技術(shù)要求中若提出以硬度法作為仲裁結(jié)果，或硬化層對侵蝕劑不敏感時(shí)可采用顯微硬度法；當(dāng)檢驗(yàn)批量較大時(shí)則采用金相法為宜。由于滲層深度較淺，可采用斜截面試樣，使測量精度明顯提高。一般把試樣表面到擴(kuò)散區(qū)與基體金屬交界處作為氮碳共滲滲層的總深度。 白色化合物層的檢驗(yàn) 經(jīng)拋光后的氮碳共滲金相試樣，未經(jīng)浸蝕 ，在金相顯微鏡下就可以觀察到表面有一層結(jié)構(gòu)致密的白亮化合物層?；衔飳咏M織的致密程度按化合物層中存在微孔（疏松）的多少、大小及分布情況分為 5級(jí)（ JB284980，《鋼鐵零件滲氮層金相檢驗(yàn)》），通常以 1～ 3級(jí)的滲層具有較好的韌性，是合格的； 5 級(jí)滲層是不合格的，它們具有較大脆性，易起皮剝落。 外觀檢查 氮碳共滲一般為工件的最終熱處理，希望工件能有良好的外觀質(zhì)量，所以工件表面不應(yīng)有銹蝕斑、腐蝕等缺陷。 化合物致密程度的測定 化合物致密程度對共滲層的硬度、耐磨性、耐疲勞性和耐蝕性都有很 大影響，可根據(jù)樣品中化合物層的微孔數(shù)量、大小及分布按下圖來評級(jí)， A、 B 兩級(jí)為較好， C、 D、 E 為不良。 金相組織檢驗(yàn) 金相組織檢查包括滲氮層組織和心部組織兩部分。合格的滲氮組織應(yīng)是索氏體加氮化物，不應(yīng)有白色的針狀、脈狀、網(wǎng)狀及魚骨狀氮化物，否則會(huì)使?jié)B層變脆、剝落。最外層出現(xiàn)的ε脆性相應(yīng)磨去，合格的心部組織應(yīng)為回火索氏體組織，不允許出現(xiàn)大量游離鐵素體存在。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁，共 27 頁 圖 13 氮碳共滲層致密度等級(jí)圖 [6] 11 熱處理缺陷分析 對于 HT300 而言，在完整的熱處理工藝過程中，難免會(huì)出現(xiàn)各種不同的缺陷。這就 需要通過不同方法來對所有可能出現(xiàn)的熱處理缺陷進(jìn)行改善。 退火過程中可能產(chǎn)生的缺陷 1．硬度過高，其產(chǎn)生的可能原因：①冷卻速度快， 組織中珠光體片間距變細(xì)，可以通過調(diào)整冷卻方式或冷卻介質(zhì)來預(yù)防；② 保溫時(shí)間短 ，組織均勻化為完成，可以適當(dāng)延長保溫時(shí)間；③裝爐量大，爐溫不均勻，可以適當(dāng)減小裝爐量。重新退火，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，可消除硬度過高缺陷 2．過熱及過燒，其產(chǎn)生的原因如下：加熱溫度過高，使晶界氧化或局部熔化。防止措施：（ 1）防止零件在加熱過程中產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，根據(jù)選用的設(shè)備制定正確合理的熱處理工藝參數(shù)； （ 2）在操作過程中嚴(yán)格控制加熱溫度、保溫時(shí)間，或采取預(yù)熱等降低加熱速度的措施，盡可能消除晶粒長大的因素。 、脫碳 ， 產(chǎn)生原因：加熱時(shí)爐溫較高，過?？諝饬看?，爐內(nèi)氣氛呈氧化性 。 對策： ① 避免加熱溫度過高，避免保溫時(shí)間過長 ② 控制爐氣為中性或還原性氣氛 ③ 鑄件表面涂防氧化涂料或石灰 ④ 采用防護(hù)罩或鐵屑、木炭，將鑄件與爐氣隔離 ，硬度過低 ， 產(chǎn)生原因：退火加熱溫度過高，使?jié)B碳體分解。 對策：再進(jìn)行一次正火，然后按正常工藝低溫退火 5． 裂紋 ， 產(chǎn)生原因： ① 鑄件入退火爐前有較大內(nèi)應(yīng)力 ；② 鑄件入爐時(shí)爐溫中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁，共 27 頁 過低， 或低溫時(shí)加熱速度過快，產(chǎn)生的熱應(yīng)力較大 。 對策：嚴(yán)格控制入爐溫度，低溫階段加熱速度應(yīng)緩慢 6． 變形 ， 產(chǎn)生原因： ① 支墊不良（支點(diǎn)少，未墊實(shí)） ；② 加熱溫度不均勻，冷速過快，熱應(yīng)力過大 ；③ 擺放不正，或 工 件與 工 件互相擠壓 ； 對策： ① 合理增加支點(diǎn)，仔細(xì)墊實(shí)；薄壁箱體類件上部避免壓工件 ；② 鑄件成垛裝爐，支墊面不得有飛邊、毛刺、凸起物 ；③ 入爐前，先劃線檢查；裝爐時(shí)，針對變形情況支壓④ 剛出爐件不得吊放在風(fēng)中冷卻 氮碳共滲過程中可能產(chǎn)生的缺陷 表 8 氮碳共滲件的常見缺陷及防治方法 [6] 缺陷種類 主要原因 防治措施 滲層深度不夠 1. 