【正文】 ? 淬硬層深度與工件尺寸有關(guān) ,設(shè)計時應(yīng)注意尺寸效應(yīng)。可按下圖箭頭所示程序進(jìn)行選材分析 . ? 利用淬透性可控制淬硬層深度。 ? 只有冷卻條件相同時，才能進(jìn)行不同材料淬透性比較，如 45鋼 D0油 =8mm， 40Cr D0油 =20mm。 ? D0與介質(zhì)有關(guān)，如 45鋼 D0水 =16mm， D0油 =8mm。 ? 淬透性的表示方法 ? ⑴ 用淬透性曲線表示 dH R CJ即用 表 三、影響淬透性的因素 ? 鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度 Vk， Vk越小，淬透性越高。 淬透性的概念 M量和硬度隨深度的變化 淬透性 是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。 ? 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。 原因是氮化溫度低，氮化后不需進(jìn)行熱處理。 離子氮化爐 ? 氮化的特點及應(yīng)用 ? ⑴ 氮化件表面硬度高（ HV10002022），耐磨性高。 ? 常用氮化方法 ? 氣體氮化法與離子氮化法。 此時組織為： ? 表層： M回 +顆粒狀碳化物 +A’(少量 ) ? 心部： M回 +F（淬透時） 滲碳淬火后的表層組織 M+F 三、 鋼的氮化 ? 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。 淬火方法有： ? ⑴ 預(yù)冷淬火法 ? 滲碳后預(yù)冷到略高于 Ar1溫度直接淬火。 ? 滲碳緩冷后組織：表層為 P+網(wǎng)狀Fe3CⅡ 。 ? 優(yōu)點 : 表面質(zhì)量好 , 滲碳速度快。 ?滲碳方法 ? ⑵ 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。 碳高則心部韌性降低。 ? 原子向內(nèi)部擴散。 ? 化學(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。 利用一個變壓器獲得低電壓大電流，次級回路的一端接零件，另一端接一個紫銅滾輪作電極與零件淬火表面接觸，通電時滾輪與零件接觸處產(chǎn)生電阻熱將零件該處加熱至淬火溫度，滾輪轉(zhuǎn)離后，因周圍金屬溫度低，而加熱處迅速被冷卻而達(dá)到淬火目的。 成本低，但質(zhì)量不易控制。 ? 表面淬火 +低溫回火后的組織 ? 表層組織為 M回 ；心部組織為 S回 (調(diào)質(zhì) )或 F+S(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。 ? 表面淬火用材料 ? ⑴ %C的中碳鋼。 火焰加熱 感應(yīng)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 。 適用于各種 高碳鋼 、 滲碳件 及 表面淬火件 。 該法更適用于大截面的零部件。 ? （ 2）、第二類回火脆性 ? 又稱 可逆回火脆性 。 ? （ 1）、第一類回火脆性 ? 又稱 不可逆回火脆性 。 ? 200300℃ ，由于高碳鋼中 A’轉(zhuǎn)變?yōu)?M回 , 硬度再次升高。 ? 到 350℃ , 馬氏體含碳量降到鐵素體平 回火屈氏體 ? （ 3）、 ?碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe3C 回火索氏體 ? （ 4）、 Fe3C聚集長大和鐵素體多邊形化 ? 400℃ 以上 , Fe3C開始聚集長大。只發(fā)生碳在位錯附近的偏聚。 ? 100200℃ 加熱時，馬氏體將發(fā)生分解 ,從馬氏體中析出 ?碳化物 (? FeXC)， 使馬氏體過飽和度降低。 鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火 。 淬火 M和 A’都是非平衡組織，有自發(fā)向平衡組織轉(zhuǎn)變的傾向。 四 鋼的回火 ? 回火 是指將淬火鋼加熱到 A1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝。 ? 分級淬火法 ? 在 Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后再取出緩冷。 ? 操作簡單，易實現(xiàn)自動化。 ? 油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，適用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。 ? ⑵ 共析鋼 、 過共析鋼 淬火溫度為 Ac1+50~100℃ 。