鋼的普通熱處理

1、l鋼最基本的熱處理工藝有退火、正火、淬火和回火。鋼最基本的熱處理工藝有退火、正火、淬火和回火。l機(jī)械零件的一般加工工藝為：機(jī)械零件的一般加工工藝為：毛坯（鑄、鍛）毛坯（鑄、鍛）預(yù)備預(yù)備熱處理熱處理機(jī)加工機(jī)加工最終熱處理。最終熱處理。l退火與正火工藝主要用退火與正火工藝主要用于預(yù)備熱處理于預(yù)備熱處理，只有當(dāng)，只有當(dāng)工件性能要求不高時(shí)才工件性能要求不高時(shí)才作為最終熱處理。作為最終熱處理。 一、鋼的一、鋼的退火退火l將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫， 然后緩慢冷卻（爐冷）的然后緩慢冷卻（爐冷）的 熱處理工藝叫做熱處理工藝叫做退火退火。l1、退火目的、退火目的l 調(diào)整硬度，便于切削加調(diào)整

2、硬度，便于切削加 工。工。適合加工的硬度為適合加工的硬度為170-250HB。l 消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止加工中變形。防止加工中變形。l 細(xì)化晶粒，改善組織，細(xì)化晶粒，改善組織， 為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。 真空退火爐真空退火爐l2、退火、退火種類種類l退火的種類很多，常用的有退火的種類很多，常用的有完全退火完全退火、等溫退火等溫退火、球化退火球化退火、擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火、去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火。l 完全退火完全退火l主要用于主要用于亞共析鋼亞共析鋼。l加熱溫度加熱溫度 Ac3+30 50 。l組織：組織：F+Pl 等溫退火等溫退

3、火l亞共析鋼亞共析鋼加熱溫度加熱溫度 Ac3+3050l共析、過共析鋼共析、過共析鋼加熱溫度加熱溫度 Ac1+3050l保溫后快冷到略低于保溫后快冷到略低于Ar1的溫度等溫轉(zhuǎn)變成珠光體組織，的溫度等溫轉(zhuǎn)變成珠光體組織，然后然后出爐空冷。出爐空冷。等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時(shí)間。等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時(shí)間。 高速鋼等溫退火與普通退火的比較高速鋼等溫退火與普通退火的比較l 球化退火球化退火l球化退火球化退火是將鋼中滲碳體球狀化的退火工藝。是將鋼中滲碳體球狀化的退火工藝。l主要用于共析鋼和過共析鋼。主要用于共析鋼和過共析鋼。l加熱溫度加熱溫度 Ac1+ 30-50l通過緩冷或者冷卻到略低于通

4、過緩冷或者冷卻到略低于Ar1的溫度（的溫度（550600）下下保溫，使珠光體中的滲碳體保溫，使珠光體中的滲碳體球化后出爐空冷。球化后出爐空冷。l球化退火的組織：球化退火的組織：l在鐵素體基體上分布著在鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體，稱顆粒狀滲碳體，稱球狀球狀珠光體珠光體，用用P球球表示。表示。l對于有網(wǎng)狀二次滲碳體對于有網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，球化退火的過共析鋼，球化退火前應(yīng)先進(jìn)行正火，以消前應(yīng)先進(jìn)行正火，以消除網(wǎng)狀。除網(wǎng)狀。球狀珠光體球狀珠光體l二、鋼的二、鋼的正火正火l正火是將正火是將亞共析鋼亞共析鋼加熱到加熱到Ac3+30 50，共析鋼共析鋼加熱加熱到到Ac1+3050，過共析鋼過共析

5、鋼 加熱加熱到到Accm+30 50，保保 溫后溫后空冷空冷的工藝。的工藝。l正火比退火冷卻速度大。正火比退火冷卻速度大。l1、正火后的組織：、正火后的組織： 0.6%C時(shí)組織時(shí)組織 F+S 0.6%C時(shí)組織時(shí)組織 S正火溫度正火溫度l2、正火的目的、正火的目的l 減少減少C和其他合金元素的成分偏析。和其他合金元素的成分偏析。l 細(xì)化奧氏體晶粒，細(xì)化奧氏體晶粒，消除過共析鋼中網(wǎng)狀，消除過共析鋼中網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。網(wǎng)狀二次滲碳體，網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備為球化退火作組織準(zhǔn)備熱處理與硬度關(guān)系熱處理與硬度關(guān)系合適切削加工硬度合適切削加

