表面工程与热处理技术概述.ppt

表面工程与热处理技术;3.1表面工程概述 应用实例1： 汽车轻量化→铝合金→表面耐磨问题突出→表面耐磨涂层 火箭发动机的尾喷管内壁和燃烧室： 需承受2000～3300℃温度和巨大的热焰流冲击; 飞船或者洲际导弹的头部锥体和翼前沿：由于具有几十倍的音速，并与大气层摩擦，即所谓气动加热，其温度高达4000～5000℃：问题：绝大多数的金属和合金不能承受如此高的温度。解决问题的方法：依靠各种形式的隔热涂层、防火涂层和烧蚀涂层。 隔热防火涂层是热导率低的氧化物：氧化铝、氧化锆、氧化钍等。 烧蚀涂层：有机材料加石英纤维、陶瓷纤维或碳纤维。;定义：表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆金属或非金属，以改善表面性能的系统工程。 内涵：对产品的表面进行一系列形、色、质、光等处理，使之更加宜人、更加完美、更能满足人们多方面的使用要求，是工业设计中必不可少的重要方面。工业设计中常用的表面处理技术有涂装、电镀、氧化着色等。;磨损、腐蚀、塑性变形（材料强度不足或过载使用 ）、断裂（韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂三种类型 ）是机械零件、工程构件的四大主要破坏形式。前二者造成经济损失占很大比重。磨损：按磨损机理分为磨料磨损、冲蚀磨损、粘着磨损和疲劳磨损四类。 美国国家材料政策委员会向美国国会提出的一份报告：摩擦磨损引起的损失1000亿/年；材料损失约为200亿. 1983年，前联邦德国调查，摩擦磨损损失287亿马克； 英国 摩擦磨损损失51500英镑/年；腐蚀：在环境及周围介质作用下，对金属材料及零件的腐蚀。美国：BATTELLE实验室和国家标准局1978年调查： 1975年腐蚀损失达820亿美元，4.9%（占国民生产总值）， 1995年腐蚀损失达3000亿美元 我国：1983年调查：400亿元/年; 腐蚀磨损均是发生于机件表面的材料流失过程，其他形式的失效过程有许多也是从表面开始→延缓和控制表面破坏→促进表面工程学的发展与形成。 表面工程学围绕腐蚀、摩擦与磨损和功能特性（声，光，磁，电的转换）??大因素，成为80年代重点发展的7项关键技术之一，形成表面工程学。;表面工程技术日益得到重视的主要原因：1）?社会生产、生活的需要2）?通过表面处理大幅度提高产品质量3）?节约贵重材料4）?实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题5）?良好的节能、节材效果6）?促进了新兴工业的发展 ★表面工程是多学科交叉，综合，复合系统为特色，逐步发展的新兴学科，以“表面” “界面”为研究核心。;●见图形树;·表面工程按照功能分类如下：1）???? 表面装饰：不同光亮、色泽、花纹的组合，使外观精美、多样化，增加美感与耐用2）防腐蚀?：耐环境气氛腐蚀，耐淡水、海水腐蚀，耐化学介质浸渍腐蚀等。3）????耐磨：耐腐蚀磨损、微动磨损、磨粒磨损等。4）热功能：耐热、抗高温氧化、热绝缘、热辐射等。5）光、电、磁等特种功能：反光、消光、超导、导电、绝缘、半导体、电磁屏蔽、吸波、红外反射、太阳能吸收、辐射屏蔽功能等。;3.2.1热处理概述1、热处理概念 热处理是将材料在固态下进行加热、保温和冷却以获得所学组织与性能工艺。; 1）定义：热处理过程一般包括加热、保温、冷却几个阶段。 加热的目的：获得A体组织保温的目的：A体成分均匀化冷却的目的：获得预期的组织和性能。;2）、作用：;4）、分类：;3.2 热处理 ;3.2 热处理 ;3.2 热处理 ; 2. 正火 正火是将钢加热到AC3(或Accm )以上30-50℃，保温适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。 ;3.2 热处理 ;（二）淬火(quenching)与回火(tempering) 1．淬火 将钢加热到AC3(亚共析钢)或AC1（过共析钢）以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度的冷速得到马氏体(或下贝氏体)的热处理工艺叫淬火。 常用的淬火介质为水及水基液体。 ;2．回火 回火是将淬火后的钢加热到A1以下温度，保温一段时间，然后置于空气或水等介质中冷却的热处理工艺。 (1)低温回火 低温回火温度约为l50-250℃，回火组织为回火马氏体。 (2)中温回火 中温回火温度一般在250-500℃之间，回火的组织为回火托氏体。 (3)高温回火 高温回火温度约为500-650℃，回火组织为回火索氏体。 ; 3.2.4表面淬火和化学热处理 1.概述 表