4钢热处理.ppt

1. 表面淬火 （1） 定义:是一种不改变钢表层化学成分，但改变表层组织的局部热处理工艺。 （2） 工艺特征:通过快速加热使钢的表层奥氏体化，然后急冷，使表层形成马氏体组织，而心部仍保持不变。 （3）表面淬火用钢: 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。 感应加热表面淬火示意图 集肤效应示意图 感应加热的工艺要求: * 表面淬火前,必须对零件进行正火 或调质处理,以保证零件有良好的 基体。 * 表面淬火后,必须对零件进行低温 回火处理,以降低淬火应力和脆性。 生产特点: 淬火件的质量好; 工件变 形小;不易氧化及脱碳;淬火层容易 控制;生产率高。设备投资大,不适 于复杂形状零件和小批量生产。 火焰加热表面淬火 火焰加热表面淬火的特点: *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。 2. 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: 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）渗碳 1)定义: 向钢的表面渗入碳原子的过程。 2)目的: 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。 4)方法: 固体、气体、液体渗碳。 固体渗碳法示意图 零件 渗碳剂 试棒 盖 泥封 渗碳箱 气体渗碳法示意图 5) 渗碳后的热处理工艺 时间 温度 930℃ 850℃ 方案1 方案2 渗 碳 淬火 加热 （4）渗氮 1)定义:向钢的表面渗入氮原子的过程。 2)目的:获得具有表硬里韧及抗蚀性能 的零件。 3)用钢: 中碳合金钢。 4)方法:气体渗氮。 渗碳与渗氮的工艺特点 处理后是否需要热处理 处理时间 ( h ) 处理温度 ( ℃ ) 名称 需要 3～9 900～950 渗碳 不需要 20～50 500～600 渗氮 （5）碳氮共渗---氰化处理 1)定义:向钢的表面同时渗入碳和氮原 子的过程。 2)目的:获得具有表硬里韧性能的零件。 3)方法: 固体碳氮共渗 气体碳氮共渗 液体碳氮共渗 高温 中温 低温 越王勾践剑 春秋晚期越国青铜兵器, 出土于湖北江陵楚墓。 长55.7厘米， 剑锷锋芒犀利，锋能割断头发。 1.4 钢的热处理 ( Heat Treatment of Steel ) 概述 钢在加热和冷却时的组织转变 钢的普通热处理工艺 钢的表面热处理工艺 机械制造过程中的热处理 1.4.1 热处理及其作用 1. 热处理的定义: 将钢在固态下进行不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺。 时间 温度 临界温度 热 加 保温 冷 却 2.热处理的目的: 通过改变钢的内部组织来改善钢的性能，如强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性、耐蚀性、加工性能等。 3.热处理的分类 热处理 普 通 热处理 表 面 热处理 退火;正火; 淬火;回火; 表面淬火 化 学 热处理 感应加 热淬火 火焰加 热淬火 渗碳; 渗氮; 碳氮共渗; 1.4.2 钢在热处理时的组织转变 1.4.2.1 钢在加热时的组织转变 钢加热的目的是得到单一均匀的奥氏体（钢的奥氏体化），为随后的冷却转变作准备。 1. 转变温度 奥氏体的形成 F Fe3C 未溶Fe3C A 残余Fe3C A A A A 形核 A 长大 残余Fe3C溶解 A 均匀化 3. 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 1.奥氏体晶粒均匀细小,热处理后钢的力 学性能提高。 2.粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起 工件产生较大的变形甚至开裂。 热处理时主要通过控制加热温度和保温时间来对奥氏体的晶粒度加以控制。 1. 钢在热处理时的冷却方式 热 加 保温 时间 温度 临界温度 连续冷却