熱處理的基本知識(shí)

1、熱處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)鋼鋼的的熱熱處處理理1 鋼的熱處理概述鋼的熱處理概述2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變3 鋼的整體熱處理工藝鋼的整體熱處理工藝4 鋼的表面熱處理工藝鋼的表面熱處理工藝5 熱處理新技術(shù)簡介熱處理新技術(shù)簡介熱處理的定義熱處理的定義: :時(shí)間溫度溫度臨界溫度臨界溫度 熱熱加加保溫保溫冷冷 卻卻3-1 鋼的熱處理概述熱處理的主要目的熱處理的主要目的: :改變鋼的性能。改變鋼的性能。熱處理的應(yīng)用范圍熱處理的應(yīng)用范圍: :整個(gè)制造業(yè)。整個(gè)制造業(yè)。熱處理的分類熱處理的分類熱處理熱處理整整 體體熱處理熱處理表表 面面熱處理熱處理退火退火;正火正火;淬火淬火;回火回火;表面淬火表

2、面淬火 化化 學(xué)學(xué) 熱處理熱處理感應(yīng)淬火感應(yīng)淬火火焰淬火火焰淬火滲碳滲碳; 滲氮滲氮;碳氮共滲碳氮共滲;3-1 鋼的熱處理概述箱式電阻爐3-1 鋼的熱處理概述臺(tái)車式電阻爐3-1 鋼的熱處理概述連續(xù)式熱處理爐3-1 鋼的熱處理概述 鋼的臨界點(diǎn)：平衡臨界點(diǎn)：平衡臨界點(diǎn)：加熱臨界點(diǎn)：加熱臨界點(diǎn)：冷卻臨界點(diǎn)：冷卻臨界點(diǎn)：A1、 A3、 AcmAc1、Ac3、AccmAr1、Ar3、Arcm3-1 鋼的熱處理概述 鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程又稱為鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程又稱為奧氏體化奧氏體化。以。以共析鋼的奧氏體形成過程為例。共析鋼的奧氏體形成過程為例。 2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變1、奧氏體的形成、奧

3、氏體的形成(PA)一、一、 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 奧氏體形核與晶核長大奧氏體形核與晶核長大 奧氏體的晶核優(yōu)先在鐵素體與滲碳體的界面上形成。奧氏體的晶核優(yōu)先在鐵素體與滲碳體的界面上形成。 奧氏體晶核形成以后，依靠鐵、碳原子的擴(kuò)散，使鐵素體不奧氏體晶核形成以后，依靠鐵、碳原子的擴(kuò)散，使鐵素體不斷向奧氏體轉(zhuǎn)變和滲碳體不斷溶入到奧氏體中去而進(jìn)行的。斷向奧氏體轉(zhuǎn)變和滲碳體不斷溶入到奧氏體中去而進(jìn)行的。 殘留滲碳體的溶解殘留滲碳體的溶解 鐵素體全部消失以后，仍有部分剩余滲鐵素體全部消失以后，仍有部分剩余滲碳體未溶解，隨著時(shí)間的延長，這些剩余滲碳體不斷地溶入到奧氏碳體未溶解，隨著時(shí)間的延長，這些

4、剩余滲碳體不斷地溶入到奧氏體中去，直至全部消失。體中去，直至全部消失。 奧氏體均勻化奧氏體均勻化 滲碳體全部溶解完畢時(shí)，奧氏體的成分是不滲碳體全部溶解完畢時(shí)，奧氏體的成分是不均勻的，只有延長保溫時(shí)間，通過碳原子的擴(kuò)散才能獲得均勻化的均勻的，只有延長保溫時(shí)間，通過碳原子的擴(kuò)散才能獲得均勻化的奧氏體。奧氏體。 亞共析鋼的加熱過程：亞共析鋼的加熱過程： 過共析鋼的加熱過程：過共析鋼的加熱過程： AAFPFACAC31ACFeACFePcmACAC 3312 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 奧氏體晶粒度的概念?yuàn)W氏體晶粒度的概念 晶粒度：晶粒度：表示晶粒大小的尺度。表示晶粒大小的尺度。 鋼進(jìn)行加熱時(shí)，當(dāng)珠光體剛

5、剛?cè)哭D(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，在一般情況鋼進(jìn)行加熱時(shí)，當(dāng)珠光體剛剛?cè)哭D(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，在一般情況下，奧氏體晶粒是比較細(xì)小而均勻的，此時(shí)的晶粒大小稱為奧氏體的下，奧氏體晶粒是比較細(xì)小而均勻的，此時(shí)的晶粒大小稱為奧氏體的起始晶粒度起始晶粒度。 在某一具體的加熱條件下所得到的奧氏體晶粒大小稱為在某一具體的加熱條件下所得到的奧氏體晶粒大小稱為實(shí)際晶粒實(shí)際晶粒度度。 用以表明奧氏體晶粒長大傾向的晶粒度稱為用以表明奧氏體晶粒長大傾向的晶粒度稱為本質(zhì)晶粒度本質(zhì)晶粒度。 通常采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，即將鋼加熱到通常采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，即將鋼加熱到9309301010，保溫，保溫3 38h8h后后測定奧氏體晶粒大小，如晶粒大小

6、級(jí)別在測定奧氏體晶粒大小，如晶粒大小級(jí)別在1 14 4級(jí)，稱為本質(zhì)粗晶粒鋼；級(jí)，稱為本質(zhì)粗晶粒鋼；如晶粒大小在如晶粒大小在5 58 8級(jí)，則稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。級(jí)，則稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 2、奧氏體晶粒的長大、奧氏體晶粒的長大2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變晶粒度的測定方法：晶粒度的測定方法：93010保溫保溫38小時(shí)小時(shí)(100)本質(zhì)粗本質(zhì)粗本質(zhì)細(xì)本質(zhì)細(xì)2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變v晶粒度的控制晶粒度的控制Al脫氧脫氧(本質(zhì)細(xì)本質(zhì)細(xì))Si/Mn脫氧脫氧(本質(zhì)粗本質(zhì)粗)2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變3.影響奧氏體晶粒長大的因素影響奧氏體晶粒長大的因素1.1.加熱溫度加熱溫度 加熱溫度愈高，晶粒長大速度越快，奧