6、工硬度l要改善切削性能：要改善切削性能：l低碳鋼用正火，低碳鋼用正火，l中碳鋼用退火或正火，中碳鋼用退火或正火，l高碳鋼用球化退火高碳鋼用球化退火。l淬火淬火是將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫后以大于是將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫后以大于Vk速速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。l淬火是應(yīng)用最廣的熱淬火是應(yīng)用最廣的熱處理工藝之一。處理工藝之一。l淬火的目的：淬火的目的：l獲得馬氏體組織，提獲得馬氏體組織，提高鋼的性能。高鋼的性能。真空淬火爐真空淬火爐（一）（一）淬火溫度淬火溫度l1、碳鋼、碳鋼l 亞共析鋼亞共析鋼l淬火溫度：淬火溫度：Ac3+30-50

7、。l預(yù)備熱處理組織：預(yù)備熱處理組織：退火退火(F+P)或正火組或正火組織織(F+S或或S)。l亞共析鋼淬火組織：亞共析鋼淬火組織：l 0.5%C時(shí)為時(shí)為Ml 0.5%C時(shí)為時(shí)為M+A。65MnV鋼鋼(0.65%C) 淬火組織淬火組織45鋼鋼(含含0.45%C)正常淬火組織正常淬火組織l在在Ac1 Ac3之間的加熱淬火稱之間的加熱淬火稱亞溫淬火亞溫淬火。l亞溫淬火組織亞溫淬火組織為為F+Ml強(qiáng)硬度低，但塑韌性強(qiáng)硬度低，但塑韌性好好。 35鋼（含鋼（含0.35%C）亞溫淬火組織）亞溫淬火組織l 共析鋼共析鋼l淬火溫度淬火溫度 Ac1+30-50l淬火組織淬火組織 M+A。l 過共析鋼過共析鋼l淬火

8、溫度淬火溫度 Ac1+30-50l溫度高于溫度高于Accm，奧氏體晶，奧氏體晶粒粗大、淬火后馬氏體晶粒粗大、淬火后馬氏體晶粒粗大；粒粗大；M含碳量高，含碳量高， A量增多。使鋼硬度、耐磨量增多。使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂性下降，脆性、變形開裂傾向增加。傾向增加。l淬火組織為淬火組織為 M+顆粒狀顆粒狀Fe3C+A* 預(yù)備熱處理組織預(yù)備熱處理組織 P球球。T12鋼（含鋼（含1.2%C）正常淬火組織）正常淬火組織l2、合金鋼、合金鋼l由于多數(shù)合金由于多數(shù)合金元素元素( (Mn、P除外除外) )對奧氏對奧氏體晶粒長大有體晶粒長大有 阻礙作用，因而阻礙作用，因而合金鋼淬火溫度比碳鋼高合金鋼淬

9、火溫度比碳鋼高。l 亞共析鋼亞共析鋼淬火溫度淬火溫度 Ac3+50100l 共析鋼、過共析鋼共析鋼、過共析鋼淬火溫度淬火溫度 Ac1+50100 （二）（二）淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)l理想的冷卻曲線理想的冷卻曲線應(yīng)只在應(yīng)只在C曲線鼻尖處快冷，而在曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量緩冷，附近盡量緩冷，以達(dá)到既獲得馬氏體組織，又減小以達(dá)到既獲得馬氏體組織，又減小內(nèi)應(yīng)力的目的內(nèi)應(yīng)力的目的。但目前還。但目前還理想淬火曲線示意圖理想淬火曲線示意圖MsMf 沒有找到理想的淬火介質(zhì)。沒有找到理想的淬火介質(zhì)。l常用淬火介質(zhì)是水和油。常用淬火介質(zhì)是水和油。l水水的冷卻能力強(qiáng)，但低溫卻的冷卻能力強(qiáng)，但低溫卻能力太大，能力太

