20140314金属工艺学第五章03.ppt

第五章 钢的热处理 四、钢的回火 三、回火的种类 按回火温度的不同，回火可分以下三种： 1、低温回火（150-250）oC 组织： M回=α0.3%C+ε 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火力，减少钢的脆性。硬度为58-64HRC。 应用：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件. 3、高温回火（500-650）oC 组织：S回=F块+Fe3C球 目的：获得良好的综合力学性能。硬度为25-35HRC. 应用：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。 淬火 + 高温回火 = 调质处理 （四）回火脆性 视频：钢的回火 一、表面淬火 1、 定义：是一种不改变钢表层化学成分，但改变表层组织，且局部组织不发变化的局部热处理工艺。 2、 工艺特征：通过快速加热至淬火温度，使钢的表层奥氏体化，然后急冷以大于Vc的速度冷却，使表层形成马氏体组织，而心部仍保持不变。 3、表面淬火应用: 选用中碳或中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。 4、表面淬火加工的方法: 感应加热( 高、中、工频 )、 火焰加热、 电接触加热法等。 感应淬火的基本原理、分类及应用 视频：齿轮感应淬火的操作 视频：齿轮高频淬火的过程 （二）火焰加热表面淬火 2、火焰加热表面淬火的特点: 视频：火焰加热表面淬火 二、化学热处理 1、定义：将零件置于一定的化学介质中 , 通过加热、保温，使介质中一种或几种元素原子渗入工件表层，以改变钢表层的化 学成分和组织的热处理工艺。 2、化学热处理的基本过程: 分解: 化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。 2CO CO2 +〔C〕 吸收: 活性原子被零件表面吸收和溶解。 扩散: 活性原子由零件表面向内部扩散, 形成一定的扩散层。 3、 化学热处理进行的条件: （一）钢的渗碳 ⑴ 气体渗碳法 ⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。 ⑶ 真空渗碳法 7、 渗碳后的热处理工艺 ⑴ 预冷淬火法： 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。 ⑵ 一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。 8、 热处理后的组织 视频：气体渗碳炉的构造 视频：化学热处理的基本过程 视频：渗碳操作 二、钢的渗氮 渗碳与渗氮的工艺特点 （三）钢的碳氮共渗---氰化处理 一、可控气氛热处理 在炉气成分可控的热处理炉内进行的热处理称为可控气氛热处理。在热处理时实现无氧化加热是减少金属氧化损耗，保证制件表面质量的必备条件。 正确控制热处理炉内的炉气成分，可为某种热处理过程提供元素的来源，金属零件和炉气通过界面反应，其表面可以获得或失去某种元素。也可以对加热过程的工件提供保护。 如可使零件不被氧化，不脱碳或不增碳，保证零件表面耐磨性和抗疲劳性。从而也可以减少零件热处理后的机加工余量及表面的清理工作。缩短生产周期，节能、省时，提高经济效益。可控气氛热处理已成为最成熟的，在大批量生产条件下应用最普遍的热处理技术之一。 二、真空热处理 真空热处理是在0.0133Pa～1.33Pa真空度的真空介质中对工件进行热处理的工艺。真空热处理具有无氧化、无脱碳、无元素贫化的特点，可以实现光亮热处理，可以使零件脱脂、脱气，避免表面污染和氢脆；同时可以实现控制加热和冷却，减少热处理变形。提高材料性能；还具有便于自动化、柔性化和清洁热处理等优点。近年已被广泛采用，并获得迅速发展。 几乎全部热处理工艺均可以进行真空热处理，如退火、淬火、回火、渗碳、氮化、渗金属等。而且淬火介质也由最初仅能气淬，发展到现在的油淬、水淬、硝盐淬火等。 视频：保护气氛热处理 三、离子渗扩热处理 离子渗扩热处理是利用阴极(工件)和阳极间的辉光放电产生的等离子体轰击工件，使工件表层的成分、组织及性能发生变化的热处理工艺。离子渗碳的硬度、疲劳强度、耐磨性等力学性能比传统渗碳方法都高，而且渗碳速度快，特别是对狭小缝隙和小孔能进行均匀的渗碳，渗碳层表面碳浓度和渗层深度容易控制，工件不易产生氧化；表面洁净，耗电省和无污染。根据同样的原理，离子轰击热处理还可以进行离子碳氮共渗、离子硫氮共渗、离子渗 金属等，所以在国内外具有很大的发展前途。 视频：离子氮化 四、形变热处理 形变热处理是将形变强化与相变强化综合起来的一种复合强韧化处理方法。