7、氏體加熱溫度愈高，晶粒長大速度越快，奧氏體晶粒也越粗大，熱處理時(shí)必須規(guī)定合適的加熱晶粒也越粗大，熱處理時(shí)必須規(guī)定合適的加熱溫度范圍。溫度范圍。2.2.保溫時(shí)間保溫時(shí)間 隨保溫時(shí)間的延長，晶粒不斷長大，但隨保隨保溫時(shí)間的延長，晶粒不斷長大，但隨保溫時(shí)間的延長，晶粒長大速度越來越慢，且不溫時(shí)間的延長，晶粒長大速度越來越慢，且不會(huì)無限制地長大下去。會(huì)無限制地長大下去。2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變影響奧氏體晶粒長大的因素影響奧氏體晶粒長大的因素3.3.加熱速度加熱速度 加熱速度越快，奧氏體化的實(shí)際溫度愈高，奧氏體加熱速度越快，奧氏體化的實(shí)際溫度愈高，奧氏體的形核率大于長大速度，獲得細(xì)小的起始晶粒。生產(chǎn)的

8、形核率大于長大速度，獲得細(xì)小的起始晶粒。生產(chǎn)中常用快速加熱和短時(shí)保溫的方法來細(xì)化晶粒。中常用快速加熱和短時(shí)保溫的方法來細(xì)化晶粒。4.4.冶煉和脫氧條件冶煉和脫氧條件 冶煉時(shí)用鋁脫氧，或加入冶煉時(shí)用鋁脫氧，或加入Nb、Zr、V、Ti等強(qiáng)碳化等強(qiáng)碳化物形成元素，形成難溶的碳化物顆粒物形成元素，形成難溶的碳化物顆粒, ,阻止奧氏體晶粒阻止奧氏體晶粒長大，在一定溫度下晶粒不易長大。長大，在一定溫度下晶粒不易長大。2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變影響奧氏體晶粒長大的因素影響奧氏體晶粒長大的因素5.5.含碳量的影響含碳量的影響( (有臨界值有臨界值) ) 隨著奧氏體含碳量的增加，隨著奧氏體含碳量的增加，F(xiàn)eFe

9、、C C原子的擴(kuò)散原子的擴(kuò)散速度增大，奧氏體晶粒長大的傾向增加。速度增大，奧氏體晶粒長大的傾向增加。 當(dāng)超過奧氏體飽和碳濃度以后，由于出現(xiàn)了當(dāng)超過奧氏體飽和碳濃度以后，由于出現(xiàn)了殘余滲碳體，產(chǎn)生機(jī)械阻礙作用，使晶粒長大殘余滲碳體，產(chǎn)生機(jī)械阻礙作用，使晶粒長大傾向減小。傾向減小。2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 熱熱加加保溫保溫時(shí)間時(shí)間溫度溫度臨界溫度臨界溫度A1連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻等溫冷卻等溫冷卻把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼，快速冷卻到低于A1的某一溫度，并等溫停留一段時(shí)間，使奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，然后再冷卻到室溫。把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼，以不同的冷卻速度連續(xù)冷卻到室溫。二、二、 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變2

10、 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變1、過冷奧氏體、過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變共析鋼的共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變圖等溫轉(zhuǎn)變圖穩(wěn)定的奧氏體區(qū)穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開始線物轉(zhuǎn)變開始線A向產(chǎn)物向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線轉(zhuǎn)變終止線 A +產(chǎn)產(chǎn) 物物 區(qū)區(qū)產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)A1550;高溫轉(zhuǎn)變區(qū)高溫轉(zhuǎn)變區(qū);擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變; P 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū).550Ms(230);中溫轉(zhuǎn)中溫轉(zhuǎn)變區(qū)變區(qū); 半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變; 貝氏體貝氏體( B ) 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū).Ms Mf(-50); 低溫轉(zhuǎn)變區(qū)低溫轉(zhuǎn)變區(qū); 非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變; 馬氏體馬氏體 ( M ) 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū).時(shí)間(s

11、)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMf2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變(A1550, AP（F+Fe3C）)1）在）在A1650形成的珠光體形成的珠光體 ，因?yàn)檫^，因?yàn)檫^冷度小，片間距較大冷度小，片間距較大(0.4m)，在，在500以上的光學(xué)顯微鏡下，能分辨其片以上的光學(xué)顯微鏡下，能分辨其片層狀形態(tài)；即為粗珠光體，習(xí)慣上稱為層狀形態(tài)；即為粗珠光體，習(xí)慣上稱為珠珠光體（光體（P）。2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變2）在）在650600形成片間距較小的珠光體形成片間距較小的珠光體(0.20.4m)，在光

12、學(xué)顯微鏡，在光學(xué)顯微鏡8001500能分辨能分辨出其為鐵素體薄層和碳化物（滲碳體）薄層交出其為鐵素體薄層和碳化物（滲碳體）薄層交替重疊的復(fù)相組織稱為替重疊的復(fù)相組織稱為細(xì)珠光體或索氏體細(xì)珠光體或索氏體，用，用字母字母S表示（以英國冶金學(xué)家表示（以英國冶金學(xué)家HCSorby的名字的名字命名）。命名）。珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變(A1550, AP（F+Fe3C）)2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變3）在）在600550形成片層間距極小的珠光體形成片層間距極小的珠光體( 0.2m) ，在光學(xué)顯微鏡下高倍放大已無法，在光學(xué)顯微鏡下高倍放大已無法分辨出其內(nèi)部構(gòu)造，在電子顯微鏡下可觀測到很分辨出其

13、內(nèi)部構(gòu)造，在電子顯微鏡下可觀測到很薄的鐵素體層和碳化物（滲碳體）層交替重疊的薄的鐵素體層和碳化物（滲碳體）層交替重疊的復(fù)相組織，稱為復(fù)相組織，稱為極細(xì)珠光體或托氏體極細(xì)珠光體或托氏體，用字母，用字母T表示（以法國金相學(xué)家表示（以法國金相學(xué)家LTroost的名字命名）。的名字命名）。珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變(A1550, AP（F+Fe3C）)2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變(A1550, AP（F+Fe3C）)a)光學(xué)顯微組織（光學(xué)顯微組織（500） b)電子顯微組織（電子顯微組織（8000）圖圖6-7 珠光體組織珠光體組織2 鋼在加熱和冷卻時(shí)

