机自-材-1-9热处理.ppt

b.临界淬透直径：钢的淬透性还可用钢在某种冷却介质 中冷却后，心部能完全淬透的最大直径，即临界直径 D0表示。 显然，冷却介质的冷却能力越大，钢的临界淬透 直径就越大。但在同一冷却介质中钢的临界淬透直径 越大，则表示其淬透性越好。 ②淬透性的应用 淬火时，工件表面和心部的冷却速度是不同的，表 面的冷却速度最大，愈到中心冷却速度愈小。淬透性低 的钢，当其截面尺寸较大时心部就淬不透，因此表层与 心部组织不同，性能也差异较大。因此设计和制造零件 时，在选材和制定热处理工艺时必须充分考虑淬透性的 作用。 a.对于截面尺寸较大、形状较复杂的重要零件以 及要求力学性能均匀的零件，应选用高淬透性 的钢制造。 b.对于承受弯曲和扭转的轴类、齿轮类零件，可 选用低淬透性的钢制造。 c.受交变应力和振动的弹簧，应选用淬透性高的 钢材，以免工作时产生塑性变形而失效。 d.焊接件不宜选用淬透性高的钢材，否则容易在 焊缝热影响区内出现淬火组织，造成焊件变形 和裂纹。 4、回火（淬火件重新加热→保温→空冷） ●目的：消除淬火应力，减小材料脆性，稳定组织和 工件尺寸。 ●回火后的性能变化： 随回火温度升高，强度、硬 度下降，塑性、韧性上升。如图 为硬度与回火温度的关系。 * 200℃以下回火,钢的硬度基本不降低, 高碳钢的硬度甚至略有升高 * 200～300℃回火,高碳钢的硬度再次升 高,中、低碳钢硬度缓慢降低 * 300℃以上回火，钢的硬度呈直线下降 ●回火的种类： 低温 回火 种类 加热温度 组织 性能及用途 较高硬度和耐磨性，用于 刀具、工具、量具、模具等 150 ~ 250℃ 回火M 中温 回火 350 ~ 500℃ 回火T 较高弹性、适中的硬度和 一定的韧性。用于弹簧等 各种弹性元件及扳手、手锤等工具。 高温 回火 500 ~ 700℃ 回火S 强、硬、塑、韧等综合力学性能优良。用于轴、齿轮等重要的受力和传动零件。 5、表面热处理和化学热处理 ●表面热处理（表面淬火★、表面非晶化或重熔微冷） 火焰加热 表面淬火 （单件小批或大件） 感应加热 表面淬火 激光加热 表面淬火 （大批量生产） （复杂形状工件） *表面淬火适用于中、高碳量的钢，低碳淬不硬； *感应加热时，电流频率越高，淬硬层深度越小； *表面淬火后需进行低温回火，以减少淬火应力， 降低材料脆性。 ●化学热处理（表面渗碳、氮、硼、铝、铬等） ①渗碳（+淬火+低温回火）→在富碳介质中将低碳 的工件加热至900 ~ 950℃的奥氏体状态下，获得高碳 的表层，并经淬火和低温回火后，形成具有高硬度、 高耐磨性及高疲劳强度的碳化物表层，而心部仍保持 足够的塑性和韧性。 （主要用于低碳钢、低碳合金钢耐磨件的热处理） ②渗氮→在富氮介质中，将含有Cr、Mo、Al等元素的 合金钢工件加热至550 ~ 570℃的铁素体状态，经适当 保温后获得高硬度、高耐磨性及抗疲劳、抗蚀性好的 合金氮化物表层。 （与渗碳比：不需淬火和回火，变形小，但需专用钢） 气体渗氮 一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。它适用于38CrMoAl等渗氮钢。渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。 离子渗氮 又称辉光渗氮，是利用辉光放电原理进行的。离子渗氮的特点是：①可适当缩短渗氮周期；②渗氮层脆性小；③可节约能源和氨的消耗量；④对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮；⑤离子轰击有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜，可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。⑥渗层厚度和组织可以控制。离子渗氮发展迅速，已用于机床丝杆、齿轮、模具等工件。  ③碳氮共渗（+淬火+低温回火）→在820 ~ 880℃ 温度下，同时向工件表层渗入碳、氮并以渗碳为主 的化学热处理方法。（中温气体碳氮共渗） （与渗碳比：效率高、表面硬度高，变形小，但渗层薄。 主要用于形状复杂、精度要求高且表面耐磨层不需太厚 的低、中碳钢和低、中碳合金钢工件） ④氮碳共渗（又称软氮化）→在500 ~ 570℃的温度 下，同时向工件表层渗入碳、氮并以渗氮为主的化学 热处理方法。（低温气体碳氮共渗 ） （软氮化后的渗层硬度不很高，但脆性小、变形小，且 不受钢种限制。如高速钢刀具、模具经软氮化后寿命 大大提高） 高钢的耐磨性和抗咬合性  提高钢的硬度，耐磨性和疲