钢的热处理原理和工艺.ppt

渗氮专用钢： 通常是指含有Cr、Mo、Al等合金元素的钢。 例如：38CrMoAl就是一种典型的渗氮用钢。 因为这些合金元素与氮元素形成非常稳定的氮化物。 获得的氮化层薄而致密，一般为0.1~ 0.6mm。 钢件氮化后具有很高硬度，1000HV以上（相当 于69~72HRC），并且当加热至600 ~ 650℃使用时 仍能保持高硬度，即：具有高的耐磨性和红硬性。 38CrMoAl氮化工艺 渗氮工件的工艺路线： 锻造 退火 机械粗加工 调质 机械细加工 去应力退火 粗磨 渗氮 精磨或研磨。 38CrMoAl氮化后组织形态及性能 表层组织：白亮层+针状氮化物 表层厚度：一般为0.1~0.6mm 表层硬度：在1000HV以上（相当于69~72HRC） 表层性能：高的耐磨性和红硬性 4.碳-氮共渗??? 碳-氮共渗就是同时向零件表面渗入碳和氮的化学热处理工艺，也称为氰化。 一般采用高温（820 ~ 870 ℃） 或低温（ 570 ℃） 两种气体碳-氮共渗。 高温碳-氮共渗以渗碳为主，获得高碳低氮表层； 低温碳-氮共渗以渗氮为主，实质为软氮化。 碳-氮共渗后的机械性能及应用：(1)共渗及淬火后, 得到的是含碳、氮马氏体+细小 碳-氮化合物，耐磨性比渗碳更好。(2)共渗层具有比渗碳层更高的压应力, 因而疲劳强 度更高, 耐蚀性也较好。 (3)高温碳-氮共渗常用于汽车和机床上的齿轮、蜗 杆和轴类等零件。 (4)软氮化常用于处理模具、量具和高速钢刀具。 钢的热处理新技术??? 为了进一步提高零件机械性能和表面质量, 节约能源，降低成本，提高经济效益, 以及减少或防止环境污染等, 发展了许多热处理新技术、新工艺。 1.形变热处理——?塑性变形+热处理； 2.亚温热处理——加热温度在两相区：AC1~AC3； 3.激光热处理——高能量密度快速加热和快速冷却； 4.保护气氛热处理——通入N气和Ar气加热； 5.真空热处理——真空中（0.0133 ～1.33Pa）加热。 二、奥氏体的连续冷却转变（CCT） 在实际热处理生产中， 过冷奥氏体转变多数是 在连续冷却过程中进行 的，除了等温转变获得 贝氏体组织；另外常采用 连续冷却曲线（CCT）与 等温转变曲线（TTT） 叠加，近似地分析连续 冷却转变的组织和性能。 Vc M M+P P 共析碳钢 CCT曲线 Ms Mf Vc M M+P P 共析碳钢 CCT曲线 ① ② ③ 共析碳钢 TTT曲线 亚共析钢、共析钢、过共析钢连续冷却转变曲线比较 亚共析钢 共析钢 过共析钢 §3.钢的热处理工艺 机械零件的一般加工工艺顺序： 铸造或锻造 →退火和正火→ 机械粗加工 → 淬火+回火（或表面热处理）→机械精加工 其中：退火和正火——预备热处理 淬火+回火——最后热处理 一、退火 1.定义： 将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。 2.退火分类：； a.扩散退火： Ac3 + 200℃～300℃ b.完全退火： Ac3 + 20℃～50℃ c.球化退火： Ac1 + 20℃～30℃ d.去应力退火： ＜ Ac1 ；500℃～650℃ 3.退火目的： 1）降低硬度，提高钢的塑性，以利于机械加工； 2）细化晶粒，均匀组织，为淬火工序做好准备； 3）消除内应力，防止工件变形和开裂； 4）消除或减轻偏析、带状组织。 4.退火应用： 1）扩散退火：适宜合金钢锭和大型铸钢件； 2）完全退火：适宜亚共析钢，不适宜过共析钢； 3）球化退火：适宜共析钢和过共析钢； 4）低温退火：适宜铸造、锻造或焊接及切削加工后的高精度工件。 二、正火 1.定义： 将钢加热到Ac3或Accm以上30～50℃, 保温适当时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。 2.正火的目的和应用 是使钢的组织正常化，亦称——常化处理； 一般应用于以下方面： 1）作为最终热处理 ——要求不高的普通结构件； 2）作为预先热处理 ——含碳量高的过共析钢； 3）改善切削加工性能 —— 低、中碳合金结构钢。 正火的作用与退火相似， 与退火不同之处是： 正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获得的组织更细。 b.