金属材料与热处理教学课件作者吴广河第五章.ppt

第四节　钢的表面热处理 化学热处理的种类很多. 根据渗入元素的不同. 化学热处理有渗碳、氮化、碳氮共渗、渗金属等. 不论哪一种方法. 都是通过以下三个基本过程来完成的: ①分解介质在一定的温度下. 发生化学分解. 产生能被零件表面吸收的活性原子. ②能被吸收的活性原子首先吸附在零件的表面. 然后被零件表面吸收. ③扩散渗入的活性原子. 在一定的温度下. 由表面向中心扩散. 形成一定厚度的渗层.钢的化学热处理常用的工艺方法有渗碳、氮化和碳氮共渗三种. 上一页 返回 第五节　其他热处理工艺简介 一、可控气氛热处理 金属的氧化烧损和氧化脱碳是钢件在空气或氧化性的气体中加热时. 必然出现的缺陷.它降低了钢件的质量. 造成巨大的浪费. 为了解决氧气等有害气体的影响. 利用含碳的液体(如甲醇、乙醇、丙酮等) 分解和裂化成一定碳势的控制气氛. 引入热处理炉内. 以防止表面氧化和脱碳. 在可控气氛热处理工艺中常引入碳势的概念. 所谓碳势. 是指气氛在加热时脱碳作用和渗碳作用逐渐保持平衡下钢的含碳量. 例如一种控制气氛在一定的温度下有０.５％的碳势. 则含碳０. ５％的钢在此气氛中加热就不会脱碳和氧化. 而含碳量高于０.５％ 的钢就会脱碳到０.５％.含碳低于０.５％的钢就会增碳到０.５％. 下一页 返回 第五节　其他热处理工艺简介 可控气氛热处理是生产中应用很广泛的热处理技术. 碳势控制技术是这—领域的核心技术. 随着ＣＯ 红外仪、氧探头等传感仪器的出现. 碳势的精度普遍达到误差不超过０.０５％ 的程度. 因而热处理的质量不必依靠操作者的经验来保证. 二、真空热处理 将工件放在低于１ 个大气压的环境中加热的热处理工艺称为真空热处理. 金属在一定的真空度下加热. 可避免氧化烧损. 得到光洁的表面质量. 同时还会脱脂、分解表面氧化物.可显著提高金属的疲劳极限和耐磨性. 上一页 下一页 返回 第五节　其他热处理工艺简介 纯净不含任何物质、无气压的理想真空是不存在的. 我们把气压 0.０１ ＭＰａ 的气氛统称为真空. 实验证明. ０. ０１３ ３ Ｐａ 真空度的真空介质的作用相当于９９.９９９ ９８７％ 的纯氩气保护气氛. 但在工业上获得这样纯度的氩气是很困难的. 而获得这样真空度是很容易的(只要用一般抽气装置就可以了). 因此应用很广泛. 三、形变热处理 形变热处理是一种先对奥氏体状态下的钢进行大量的形变后再淬火的热处理工艺. 它综合形变强化和相变强化. 将塑性变形与淬火相结合. 经过形变热处理的钢件的强度、塑性和韧性大大高于仅经过一般热处理的钢件. 形变热处理分为高温形变热处理和低温形变热处理两种. 上一页 下一页 返回 第五节　其他热处理工艺简介 四、激光热处理 激光热处理是依靠工件本身的传热来冷却淬火. 激光能量集中. 能量利用率高. 可对工件表面进行选择性处理. 变形极小. 从而大大减少了后续加工. 与高频淬火相比. 激光淬火可在工件表层硬化层获得极细的全部马氏体. 而高频淬火只能在表面外层获得极细的马氏体. 内层还有残余奥氏体. 上一页 下一页 返回 第五节　其他热处理工艺简介 因此激光淬火后工件的表面硬度高于高频淬火. 而且激光淬火受热区域小. 变形小. 残余应力小. 毫无氧化脱碳现象. 表面光洁度高. 从而可在最终精加工后进行. 还可以在工件拐角、沟槽、盲孔、深孔内壁等难以用其他热处理方法处理的地方进行热处理。 激光热处理的热源一般采用大功率的ＣＯ２ 激光发生器. 随着数控技术的发展. 已在生产中使用激光柔性热处理系统. 上一页 返回 第六节　热处理零件的结构工艺性 一、常见热处理缺陷 在实际生产中. 设计人员不仅要注意如何使零件的结构、形状适合部件、机构的需要.还应该考虑加工过程中的工艺性能. 如果设计的零件的形状、结构不合理. 就会给热处理工艺带来不便. 引起一些热处理质量问题. 如零件变形甚至开裂. 使零件报废. 最常见的热处理缺陷有: １. 过热与过烧 工件在热处理时. 若加热温度过高或保温时间过长. 使奥氏体晶粒显著粗大的现象称为过热. 过热一般可用正火来消除. 若加热温度接近开始熔化的温度. 使晶界处产生熔化或氧化的现象称为过烧. 过烧无法挽救. 只能报废. 下一页 返回 第六节　热处理零件的结构工艺性 ２.氧化与脱碳 氧化是指工件被加热介质中的Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ 等氧化后. 使其表面形成氧化皮的现象.脱碳是指工件表层的碳被加热介质中的Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ 等烧损. 使其表层含碳量下降的现象. 氧化和脱碳不仅降低了工件的表层硬度和疲劳强度. 而且增加了淬火开裂的倾向. 用箱式或井式电炉加热. 高温时氧化和脱碳现象轻. 在现代热处理生产中. 为防止氧化和脱碳. 常采用可控气氛热处理和真空热处理. 上一页