§2-3 钢的热处理(二).ppt

机械设计基础 46学时 火焰加热表面淬火示意图 感应加热表面淬火示意图 激光表面处理示例 (1) 渗碳 固体渗碳法示意图 气体渗碳法示意图 渗碳与渗氮的工艺特点 * * 第2章 机械工程材料 §2-3 钢的热处理常识（二） 1、钢的热处理分类 2、钢的普通热处理有哪些？ 机械制造业中，很多机器零件要求表面耐磨损，不易产生疲劳破坏，而心部却要求有足够的塑性和韧性，如齿轮、轴、凸轮等。 怎样满足上述要求呢？ 解决这一问题的方法——表面热处理。 在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理方法， 都不能满足其要求。 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。 钢的表面热处理是使零件表面获得高的硬度和耐磨性，而心部仍保持原来良好的韧性和塑性的一类热处理方法。 二、钢的表面热处理 （1）提高零件的表面性能，具有高硬度、高耐磨和高的疲劳强度。 （2）使零件心部具有高的韧性和塑性→防止脆性断裂。 1、表面热处理的目的： 外硬内韧 表面 热处理 表面淬火 火焰加热表面淬火 感应加热表面淬火 化学热处理 渗碳 渗氮 碳氮共渗 2、表面热处理的种类： 渗金属 （1）表面淬火 所谓表面淬火，顾名思义就是仅把零件需耐磨的表层淬硬，而中心仍可保持未淬火的高韧性状态。 表面淬火必须用高速加热法使零件表面层很快地达到淬火温度，而不等其热量传至内部，立即迅速冷却使表面层淬硬。 表面淬火用的钢材必须是中碳（0.35%）以上的钢，常用40、45钢或中碳合金钢40Cr。 ① 火焰加热表面淬火 ?? 1）概念： 2）特点： 用乙炔－氧或煤气－氧等的火焰，将零件表面迅速加热到淬火温度，然后立即喷水冷却。 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。 3）应用： 轧钢机齿轮、轧辊；矿山机械齿轮、轴； 普通机床导轨、齿轮。 感应线圈→交变磁场→感应电流→工作电阻→加热，集肤效应→表层加热，快冷→淬硬层。 ② 感应加热表面淬火? 1）基本原理： 2）种类： 高频感应加热表面淬火 中频感应加热表面淬火 工频感应加热表面淬火 如：机床和精密机械上的中小模数齿轮，汽车、矿山机械上的大模数齿轮；花键轴，汽车半轴等；滚丝模、剪刀刃、锉刀。 3）特点： 4）应用： 加热快，生产率高，氧化脱碳少，变形小；表面组织细，硬度高；容易实现自动化；工件 形状受限制，圆截面的轴、齿轮等；设备昂贵，维修、调整困难。 轴类、齿轮类、工模具等。 核电站阀门盖修复 船用阻尼套激光强化 齿圈激光淬火 （2）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定义： ②种类： 渗碳 渗氮 碳氮共渗 渗金属 2）吸收: 活性原子被零件表面吸收和溶解。 3）扩散: 活性原子由零件表面向内部扩散, 形成一定的扩散层。 1）分解: 化学介质在高温下释放出待渗的 活性原子。 2CO CO2 +〔C〕 ③ 基本过程： 1)定义: 获得具有表硬里韧性能的零件。 3)用钢: 低碳钢和低碳合金钢。 固体、气体、液体渗碳。 向钢的表面渗入碳原子的过程。 2)目的: 4)方法: 零件 渗碳剂 试棒 盖 泥封 渗碳箱 加热温度为900～950℃; 渗碳时间一般为3～9小时; 7)常用的钢种: 15、20、20Cr、20Mn2、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等。 5)工艺: 汽车齿轮、活塞销等。 6)后续热处理: 淬火+低温回火 8)应用: 向钢的表面渗入氮原子的过程。 获得具有表硬里韧及抗蚀性能的零件。 中碳合金钢。 气体渗氮。 (2) 渗氮 1)定义: 3)用钢: 2)目的: 4)方法: 加热温度500～600℃; 保温时间0.3～0.5mm/20～50h。 6)热处理特点: 35 CrMo、18CrNiW、 38CrMoAlA ( 氮化王牌钢 ) 等。 渗氮前需调质处理; 渗氮后不需热处理。 7)常用的钢种: 5)工艺: 要