《工程材料与热加工技术》课件第4章.ppt

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19.何谓表面热处理?表面淬火的目的是什么?常用的表面淬火有哪几种?20.感应加热表面淬火的加热原理是什么?淬火后的淬透层深度与什么有关?21.渗碳的主要目的是什么?试分析20钢渗碳缓慢冷却后的表层和心部组织,以及渗碳缓慢冷却后,加热到780℃淬火、180℃回火后的表层和心部组织。22.渗氮后的性能特点是什么?渗氮后为何不进行淬火?23.比较钢经表面淬火、渗碳淬火、渗氮热处理后的性能和应用范围等方面有何不同。24.某一用40Cr钢制造的齿轮,其加工路线如下:备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械精加工→高频感应加热表面淬火与低温回火→磨削。请说明各热处理工序的目的及热处理后的显微组织。2)离子渗氮(离子氮化)离子氮化是将要氮化的零件放入真空炉,零件接高压电源的阴极,与零件相对的炉壁接阳极,或根据零件的形状制作相应的电极插入真空炉中,炉内抽真空后,通入氨气。在阴极和阳极之间加以直流高压电,由于高压电场的作用,炉内的稀薄气体发生电离,形成辉光放电,被电离的氮离子在电场作用下以极高的速度轰击零件的表面,使零件表面温度升高(一般为500~700℃),氮离子在阴极(零件)获得电子,变成活性氮原子,渗入零件的表面,并向内扩散,形成氮化层。离子渗氮的优点是氮化时间短,仅是气体氮化时间的1/5~1/2,氮化层质量高,脆性低,工件变形极小,适用于处理精密零件和复杂零件;对材料的适应性强,除了适用于各种钢材以外,也适用于铸铁和有色金属。此外还有节能、无环境污染、表面干净、无需其它加工等优点。离子渗氮的缺点是渗氮设备较复杂,价格较贵;零件形状复杂或截面悬殊大时很难达到同一表面硬度和氮化层深度。3.钢的碳氮共渗和氮碳共渗碳氮共渗或氮碳共渗就是往零件的表面同时渗入碳原子和氮原子的过程。其目的主要是提高工件的表面硬度、耐磨性和疲劳强度。目前生产上应用较广的有低温气体氮碳共渗和中温气体碳氮共渗两种工艺方法。1)低温气体氮碳共渗(气体软氮化)低温气体氮碳共渗是在工件表层同时渗入氮原子和碳原子,并以渗氮为主的共渗工艺。由于用这种工艺处理的钢件,其表层硬度、脆性和裂纹敏感性比氮化工艺小,故称为软氮化。气体软氮化一般加热到520~570℃,在含有活性氮、碳原子的气氛中进行。常用的共渗介质有尿素、甲酰胺等。它们受热分解产生活性氮、碳原子。软氮化处理温度低,时间短,工件的变形小,因此软氮化已经广泛用于模具、量具、高速钢刀具、曲轴、齿轮、气缸套等耐磨工件的热处理,并能显著延长它们的使用寿命。但是软氮化后的共渗层较薄,而且共渗层的硬度梯度较大,故零件不宜在重载条件下工作。2)中温气体碳氮共渗中温气体碳氮共渗,也称为气体氰化,其实质是以渗碳为主的共渗工艺。气体碳氮共渗与气体渗碳类似,它是将工件置于密封的炉内,加热到820~860℃,然后通入渗碳剂(如煤油等)和氨气,使其分解出活性碳原子和氮原子,并被零件表面吸收,向内部扩散而形成一定深度的共渗层。试验证明,在渗层中碳量相同的情况下,碳氮共渗件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性能都比渗碳件高。此外,碳氮共渗与渗碳相比,具有时间短,效率高,变形小等优点,但共渗层较薄,主要用于形状复杂,要求变形小的小型耐磨零件。碳氮共渗用低碳合金钢外,还广泛选用中碳钢和中碳合金钢,并取得了良好的效果。4.7热处理技术条件的标注与工序安排4.7.1热处理技术条件的标注零件经热处理后应得到的组织、性能以及精度等要求,统称为热处理技术条件。热处理技术条件应标注在图纸(零件图)上,一般仅需注明材料、热处理名称及热处理后的硬度要求。对要求高的重要零件,如曲轴、连杆和齿轮等,还需注明热处理后的强度、硬度、塑性和韧性等指标,有时还应给出对金相显微组织的要求。对于气缸套、活塞环等零件,还应注明化学成分、硬度、金相组织等级。标注的硬度应允许有个波动范围,一般布氏硬度范围为30~40个单位,如调质220~250HBS;洛氏硬度范围在5个单位左右,如淬火回火50~55HRC。表面淬火零件应标明淬硬层的硬度、深度及淬火部位,有的还提出对金相显微组织和变形的要求。渗碳零件应标明渗碳淬火及回火后的表层和心部的硬度、渗碳的部位(全部和局部)以及渗碳层深度等。对重要的渗碳件还应提出对金相显微组织的要求。其它化学热处理零件应注明表面硬化层的硬度和深度等。在图纸上标注热处理技术条件时,可用文字对热处理技术条件加以扼要的说明,也可用GB/T12603—90规定的热处理工艺代号标注(参考附录D?——热处理工艺分类及代号)。对于整体热处理,技术条件一般标注在图纸标题栏上方(也可标注在下方)。对于局部热处理,需要热处理的部位一般用细实

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