【正文】 靠近表面鐵素體越少； 如圖所示； （ 4） 滲碳后的熱處理 : ? 滲碳后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以獲得表硬心韌的性能，一般為 淬火 +低溫回火 ， 具體做法有 :直接淬火法、 一次淬火法、二次淬火法； 圖 215 直接淬火法： 滲碳 → 預(yù)冷 到略高于 Ac3（ 850~880℃ ）立即淬火 → 低溫回火（ 180~200℃ ） 熱處理以后的組織：表層： 針狀回火馬氏體 +滲碳體 +少量殘余奧氏體 ，硬度為 58~64HRC；心部： F+P（普通低碳鋼，如： 1 20鋼；硬度為10~15HRC；）或 低碳 M+F少 （低碳合金鋼）。 三、鋼的化學(xué)熱處理 １、化學(xué)熱處理的概念 鋼的化學(xué)熱處理 第十章 鋼的熱處理原理與工藝 根據(jù)滲入元素的不同，可分為： 滲碳、滲氮、碳氮共滲 等； ?化學(xué)熱處理的種類： ?鋼的滲碳： ? 氣體滲碳法 、固體滲碳法、液體滲碳法； 井式滲碳爐外觀 滲碳中的工件 化學(xué)熱處理的基本操作： ①將工件加熱到一定溫度，從而有利于 吸收 滲入元素的 “ 活性原子 ” ； ②由化合物分解或離子轉(zhuǎn)變而得到滲入元素的 “ 活性原子 ” ；例如：滲碳 CO、 CH4分解出 [C]；滲氮 氨氣分解出 [N]。 ５、預(yù)處理： 對(duì)于心部性能要求高的零件 :調(diào)質(zhì)處理 。 （ 6）設(shè)備費(fèi)用高，不適用于單件生產(chǎn)。 圖 214 73 ２、感應(yīng)加熱表面淬火的種類 （１）、高頻加熱表面淬火 電流頻率： 80～ 1000KHz， 硬化層深度： ～２ mm； 適用于：中小模數(shù)齒輪、小軸 （２）、中頻加熱表面淬火 電流頻率： 2500～ 8000Hz； 硬化層深度： 3～ 6mm； 適用于：曲軸、凸輪軸、大模數(shù)齒輪、鋼軌 （３）、工頻加熱表面淬火 電流頻率： 50Hz；硬化層深度； 10～ 15mm； 適用于：大直徑鋼材、大工件。 71 鋼的表面淬火 第十章 鋼的熱處理原理與工藝 表面淬火的種類： 感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、激光加熱表面淬火等； 感應(yīng)加熱表面淬火示意圖 激光加熱表面淬火示意圖 １、感應(yīng)加熱表面淬火概念 ? 是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在工件表面產(chǎn)生密度很高感生電流，使工件表面迅速被加熱的一種淬火方法。 缺點(diǎn)：工藝難。 圖 212 ２、低溫形變熱處理： 適用于：合金鋼。 第三節(jié) 其它類型的熱處理 一、鋼的形變熱處理 是將塑性變形和熱處理有機(jī)的結(jié)合在一起的一種復(fù)合熱處理工藝 ? 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng) 、塑、韌、節(jié)能 ? 分類： 高溫形變熱處理 ? 低溫形變熱處理 67 高溫形變熱處理 如圖所示： δ=20 ～ 40% 性能：強(qiáng)度高，塑性、低溫韌性都提高； 適用于：普通碳鋼、 低合金鋼。 危害：尺寸、性能不均、光潔度 防止辦法：低溫短時(shí)加熱；鹽浴加熱、保護(hù)氣氛加熱或刷涂料； ４、脫碳： 工件表面的碳參與反應(yīng)而燒損； Cγ Fe+O2=CO2， Cγ Fe+CO2=2CO Cγ Fe+H2O=CO+H2 ， Cγ Fe+2H2=CH4 危害：硬度、耐磨性、疲勞性。 圖 211 三、淬火加熱的缺陷 １、過熱： 加熱溫度過高、保溫時(shí)間過長，造成 A晶粒粗大的缺陷； 危害：①淬火裂紋；②Ｍ體粗大； 補(bǔ)救辦法：延長回火時(shí)間（輕）；退火后重新加熱淬火（嚴(yán)重） ２、過燒： 加熱溫度過高造成Ａ的局部晶界熔化現(xiàn)象。 ? ? α 固溶體仍保持針狀特征；回火馬氏體形貌仍維持原馬氏體形貌，只是易受腐蝕，顏色較暗 回火馬氏體組織金相圖 ２、中溫回火： 【 殘余奧氏體轉(zhuǎn)變 】 → 【 碳化物轉(zhuǎn)變 】 ? 回火溫度： 350～ 500℃ ? 回火組織： 回火屈氏體 用 T’ 表示 F（針狀） +Fe3C（無共格聯(lián)系的細(xì)粒狀） ? 