14、的轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變：半擴(kuò)散相變（貝氏體轉(zhuǎn)變：半擴(kuò)散相變（C）550Ms, AB)上貝氏體：上貝氏體：550350，過飽和片狀，過飽和片狀F滲碳體滲碳體 下貝氏體：下貝氏體：350Ms，過飽和針狀，過飽和針狀F彌散彌散-Fe2.4C2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變：半擴(kuò)散相變（貝氏體轉(zhuǎn)變：半擴(kuò)散相變（C）550Ms, AB)上貝氏體：上貝氏體：過飽和片狀過飽和片狀F滲碳體，性脆無實(shí)用價(jià)值滲碳體，性脆無實(shí)用價(jià)值 下貝氏體：下貝氏體：過飽和針狀過飽和針狀F彌散彌散-Fe2.4C，綜合性能，綜合性能好好2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變：非擴(kuò)散相變，馬氏體轉(zhuǎn)變：非擴(kuò)散相變，Ms以下以下, AMc/

15、a1 稱為馬氏體的正方度稱為馬氏體的正方度含碳量高，正方度大含碳量高，正方度大2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變低碳低碳(1.0%)馬氏體：片狀馬氏體：片狀_硬而脆硬而脆2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變2、過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變、過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變只有只有P、M轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變vk為臨界冷卻速度為臨界冷卻速度2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線在連續(xù)冷卻中的應(yīng)用在連續(xù)冷卻中的應(yīng)用v1-爐冷爐冷APv2-空冷空冷ASv3-油冷油冷AT+Mv4-水冷水冷AM A/vk-臨界冷卻速度臨界冷卻速度vkPSMT2 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變一、鋼的退火一、鋼的退火(降低硬度、消除應(yīng)力，細(xì)

16、化晶粒降低硬度、消除應(yīng)力，細(xì)化晶粒) 完全退火：亞共析鋼完全退火：亞共析鋼Ac3+3050，緩冷到，緩冷到 600 600時(shí)空冷，得到時(shí)空冷，得到 F+P F+P； 等溫退火：同完全退火，可節(jié)省時(shí)間；等溫退火：同完全退火，可節(jié)省時(shí)間； 球化退火：過球化退火：過共析鋼共析鋼Ac1+2030，消除網(wǎng)狀，消除網(wǎng)狀 碳化物，使之成為球狀；碳化物，使之成為球狀； 去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火：500-650500-650爐冷至爐冷至200200后空冷，后空冷， 消除應(yīng)力。消除應(yīng)力。4 鋼的退火與正火過共析鋼的退火組織過共析鋼的退火組織4 鋼的退火與正火鋼的鋼的退火退火加熱加熱溫度溫度范圍范圍4 鋼的退火與正火

17、SGP500650二、鋼的正火二、鋼的正火 正火目的：細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度正火目的：細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度 低碳鋼低碳鋼-提高硬度提高硬度 高碳鋼高碳鋼消除網(wǎng)狀滲碳體消除網(wǎng)狀滲碳體 工藝過程：工藝過程： Ac3、Accm+3050,保溫后空冷保溫后空冷 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)：周期短、能耗少點(diǎn)：周期短、能耗少【視頻演示】【視頻演示】4 鋼的退火與正火一、鋼的淬火工藝一、鋼的淬火工藝加熱溫度：加熱溫度：Ac3、Ac1 +3050保溫保溫碳碳 鋼：鋼：水冷，得細(xì)小水冷，得細(xì)小M+AM+A/ /合金鋼：合金鋼：油或空冷，得油或空冷，得M+FeM+Fe3 3C+ AC+ A/ /5 鋼的淬火鋼的鋼的理想理想淬火淬火工藝工

18、藝5 鋼的淬火二、淬火方法二、淬火方法 單液淬火：直冷，簡單易操作單液淬火：直冷，簡單易操作 雙液淬火：先快后慢，降低應(yīng)力雙液淬火：先快后慢，降低應(yīng)力 分級(jí)淬火：快分級(jí)淬火：快- -恒恒- -快，應(yīng)力極低快，應(yīng)力極低 等溫淬火：得到等溫淬火：得到B B下下工模具、彈簧工模具、彈簧 局部淬火：量具等的局部區(qū)域局部淬火：量具等的局部區(qū)域 冷冷 處處 理：理：-70-70-80-80，降低，降低A A殘殘% %，穩(wěn)定尺寸，穩(wěn)定尺寸5 鋼的淬火淬火工藝曲線5 鋼的淬火a)單液淬火單液淬火b)雙液淬火雙液淬火c)分級(jí)淬火分級(jí)淬火d)等溫淬火等溫淬火局部淬火方法局部淬火方法5 鋼的淬火三、鋼的淬透性三、鋼

19、的淬透性(鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力)5 鋼的淬火1. 淬透性的概念淬透性的概念(鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力)5 鋼的淬火表層與心部淬透性的差別表層與心部淬透性的差別半馬氏體區(qū)半馬氏體區(qū)合金元素對(duì)淬透性的影響合金元素對(duì)淬透性的影響淬透性與淬硬性的區(qū)別淬透性與淬硬性的區(qū)別合金元素合金元素使使C曲線右移，降低曲線右移，降低vk，提高鋼的淬透性。，提高鋼的淬透性。是影響淬透性的最主要因素。是影響淬透性的最主要因素。含碳量含碳量碳鋼中的含碳量愈接近共析成分，其碳鋼中的含碳量愈接近共析成分，其C曲線曲線愈靠右。愈靠右。 vk愈小，淬透性越好。愈小，淬透

