機械工程材料及選用第四章熱處理2-在線瀏覽
2025-03-16 02:02本頁面
【正文】 淬透層深度大小的能力。 ? 不同鋼材具有不同的淬透性。 ? 淬透性低的鋼適合于制造只承受彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷、最大應(yīng)力在表層、心部受力小的零件，如機床主軸、發(fā)動機轉(zhuǎn)子等。 17 用末端淬火法測定鋼的淬透性 18 鋼的淬透性和淬硬性 ? 將標(biāo)準(zhǔn)試樣加熱至奧氏體化后，迅速放入末端淬火試驗機進(jìn)行噴水冷卻。 ? 從末端開始，每隔一定距離測量一個硬度值，得到試樣沿長度方向上的硬度變化，繪制出曲線，稱為淬透性曲線 。 19 ? 臨界淬透直徑 是指圓鋼棒在給定冷卻介質(zhì)中淬火，使其心部淬透（馬氏體量占 50%）的最大尺寸。同一鋼棒在不同介質(zhì)中的臨界淬透直徑不同。 ? 淬硬性取決于馬氏體中的含碳量，含碳量增加，則淬硬性增大。 ? 適用于形狀簡單 、 截面尺寸小的零件 。 ? 適用于形狀復(fù)雜的碳鋼件淬火 ， 在 Ms點以下冷速慢 ，可防止馬氏體轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生裂紋 。 ? 優(yōu)點：工件表面與內(nèi)部溫差小，馬氏體轉(zhuǎn)變緩慢，應(yīng)力小，不易變形開裂。 淬火冷卻方式 24 4. 等溫淬火 ? 將加熱的工件放入處于貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的鹽浴爐中，保溫足夠長時間，使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w的熱處理工藝。 淬火冷卻方式 25 5. 冷處理 ? 將淬火鋼件繼續(xù)冷到室溫以下，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。 ? 冷處理適用于量具及精密件等。 ? 淬火鋼必須回火，回火是鋼熱處理的最后一道工序。 2) 調(diào)整強度、硬度，降低脆性，提高韌性與塑性。 28 回火 淬火鋼回火轉(zhuǎn)變過程 回火工藝的分類 29 淬火鋼回火轉(zhuǎn)變過程 ? 淬火共析鋼在不同回火溫度時將發(fā)生以下變化： 1. 馬氏體分解 ? 100~200?C，馬氏體開始分解，部分碳原子脫溶析出 ?，由于溫度低，析出不完全，馬氏體中的碳仍然過飽和。 30 3. 碳化物的轉(zhuǎn)變 ? 300~400?C， ? Fe3C轉(zhuǎn)變。 4. 滲碳體粗化和 αFe回復(fù)與再結(jié)晶 ? 超過 400?C 回火，滲碳體（ Fe3C）發(fā)生集聚粗化，?Fe中的碳已降到平衡濃度，固溶強化作用消失，?Fe發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶，硬度、強度降低，韌性與塑性大大提高。 ? 回火馬氏體仍然保持著淬火馬氏體的形態(tài) 。 ? 低溫回火目的：保持高硬度 ， 降低脆性 ， 降低內(nèi)應(yīng)力 。 2. 中溫回火 ? 回火溫度 350~500?C， 回火組織為 ?Fe固溶體和極細(xì)粒狀滲碳體的混合組織 ， 稱為 回火屈氏體 。主要用于 彈簧 的回火 。 ? 淬火 +高溫回火稱為 調(diào)質(zhì)處理 。 ? 