性能特點(diǎn)： 在具有一定韌性的同時(shí)，兼有高的彈性 和屈服極限；硬度為 HRC35~50。（馬氏體分解時(shí)，鋼的體積減??；殘余奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，鋼的體積增大；） 1。 淬透性的大小對(duì)鋼的熱處理后的力學(xué)性能的影響 未淬透鋼 淬透鋼 二、鋼的回火 將淬火鋼加熱到Ａ １ 以下的某溫度，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)?shù)姆绞剑绽洌├鋮s到室溫的熱處理工藝過程稱為回火。 圖 29 圖 210 52 ? 根據(jù)淬透性曲線，通常用 J（ HRC/ｄ ）表示鋼的淬透性，例如 :J(40/6)表示在淬透性帶上距末端 6mm處的硬度為 HRC40，顯然，J(40/6）比 J(35/6)的淬透性要好。水溫 2030℃ ，水柱高為 65177。 ? 意義： 選擇鋼種、熱處理工藝、淬火介質(zhì)。 Dc油 ＜ Dc水 ，但并非同種鋼的淬透性變化了。 圖 28 鋼中半馬氏體的硬度主要取決于含碳量， 如圖所示 ； （２）淬透性的測(cè)定方法 ①臨界淬火直徑法（ GB22763)： 指鋼在某種淬火介質(zhì)中能完全淬透（心部馬氏體的體積分?jǐn)?shù)為 50%或 90%、 95%）的最大直徑（ Dc） Dc越大，鋼的淬透性越好。 ?取決于：馬氏體中的 含碳量 ； 注意：淬硬性與淬透性的區(qū)別。淬透層深度（工件表面到半馬氏體區(qū)的距離）與具體條件有關(guān)； 影響淬透性的因素： ? 臨界淬火速度 Vk: 是決定性的因素， Vk越小（ C曲線越靠右），鋼的淬透性就越好。 ②淬透層（淬硬層）：冷卻速度大于臨界淬火速度，淬成馬氏體的部分； （１）淬透性： 如圖所示 圖 27 淬透層的確定：由表面到 ５０％Ｍ （半馬氏體）處的厚度； （由鋼的表面至內(nèi)部馬氏體組織占 50%處（半馬氏體區(qū)）的距離為淬硬層深度。局部 圖 25 不同的淬火方法 如圖為一根較粗的 45鋼試棒，加熱到 A溫度水淬，擊斷觀察其斷口： 表面：細(xì)瓷狀組織；心部：纖維狀組織； 表面：硬度高： 心部：硬度低； 表面：馬氏體組織；心部：屈氏體組織； 從表面到心部馬氏體逐漸減少； 鋼的淬透性： ① 淬透性概念： 指奧氏體化后的鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體而不形成其他組織的能力 。 優(yōu)點(diǎn)： 減小內(nèi)應(yīng)力，減小變形、開裂； 缺點(diǎn)： 工件尺寸不能太大； 適用于： 尺寸較小，形狀復(fù)雜的工件； （ 4）等溫淬火法： 將奧氏體化后的工件在Ｍ Ｓ 點(diǎn)以上某溫度等溫足夠長時(shí)間，使之轉(zhuǎn)變?yōu)?下貝氏體 組織，后空冷。圖②； 優(yōu)點(diǎn)： 減少變形（組織應(yīng)力?。?； 缺點(diǎn)： 難以控制水中停留時(shí)間， 5～ 6mm/s。 適用于：油淬不硬，水淬開裂的碳鋼； 表 21 常用的淬火方法 單液淬火 雙液淬火 分級(jí)淬火 等溫淬火 時(shí)間 溫度 Ms A1 由于淬火冷卻介質(zhì)不能完全滿足淬火質(zhì)量的要求，所以在熱處理方面還應(yīng)從淬火方法上去加以解決。 使用溫度：＜６０ ℃ ； 適用于：碳鋼、低合金鋼； ③油： 中 慢，低 慢 使用溫度：＜８０ ℃ ； 適用于：合金鋼； ④低溫硝鹽： 50%KNO3+50%NaNO2。 ? 例：球狀珠光體的 T8鋼分別在 600 ℃ 、 780 ℃ 、1000 ℃ 淬火： 淬火冷卻介質(zhì) 時(shí)間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf ?650℃ 以上應(yīng)緩冷，以降低淬火的熱應(yīng)力； ?650~400℃ 應(yīng)快冷，以通過過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)； ?400℃ 以下緩冷，以減小馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力； （２）常用的冷卻介質(zhì)： 如表 21所示 ①水：中 慢，低 快。