鹽浴中鹽含量過低 2. 共滲溫度低，時(shí)間短 1. 保證鹽浴成分； 2. 保證足夠的溫度和時(shí)間 3. 按正常工藝重新處理時(shí)間稍短 表面疏松起皮 1. 鹽浴含鹽量過高； 2. 共滲溫度過高，時(shí)間稍長； 3. 鹽活性太強(qiáng) 嚴(yán)格按照工藝參數(shù)操作， 重 新鹽浴到溫后停置一段時(shí)間后再處理工件 表面花斑 1. 共滲前工件表面不潔； 2. 鹽浴不潔；共滲溫度低 3. 工件重疊，靠近爐壁 4. 冷卻速度太慢 1. 共滲前認(rèn)真清洗工件； 2. 保證鹽浴清潔 3. 避免工件重疊，靠近爐壁 4. 選擇合適冷卻介質(zhì) 5. 按正常工藝重新處理時(shí)間稍短 表面銹斑 殘鹽清洗不夠 1. 加強(qiáng)清洗工件 2. 在弱酸中短時(shí)間清理后 ，再短時(shí)間重新處理一下 12 結(jié)束語 通過這次熱處理工藝設(shè)計(jì)，我在多方面都有所提高。完成這次課程設(shè)計(jì)的過程，是提供了一個(gè)自己把在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的一次實(shí)踐平臺(tái)。在完成設(shè)計(jì)的過程中，你需要考慮許多課堂上不需要考慮的東西 比如說經(jīng)中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁，共 27 頁 濟(jì)性、環(huán)保性等。同時(shí)不僅讓我們把以前學(xué)到的許多專業(yè)課的知識(shí)都復(fù)習(xí)了一遍，而且僅僅這些還不夠，我們還得到圖書館、到網(wǎng)上的資源數(shù)據(jù)庫里去查閱資料。通過分析零件圖，制定合適的工藝路線，分析工藝路線的可行性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，分析可能產(chǎn)生的缺陷并提供消除辦法，分析工藝過程中 組織性能變化和，制定預(yù)備處理和后續(xù)處理以及制定檢測方法等，讓我 真正了解了一下一個(gè)零件生產(chǎn)出來前走過的路，專業(yè)知識(shí)也在不知不覺中得到了提高。同時(shí)，也讓我看到了自己的不足，理論聯(lián)系實(shí)際能力欠缺，分析問題能力欠缺，專業(yè)知識(shí)水平欠缺，今后還得更加努力的學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自己的不足，才能使自己在將來的工作崗位上得心應(yīng)手。 課程設(shè)計(jì)是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程 。 我 們 今天進(jìn)行課程設(shè)計(jì)， 實(shí)際上 就是在 學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁，共 27 頁 附：工藝卡片 配油盤 熱處理工藝卡 零件 名稱： 配油盤 熱處理工藝卡片 處理前要求： 零件號(hào)： 16 材料： HT300 工序號(hào)： 裝爐方法及數(shù)量： 放入裝料盤 小批量 吊裝 小批量 熱處理技術(shù)要求： 硬化層深度： （ 5～ 10） 104 mm 熱處理工藝曲線： 工 步 號(hào) 名稱 設(shè)備 工裝、夾具 加 熱 保 溫 冷 卻 零件圖： 溫度/℃ 時(shí)間/min 溫度/℃ 時(shí)間/min 介質(zhì) 溫度/℃ 1 去應(yīng)力退火 中溫箱式電阻爐RX3609 箱式爐裝料盤 590 590 180 爐 冷 空氣 300 40 2 氮碳共滲 中溫鹽浴爐RYD6 盤形零件滲氮夾具 570 570 180 空氣 水 350 40 備注： 擬定者 :李子元 日期： 審核者： 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁，共 27 頁 參 考 文 獻(xiàn) [1]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理學(xué)會(huì)編 .熱處理手冊（第四版）第一卷工藝基礎(chǔ) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2021. 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