10、大，只用于形狀簡單只用于形狀簡單的碳鋼件的碳鋼件。l油油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，太小，用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。l熔鹽熔鹽作為淬火介質(zhì)稱作為淬火介質(zhì)稱鹽浴鹽浴，冷卻能力在水和油之，冷卻能力在水和油之間，間，用于形狀復(fù)雜件的分級(jí)淬火和等溫淬火用于形狀復(fù)雜件的分級(jí)淬火和等溫淬火。l其他淬火介質(zhì)其他淬火介質(zhì)如如聚乙烯醇聚乙烯醇、硝鹽水溶液硝鹽水溶液等等也是工業(yè)上常也是工業(yè)上常用的介質(zhì)。用的介質(zhì)。（三）（三）淬火方法淬火方法l采用不同的淬火方法可彌補(bǔ)采用不同的淬火方法可彌補(bǔ)介質(zhì)的不足。介質(zhì)的不足。l1、單介質(zhì)淬火

11、法、單介質(zhì)淬火法l加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)冷卻到室溫的淬火方法。冷卻到室溫的淬火方法。l操作簡單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作簡單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。各種淬火方法示意圖各種淬火方法示意圖1單液淬火法單液淬火法2雙液淬火法雙液淬火法3分級(jí)淬火法分級(jí)淬火法4等溫淬火法等溫淬火法l2、雙介質(zhì)淬火法、雙介質(zhì)淬火法l工件先在一種冷卻能力強(qiáng)工件先在一種冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻，躲過鼻尖的介質(zhì)中冷卻，躲過鼻尖后，再在另一種冷卻能力后，再在另一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方法。轉(zhuǎn)變的方法。如水淬油冷，如水淬油冷，油淬空冷。油淬空冷。l優(yōu)點(diǎn)是冷卻理想，優(yōu)點(diǎn)是冷卻理想，缺點(diǎn)是

12、缺點(diǎn)是不易掌握。不易掌握。用于形狀復(fù)雜的碳鋼件及大型合金鋼件用于形狀復(fù)雜的碳鋼件及大型合金鋼件。l3、分級(jí)淬火法、分級(jí)淬火法l在在Ms附近的鹽浴附近的鹽浴或堿浴中淬火，待或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后再內(nèi)外溫度均勻后再取出緩冷。取出緩冷。l可減少內(nèi)應(yīng)力可減少內(nèi)應(yīng)力 用于小尺寸工件用于小尺寸工件。l4、等溫淬火法、等溫淬火法l將工件在稍高于將工件在稍高于Ms的鹽浴或堿的鹽浴或堿浴中保溫足夠長時(shí)間，從而獲浴中保溫足夠長時(shí)間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法。得下貝氏體組織的淬火方法。l經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜合力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小。合力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小。l適用于形狀復(fù)雜

13、及要求較高的適用于形狀復(fù)雜及要求較高的小型件。小型件。井式回火爐井式回火爐l回火是指將淬火鋼加熱回火是指將淬火鋼加熱到到A1以以 下的某溫度保溫后冷卻的工藝。下的某溫度保溫后冷卻的工藝。l（一）（一）回火的目的回火的目的l1、減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力、減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，防，防 止變形或開裂。止變形或開裂。l2、獲得所需要的力學(xué)性能。、獲得所需要的力學(xué)性能。淬火鋼一般硬度高，脆淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、韌性性大，回火可調(diào)整硬度、韌性。l3、穩(wěn)定尺寸。、穩(wěn)定尺寸。回火可使非平衡回火可使非平衡M與與A轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶廪D(zhuǎn)變?yōu)槠胶饣蚪咏胶獾慕M織，防止使用時(shí)變形?；蚪咏胶獾慕M織，防止使用時(shí)變