20、性越好。奧氏體化溫度奧氏體化溫度提高奧氏體化溫度，將使奧氏體晶粒提高奧氏體化溫度，將使奧氏體晶粒長大，成分均勻化，從而減少珠光體的形核率，降低長大，成分均勻化，從而減少珠光體的形核率，降低鋼的鋼的vk，增大其淬透性。，增大其淬透性。鋼中未溶第二相鋼中未溶第二相碳化物、氮化物及其它非金屬夾雜碳化物、氮化物及其它非金屬夾雜物，可成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，使物，可成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，使vk增大，降增大，降低淬透性。低淬透性。影響淬透性的因素影響淬透性的因素(vK)5 鋼的淬火影響淬透性的因素影響淬透性的因素(vK)5 鋼的淬火2. 淬透性的測定淬透性的測定(末端淬火法及臨界直徑測定法末端淬

21、火法及臨界直徑測定法)5 鋼的淬火末端淬火法末端淬火法: 用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的端淬試樣用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的端淬試樣(2525100100mm)，經(jīng)，經(jīng)奧氏體化后，對(duì)其端面噴水冷卻。冷卻后沿軸奧氏體化后，對(duì)其端面噴水冷卻。冷卻后沿軸線方向測出硬度線方向測出硬度-距水冷端距離的關(guān)系曲線，即距水冷端距離的關(guān)系曲線，即淬透性曲線。根據(jù)淬透性曲線可以對(duì)不同鋼種淬透性曲線。根據(jù)淬透性曲線可以對(duì)不同鋼種的淬透性大小進(jìn)行比較、推算出鋼的臨界淬火的淬透性大小進(jìn)行比較、推算出鋼的臨界淬火直徑，確定鋼件截面上的硬度分布情況等。直徑，確定鋼件截面上的硬度分布情況等。 末端淬透性末端淬透性: J_末端淬透性，末端淬透性，d_至末端距離

22、，至末端距離，HRC_該處測得的硬度該處測得的硬度5 鋼的淬火dHRCJ2. 淬透性的測定淬透性的測定(臨界直徑測定法及端淬試驗(yàn)法臨界直徑測定法及端淬試驗(yàn)法 )5 鋼的淬火臨界直徑測定法臨界直徑測定法: : 鋼材在某種介質(zhì)中淬冷后，心部得到全部馬鋼材在某種介質(zhì)中淬冷后，心部得到全部馬氏體或氏體或50%馬氏體組織時(shí)的最大直徑稱為臨界直馬氏體組織時(shí)的最大直徑稱為臨界直徑，以徑，以D0表示。臨界直徑測定法就是制作一系列表示。臨界直徑測定法就是制作一系列直徑不同的圓棒，淬火后分別測定各試樣截面上直徑不同的圓棒，淬火后分別測定各試樣截面上沿直徑分布的硬度沿直徑分布的硬度U曲線，從中找出中心恰為半曲線，從

23、中找出中心恰為半馬氏體組織的圓棒，該圓棒直徑即為臨界直徑。馬氏體組織的圓棒，該圓棒直徑即為臨界直徑。臨界直徑越大，表明鋼的淬透性越高。臨界直徑越大，表明鋼的淬透性越高。 5 鋼的淬火部分常用鋼材的臨界淬透直徑部分常用鋼材的臨界淬透直徑5 鋼的淬火3. 3. 淬透性的應(yīng)用：淬透性的應(yīng)用：受力情況：軸向拉壓、彎曲與扭轉(zhuǎn)受力情況：軸向拉壓、彎曲與扭轉(zhuǎn)重要與否：重要的軸、齒輪、連桿重要與否：重要的軸、齒輪、連桿彈彈 簧：要求大的屈強(qiáng)比簧：要求大的屈強(qiáng)比(s/b)階階 梯梯 軸：可初車后淬火軸：可初車后淬火焊焊 接接 件：不宜選擇淬透性高的鋼材件：不宜選擇淬透性高的鋼材5 鋼的淬火淬透性的應(yīng)用：淬透性的

24、應(yīng)用：5 鋼的淬火淬透性的應(yīng)用：淬透性的應(yīng)用：鋼經(jīng)過淬火后必須回火！鋼經(jīng)過淬火后必須回火！ 回火目的：消除應(yīng)力，防止工件開裂回火目的：消除應(yīng)力，防止工件開裂 回火工藝：回火工藝：Ac1以下保溫后緩冷以下保溫后緩冷6 鋼的回火一、淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變一、淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變 馬氏體分解（馬氏體分解（100350）回火回火M(低過飽和低過飽和-Fe2.4C) Fig 6-35 殘余奧氏體的分解（殘余奧氏體的分解（200300）B下下 碳化物的轉(zhuǎn)變（碳化物的轉(zhuǎn)變（250400）-Fe2.4C轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镕e3C 滲碳體的聚集長大和滲碳體的聚集長大和相再結(jié)晶（相再結(jié)晶（400）成為粒狀成為粒狀Fe3C，600

25、后粗化后粗化6 鋼的回火回火鋼的組織和性能轉(zhuǎn)變回火鋼的組織和性能轉(zhuǎn)變6 鋼的回火二、回火的分類及應(yīng)用二、回火的分類及應(yīng)用 低溫回火（低溫回火（150250）回火回火M(低過飽和低過飽和F針針-Fe2.4C) 保證高硬度，保證高硬度，用于工模具等用于工模具等 HRC5862 中溫回火（中溫回火（350500）回火屈氏體，回火屈氏體，F(xiàn)針針Fe3C極細(xì)粒狀極細(xì)粒狀 HRC3545，用，用于各種彈性元件于各種彈性元件 高溫回火（高溫回火（500650）回火索氏體，回火索氏體，F(xiàn)多邊形多邊形Fe3C細(xì)粒狀細(xì)粒狀 HRC2535淬火淬火+高溫回火高溫回火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)【視頻演示視頻演示】6 鋼的回火二、回火的

26、分類及應(yīng)用二、回火的分類及應(yīng)用6 鋼的回火不同含碳量碳鋼的不同含碳量碳鋼的回火溫度與硬度的關(guān)系回火溫度與硬度的關(guān)系一種淬火方式：形變強(qiáng)化一種淬火方式：形變強(qiáng)化+熱處理強(qiáng)化熱處理強(qiáng)化 分類：分類：7 鋼的形變熱處理1、低溫形變熱處理、低溫形變熱處理 Ar1以下（以下（500600）變形量變形量6090% 抗拉強(qiáng)度可達(dá)抗拉強(qiáng)度可達(dá)3300MPa 超高強(qiáng)度鋼的熱處理超高強(qiáng)度鋼的熱處理 飛機(jī)起落架、模具、飛機(jī)起落架、模具、沖頭、板簧沖頭、板簧7 鋼的形變熱處理2、高溫形變熱處理、高溫形變熱處理 Ac1以上變形以上變形 強(qiáng)化程度有限強(qiáng)化程度有限 強(qiáng)度提高，韌塑強(qiáng)度提高，韌塑性大大提高性大大提高 鍛件、曲