主要用于重要結(jié)構(gòu)件 ， 如 軸 、 齒輪 、 曲軸等 。 ? 感應(yīng)加熱表面淬火適合碳含量 ~%的 中碳鋼 和中碳合金鋼 ，常用于齒輪、軸和鋼軌等工件。由于集膚效應(yīng)，工件表層電流密度最大，心部電流密度幾乎為零。 齒輪的感應(yīng)加熱表面淬火 軸的感應(yīng)加熱表面淬火 43 2) 感應(yīng)加熱的頻率 ? 電流頻率越高，加熱層越薄。 ? 常用的感應(yīng)加熱電流有 高頻 ， 中頻 和 工頻 三種頻率。 3) 預(yù)備熱處理 ? 預(yù)備熱處理 是指為隨后的機加工或最終熱處理提供良好的機加性能或組織形態(tài)而進(jìn)行的熱處理。因此表面淬火前要先進(jìn)行預(yù)備熱處理，準(zhǔn)備好心部的組織和性能。 ? 特點：感應(yīng)加熱速度極快 ， 奧氏體化溫度高 ， 轉(zhuǎn)變時間短 ， 晶粒細(xì)小 ， 得到極細(xì)的隱晶馬氏體組織 ，硬度高于普通淬火的硬度 。 ? 感應(yīng)加熱表面淬火后 ， 必須進(jìn)行低溫回火 。 ? 激光表面淬火的特點： ① 能量集中，熱影響區(qū)小，熱應(yīng)力??； ② 可對大工件的局部表面或溝 ﹑ 槽 ﹑ 孔的側(cè)面淬火； ③ 淬硬層與基體結(jié)合良好，淬火變形小，硬度、耐磨性及疲勞強度高。 ? 激光重熔合金化： 在鋼件表面涂覆所需成分的金屬粉 ， 用大功率激光束照射使之熔化 ， 獲得極薄的合金熔化層 ， 然后迅速冷凝 ， 獲得高性能合金化表層 ， 以滿足耐磨 、 抗蝕等特殊性能要求 。 ? 加工及熱處理工藝路線如下： 鍛造 退火 機加工 調(diào)質(zhì)處理（淬火 +高溫回火） 感應(yīng)加熱表面淬火 + 低溫回火 精加工 ? 組織和性能： ? 表面：回火馬氏體，硬度高、耐磨性好。 51 第五節(jié) 鋼的表面處理 表面淬火 表面化學(xué)熱處理 52 表面化學(xué)熱處理 ? 化學(xué)熱處理 是通過改變表面成分和組織結(jié)構(gòu)，來提高材料表面性能的表面改性處理工藝。 ? 化學(xué)熱處理工藝包括： 滲碳 、 氮化 、 碳氮共滲 、軟氮化、滲硫、滲硼、滲硅、滲金屬等。 ? 目的：獲得高碳高硬度及高耐磨性的表面。氣體滲碳質(zhì)量容易控制，生產(chǎn)效率高，應(yīng)用范圍最廣。 ? 氣體滲碳的滲劑有煤油 、 苯 、 甲醇等液態(tài)介質(zhì)和天然氣 、 液化石油氣 、 煤氣等氣體介質(zhì) 。 2. 氣體滲碳工藝 ? 加熱溫度為 Ac3+ 50~80?C，約 900~950?C。 3. 滲碳層組織 ? 滲碳件橫截面的成分由表及里為：過共析區(qū)、共析區(qū)、亞共析區(qū)、逐漸過渡到原始碳量區(qū)。 ? 滲層過渡區(qū)：共析碳量區(qū)與原始碳量區(qū)之間的區(qū)域。 氣體滲碳 低碳鋼滲碳緩冷后的顯微組織 62 4. 滲碳后熱處理 ? 工件滲碳后需進(jìn)行淬火 +低溫回火處理 ， 以使工件表面具有高硬度 、 心部具有足夠的強韌性 。 ① 直接淬火法： 滲碳后經(jīng)預(yù)冷到略高于 A3 ( 830℃ ～850℃ )的溫度 ， 進(jìn)行水或油淬火的熱處理工藝 。 ② 一次淬火法： 滲碳后隨爐冷卻或空冷到室溫 ， 再重新加熱到淬火溫度進(jìn)行淬火的熱處理工藝 。 ? 對表面性能要求高的工件 ，
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