热处理技术课件：化学热处理教学课件下载.ppt

热处理技术：化学热处理欢迎学习热处理技术的重要分支——化学热处理课程。化学热处理是通过改变金属表面化学成分来提高工件表面性能的一系列工艺方法，在现代工业制造中具有不可替代的地位。本课程将系统介绍化学热处理的基本原理、主要工艺方法、设备应用以及必威体育精装版技术发展，帮助学员掌握化学热处理的理论知识和实际应用技能，为今后的专业研究和工程实践奠定坚实基础。

课程概述1化学热处理的定义化学热处理是将工件置于特定的活性介质中加热，使介质中的某些元素（如碳、氮、硼等）渗入工件表面，改变表层化学成分和组织结构，从而获得特定表面性能的一种热处理工艺。它结合了传统热处理和表面处理技术的优点。2课程目标通过本课程学习，学员将掌握各种化学热处理方法的基本原理、工艺过程及控制要点；了解不同化学热处理方法的适用范围和应用场合；培养化学热处理工艺设计和质量控制的实际能力。3主要内容本课程主要包括化学热处理的基本概念、工艺分类、渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼等主要处理方法的理论与工艺，以及化学热处理的设备、质量控制、应用案例和发展趋势等内容。

化学热处理的基本概念定义化学热处理是一种通过改变金属表面层的化学成分，从而获得表面层和心部具有不同性能的热处理工艺。这种方法利用高温条件下元素的扩散原理，将特定元素渗入工件表面，形成具有特殊性能的表层。目的化学热处理的主要目的是提高金属表面的硬度、耐磨性、耐疲劳性和耐腐蚀性等性能，同时保持心部的韧性和塑性。这种表面硬、心部韧的性能组合，能够满足许多机械零件在复杂工况下的使用要求。与其他热处理方法的区别与普通热处理不同，化学热处理不仅改变金属的组织结构，还改变了表面层的化学成分。与表面涂层不同，化学热处理形成的表层与基体之间有一个过渡区，结合更为牢固，不存在剥落的风险。

化学热处理的分类渗碳将碳原子渗入低碳钢或低碳合金钢表面的过程，形成高碳浓度的表层。渗碳处理后的零件表面硬度高、耐磨性好，心部保持较好的韧性，广泛应用于齿轮、凸轮等零件的处理。渗氮使氮原子渗入钢铁表面形成氮化物的过程。渗氮层硬度极高、耐磨性和耐疲劳性优异、热稳定性好，且变形小，适用于精密零件如量具、模具和高负荷机械零件的处理。渗硼将硼原子渗入金属表面形成硼化物层的过程。渗硼层具有超高硬度、极佳的耐磨性和良好的耐腐蚀性，特别适合在苛刻工况下工作的零件，如挤压模具、泵零件等。其他方法还包括渗铬、渗铝、渗硅以及多元渗透等方法。这些方法可以赋予金属表面特殊的性能，如耐高温氧化、耐腐蚀、耐磨损等，在航空航天、化工等领域有重要应用。

化学热处理的基本过程加热将工件加热到规定温度，使金属表面活化，同时活性元素解离成原子状态。加热温度通常在500-1000°C范围内，取决于具体的处理方法和材料。此阶段需要严格控制升温速率和均温时间。扩散活性元素以原子状态渗入金属表面并向内部扩散，在表层形成浓度梯度。扩散过程遵循菲克定律，扩散速度受温度、时间、活性元素浓度等因素影响。这是化学热处理的核心阶段。冷却处理完成后，根据工艺要求选择适当的冷却方式，如油冷、水冷、空冷等。冷却方式影响渗层的组织结构和性能，特别是对渗碳处理，常需通过淬火获得马氏体组织以提高硬度。

化学热处理的影响因素1234温度温度是影响化学热处理效果的关键因素。温度越高，元素扩散速度越快，但可能导致晶粒粗大。每种处理方法都有其最佳温度范围，如渗碳通常在900-950°C，渗氮则在500-570°C。时间处理时间直接影响渗层深度和元素浓度分布。时间越长，渗层越深，但生产效率降低。实际生产中需根据零件要求和生产效率进行平衡，通常从几小时到几十小时不等。介质成分介质中活性元素的含量和状态决定了渗透能力。如渗碳介质中的CO浓度、渗氮中的NH?分解率等都是关键控制参数。介质纯度和活性也会影响处理质量和一致性。工件材料材料化学成分和初始组织结构对渗透效果有显著影响。合金元素如Cr、Mo、V等会促进或阻碍特定元素的扩散，并影响硬化层的性能。选择适合的材料是化学热处理成功的前提。

渗碳处理概述定义渗碳是一种将碳原子渗入低碳钢或低碳合金钢表面，使表层形成高碳浓度区域的化学热处理方法。渗碳后通常需要进行淬火和低温回火，形成高硬度的马氏体组织，从而获得表面硬、心部韧的性能。目的渗碳处理的主要目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，同时保持心部的韧性和塑性。这种性能组合特别适合承受冲击载荷和接触应力的零件，可显著提高零件的使用寿命和可靠性。应用范围渗碳处理广泛应用于各类需要高表面硬度和良好心部韧性的零件，如齿轮、凸轮、轴承、轴类零件、连杆等。这些零件通常在汽车、机床、农机、工程机械等领域有大量应用。

渗碳机理碳原子扩散过程在高温条件下，活性介质中的碳以原子状态吸附在钢件表面，然后向内部扩散。扩散遵循菲克定律，形成从表面到内部逐渐降低的碳浓度梯度。扩散深度与