27、軸、連鍛件、曲軸、連桿、葉片、彈簧桿、葉片、彈簧7 鋼的形變熱處理概概 述述 有需求：有需求： 如汽車、拖拉機(jī)上的傳動(dòng)齒輪，其表面硬度要求如汽車、拖拉機(jī)上的傳動(dòng)齒輪，其表面硬度要求為為5862HRC，而心部硬度則要求為，而心部硬度則要求為3338HRC；精；精密鏜床主軸，要求其與滑動(dòng)軸承配合的表面硬度不密鏜床主軸，要求其與滑動(dòng)軸承配合的表面硬度不低于低于900HV，而心部硬度為，而心部硬度為248286HBS。 成本低：成本低： 方法簡單：方法簡單： 通過快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來實(shí)通過快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)表硬、心韌現(xiàn)表硬、心韌8 鋼的表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火

28、一、感應(yīng)加熱表面淬火 600/f600/f1/2 1/2 式中：式中：為電流透入的為電流透入的 深度，深度，mmmm； f f為電流頻率，為電流頻率，HzHz 【集膚效應(yīng)】【集膚效應(yīng)】8 鋼的表面淬火硬度分布感應(yīng)加熱表面淬火的分類感應(yīng)加熱表面淬火的分類 高頻高頻701000KHz，常用，常用200300KHz，淬硬深度，淬硬深度為為0.52mm。中小模數(shù)齒輪、軸類零件等。中小模數(shù)齒輪、軸類零件等。 中頻中頻50010000Hz，常用，常用25008000Hz，淬硬深，淬硬深度度210mm，直徑較大的軸類和較大模數(shù)的齒輪，直徑較大的軸類和較大模數(shù)的齒輪等。等。 工頻工頻50Hz，淬硬深度達(dá)，淬硬

29、深度達(dá)1015mm。直徑大于。直徑大于300mm的軋輥及軸類零件等。的軋輥及軸類零件等。 超音頻超音頻202040KHz40KHz，( (音頻音頻20KHz)20KHz)，淬硬深度在，淬硬深度在2mm2mm以上，適用于模數(shù)為以上，適用于模數(shù)為3 36 6的齒輪及鏈輪、花鍵的齒輪及鏈輪、花鍵軸、凸輪等。軸、凸輪等。 8 鋼的表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn) 淬火溫度高：淬火溫度高： (Ac3+80150 ) 表面硬、脆性低表面硬、脆性低 ：高：高23HRC，低的脆性。，低的脆性。 疲勞強(qiáng)度高：疲勞強(qiáng)度高： 表面產(chǎn)生體積膨脹而形成壓應(yīng)力。表面產(chǎn)生體積膨脹而形成壓應(yīng)力。 表面質(zhì)量

30、好、變形?。翰灰籽趸⒚撎?，變形小。表面質(zhì)量好、變形?。翰灰籽趸?、脫碳，變形小。 生產(chǎn)過程易于控制：適用于大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)過程易于控制：適用于大批量生產(chǎn)。 不不 足：設(shè)備較貴、復(fù)雜零件的感應(yīng)器不易制造。足：設(shè)備較貴、復(fù)雜零件的感應(yīng)器不易制造。8 鋼的表面淬火二、火焰加熱表面淬火二、火焰加熱表面淬火 常用氧常用氧-乙炔火焰對(duì)零件表面進(jìn)行加熱乙炔火焰對(duì)零件表面進(jìn)行加熱 常用材料為中碳鋼和中碳合金鋼，如常用材料為中碳鋼和中碳合金鋼，如35、45、40Cr、65Mn等；還可用于灰鑄鐵、合金鑄鐵等鑄鐵件。等；還可用于灰鑄鐵、合金鑄鐵等鑄鐵件。 淬硬深度一般為淬硬深度一般為26mm。主要適用于單件或小批量

31、。主要適用于單件或小批量生產(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具及零件等。生產(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具及零件等。 缺點(diǎn)是加熱不均，易造成工件表面過熱，淬火質(zhì)量不缺點(diǎn)是加熱不均，易造成工件表面過熱，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。穩(wěn)定。 8 鋼的表面淬火火焰加熱表面淬火示意圖火焰加熱表面淬火示意圖8 鋼的表面淬火三、激光加熱表面淬火三、激光加熱表面淬火 能量密度能量密度10104 410108 8W/cmW/cm2 2 淬硬深度淬硬深度0.30. 5mm 形狀復(fù)雜、盲孔等均可形狀復(fù)雜、盲孔等均可8 鋼的表面淬火概述（概述（1） 化學(xué)熱處理：化學(xué)熱處理： 將金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保將金屬或合金工件

32、置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其表面溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其表面化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝?；瘜W(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。 化學(xué)熱處理的主要特點(diǎn)是：化學(xué)熱處理的主要特點(diǎn)是： 表層不僅有組織的變化，而且有成分的變化，故性表層不僅有組織的變化，而且有成分的變化，故性能改變的幅度大。其主要作用是強(qiáng)化和保護(hù)金屬表面。能改變的幅度大。其主要作用是強(qiáng)化和保護(hù)金屬表面。9 鋼的化學(xué)熱處理概述（概述（2） 化學(xué)熱處理的基本過程為：化學(xué)熱處理的基本過程為： 加熱加熱將工件加熱到一定溫度使之有利于吸收將工件加熱到一定溫度使之有利于吸收滲入元素活性原子

