【正文】 時間 ( h )處理溫度( ℃ )名稱需要3～ 9900～ 950滲碳不需要20～ 50500～ 600滲氮 氰化處理 ( Carbonitriding of steel )1)定義 :向鋼的表面同時滲入碳和氮原 子的過程。 心部 : S回 。 滲氮后不需熱處理。 保溫時間 ～ ～ 50h。 （常用）1)定義 : 向鋼的表面滲入氮原子的過程。3)用鋼 : 中碳合金鋼 。 滲碳時間一般為 3～ 9小時 。5)設(shè)備 : 井式滲碳爐、可控氣氛爐、真空爐 。3)用鋼 : 低碳鋼 和 低碳合金鋼。 ( Carburize of steel )1)定義 : 向鋼的表面滲入碳原子的過程。 滲硅 。 滲鋁 。 碳氮 共滲 。4) 化學(xué)熱處理的種類 : 滲碳 。 2CO CO2 +〔 C〕3) 化學(xué)熱處理進(jìn)行的條件 :1 滲入元素的 原子必須是活性原子 , 而 且 具有較大的擴(kuò)散能力 。3擴(kuò)散 : 活性原子由零件表面向內(nèi)部擴(kuò) 散 , 形成一定的擴(kuò)散層。方法：高溫時效、低溫時效，自然時效 ( Chemical Heat Treatment )1)定義 :將零件置于一定的化學(xué)介質(zhì) 中 , 通過加熱、保溫 ,使介質(zhì) 中一種或幾種元素原子滲入 工件表層 ,以改變鋼表層的化 學(xué)成分和組織的熱處理工藝。*適于單件、小批量及大型零件的生產(chǎn)。2火焰加熱表面淬火1)火焰加熱表面淬火的基本方法2)火焰加熱表面淬火的特點(diǎn) :*設(shè)備簡單 , 操作方便 , 成本低。生產(chǎn)率高。不易氧化及脫碳 。3)生產(chǎn)特點(diǎn) : 淬火件的質(zhì)量好 。1感應(yīng)加熱表面淬火1)感應(yīng)加熱的基本原理 :* 感應(yīng)電流 渦流* 集膚效應(yīng)*淬火層深度 (δ)與 電 流 頻 率 ( f )的關(guān)系 : δ = 500 / √ f （ mm）高頻感應(yīng)加熱（ 100～ 1000kHz）： 中頻感應(yīng)加熱（ ～ 10kHz） :28mm工頻感應(yīng)加熱（ 50Hz） :1015mm感應(yīng)加熱表面淬火示意圖集膚效應(yīng)示意圖2)工藝要求 : * 表面淬火前 ,必須對零件進(jìn)行 正火 或 調(diào)質(zhì)處理 ,以保證零件有良好的 基體。 4 40Cr、 40MnB等。2) 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。調(diào)整淬火零件的力學(xué)性能。穩(wěn)定工件尺寸 。消除淬火應(yīng)力 ,降低脆性 。工件淬硬層與冷卻速度的關(guān)系3淬硬性與淬透性之間的關(guān)系 :淬透性淬硬性鋼 種小低碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( 20 )小高碳素工具鋼 ( T10A ) 大低低碳合金結(jié)構(gòu)鋼( 18Cr2Ni4WA )大高高碳高合金工具鋼( Cr12MoV )4淬透性的大小對鋼的熱處理后的力學(xué)性能的影響未淬透鋼淬透鋼(4) 鋼的回火1)定義 : 把淬火后的零件重新加溫到 Ac1線以下某個溫度 ,保溫一段時間 ,然后冷卻（一般空冷，也水冷或油冷）到室溫。9) 鋼的淬透性 ( Hardenability of steel )1定義 :是指鋼在淬火時所能得到的 淬 硬層 (馬氏體組織占 50% 處 ) 的 深度。C )名 稱Ac3 + 30～ 50亞共析鋼Ac1 + 30～ 50共析鋼Ac1 + 30～ 50過共析鋼3)工藝參數(shù) :4)熱處理后的組織 : M+Fe3C+A殘 Ac1+30～ 50過共析鋼 M + A殘 Ac1+30～ 50 共析鋼 M + A殘 Ac3+30～ 50亞共析鋼Wc＞ % M Ac3+30～ 50亞共析鋼Wc≤% 最終組織淬火溫度 (℃ ) 鋼種6) 淬火冷卻介質(zhì)1理想淬火冷卻介質(zhì)時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf2常用的淬火冷卻介質(zhì) 名 稱 最大冷卻速度時 平均冷卻速度 /(℃ ?s1)所在溫度 / ℃冷卻速度 /( ℃ ? s1)650～ 550 ℃300～ 200 ℃20℃ 靜止水 340 775 135 45040℃ 靜止水 285 545 110 41060℃ 靜止水 220 275 80 18510%NaCl 溶液 580 2023 1900 100010%NaOH 溶液 560 2830 2750 77520℃ 10號機(jī)油 430 230 60 6580℃ 10號機(jī)油 430 230 70 5520℃ 3號錠子油 500 120 100 507) 常用的淬火方法單液淬火 雙液淬火 分級淬火 等溫淬火時間溫度MsA18) 鋼的淬硬性 ( Hardening of steel )1定義 :是指鋼在淬火后所能達(dá)到的最 高硬度。 2)目的 : 為了獲得馬氏體組織 ,提高鋼 的硬度和耐磨性。 :用于力學(xué)性能要求不 高的普通零件。C )名 稱Ac3 + 30～ 50亞共析鋼Ac1 + 30～ 50共析鋼Accm + 30～ 50過共析鋼4)熱處理后的組織 :S (Wc=～ %) S+F (Wc＜ %)5) 應(yīng)用范圍 : :調(diào)整低、中碳鋼的硬 度 。216。216。216。2)目的 : 216。C )名 稱Ac3 + 30～ 50完全退火AC1～ AC3（ Acm）不完全退火Ac3 或 AC1以上等溫退火Ac1 + 30～ 50球化退火Ac3 、 ACCm+ 150～ 250擴(kuò)散退火AC1以下再結(jié)晶退火去應(yīng)力退火 500～ 600(2)鋼的正火1)定義 : 把零件加溫到臨界溫度 (Ac3或 Acm)以上 30～ 50℃ ,保溫一段時間 ,然后 在空氣中冷卻 。細(xì)化晶粒，均勻成分，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。降低硬度，以改變切削性能 。消除應(yīng)力 。 回火一般零件生產(chǎn)的工藝路線 :（ 1）鋼的退火1)定義 : 把零件加溫到適當(dāng)溫度 ,保溫一段時間 ,然后 緩慢冷卻 （ 隨爐冷卻） 。 M+A殘毛坯生產(chǎn) 預(yù)備熱處理 機(jī)械加工 最終熱處理 機(jī)械精加工預(yù)備熱處理 : 退火 。 SV3 = 33℃ /s :油冷 。3)過冷奧氏體的 連續(xù)冷卻 轉(zhuǎn)變Vk共析碳鋼 CCT 曲線建立過程示意圖時間 ( lg τ )溫度℃ A1PfPsA+PKMsMf水冷 油冷 Vk1爐冷空冷共析碳鋼 TTT 曲線與 CCT曲線的比較穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMfCCT曲線TTT曲線穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf在連續(xù)冷卻過程中 TTT 曲線的應(yīng)用V1V2Vk V3V4V1 = ℃ /s :爐冷 。5馬氏體的性能 :主要取決于馬氏體中的碳濃度。 66HRC左右 。4馬氏體的組織形態(tài) :216。 30～ 50HRC 。4馬氏體的組織形態(tài) :216。216。216。216。2轉(zhuǎn)變特點(diǎn) :216。 50～ 60HRC。B上 =過飽和碳 αFe條狀 + Fe3C細(xì)條狀過飽和碳 αFe條狀 Fe3C細(xì)條狀羽毛狀轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能貝氏體型 ( B ) 轉(zhuǎn)變 ( 550～ 230℃ ) :216。550～ 350℃ : B上 。 35～ 40HRC。600～ 550℃ :極細(xì)片狀 P屈氏體 (T)。 25～ 36HRC。650～ 600℃ : 細(xì)片狀 P索氏體 (S)。 片間距為 ～ ( 500 )。A1～ 650℃ : P 。馬氏體 ( M ) 轉(zhuǎn)變區(qū)。 低溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。 貝氏體 ( B ) 轉(zhuǎn)變區(qū) 。中溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。 P 轉(zhuǎn)變區(qū)。高溫轉(zhuǎn)變區(qū) 。 