【正文】 ? 高溫碳氮共滲 ? 830～ 850℃ ? 1～ 2h ? ～ ? 滲碳為主 ? 淬火 +低溫回火 ? 低碳鋼 、 中碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼零件 ? 低溫碳氮共滲 ? 500～ 600℃ ? 1～ 4h ? ～ ? 滲氮為主 ? 不需要 ? 合金工具鋼 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學(xué)熱處理 ③碳氮共滲 作業(yè) The End 。 氮化層組織 38CrMoAl氮化層硬度 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學(xué)熱處理 ②氮化 ? 氮化的缺點：工藝復(fù)雜 ， 成本高 ， 氮化層??； ? 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 。 與氣體氮化相比 ， 氮化時間短 ， 氮化層脆性小 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學(xué)熱處理 ①滲碳 滲碳后的熱處理示意圖 ? 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學(xué)熱處理 ①滲碳 ◆ 滲碳后的熱處理 ? 目的：為了充分發(fā)揮滲碳層的作用 ， 使零件表面獲得高硬度和高耐磨性 ， 心部保持足夠的強度和韌性 。 低碳鋼滲碳緩冷后的組織 ?滲碳層表面含碳量：以 ～ 。 ◆ 滲碳溫度：為 900～ 950℃ 。 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學(xué)熱處理 ①滲碳 ◆ 滲碳方法 ◆ 滲碳方法 (c)真空滲碳法 ?將工件放入真空滲碳爐中 ， 抽真空后通入滲碳氣體加熱滲碳； ?優(yōu)點 : 表面質(zhì)量好 , 滲碳速度快 。 ◆ 滲碳用鋼 ? 為含 ～ %C的低碳鋼 ， 碳高則心部韌性降低 。 可控氣氛滲碳爐 滲碳回火爐 鋼的表面熱處理 —— (2)鋼的化學(xué)熱處理 是指向鋼的表面滲入碳原子的過程。 ? 化學(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一 。 進行的條件： ? 滲入元素的原子必須是活性原子 ， 而且具有較大的擴散能力； ? 零件本身具有吸收滲入原子的能力 ， 即對滲入原子有一定的溶解度或能與之化合 ，形成化合物 。 ? 化學(xué)熱處理是將鋼件放在一定的活性介質(zhì)中加熱和保溫 ， 使一種或幾種活性原子滲入其表面 ，改變表面的化學(xué)成分和組織 ， 從而改善表面性能的熱處理工藝 。 激光表面熱處理 火焰加熱表面淬火示意圖 火焰加熱表面淬火 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ⑤表面淬火常用加熱方法 ? 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 。 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ⑤表面淬火常用加熱方法 ? 火焰加熱 : 利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法 。 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ③表面淬火后的回火 ? 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 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ②預(yù)備熱處理 ? 采用低溫回火 ， 溫度不高于 200℃ 。 機床導(dǎo)軌 表面淬火齒輪 鋼的表面熱處理 —— (1)鋼的表面淬火 ①表面淬火用材料 ? 工藝： 對于結(jié)構(gòu)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 。 ? 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。 即 表硬里韌 。 ?工藝特征： 通過快速加熱使鋼的表層奧氏體化 ,然后急冷 ， 使表層形成馬氏體組織 ， 而心部仍保持不變 。 第二類回火脆性 鋼的淬火與回火 —— (3)鋼的回火 ④回火脆性 ?工藝的核心：使零件具有 “ 表硬里韌 ” 的力學(xué)性能 。 ? b、 加入合金元素 W(約 1%)、 Mo(約 %)。 是指淬火鋼在 500～ 650℃ 范圍內(nèi)回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性； ? 回火后快冷不出現(xiàn) 。 ?回火時應(yīng)避開這一溫度范圍 。 是指淬火鋼在 250～ 350℃ 回火時出現(xiàn)的脆性 。 ? 在某些溫度范圍內(nèi)回火時 ， 會出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象， 稱 回火脆性 。 ◆ 低溫回火 ?150～ 250℃ 回火馬氏體 保持鋼淬火后的高硬度和高耐磨性的同時 ， 降低了內(nèi)應(yīng)力 ， 提高了工件韌性； ?主要用于高碳鋼 、 合金工具鋼制造的刀具 、 量具和模具 ， 軸承零件 ， 高強度鋼制造的結(jié)構(gòu)件 ， 以及滲碳和表面淬火的零件； ◆ 中溫回火 ?350～ 500℃ 回火托氏體 具有高的彈性極限和屈服強度 ， 并具有一定的韌性 ， 硬度一般為 HRC35～ 45； ?各類彈簧以及其他結(jié)構(gòu)鋼制造的有相應(yīng)硬度要求的工裝夾具等； ◆ 高溫回火 ?500～ 650℃ 回火索氏體 強度 、 塑性和韌性都比較好； ?通常把 “ 淬火 +高溫回火 ” 稱為 調(diào)質(zhì)處理 ， 連桿 、 軸 、 齒輪等 ，精密工件量具 、 模具等的預(yù)先熱處理 。 ?強度與塑性的變化 —— 強度隨回火溫度升高而降低 ， 塑性隨回火溫度升高而升高 ， 但超過 650℃ 時反而降低 。 對于高碳鋼 ， 因為淬火后殘余奧氏體量較多 ， 回火后有時還可使硬度略有提高 。 ?滲碳體的聚集長大及 α相再結(jié)晶 —— 在 400℃ 以上 ， 滲碳體通過聚集長大形成較大顆粒的滲碳體 ， 在 450℃ 以上 ， 鐵素體開始發(fā)生再結(jié)晶 ， 由針片狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎噙呅?， 這種由顆粒狀滲碳體與多邊形鐵素體組成的組織 ， S回 。 鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進行回火 。 ? 回火 是鋼件淬火后 ， 為了獲得所要求的組織和性能并消除內(nèi)應(yīng)力 ， 將其加熱到 Ac1以下的某一溫度 ， 保溫一定時間 ， 然后冷卻到室溫的熱處理工藝 。 回火可使 M與 A’轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饣蚪咏胶獾慕M織 ， 防止使用時變形 。 淬火鋼一般硬度高 ， 脆性大， 回火可調(diào)整硬度 、 韌性； ? 穩(wěn)定尺寸 。 ? 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) 。 如螺栓 、 連桿 、 模具等 。 可按下圖箭頭所示程序進行選材分析 。 ⑤ 淬透性的應(yīng)用 鋼的淬火與回火 —— (2)鋼的淬透性 ◆利用淬透性曲線進行選材。 馬氏體 馬氏體 索氏體 ◆用臨界淬透直徑表示 ④ 淬透性的測定及其表示方法 鋼的淬火與回火 —— (2)鋼的淬透性 ◆ 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 。 ? D0與介質(zhì)有關(guān) ， 如 45鋼 D0水 =16mm， D0油 =8mm。 ③ 影響淬透性的因素 鋼的淬火與回火 —— (2)鋼的淬透性 ? 淬透性的測定常用 末端淬火法 ④ 淬透性的測定及其表示方法 鋼的淬火與回火 —— (2)鋼的淬透性 示 ， J表示末端淬透性 ， d表示距水冷端的距離 ，HRC為該處的硬度 。 ?因而凡是影響 C曲線的因素都是影響淬透性的因素 。 ② 淬透性與淬硬層深度的關(guān)系 鋼的淬火與回火 —— (2)鋼的淬透性 ? 鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度 Vk， Vk越小 ，淬透性越高 。 ? 淬透性與工件尺寸、 冷卻介質(zhì)無關(guān) 。 鋼的淬火與回火 —— (2)鋼的淬透性 ? 同一材料的淬硬層深度與工件尺寸 、 冷卻介質(zhì)有關(guān) 。 其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示 。 ? 是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一 。 ?淬火后及時回火 ， 以消除應(yīng)力 ， 提高工件的韌性 。 厚薄不均的零件 ， 應(yīng)先將厚的部分淬人介質(zhì)中 。 ?采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法 ， 如采用雙介質(zhì)淬火 、 分級淬火或等溫淬火等 。 ?淬火前進行退火或正火 ， 以細化晶粒并使組織均勻化 ， 減少淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 。 對于形狀復(fù)雜 、 截面變化大的零件 ， 應(yīng)選用淬透性好的鋼種 ， 以便采用油冷淬火 。 淬火后硬度不足或出現(xiàn)軟點： ?亞共析鋼加熱溫度低或保溫時間不充分 ， 淬火組織中殘留有鐵素體； ?加熱時鋼件表面發(fā)生氧化 、 脫碳 ， 淬火后局部生成非馬氏體組織； ?淬火時冷速不足或冷卻不均勻 ， 未全部得到馬氏體組織； ?淬火介質(zhì)不清潔 ， 工件表面不干凈 ， 影響了工件的冷卻速度 ，致使未能完全淬硬 。 鹽浴爐 各種淬火方法示意圖 1— 單液淬火法 2— 雙液淬火法 3— 分級淬火法 4— 等溫淬火法 ③淬火方法 鋼的淬火與回火 —— (1)