14、形。l4、高淬透性鋼的軟化、高淬透性鋼的軟化，這類鋼空冷即可淬火，如這類鋼空冷即可淬火，如采用回火軟化既能降低硬度，又能縮短軟化周期。采用回火軟化既能降低硬度，又能縮短軟化周期。l未經(jīng)淬火的鋼回火無意義，未經(jīng)淬火的鋼回火無意義，而淬火鋼不回火在放置或使而淬火鋼不回火在放置或使用過程中易變形或開裂。用過程中易變形或開裂。l鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火。（二）（二）回火的種類回火的種類l1、低溫回火、低溫回火l回火溫度：回火溫度： 150250l組織轉(zhuǎn)變：組織轉(zhuǎn)變： 從馬氏體從馬氏體中中析出細(xì)片狀析出細(xì)片狀 - -碳化物；碳化物； A分解為分解為 -碳化物和過飽和碳化物和過飽和

15、鐵素體。鐵素體。l這種在馬氏體基體上這種在馬氏體基體上分布著細(xì)片狀碳化物分布著細(xì)片狀碳化物的組織稱為的組織稱為回火馬氏回火馬氏體體，用，用M回回表示。表示。l低溫回火的目的低溫回火的目的是在是在保留淬火后高硬度保留淬火后高硬度、 高耐磨性的同時(shí)，降低內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。高耐磨性的同時(shí)，降低內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。l主要用于主要用于處理各種工具、模具、軸承及經(jīng)滲碳和表處理各種工具、模具、軸承及經(jīng)滲碳和表面淬火的工件。面淬火的工件。l2、中溫回火、中溫回火 l回火溫度：回火溫度：350-500 l組織轉(zhuǎn)變：組織轉(zhuǎn)變： -碳化物溶碳化物溶解于鐵素體中解于鐵素體中,同時(shí)從同時(shí)從鐵素體中析出鐵素體中析出Fe3C

16、。到到350, 馬氏體中的馬氏體中的回火托氏體回火托氏體 含碳量已降到鐵素體的平衡成分，內(nèi)應(yīng)力大量消除含碳量已降到鐵素體的平衡成分，內(nèi)應(yīng)力大量消除。lM回回轉(zhuǎn)變?yōu)樵诒３竹R氏體形態(tài)的鐵素體基體上分布著轉(zhuǎn)變?yōu)樵诒３竹R氏體形態(tài)的鐵素體基體上分布著細(xì)粒狀細(xì)粒狀Fe3C的組織，稱為的組織，稱為回火托氏體回火托氏體，用，用T回回表示。表示。 l回火托氏體組織具有較回火托氏體組織具有較高的彈性極限和屈服極高的彈性極限和屈服極限，并具有一定的韌性，限，并具有一定的韌性，硬度一般為硬度一般為3545HRC。l主要用于各類彈主要用于各類彈簧的熱處理?；傻臒崽幚?。 汽車板簧汽車板簧熱卷彈簧熱卷彈簧回火索氏體回火索氏

17、體l3、高溫回火高溫回火 l回火溫度：回火溫度：500-650 l組織轉(zhuǎn)變：組織轉(zhuǎn)變：Fe3C發(fā)生聚集發(fā)生聚集長大，鐵素體發(fā)生多邊形化。長大，鐵素體發(fā)生多邊形化。 l這種在多邊形鐵素這種在多邊形鐵素體基體上分布著顆體基體上分布著顆粒狀粒狀Fe3C的組織稱的組織稱回火索氏體回火索氏體，用用S回回表示。表示。 l回火索氏體組織具有良好的綜合力學(xué)性能，即在?；鼗鹚魇象w組織具有良好的綜合力學(xué)性能，即在保持較高的強(qiáng)度同時(shí)，具有良好的塑性和韌性持較高的強(qiáng)度同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。l通常把淬火加高溫回火的熱處理工藝稱作通常把淬火加高溫回火的熱處理工藝稱作“調(diào)質(zhì)處調(diào)質(zhì)處理理”，簡稱，簡稱“調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)”。l調(diào)