鋼的本質(zhì)晶粒度示意圖(3)鋼在冷卻時的組織變化 鋼加熱轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后，冷卻方式和速度不同，所得到的組織和性能就大不一樣，所以采用什么 冷卻方式 來控制鋼的組織和性能具有 決定性 意義。實(shí)際生產(chǎn)中采用 高溫、短時 的加熱方法就可以獲得較高力學(xué)性能的晶粒組織。 是度量鋼本身晶粒隨溫度升高 , 晶粒長大的程度。本質(zhì)晶粒度 :在 930℃ 177。奧氏體晶粒度 :起始晶粒度 :珠光體剛剛轉(zhuǎn)變成奧氏體的晶粒大小。為了獲得均勻一致的奧氏體，必須加熱到 足夠高的溫度和保持一定時間 ，才能使奧氏體均勻化。(2)鋼在加熱時的組織變化 鋼通過加熱到奧氏體 ，而是否得到 完全 的奧氏體，以及奧氏體的 均勻程度 和 晶粒大小 ，對 隨后奧氏體冷卻時的轉(zhuǎn)變隨后奧氏體冷卻時的轉(zhuǎn)變 產(chǎn)物的性能有很大影響。碳氮共滲 。表面淬火 化 學(xué) 熱處理感應(yīng)加熱淬火火焰加熱淬火滲碳 。淬火 。熱處理的原理 :鋼中組織變化規(guī)律熱處理普 通熱處理表 面熱處理退火 。 (加熱 — 保溫 — 冷卻 )熱處理的主要目的 :提高鋼的性能。（ P4243）常用方法有： 化學(xué)分析法、火花鑒別法、光頻分析法和看譜鏡法，最傳統(tǒng)較準(zhǔn)確的方法是化學(xué)分析法。工業(yè)用鋼一般不超過 %~%.碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對力學(xué)性能的影響 Fe3C相圖的應(yīng)用 分析零件的工作條件 , 根據(jù)鐵碳合金成分、組織、性能之間的變化規(guī)律進(jìn)行選擇材料。隨含碳量的增加，鐵素體不斷減少， 珠光體 不斷增加，導(dǎo)致強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降，％時，組織中主要是珠光體，強(qiáng)度達(dá)到最大值。? 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對 工藝性能 的影響。重要的成份點(diǎn) :如下表點(diǎn)符合溫度t/0C含碳量 wc％含義A 1538 0 純鐵熔點(diǎn)C 1148 共晶點(diǎn)D 1227 滲碳體熔點(diǎn)E 1148 碳在奧氏體中的最大溶解度G 912 0 α － Fe＝ γ － Fe同素異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)P 727 碳在鐵素體中的最大溶解度S 727 共析點(diǎn)Q 室溫 8碳在鐵素體中的溶解度五個單相區(qū)：ABCD以上－液相 L區(qū)AHNA－ ?相區(qū)NJESGN－ γ相區(qū)GPQ以左－ α相區(qū)DFK－ Fe3C相區(qū)七個兩相區(qū)：分別存在于相鄰兩個單相區(qū)之間：L＋ ?、 L＋ A、 L＋ Fe3C、 ?＋ A、 A＋ F、A＋ Fe3C 、 F＋ Fe3C 合金相圖過程分析 ( ingot iron )? 共析鋼 ( eutectoid steel )? 亞共析鋼 ( hypoeutectoid steel )? 過共析鋼 ( hypereutectoid steel )? 共晶白口鐵 ( eutectoid white iron )? 亞共晶白口鐵 ( hypoeutectoid white iron )? 過共晶白口鐵 ( hypereutectoid white iron )鋼生鐵工業(yè)純鐵 ( Wc % )2. 共析鋼 ( Wc = % ) 共析鋼組織金相圖 ( Wc = % ) 亞共析鋼組織金相圖 ( Wc = % ) 過共析鋼組織金相圖 ( Wc = % ) 共晶白口鐵組織金相圖 ( Wc = % ) 亞共晶白口鐵組織金相圖 ( Wc = % ) 過共晶白口鐵組織金相圖 合金平衡組織和性能的影響? 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對 平衡組織 的影響。 液＝固＋固共析反應(yīng)： 在一定溫度下，一固定成份的固相同時分解成兩種