第十六讲钢的表面热处理.pptVIP

低碳钢 ：可满足心部要求， 表面要求不能满足； 高碳钢： 可满足表面要求， 心部要求不能满足； 仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理, 也叫表面淬火。 化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求的热处理过程。 一、钢的表面淬火 按照实现方式，表面淬火可分为： 感应加热表面淬火 火焰加热表面淬火 1、感应加热表面淬火 原理 分类 应用 特点 1)、感应加热表面淬火原理 感应线圈中通以交流电时，即在其内部和周围产生一与电流相同频率的交变磁场。若把工件置于磁场中，则在工件内部产生感应电流，并由于电阻的作用而被加热。由于交流电的集肤效应，靠近工件表面的电流密度大，而中心几乎为零。工件表面温度快速升高到相变点以上，而心部温度仍在相变点以下。感应加热后，采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶液喷射淬火，淬火后进行180-200℃低温回火，以降低淬火应力，并保持高硬度和高耐磨性。 感 应 加 热 表 面 淬 火 示 意 图 2)、电流频率与淬硬深度的关系 在淬火温度状态下，电流透入的深度与感应电流的频率有关，电流频率越高，电流透入深度越薄，淬火后硬化层也就越薄。 感应加热表面淬火分类 3)、感应加热表面淬火应用范围 ?一般用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、轴类零件的表面硬化，提高耐磨性。 为零件心部的性能，感应加热淬火的预备热处理常采用正火或调质。 感应加热淬火零件的加工工艺路线为： 下料-----锻造-----调质或正火------切削加工-----感应加热淬火+低温回火-----精加工-----检验 4)、感应加热表面淬火特点 高频感应加热时，钢的奥氏体化是在较大的过热度（Ac3以上80℃～150℃)进行的, 因此晶核多, 且不易长大，组织细小。 表面层淬得马氏体后, 由于体积膨胀在工件表面层造成较大的残余压应力, 显著提高工件的疲劳强度。 因加热速度快，没有保温时间，工件的氧化脱碳少。另外，由于内部未加热，工件的淬火变形也小。 加热温度和淬硬层厚度（从表面到半马氏体区的距离）容易控制，便于实现机械化和自动化。 工艺设备较贵，维修调整困难，对于形状复杂的零件的感应器不易制造。 2、火焰加热表面淬火 概念: 火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧等火焰加热工件表面，进行淬火。 特点: 设备简单, 操作方便, 成本低。 *淬火质量不稳定。 *适于单件、小批量及大型零件的生产。 二、化学热处理 将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。 1.钢的渗碳 ( Carburize of steel ) 2)、渗碳方法:固体、气体渗碳 3)、气体渗碳 气体渗碳法是把工件置于密封的井式气体渗碳炉中，通入渗碳剂，并加热到渗碳温度900-950℃（常用930℃），使工件在高温的气氛中进行渗碳。渗碳时间一般为3～9小时; 炉内的渗碳气氛主要由滴入炉内的煤油、丙酮、甲苯及甲醇等有机液体在高温下分解而成，主要由CO、CO2、H2和CH4等组成。 气体渗碳法示意图 20钢渗碳缓冷组织 渗碳后的热处理工艺 2.钢的渗氮 ( Nitridation of steel ) 渗氮炉 渗碳与渗氮的工艺特点 3.钢的碳氮共渗---氰化处理 ( Carbonitriding of steel ) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5)工艺:加热温度500～600℃; 保温时间0.3～0.5mm/20～50h。 6)热处理特点: 渗氮前需调质处理; 渗氮后不需热处理。 7)渗氮处理后的组织 表层 : Fe4N、Fe2N、AlN、CrN、 MoN、TiN、VN。 心部 : S回。 8)