33、；滲入元素活性原子；分解分解由化合物分解或離子轉(zhuǎn)由化合物分解或離子轉(zhuǎn)變而得到滲入元素活性原子；變而得到滲入元素活性原子；吸收吸收活性原子被吸活性原子被吸附并溶入工件表面形成固溶體或化合物；附并溶入工件表面形成固溶體或化合物；擴(kuò)散擴(kuò)散滲滲入原子在一定溫度下，由表層向內(nèi)部擴(kuò)散形成一定深入原子在一定溫度下，由表層向內(nèi)部擴(kuò)散形成一定深度的擴(kuò)散層。度的擴(kuò)散層。 9 鋼的化學(xué)熱處理概述（概述（3） 化學(xué)熱處理方法：化學(xué)熱處理方法： 滲碳、碳氮共滲可提高鋼的硬度、耐磨性及疲勞性質(zhì)；滲碳、碳氮共滲可提高鋼的硬度、耐磨性及疲勞性質(zhì)； 滲氮、滲硼、滲鉻使工件表面特別硬，可顯著提高耐磨性和滲氮、滲硼、滲鉻使工件表面

34、特別硬，可顯著提高耐磨性和耐蝕性；耐蝕性； 滲鋁可提高耐熱抗氧化性；滲鋁可提高耐熱抗氧化性； 滲硫可提高減摩性；滲硫可提高減摩性； 滲硅可提高耐酸性等。滲硅可提高耐酸性等。 最常用：最常用：滲碳、滲氮和碳氮共滲及氮碳共滲滲碳、滲氮和碳氮共滲及氮碳共滲。 9 鋼的化學(xué)熱處理一、鋼的滲碳一、鋼的滲碳 將鋼件在將鋼件在滲碳滲碳介質(zhì)中加熱并保溫使碳原子滲入表層介質(zhì)中加熱并保溫使碳原子滲入表層的化學(xué)熱處理工藝。的化學(xué)熱處理工藝。目的目的是使低碳是使低碳( (w wc c=0.10=0.100.25%)0.25%)鋼件表面得到高碳鋼件表面得到高碳( (w wc c=1.0=1.01.2%)1.2%)，經(jīng)適

35、當(dāng)?shù)臒崽幚恚?jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚? (淬火淬火+ +低溫回火低溫回火) )后獲得表面高硬度、高耐磨性；而后獲得表面高硬度、高耐磨性；而心部仍保持一定強(qiáng)度及較高的塑性、韌性，心部仍保持一定強(qiáng)度及較高的塑性、韌性，適用于適用于同同時(shí)受磨損和較大沖擊載荷的低碳、低合金鋼零件，如時(shí)受磨損和較大沖擊載荷的低碳、低合金鋼零件，如齒輪、活塞銷、套筒及要求很高的噴油嘴偶件等。齒輪、活塞銷、套筒及要求很高的噴油嘴偶件等。9 鋼的化學(xué)熱處理鋼的滲碳原理示意圖鋼的滲碳原理示意圖9 鋼的化學(xué)熱處理1、氣體滲碳（、氣體滲碳（1） 方法：方法：滴注式滲碳滴注式滲碳 介質(zhì)：介質(zhì)：苯、醇、煤油等液體苯、醇、煤油等液體 工藝：工藝：

36、將工件裝在密封的滲碳爐中，加熱到將工件裝在密封的滲碳爐中，加熱到900900950(950(常用常用930)930)，向爐內(nèi)滴入煤油、，向爐內(nèi)滴入煤油、苯、甲醇、丙酮等有機(jī)液體，在高溫下分解成苯、甲醇、丙酮等有機(jī)液體，在高溫下分解成COCO、COCO2 2、H H2 2及及CHCH4 4等氣體組成的滲碳?xì)夥眨诘葰怏w組成的滲碳?xì)夥?，在高溫下與工件接觸時(shí)便在工件表面進(jìn)行下列反高溫下與工件接觸時(shí)便在工件表面進(jìn)行下列反應(yīng)，生成活性碳原子。應(yīng)，生成活性碳原子。9 鋼的化學(xué)熱處理1、氣體滲碳（、氣體滲碳（2）生成活性碳原子：生成活性碳原子：2COC+CO2COC+CO2 2 CHCH4 4C+2HC+2

37、H2 2 CO+HCO+H2 2C+HC+H2 2O O 隨后活性碳原子被鋼表面吸收而溶入奧氏體隨后活性碳原子被鋼表面吸收而溶入奧氏體中，并向內(nèi)部擴(kuò)散而形成一定深度的滲碳層。中，并向內(nèi)部擴(kuò)散而形成一定深度的滲碳層。氣體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是：氣體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是： 生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好，滲碳過程容易控生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好，滲碳過程容易控制，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適用于大批量制，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適用于大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)。9 鋼的化學(xué)熱處理2、固體滲碳、固體滲碳滲碳滲碳 工藝：工藝：工件工件+滲碳劑密封裝入滲碳箱中，滲碳劑密封裝入滲碳箱中， 加熱至加熱至900950保溫。保溫。固體滲碳劑：固體滲碳劑：碳

38、粉和碳酸鹽碳粉和碳酸鹽(BaCO3或或Na2CO3) 的混合物。的混合物?；瘜W(xué)化學(xué) 反應(yīng)：反應(yīng)： C+O22CO BaCO3或或Na2CO3BaO（或（或Na2O）+CO2 CO2+C 2CO 2COC+CO29 鋼的化學(xué)熱處理3、滲碳層的組織及熱處理、滲碳層的組織及熱處理表面的含碳量最高：表面的含碳量最高：wc=1.0%左右，由表及里，左右，由表及里， 含碳量逐漸降低，直至原始含碳量。含碳量逐漸降低，直至原始含碳量。組織由表及里為：組織由表及里為： (P+Fe3C)(P)(P+F)(F+P)滲碳層的深度：滲碳層的深度： 碳鋼碳鋼從表面到過渡區(qū)亞共析組織一半處從表面到過渡區(qū)亞共析組織一半處的深