18、質(zhì)廣泛用于連桿、調(diào)質(zhì)廣泛用于連桿、軸、齒輪等各種重要軸、齒輪等各種重要結(jié)構(gòu)件的處理。也可結(jié)構(gòu)件的處理。也可作為精密零件、量具作為精密零件、量具等的預(yù)備熱處理。等的預(yù)備熱處理。 柴油機(jī)連桿柴油機(jī)連桿淬火鋼硬度隨回火溫度的變化淬火鋼硬度隨回火溫度的變化4040鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系l（三）回火脆性（三）回火脆性l回火時(shí)力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，回火時(shí)力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高。鋼的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高。l淬火鋼的韌性并不總是淬火鋼的韌性并不總是隨溫度升高而提高。隨溫度升高而提高。l在某些溫度范圍內(nèi)回火

19、在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的沖擊韌性下降時(shí)出現(xiàn)的沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱的現(xiàn)象，稱回火脆性回火脆性。l根據(jù)回火脆性出現(xiàn)的溫根據(jù)回火脆性出現(xiàn)的溫度范圍，可將其分為度范圍，可將其分為低低溫回火脆性溫回火脆性和和高溫回火高溫回火脆性脆性兩類。兩類。 l1、低溫回火脆性、低溫回火脆性l又稱又稱第一類回火脆性或第一類回火脆性或不可逆回火脆性不可逆回火脆性。是指淬火鋼是指淬火鋼在在250-350回火時(shí)出現(xiàn)的脆性?；鼗饡r(shí)出現(xiàn)的脆性。l這種回火脆性是不可逆的，只這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回火就會(huì)出要在此溫度范圍內(nèi)回火就會(huì)出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法。法。l回火時(shí)應(yīng)避開

20、這一溫度范圍?；鼗饡r(shí)應(yīng)避開這一溫度范圍。l2、高溫回火脆性、高溫回火脆性l又稱又稱第二類回火脆性或第二類回火脆性或可逆回火脆性可逆回火脆性。是指淬火鋼在是指淬火鋼在450-650范圍內(nèi)回火后緩冷時(shí)出現(xiàn)的脆性。范圍內(nèi)回火后緩冷時(shí)出現(xiàn)的脆性。 回火后快冷不出現(xiàn)?；鼗鸷罂炖洳怀霈F(xiàn)。主要發(fā)生主要發(fā)生 在含在含Cr,Ni,Si,Mn的結(jié)構(gòu)鋼中。的結(jié)構(gòu)鋼中。l防止辦法：防止辦法：l 回火后快冷?；鼗鸷罂炖?。l 加入合金元素加入合金元素W (約約 1%)、 Mo(約約0.5%)。該法更適用于大截面的零部件。該法更適用于大截面的零部件。 網(wǎng)帶式淬火爐網(wǎng)帶式淬火爐l淬透性是鋼的主要熱處理性能。淬透性是鋼的主要熱

21、處理性能。l是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一。M量和硬度隨深量和硬度隨深度的變化度的變化l淬透性淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體組織深度的能力。是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體組織深度的能力。其大小是用其大小是用規(guī)定條件規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。下淬硬層深度來表示。l淬硬層深度淬硬層深度是指由工件表面到半馬氏體區(qū)的深度是指由工件表面到半馬氏體區(qū)的深度。l淬硬性淬硬性是指鋼淬火是指鋼淬火后所能達(dá)到的最高后所能達(dá)到的最高硬度，即硬化能力，硬度，即硬化能力，取決于馬氏體中的取決于馬氏體中的碳含量。碳含量。（二）（二）淬透性與淬硬層深度的關(guān)系淬透性與淬硬層深度的關(guān)系 輥

22、棒式電阻爐輥棒式電阻爐l同一材料的淬硬層深度與工件的尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)。同一材料的淬硬層深度與工件的尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)。工件工件尺寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深。尺寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深。l淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。它是鋼本身固有的特性它是鋼本身固有的特性l只用于不同只用于不同材料之間的材料之間的比較比較。是在尺寸、冷卻介是在尺寸、冷卻介質(zhì)相同時(shí)，用不同材料的質(zhì)相同時(shí)，用不同材料的淬硬層深度來進(jìn)行比較的。淬硬層深度來進(jìn)行比較的。 （三）（三）淬透性的測定及其表示方法淬透性的測定及其表示方法 l1、淬透性的測定常用末端淬火淬透性的測定常用末端淬火法法

