【正文】 C)； 回火 S （ 500~650186。 合理選用鋼材 回火 M （ 150~250186。 七、淬透性曲線應(yīng)用舉例 繪制鋼件截面上硬度分布曲線 如繪制直徑為 50mm的 40MnB鋼半軸（如圖 541）在水淬后沿截面硬度分布曲線： 1）、由圖 540查出相當(dāng)于表面、 3/4R、 1/2R、心部各處所對應(yīng)的端淬距離（ 、 、 11mm） 2）、由 40MnB（圖 542）淬透性曲線，求得各端淬距離所對應(yīng)的硬度（ HRC）。 二、過冷 A連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線圖 （ CCT圖） CCT的建立：將一組試樣經(jīng)奧氏體化 后以不同冷卻速度連續(xù)冷卻，用高速 膨脹儀測出轉(zhuǎn)變開始及轉(zhuǎn)變終了的溫 度和時間，并記錄下最終所得組織及 硬度，將相同意義點連成曲線， 便得 CCT圖。 2）、 合金元素的影響 ：除 Co以外，所有合金元素均使 C曲線右移。 ? 目前離子注入在微電子技術(shù)、生物工程、宇航及醫(yī) 療等高技術(shù)領(lǐng)域獲得了比較廣泛的應(yīng)用，尤其在工具和模具制造工業(yè)的應(yīng)用效果突出。 離子注入航空液壓泵配流盤 離子注入設(shè)備 ? 離子注入的特點是： ? 可注入任何元素， 不受固溶度和熱平衡的限制； ? 注入溫度可控， 不氧化、不變形； ? 注入層厚度可控， 注入元素分布均勻； ? 注入層與基體結(jié)合牢固， 無明顯界面； ? 可同時注入多種元素，也可獲得兩層或兩層以上性能不同的復(fù)合層。 ? ③因需要真空條件，故零件的尺寸受到限制。 電子束表面改性裝置 ? 電子束表面改性技術(shù) ? 與激光束表面改性技術(shù)相比，電子束表面改性技術(shù)還具有以下特點 : ? ① 由于電子束具有更高的能量密度， 所以加熱的尺寸范圍和深度更大。 ? 除所使用的熱源不同 外，電子束表面改性技術(shù)與激光束表面改性技術(shù)的原理和工藝基本類似。 ? 已成功用于發(fā)動機(jī)閥座和活塞環(huán)、渦輪葉片等零件的性能和壽命的改善。 ? 已廣泛用于發(fā)動機(jī)缸套、滾動軸承圈、機(jī)床導(dǎo)軌、冷作模具等。 當(dāng)激 ? 光輻射停止后，由于散熱速度快，又會產(chǎn)生“自激冷”。 ? 束流技術(shù)還具有能量利用率高、工件變形小、生產(chǎn)效率高等特點。 經(jīng) CVD處理的模具 經(jīng) CVD處理的活塞環(huán) 三、三束表面改性技術(shù) ? 三束表面改性技術(shù) 是指將 激光束 、 電子束 和 離子束(合稱“三束” )等具有高能量密度的能源 (一般大于103W/cm2)施加到材料表面，使之發(fā)生物理、化學(xué)變化，以獲得特殊表面性能的技術(shù)。 例如，氣態(tài)的 TiCl4與 N2和 H2在受熱鋼的表面反應(yīng)生成 TiN，并沉積在鋼的表面形成耐磨抗蝕的沉積層。 ? 廣泛用于機(jī)械、航空航天、電子、光學(xué)和輕工業(yè)等 離子鍍產(chǎn)品 領(lǐng)域制備耐磨、耐蝕、耐熱、導(dǎo)電、絕緣、光學(xué)、磁性、壓電、滑潤、超導(dǎo)等薄膜。 濺射鍍示意圖 磁控濺射鍍膜機(jī) 磁控濺射鍍 Al的塑料制品 ? 離子鍍 是在真空下利用氣體放電技術(shù)，將蒸發(fā)的原子部分電離成離子，與同時產(chǎn)生的大量高能中性粒 多弧離子鍍膜機(jī) 子一起沉積到工件表面成膜的方法。 磁控濺射鍍膜設(shè)備 ? 真空蒸鍍 是蒸發(fā)成膜材料使其汽化或升華沉積到工件表面形成薄膜的方法。 物理氣相沉積 TiAl靶 ? 物理氣相沉積（ PVD） ? 物理氣相沉積 是指在真空條件下，用物理的方法， 使材料汽化成原子、分子或電離成離子，并通過氣相過程，在材料表面沉積一層薄膜的技術(shù)。 熱噴涂 二、氣相沉積技術(shù) ? 氣相沉積技術(shù) 是指將含有沉積元素的氣相物質(zhì)，通過物理或化學(xué)的方法沉積在材料表面形成薄膜的一種新型鍍膜技術(shù)。 ? ② 電弧噴涂 : 絲狀噴涂材料作為自耗電極、電弧作為熱源的噴涂方法 ? ③ 等離子噴涂 : 是一種利用等離子弧作為熱源進(jìn)行噴涂的方法。 ? 噴涂層與基體之間以及噴涂層中顆粒之間主要 熱噴涂層組織 是通過鑲嵌、咬合、填塞等機(jī)械形式連接的，其次是微區(qū)冶金結(jié)合及化學(xué)鍵結(jié)合。 ? 廣泛用于包括航空航天、原子能、電子等尖端技術(shù)在內(nèi)的幾乎所有領(lǐng)域。 全方位離子注入與沉積設(shè)備 一、熱噴涂技術(shù) ? 將熱噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，用高壓氣流使其霧化并噴射于工件表面形成涂層的工藝稱為熱噴涂 。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。 ? 氮化的缺點： 工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。 ? ⑷ 耐蝕性好。 氮化層組織 38CrMoAl氮化層硬度 ? ⑶ 工件變形小。 ? ⑵ 疲勞強(qiáng)度高。與氣體氮化相比，氮化時間短，氮化層脆性小。 ? 氣體氮化法與氣體滲碳法類似，滲劑為氨。 ? 氮化溫度 為 500570℃ ? 氮化層厚度 不超過 。 ? 氮化用鋼 井式氣體氮化爐 ? 為含 Cr、 Mo、 Al、 Ti、 V的中碳鋼。 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。 滲碳后的熱處理示意圖 ? ⑵ 一次淬火法 ：即滲碳緩冷后重新加熱淬火。 ? 滲碳后的熱處理 ? 淬火 +低溫回火 , 回火溫度為 160180℃ 。 心部為 F+P。 低碳鋼滲碳緩冷后的組織 ? 滲碳層表面含碳量：以 . 05為最好。 真空滲碳爐 ? 滲碳溫度 ： 為 900950℃ 。 ? 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。 ? 滲劑為木炭。 ? 優(yōu)點 : 質(zhì)量好 , 效率高； 缺點 : 滲層成分與深度不易控制。 經(jīng)滲碳的機(jī)車從動齒輪 氣體滲碳法示意圖 ? 滲碳方法 ? 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。 ? 滲碳用鋼 ? 為含 %C的低碳鋼。 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。 ? 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。 ? 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。 ? 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。 效率高，質(zhì)量好。 成本低，但質(zhì)量不易控制。 ? 感應(yīng)加熱分為： ? ① 高頻感應(yīng)加熱 頻率為 250300KHz，淬硬層深度 傳動軸連續(xù)淬火感應(yīng)器 感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖 ? ② 中頻感應(yīng)加熱 頻 率 為 25008000Hz， 淬硬層深度 210mm。 ? 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 )。 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℃ 。 ? 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。 ? 含碳量過高，心部韌性下降 ； ? ⑵ 鑄鐵 提高其表面耐磨性。 ? 表面淬火用材料 ? ⑴ %C的中碳鋼。即 表硬里韌 。 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 。 提高 ?e及 ?s，同時使工件具有一定韌性 。 適用于各種 高碳鋼 、 滲碳件 及 表面淬火件 。 ● 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(jié)構(gòu)件如軸、齒輪 等熱處理。 該法更適用于大截面的零部件。 ? 防止辦法： ? ⑴ 回火后快冷。 ? 第二類回火脆性 ? 又稱 可逆回火脆性 。 ? 這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回火就會出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法。 ? 第一類回火脆性 ? 又稱 不可逆回火脆性 。 三、回火脆性 ? 淬火鋼的韌性并不總是隨溫度升高而提高。 ? 200300℃ ，由于高碳鋼中 A’轉(zhuǎn)變?yōu)?M回 , 硬度再次升高。 淬火鋼硬度隨回火溫度的變化 40鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系 ? ㈡ 回火時的性能變化 ? 回火時力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高 。 ? 到 350℃ , 馬氏體含碳量降到鐵素體平 回火屈氏體 ? ?碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe3C 回火索氏體 ? Fe3C聚集長大和鐵素體多邊形化 ? 400℃ 以上 , Fe3C開始聚集長大。 衡成分 , 內(nèi)應(yīng)力大量消除， M回 轉(zhuǎn)變?yōu)樵诒３竹R氏體形態(tài)的鐵素體基體上分布著細(xì)粒狀 Fe3C組織，稱 回火屈氏體 ，用 T回 表示。只發(fā)生碳在位錯附近的偏聚。 透射電鏡下的回火馬氏體形貌 回火馬氏體 ? 在光鏡下 M回 為黑色， A’為白色 。 ? 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。 隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個階段變化。 鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火 。 ? 對于某些高淬透性的鋼 ，空冷即可淬火，如采用 回火軟化既能 降低硬度 ，又能 縮短軟化周期 。 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。 淬火鋼一般硬度高，