39、度為滲碳層的深度；的深度為滲碳層的深度； 合金鋼合金鋼從表面到過渡區(qū)亞共析組織終止從表面到過渡區(qū)亞共析組織終止處的深度作為滲碳層的深度。處的深度作為滲碳層的深度。 9 鋼的化學(xué)熱處理滲滲碳碳層層的的組組織織9 鋼的化學(xué)熱處理過共析組織過共析組織(P+Fe3C) 共析組織共析組織(P) 過渡區(qū)亞共析組織過渡區(qū)亞共析組織(P+F) 原始亞共析組織原始亞共析組織(F+P) 滲碳層的熱處理（滲碳層的熱處理（1）9 鋼的化學(xué)熱處理直接淬火法直接淬火法 預(yù)冷至預(yù)冷至850880后直接淬入油中或水后直接淬入油中或水中，中，180200進(jìn)行低溫回火。進(jìn)行低溫回火。預(yù)冷目的預(yù)冷目的 ：減少淬火變形及開裂，使表層

40、析出碳化物，減少淬火變形及開裂，使表層析出碳化物，降低奧氏體的含碳量，從而降低淬火后的殘余奧氏體量，降低奧氏體的含碳量，從而降低淬火后的殘余奧氏體量，提高表層硬度。提高表層硬度。特特 點(diǎn)：點(diǎn)： 操作簡單、成本低，生產(chǎn)率高，但在高操作簡單、成本低，生產(chǎn)率高，但在高溫下長期保溫，奧氏體晶粒易長大，影響淬火后工件的溫下長期保溫，奧氏體晶粒易長大，影響淬火后工件的性能，故只適用于滲碳件的心部和表層都不過熱的情況性能，故只適用于滲碳件的心部和表層都不過熱的情況下；此外預(yù)冷過程中，二次滲碳體沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀下；此外預(yù)冷過程中，二次滲碳體沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀析出，對(duì)工件淬火后的性能不利。析出，對(duì)工件淬火后的

41、性能不利。用途：用途：大批量生產(chǎn)的汽車、拖拉機(jī)齒輪常用此法。大批量生產(chǎn)的汽車、拖拉機(jī)齒輪常用此法。 滲碳層的熱處理（滲碳層的熱處理（2）9 鋼的化學(xué)熱處理一次淬火法一次淬火法 ： 工件經(jīng)滲碳空冷后，再重新加熱至淬火溫度工件經(jīng)滲碳空冷后，再重新加熱至淬火溫度（如（如830860）進(jìn)行淬火，然后在）進(jìn)行淬火，然后在180200回火。這種方法在工件重新加熱時(shí)奧氏體晶粒得回火。這種方法在工件重新加熱時(shí)奧氏體晶粒得到細(xì)化，使鋼的性能得到提高。到細(xì)化，使鋼的性能得到提高。用途用途 適用于比較重要的零件，如高速柴油機(jī)齒輪適用于比較重要的零件，如高速柴油機(jī)齒輪等。等。滲碳層的熱處理（滲碳層的熱處理（3）9 鋼

42、的化學(xué)熱處理二次淬火法二次淬火法 滲碳空冷后，先加熱到滲碳空冷后，先加熱到AcAc3 3以上以上( (一一般為般為850850900900) )油淬，使心部組織細(xì)化，消除油淬，使心部組織細(xì)化，消除表層網(wǎng)狀滲碳體；然后再加熱到表層網(wǎng)狀滲碳體；然后再加熱到AcAc1 1以上以上( (一般為一般為750750800800) )油淬，最后在油淬，最后在180180200200進(jìn)行回火。進(jìn)行回火。二次淬火法使工件表層和心部組織被細(xì)化，從而二次淬火法使工件表層和心部組織被細(xì)化，從而獲得較好的力學(xué)性能。但工藝復(fù)雜，成本高；工獲得較好的力學(xué)性能。但工藝復(fù)雜，成本高；工件經(jīng)反復(fù)加熱冷卻后易產(chǎn)生變形和開裂。所以只

43、件經(jīng)反復(fù)加熱冷卻后易產(chǎn)生變形和開裂。所以只適用于少數(shù)對(duì)性能要求特別高的工件。適用于少數(shù)對(duì)性能要求特別高的工件。 滲碳工件的一般工藝路線滲碳工件的一般工藝路線9 鋼的化學(xué)熱處理 鍛造（問題）鍛造（問題）正火（目的）正火（目的）機(jī)械加工機(jī)械加工【可否與滲碳工藝倒置可否與滲碳工藝倒置】滲碳（組織）滲碳（組織）淬火淬火+ +低溫回火低溫回火精加工精加工滲碳工件的最終組織滲碳工件的最終組織9 鋼的化學(xué)熱處理淬火淬火+ +低溫回火：低溫回火： 針狀回火馬氏體針狀回火馬氏體+ +碳化物碳化物+ +少量殘余奧氏體少量殘余奧氏體 硬度為硬度為585864HRC64HRC，而心部則隨鋼的淬透性而，而心部則隨鋼的淬

44、透性而定。定。 對(duì)于低碳鋼如對(duì)于低碳鋼如1515、2020鋼，其心部組織為鐵素體鋼，其心部組織為鐵素體+ +珠光體，硬度相當(dāng)于珠光體，硬度相當(dāng)于101015HRC15HRC； 對(duì)于低碳合金鋼如對(duì)于低碳合金鋼如20CrMnTi20CrMnTi，心部組織為回，心部組織為回火低碳馬氏體火低碳馬氏體+ +鐵素體，硬度為鐵素體，硬度為353545HRC45HRC。滲碳工件的實(shí)際應(yīng)用滲碳工件的實(shí)際應(yīng)用9 鋼的化學(xué)熱處理 設(shè)計(jì)技術(shù)條件設(shè)計(jì)技術(shù)條件： 滲碳層深度滲碳層深度、表面硬度表面硬度、心部硬度心部硬度及及不不允許滲碳允許滲碳的部位等，的部位等， 不允許滲碳的部位不允許滲碳的部位： 可采用鍍銅的方法來防止

45、滲碳或多留加可采用鍍銅的方法來防止?jié)B碳或多留加工余量。工余量。 二、鋼的氮化（滲氮）二、鋼的氮化（滲氮）9 鋼的化學(xué)熱處理滲氮滲氮一般在一般在AcAc1 1溫度以下溫度以下使活性氮原子使活性氮原子滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝。滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝。目的目的提高工件表面硬度、耐磨性、疲提高工件表面硬度、耐磨性、疲勞性質(zhì)、耐蝕性及熱硬性。勞性質(zhì)、耐蝕性及熱硬性。分類分類氣體滲氮和離子滲氮。氣體滲氮和離子滲氮。1 1、氣體氮化（、氣體氮化（1 1）9 鋼的化學(xué)熱處理氣體滲氮?dú)怏w滲氮 在氣體介質(zhì)中進(jìn)行滲氮的工藝稱在氣體介質(zhì)中進(jìn)行滲氮的工藝稱為氣體滲氮。為氣體滲氮。工藝過程工藝過程 在滲氮爐內(nèi)通