23、末端淬火法示意圖末端淬火法示意圖dHRCJ即用即用 表示，表示，J 表示末端淬透性，表示末端淬透性，d 表示表示l2、淬透性的表示方法、淬透性的表示方法l 用淬透性曲線表示用淬透性曲線表示半馬氏體區(qū)半馬氏體區(qū)到水冷端的到水冷端的距離距離, HRC為為半馬氏體區(qū)半馬氏體區(qū)的硬度。的硬度。l 用臨界淬透直徑表示用臨界淬透直徑表示l臨界淬透直徑是指圓形鋼棒在介質(zhì)中冷卻，中心被臨界淬透直徑是指圓形鋼棒在介質(zhì)中冷卻，中心被淬成半馬氏體的最大直徑，用淬成半馬氏體的最大直徑，用D0表示。表示。lD0與介質(zhì)有關(guān)，如與介質(zhì)有關(guān)，如45鋼鋼D0水水=16mm，D0油油=8mm。l只有冷卻條件相同時(shí)，才能進(jìn)行不同材

24、料淬透性比只有冷卻條件相同時(shí)，才能進(jìn)行不同材料淬透性比較，如較，如45鋼鋼D0油油=8mm，40Cr D0油油=20mm。馬氏體馬氏體索氏體（四）（四）影響淬透性的因素影響淬透性的因素l鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度Vk， Vk越小，淬透性越高。越小，淬透性越高。l而而Vk取決于取決于C曲線的位置，曲線的位置，C 曲曲線線越靠右，越靠右，Vk越小。越小。l因而凡是影響因而凡是影響C曲線的因素都是影響淬透性的因素。曲線的因素都是影響淬透性的因素。l除除Co 外，凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼的淬透性提外，凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼的淬透性提高；高；l奧氏體化溫度高、保溫

25、時(shí)間長也使鋼的淬透性提高。奧氏體化溫度高、保溫時(shí)間長也使鋼的淬透性提高。 （五）（五）淬透性的應(yīng)用淬透性的應(yīng)用 l1、對于截面承載均勻的重要件，要全部淬透。如螺栓、對于截面承載均勻的重要件，要全部淬透。如螺栓、連桿、模具等。連桿、模具等。 l2、對于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的零件可不必淬透（淬硬層深、對于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的零件可不必淬透（淬硬層深度一般為半徑的度一般為半徑的1/21/3），如軸類、齒輪等。），如軸類、齒輪等。l淬硬層深度與工件尺寸有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意淬硬層深度與工件尺寸有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意尺寸效應(yīng)尺寸效應(yīng)。 高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓柴油機(jī)連桿柴油機(jī)連桿齒輪齒輪l不同冷卻條件下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(共析鋼)等溫退

26、火等溫退火P退火退火(爐冷爐冷)正火正火(空冷空冷)S(油冷油冷)T+M+A等溫淬火等溫淬火B(yǎng)下下M+A分級(jí)淬火分級(jí)淬火M+A淬火淬火(水冷水冷)A1MSMf時(shí)間時(shí)間溫度溫度淬火淬火PP均勻均勻A細(xì)細(xì)A？l一、鋼的表面淬火一、鋼的表面淬火l表面淬火表面淬火是指在是指在不改變鋼不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織的化學(xué)成分及心部組織的的情況下，利用快速加熱將情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進(jìn)行淬火表層奧氏體化后進(jìn)行淬火以強(qiáng)化零件表面的熱處理以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。方法。l表面淬火目的：表面淬火目的：l 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限;l 心部在保持一定的

