第八章钢的表面热处理.ppt

第八章 钢的表面热处理 钢的化学热处理 表面淬火 § 1 表面淬火 ? 定义 ： 指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下， 利用 快速加热将表层奥氏体化后进行淬火 以强化零件表面的 热处理方法。 ? 目的： ① 强化表面， 使其具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限。 ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑 性和韧性。 基本概念 ? 所用钢种： 基本概念 中碳成分 的优质碳素结构钢、合金结构钢 （如果工件只需表面硬度高、耐磨性好，也可用高碳钢） ? 应用： 承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件： 齿轮、凸轮、曲轴、轧辊等—— 只需 表面淬硬的工件； 机床导轨等大型、复杂工件—— 只能 表面淬硬的工件。 ? 分类： 感应加热淬火、火焰加热淬火、激光加热淬火…… 感应加热表面淬火 ) ( f 600 500 mm ～ ? ? ? 工作原理 ? 淬硬层深度 ? 分类 ① 高频感应加热 f=200 ～ 300kHZ δ=0.5～ 2.0mm ② 中频感应加热 f=2500 ～ 8000HZ δ=2～ 10mm ③ 工频感应加热 f=50HZ δ=10～ 15mm ① 加热速度快，温度高，生产效率高 ② A 晶粒细小 隐晶马氏体 H 脆性 强度 ③ 表面产生压应力 疲劳强度 ④ 氧化脱碳 表面质量 耐磨性 ⑤ 心部无相变 刚性 变形 精度 ⑥ δ易控制 自动化程度高 ⑦ 设备昂贵，耗电量大 感应加热表面淬火 ? 特点： ? 应用：大批量生产 锻造 → 退火或正火 → 粗加工 → 调质或正火 → 精加工 → → 感应加热表面淬火 → 低温回火 → 粗磨 → 时效处理 → 精磨 消除锻造 应力 ； 调整硬度，便于 机加工 细化晶粒，提高心部综 合性能，为淬火做准备 T 加 ： A c3 ＋ 30 ～ 50 ℃ 强化表面，获得 M T 加 ： A c3 ＋ 30 ～ 50 ℃ 降低淬火应力 稳定表面组织 T 加 ： 160 ～ 200 ℃ 进一步降低应力， 稳定组织，防止 工件变形开裂 感应加热表面淬火 ? 工艺路线： ? 工作原理 ? 淬硬层深度 : δ=2～ 8mm ? 特点 简单、方便、成本低、不易控制质量 ? 应用： 单件、小批量 火焰加热表面淬火 § 2 化学热处理 ? 定义 ： ? 目的： 基本概念 将钢件置于一定温度的化学介质中保温，使介质中的 活性原子渗入工件表层 改变表层的化学成分、组织、 性能 的热处理工艺 强化表面，并使工件表面具有某种特殊性能 ? 分类 ： C 、 N 、 CN 、 B 、 S 、 Si 、 Cr 、 Al 、 V 、 Ti 、 Nb 、 …… ① 分解： 使化学介质分解出渗入元素的活性原子； ② 吸收： 活性原子被工件表面吸附，形成固溶体或特殊化合物； ③ 扩散： 渗入原子由表层向内扩散，形成一定深度的扩散层 ( 渗层 ) 。 § 2 化学热处理 基本概念 ? 特点： ① 可按零件心部要求选择材料 同时满足表面和心部不同的性能要求 ② 零件外形不受限制 ③ 生产周期长、工艺复杂、成本高 ? 基本过程： 渗碳 ? 定义 ： ? 性能： 钢件 A 状态 使 [C] 渗入表层 加热 富 [C] 介质中保温 增加表层 C 含量 硬度、耐磨性、疲劳强度 淬火回火后 表面硬度、耐磨性、疲劳强度高，心部有良好的塑性、韧性 ? 用途： 受 严重磨损，并承受较大冲击载荷的零件 ? 目的： 渗碳 ? 渗碳用钢 ：