【正文】 于大截面的零部件。 四、回火種類 ? 根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類。 ● 淬火加高溫回火的熱處理稱作 調(diào)質(zhì)處理 ，簡稱 調(diào)質(zhì) . 廣泛用于 各種結構件如軸、齒輪 等熱處理。也可作為要求較高精密件、量具等預備熱處理。 適用于各種 高碳鋼 、 滲碳件 及 表面淬火件 。 應用 獲得良好的綜合力學性能，即在保持較高的強度同時，具有良好的塑性和韌性。 提高 ?e及 ?s，同時使工件具有一定韌性 。 在保留高硬度、高耐磨性的同時，降低內(nèi)應力 。 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 彈簧熱處理 淬火、回火缺陷 ? 淬火缺陷： P69 ? 回火缺陷： P71 第八節(jié) 鋼的表面淬火 ? 表面淬火 是指在利用快速加熱將表層奧氏體化后，迅速冷卻，在工件表面一定深度范圍內(nèi)達到淬火目的的熱處理工藝。 火焰加熱 感應加熱 ? 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。 軸的感應加熱表面淬火 表面淬火的分類 ? 感應加熱表面淬火 ? 火焰淬火 ? 電接觸加熱表面淬火 ? 電解液加熱表面淬火 ? 三束（ 激光束、電子束、等離子束）加熱表面淬火 感應加熱表面淬火示意圖 ? ⑴ 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。 高頻感應加熱表面淬火 ? 感應加熱分為： ? ① 高頻感應加熱 頻率為 250300KHz，淬硬層深度 傳動軸連續(xù)淬火感應器 感應加熱表面淬火齒輪的截面圖 ? ② 中頻感應加熱 頻 率 為 25008000Hz， 淬硬層深度 210mm。 各種感應器 中頻感應加熱表面淬火的機車凸輪軸 ? ③ 工頻感應加熱頻率為 50Hz,淬硬層深度 1015 mm 各種感應器 感應穿透加熱 ? ⑵ 火焰加熱 : 利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法。 成本低，但質(zhì)量不易控制。 ? ⑶ 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(zhì)量好。 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 激光表面熱處理 表面淬火工藝 ? 表面淬火用材料 ? 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 ? 預備熱處理 ? ⑴ 工藝： ? 對于結構鋼為 調(diào)質(zhì) 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。 ? ⑵ 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 ? 表面淬火后的回火 ? 采用低溫回火 ，溫度不高于 200℃ 。 ? 回火目的為降低內(nèi)應力，保留淬火高硬度、耐磨性。 ? 表面淬火 +低溫回火后的組織 ? 由表及里的組織為 M回 、 M回 +P型 、 P型 。 感應加熱表面淬火 感應淬火機床 第九節(jié) 鋼的化學熱處理 ? 化學熱處理 是將工件臵于一定介質(zhì)中加熱保溫，使 介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從而改變工件表層化學成分和組織 ,進而改變其性能的熱處理工藝。 ? 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(jù)滲入的元素不同，化學熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等。 可控氣氛滲碳爐 滲碳回火爐 一、 化學熱處理的基本過程 ? 介質(zhì) (滲劑 )的分解 : 分解的同時釋放出活性原子。 ? 如： 滲碳 CH4→2H 2+[C] 氮化 2NH3→3H 2+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。 ? 原子向內(nèi)部擴散。 氮化擴散層 二、 鋼的滲碳 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(jīng)滲碳的機車從動齒輪 ? 滲碳方法 ? ⑴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(yōu)點：操作簡單； ? 缺點：滲速慢，勞動條件差。 ? ⑵ 液體滲碳法 ? 將工件放入鹽浴爐中加熱滲碳。 ? 優(yōu)點 : 表面質(zhì)量好 , 滲碳速度快。 ? 缺點：勞動條件差（有毒）。 真空滲碳爐 氣體滲碳法示意圖 ? ⑶ 氣體滲碳法 ? 將工件放入密封爐內(nèi)，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(yōu)點 : 質(zhì)量好 , 效率高； 缺點 : 滲層成分與深度不易控制。 ? 滲碳溫度 ： 為 900950℃ 。 ? 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 . 05為最好。 ? 滲碳緩冷后組織：表層為 P+網(wǎng)狀Fe3CⅡ 。 心部為 F+P。 中間為過渡區(qū)。 ? 滲碳后的熱處理 ? 淬火 +低溫回火 , 回火溫度為 160180℃ 。 淬火方法有： ? ⑴ 預冷淬火法 ? 滲碳后預冷到略高于 Ar1溫度直接淬火。 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。 ? ⑶ 二次淬火法： ? 即滲碳緩冷后 第一次加熱為心部 Ac3+3050℃ ， 細化心部 ； 第二次加熱為 Ac1+3050℃ ， 細化表層。 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。 此時組織為： ? 表層： M回 +顆粒狀碳化物 +A’(少量 ) ? 心部：板條馬氏體 滲碳淬火后的表層組織 M+F 滲碳缺陷 ? 黑色組織： P123 ? 反常組織 ? 網(wǎng)狀 ? 深度不均勻 ? 脫碳或貧碳 ? 腐蝕與氧化 三、 鋼的氮化 ? 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。 ? 氮化用鋼 井式氣體氮化爐 ? 為含 Cr、 Mo、 Al、 Ti、 V的中碳鋼。 ? 常用鋼號為 38CrMoAl。 ? 氮化溫度 為 500570℃ ? 氮化層厚度 不超過 。 ? 常用氮化方法 ? 強化滲氮與防腐滲氮兩類。 ? 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 離子氮化法 ? 氮化的特點及應用 ? ⑴ 氮化件表面硬度高（ HV10002022），耐磨性高。 ? ⑵ 疲勞強度高。 由于表面存在壓應力。 氮化層組織 38CrMoAl氮化層硬度 ? ⑶ 工件變形小。 原因是氮化溫度低，氮化后不需進行熱處理。 ? ⑷ 耐蝕性好。 因為表層形成的氮化物化學穩(wěn)定性高。 ? 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(jīng)氮化的機車曲軸 四、碳 氮共滲 ? 是指向鋼的表面同時滲入碳和氮原子的過程。 ? 碳氮共滲介質(zhì) 井式氣體氮化爐 ? 液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)。 ? 常用鋼號為 38CrMoAl。 ? 氮化溫度 ? 高溫 為 900950℃ ? 中溫為 700880 ? 低溫又稱為軟氮化 。