27、強(qiáng)度、硬度的條件下，具有心部在保持一定的強(qiáng)度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。即足夠的塑性和韌性。即表硬里韌表硬里韌。l適用于適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。l1、表面淬火用材料、表面淬火用材料l 0.4-0.5%C的中碳鋼。的中碳鋼。l含碳量過高，心部韌性下降含碳量過高，心部韌性下降；l含碳量過低，則表面硬度、耐含碳量過低，則表面硬度、耐l磨性下降磨性下降。l 鑄鐵。鑄鐵。提高其表面耐磨性。提高其表面耐磨性。機(jī)床導(dǎo)軌機(jī)床導(dǎo)軌l2、預(yù)備熱處理、預(yù)備熱處理l工藝：工藝：對于結(jié)構(gòu)鋼為對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)或或正火正火。l前者性能高，用于要求高的重要件，后者

28、用于前者性能高，用于要求高的重要件，后者用于要求不高的普通件要求不高的普通件。l目的目的:l 為表面淬火作組織為表面淬火作組織 準(zhǔn)備；準(zhǔn)備；l 獲得最終心部組織。獲得最終心部組織。 感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火l3、表面淬火后的回火、表面淬火后的回火l采用低溫回火，溫度不高于采用低溫回火，溫度不高于200。l回火目的回火目的：降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。l4、表面淬火、表面淬火+低溫回火后的組織低溫回火后的組織l表層組織：表層組織：M回回l心部組織：心部組織： S回回 (調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)) 或或F+S(正火正火)。感應(yīng)加熱表面感應(yīng)加熱表面淬火示意圖淬火示

29、意圖感應(yīng)加熱表面淬火機(jī)床感應(yīng)加熱表面淬火機(jī)床l5、表面淬火常用加熱方法表面淬火常用加熱方法l 感應(yīng)加熱：感應(yīng)加熱：利用交變電流在利用交變電流在工件表面感應(yīng)巨大渦流，使工工件表面感應(yīng)巨大渦流，使工件表面迅速加熱的方法。件表面迅速加熱的方法。l感應(yīng)加熱分為：感應(yīng)加熱分為：l 高頻感應(yīng)加熱高頻感應(yīng)加熱 頻率為頻率為250-300KHz，淬硬層深度淬硬層深度0.5-2mm傳動(dòng)軸連續(xù)淬火傳動(dòng)軸連續(xù)淬火感應(yīng)器感應(yīng)器感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖l 中頻感應(yīng)加熱中頻感應(yīng)加熱 頻率為頻率為2500-8000Hz淬硬層深度淬硬層深度2-10mm齒圈淬火機(jī)床齒圈淬火機(jī)床各種感應(yīng)器各種感應(yīng)

30、器l 工頻感應(yīng)加熱工頻感應(yīng)加熱l頻率為頻率為50Hzl淬硬層深度淬硬層深度10-15 mm各種感應(yīng)器各種感應(yīng)器感應(yīng)穿透加熱感應(yīng)穿透加熱l 火焰加熱：火焰加熱：利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法。法。成本低，但質(zhì)量不易控制。成本低，但質(zhì)量不易控制。l 激光熱處理：激光熱處理：利用高能量密度的激光對工件表面利用高能量密度的激光對工件表面進(jìn)行加熱的方法。進(jìn)行加熱的方法。效率高，質(zhì)量效率高，質(zhì)量好。好?；鹧婕訜岜砻娲慊鹗疽鈭D火焰加熱表面淬火示意圖激光表面處理激光表面處理l化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是指將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，是指將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中活性

31、原子滲使介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從而改變?nèi)牍ぜ韺訌亩淖児ぜ韺踊瘜W(xué)成分和工件表層化學(xué)成分和組織，進(jìn)而改變其性組織，進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。能的熱處理工藝。l與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學(xué)成分?？?，還改變其化學(xué)成分。l化學(xué)熱處理也是獲得化學(xué)熱處理也是獲得表硬里韌表硬里韌性能的方法之一。性能的方法之一。l根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等?；?、多元共滲、滲其他元素等。 可控氣氛滲碳爐可控氣氛滲碳爐（一）（一）化學(xué)熱處理的基本過程化學(xué)熱處