使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂傾向增加。 ? 亞共析鋼淬火組織： ? ?%C時為 M ? ?%C時為 M+A’。 ? ⑶ 普通件最終熱處理。 ? 正火比退火冷卻速度大。 擴散退火主要用于鑄鋼件化學(xué)成分和組織的不均勻性。 主要用于 共析、過共析鋼 。 真空退火爐 ? 退火工藝 ? 退火的種類很多，常用的有 完全退火 、 等溫退火 、球化退火 、 擴散退火 、 去應(yīng)力退火 、 再結(jié)晶退火 。 ? 退火目的 ? ⑴ 調(diào)整硬度 ， 便于切削加工 。 Vk’ Vk 共析鋼的 CCT曲線 ? 圖中的 Vk 為 CCT曲線的 臨界冷卻速度 ， 即獲得全部馬氏體組織時的最小冷卻速度 . ? Vk’ 為 TTT曲線的臨界冷卻速度 . Vk’ ? Vk 。 推桿式電阻爐 ? (2) 奧氏體化條件的影響 ? 奧氏體化溫度提高和保溫時間延長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使 C 曲線右移。 Ms 與 Mz點隨含碳量增加而下降。 ? 在鼻尖以上 , 溫度較高，相變驅(qū)動力小 . ? 在鼻尖以下，溫度較低，擴散困難。 ? 兩線之間及 Ms與 Mz之間為 轉(zhuǎn)變區(qū) 。 ? 轉(zhuǎn)變開始點的連線稱 轉(zhuǎn)變開始線 。 兩種冷卻方式示意圖 1—— 等溫冷卻 2—— 連續(xù)冷卻 ? 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖 是 表示奧氏體急速冷卻到臨界點 A1 以下在各不同溫度下的保溫過程中轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系曲線 .又稱 C 曲線、 S 曲線或 TTT曲線。 ? （ 4） 轉(zhuǎn)變不完全 ?’ ? 即使冷卻到 Mz點，也不可能獲得 100%的馬氏體，總有部分奧氏體未能轉(zhuǎn)變 而殘留下來，稱 殘余奧氏體 ，用 A’ 或 ?’ 表示。 ? （ 2） 降溫形成 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變開始的溫度稱上馬氏體點 ，用 Ms 表示 . ? 馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度稱下馬氏體點 ，用 Mz表示 . ? 只要溫度達(dá)到 Ms以下即發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。此外，馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織細(xì)化也有強化作用。 ? 含碳量增加，其硬度增加。 電鏡下 電鏡下 光鏡下 ? ⑶ 馬氏體的形態(tài)主要取決于其含碳量 ? C%小于 %時， 組織幾乎全部是 板條馬氏體 。 ? 在電鏡下，板條內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)主要是高密度的位錯， ?=1012/cm2,又稱 位錯馬氏體 。 ? C% 越高，正方度越大，正方畸變越嚴(yán)重。 上貝氏體 貝氏體組織的透射電鏡形貌 下貝氏體 ? 三、 馬氏體轉(zhuǎn)變 ? 當(dāng)奧氏體過冷到 Ms以下將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體類型組織。角。 ? 在光鏡下呈 羽毛狀 . ? 在電鏡下為 不連續(xù)棒狀的滲碳體分布于自奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長的鐵素體條之間。 滲碳體晶核首先在奧氏體晶界上形成，在長大過程中，其兩側(cè)奧 長大，形成一個珠光體團(tuán)。 電鏡形貌 光鏡形貌 ? ⑶ 屈氏體 ? 形成溫度為 600550℃ ，片層極薄，電鏡下可辨，用符號 T 表示。 ? 過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變過程 : ? 處于臨界點 A1以下的奧氏體稱 過冷奧氏體 。 ? ⑷ 原始組織 : 平衡狀態(tài)的組織有利于獲得細(xì)晶粒。比 1級粗的晶粒為過熱組織，一般不能使用。 ? 加熱時奧氏體晶粒的長大傾向稱 本質(zhì)晶粒度 。 溫來判斷。 ? 亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程與共析鋼基本相同 。 ? 第二步 奧氏體晶核長大： A晶核通過碳原子的擴散向 ? 和 Fe3C方向長大。 ? 由于加熱冷卻速度直接影響轉(zhuǎn)變溫度，因此一般手冊中的數(shù)據(jù)是以 3050℃ /h 的速度加熱或冷卻時測得的 . ? 臨界溫度與實際轉(zhuǎn)變溫度 ? 鐵碳相圖