46、入氨氣，在在滲氮爐內(nèi)通入氨氣，在380380以上氨分解出活性氮原子以上氨分解出活性氮原子:2NH:2NH3 33H3H2 2+2N+2N活性氮原子被工件表面吸收并溶入表面，活性氮原子被工件表面吸收并溶入表面，在保溫過程中向里擴(kuò)散，形成滲氮層。在保溫過程中向里擴(kuò)散，形成滲氮層。1 1、氣體氮化（、氣體氮化（2 2）9 鋼的化學(xué)熱處理工藝特點(diǎn)：工藝特點(diǎn)：溫度低：溫度低：500500600600常用常用550550570570，遠(yuǎn)，遠(yuǎn)低于滲碳溫度。由于氮在鐵素體中有一定的溶解低于滲碳溫度。由于氮在鐵素體中有一定的溶解能力，無需加熱到高溫。能力，無需加熱到高溫。時(shí)間長：時(shí)間長：202050h50h，氮

47、化層厚度為，氮化層厚度為0.40.40.6mm0.6mm。需調(diào)質(zhì)預(yù)處理：需調(diào)質(zhì)預(yù)處理：改善機(jī)加工性能和獲得均勻的回改善機(jī)加工性能和獲得均勻的回火索氏體組織，保證較高的強(qiáng)度和韌性?；鹚魇象w組織，保證較高的強(qiáng)度和韌性。1 1、氣體氮化（、氣體氮化（3 3）9 鋼的化學(xué)熱處理滲氮件的性能滲氮件的性能表面強(qiáng)化和表面保護(hù)表面強(qiáng)化和表面保護(hù)高硬度、高耐磨性高硬度、高耐磨性合金氮化物層，合金氮化物層，100010001100HV1100HV，而且，而且在在600600650650下保持不下降；下保持不下降；疲勞極限高疲勞極限高滲氮層的體積增大產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，疲勞極滲氮層的體積增大產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，疲勞極限提高

48、達(dá)限提高達(dá)15%15%35%35%；高的耐蝕性能高的耐蝕性能致密的耐蝕的氮化物，使工件在水、過熱致密的耐蝕的氮化物，使工件在水、過熱的蒸氣和堿性溶液中都很穩(wěn)定；的蒸氣和堿性溶液中都很穩(wěn)定；變形很小變形很小這是由于滲氮溫度低。這是由于滲氮溫度低。1 1、氣體氮化（、氣體氮化（4 4）9 鋼的化學(xué)熱處理應(yīng)應(yīng) 用：用：交變載荷下工作并要求耐磨的重要結(jié)構(gòu)零交變載荷下工作并要求耐磨的重要結(jié)構(gòu)零件，如高速傳動(dòng)的精密齒輪、高速柴油機(jī)曲軸、高精度件，如高速傳動(dòng)的精密齒輪、高速柴油機(jī)曲軸、高精度機(jī)床主軸及在高溫下工作的耐熱、耐蝕、耐磨零件如齒機(jī)床主軸及在高溫下工作的耐熱、耐蝕、耐磨零件如齒輪套、閥門、排氣閥等。

49、輪套、閥門、排氣閥等。技術(shù)要求：技術(shù)要求：需選用含與需選用含與N N親合力大的親合力大的AlAl、CrCr、MoMo、TiTi、V V等合金元素的合金鋼，如等合金元素的合金鋼，如38CrMoAlA38CrMoAlA、35CrAlA35CrAlA、38CrMo38CrMo等。等。1 1、氣體氮化（、氣體氮化（5 5）9 鋼的化學(xué)熱處理技術(shù)要求：技術(shù)要求：應(yīng)注明氮化層深度、表面硬度、氮應(yīng)注明氮化層深度、表面硬度、氮化部位、心部硬度等，對(duì)于零件上不需滲氮的化部位、心部硬度等，對(duì)于零件上不需滲氮的部位鍍錫或鍍銅保護(hù)，或增加加工余量、氮化部位鍍錫或鍍銅保護(hù)，或增加加工余量、氮化后去除。后去除。工藝路線：

50、工藝路線：鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 精加工精加工去應(yīng)力去應(yīng)力粗磨粗磨氮化氮化 精磨或研磨精磨或研磨 2 2、離子滲氮（、離子滲氮（1 1）9 鋼的化學(xué)熱處理離子滲氮：離子滲氮：在低于一個(gè)大氣壓的滲氮?dú)夥赵诘陀谝粋€(gè)大氣壓的滲氮?dú)夥罩校霉ぜ?，利用工? (陰極陰極) )和陽極之間產(chǎn)生的輝和陽極之間產(chǎn)生的輝光放電進(jìn)行滲氮的工藝稱為離子滲氮。光放電進(jìn)行滲氮的工藝稱為離子滲氮。離子滲氮工藝過程離子滲氮工藝過程2 2、離子滲氮（、離子滲氮（2 2）9 鋼的化學(xué)熱處理工藝過程：工藝過程：真空度真空度1010-1-11010-2-2Torr(1Torr=1mmHg=133.3Pa)Torr(1Torr=1mmHg=133.3Pa)的離子滲的離子滲氮爐中，通入氮爐中，通入NH3，工件，爐壁工件，爐壁，400400750V750V，氨氣，氨氣被電離成氨和氫的正離子和電子，陰極工件表面形成一被電離成氨和氫的正離子和電子，陰極工件表面形成一層紫色輝光，高能量氮離子高速轟擊工件表面，層紫色輝光，高能量氮離子高速轟擊工件表面，動(dòng)能動(dòng)能熱能熱能，工件表面溫升到，工件表面溫升到450450650650；同時(shí)氮離子在陰極；同時(shí)氮離子在陰極上奪取電子后，還原成氮原子滲入工件表面