机械工程材料 教学课件 ppt 作者 罗中平 主编第04章 钢的热处理.ppt

3.钢的碳氮共渗---氰化处理 ( Carbonitriding of steel ) 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 4)工艺: 合金结构钢 HRC53～60 中温气体碳氮共渗 800～860 1～8 以渗碳为主 0.5～0.8mm 淬火+低温回火 合金工具钢 HRC54～63 低温气体碳氮共渗 500～600 1～6 以渗氮为主 0.1～0.4mm 不需要 材料 性能 名称 温度(℃) 时间(h) 作用 渗层 热处理 九) 钢的淬透性 ( Hardenability of steel ) 1.定义:是指钢在淬火时所能得到的淬 硬层 (马氏体组织占50%处) 的 深度。 2.影响钢的淬透性的因素:主要是临界 淬火冷却速度VK 的大小, VK 越 大,钢的淬透性越小。 工件淬硬层与冷却速度的关系 3.淬硬性与淬透性之间的关系: 淬透性 淬硬性 钢 种 小 低 碳素结构钢 ( 20 ) 小 高 碳素工具钢( T10A ) 大 低 低碳合金结构钢 ( 18Cr2Ni4WA ) 大 高 高碳高合金工具钢 ( Cr12MoV ) 4.淬透性的大小对钢的热处理后的力学性能的影响 未淬透钢 淬透钢 四.钢的回火 一)定义: 把淬火后的零件重新加温到 A1线以下某个温度,保温一段 时间,然后冷却到室温。 二)目的: 消除淬火应力,降低脆性;稳定 工件尺寸;调整淬火零件的力 学性能。 耐磨件 M回=α0.3%C+ε 150～250 低温回火 弹簧等 T回=F针+Fe3C粒 350～500 中温回火 调质件 S回=F多+Fe3C球 500～650 高温回火 高合金钢 P回=F多+Fe3C粒 650～A1 高温软化 三) 工艺参数 淬火 + 高温回火 = 调质处理 用途 组 织 温度(℃) 名 称 淬火 + 高温回火 = 调质处理 回火马氏体组织金相图 第五节 钢的表面热处理工艺 表面淬火 化学热处理 工艺的核心: 使零件具有“表硬里韧” 的力学性能。 一.表面淬火 一) 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。 二) 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。 三)表面淬火用钢: 选用中碳或中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。 四)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。 1.感应加热表面淬火 1)感应加热的基本原理: * 感应电流 --- 涡流 * 集肤效应 *淬火层深度(δ)与电流频率( f )的关系: δ = 500 / √ f （mm） 感应加热表面淬火示意图 集肤效应示意图 2)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。 3)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。 2.火焰加热表面淬火 1)火焰加热表面淬火的基本方法 2)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。 二.化学热处理( Chemical Heat Treatment ) 一)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。 二) 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