工程材料 第4章 钢的热处理-part2.ppt

5.7钢的回火;3、稳定尺寸。淬火M和A’都是非平衡组织，有自发向平衡组织转变的倾向。回火可使M与A’转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。 4、对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用;二、钢在回火时的转变;㈠ 回火时组织转变 1、马氏体的分解 ?100℃回火时，钢的组织无变化。 100-200℃加热时，马氏体将发生分解,从马氏体中析出?-;回火马氏体;分,内应力大量消除，M回转变为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C组织，称回火托氏体，用T回表示。;回火索氏体;淬火钢???度随回火温度的变化;200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。;三、回火脆性;1、第一类回火脆性 又称不可逆回火脆性。是指淬火钢在250-350℃回火时出现的脆性。;2、第二类回火脆性 又称可逆回火脆性。是指淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性. 回火后快冷不出现，是可逆的。 防止办法： ⑴ 回火后快冷。;四、回火种类;弹簧热处理;5.8 钢的表面淬火;表面淬火目的： ①使表面具有高的硬度、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。即表硬里韧。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。;1、表面淬火用材料 ⑴0.4-0.5%C的中碳钢。 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 含碳量过高，心部韧性下降； ⑵铸铁 提高其表面耐磨性。;2、预备热处理 ⑴工艺： 对于结构钢为调质或正火。 调质性能高，用于要求高的重要件，正火用于要求不高的普通件。 ⑵目的: ①为表面淬火作组织准备； ② 获得最终心部组织。 ;3、表面淬火后的回火 采用低温回火，温度不高于200℃。 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨。 4、表面淬火+低温回火后的组织 表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。;感应加热表面淬火示意图;高频感应加热表面淬火;感应加热分为： ① 高频感应加热 频率为100-1000KHz，淬硬层深度0.2-2mm 应用：中小型齿轮、轴;②中频感应加热 频率为0.5-10kHz，淬硬层深度2-8mm。 应用：大中型齿轮、轴 ;③工频感应加热频率为50Hz,淬硬层深度10-15 mm 应用：大型零件;特点： 淬火质量好，表层组织细，硬度高，脆性小，生产频率高，便于自动化。 设备昂贵;⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加热工件表面的方法。成本低，但质量不易控制。 方法简单，无特殊设备，适用于单件，小批量生产 操作熟练;⑶ 激光热处理: 利用高能量密度的激光对工件表面进行加热的方法。效率高，质量好。;激光表面热处理;5.9 钢的化学热处理;与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。 ;C、N：提高硬度，耐磨性，疲劳强度。 B、Cr ：耐磨，耐腐蚀 AL、Si ：耐热，抗氧化 S ：减摩擦性;一、化学热处理的基本过程 ;二、钢的渗碳是指向钢的表面渗入碳原子的过程。;气体渗碳法示意图;钢的固体渗碳;⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。渗剂为木炭、炭黑。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。;4、渗碳温度：为900-950℃。 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： 一般为0.5-2mm。;5、渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为160-180℃。淬火方法有： ⑴ 预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。;⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。 ;常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火+低温回火。此时组织为： 表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 心部：M回+F（淬透时），F+P（淬不透时）;三、钢的氮化 ;3、常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法。 气体氮化法与气体渗碳法类似，渗剂为氨。 离子氮化法是在电场作用下，使电离的氮离子高速冲击作为阴极的工件。与气体氮化相比，氮化时间短，氮化层脆性小。;离子氮化法;4、氮化的特点及应用 ⑴ 氮化件表面硬度高（HV1000-2000），耐磨性高。 ⑵ 疲劳强度高。由于表面存在压应力。;⑶工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处理。 ⑷ 耐蚀性好，因为表层形成的氮化物化学稳定性高 氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如仪表的小轴、轻载齿轮及重要的曲轴等。;渗碳与渗氮的工艺特点;钢的碳氮