32、理的基本過程 l1、介質(zhì)、介質(zhì)(滲劑滲劑)的分解：的分解：分解分解的同時(shí)釋放出活性原子。的同時(shí)釋放出活性原子。l如：如：滲碳滲碳 CH42H2+C 氮化氮化 2NH33H2+2Nl 2、工件表面的吸收：、工件表面的吸收：活性活性原子向固溶體溶解或與鋼中原子向固溶體溶解或與鋼中某些元素形成化合物。某些元素形成化合物。l 3、原子向內(nèi)部擴(kuò)散。、原子向內(nèi)部擴(kuò)散。 氮化擴(kuò)散層氮化擴(kuò)散層（二）（二）鋼的滲碳鋼的滲碳 l是指向鋼的表面滲是指向鋼的表面滲 入碳原子的過程。入碳原子的過程。l1、滲碳目的、滲碳目的l提高工件表面硬度、提高工件表面硬度、 耐磨性及疲勞強(qiáng)度，同時(shí)保持心部良好的韌性。耐磨性及疲勞強(qiáng)度

33、，同時(shí)保持心部良好的韌性。l2、滲碳用鋼、滲碳用鋼l為含為含0.1-0.25%C的低碳鋼。的低碳鋼。碳高則心部韌性降低。碳高則心部韌性降低。 井式氣體滲碳爐井式氣體滲碳爐氣體滲碳?xì)怏w滲碳法示意圖法示意圖l3、滲碳方法、滲碳方法l 氣體滲碳法氣體滲碳法l將工件放入密封爐內(nèi)，在將工件放入密封爐內(nèi)，在高溫滲碳?xì)夥罩袧B碳。高溫滲碳?xì)夥罩袧B碳。l滲劑為氣體滲劑為氣體(煤氣、液化煤氣、液化氣等氣等)或有機(jī)液體或有機(jī)液體(煤油、煤油、甲醇等甲醇等)。l優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量好，效率高優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量好，效率高；缺點(diǎn)：滲層成分與深度不易控制。缺點(diǎn)：滲層成分與深度不易控制。l 固體滲碳法固體滲碳法l將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在

34、高溫下加熱滲碳。將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳。滲劑為木炭。滲劑為木炭。l優(yōu)點(diǎn)：操作簡單；優(yōu)點(diǎn)：操作簡單；l缺點(diǎn)：滲速慢，勞缺點(diǎn)：滲速慢，勞 動(dòng)條件差。動(dòng)條件差。l 真空滲碳法真空滲碳法l將工件放入真空滲碳爐中，抽真空后通入滲碳?xì)怏w將工件放入真空滲碳爐中，抽真空后通入滲碳?xì)怏w加熱滲碳。加熱滲碳。優(yōu)點(diǎn)：表面質(zhì)量好，滲碳速度快。優(yōu)點(diǎn)：表面質(zhì)量好，滲碳速度快。真空滲碳爐真空滲碳爐l4、滲碳溫度、滲碳溫度 900-950。l滲碳層厚度滲碳層厚度(由表由表面到過度層一半面到過度層一半處的厚度處的厚度)：一般：一般為為0.5-2mm。低碳鋼滲碳緩冷后的組織低碳鋼滲碳緩冷后的組織l滲碳層表面含

35、碳量滲碳層表面含碳量：以以0.85-1. 05為最好。為最好。l滲碳緩冷后的組織滲碳緩冷后的組織: 表層為表層為P+網(wǎng)狀網(wǎng)狀Fe3C；心部為心部為F+P；中間為過渡區(qū)。中間為過渡區(qū)。l5、滲碳后的熱處理滲碳后的熱處理l淬火淬火+低溫回火。低溫回火?；鼗饻囟葹榛鼗饻囟葹?60-180。淬火方法有：淬火方法有：l 預(yù)冷淬火法預(yù)冷淬火法l滲碳后預(yù)冷到略高于滲碳后預(yù)冷到略高于Ar1溫度直接淬火溫度直接淬火。滲碳后的熱處理示意圖滲碳后的熱處理示意圖l一次淬火法一次淬火法：即滲碳緩冷后重新加熱淬火。：即滲碳緩冷后重新加熱淬火。l 二次淬火法：二次淬火法：l即滲碳緩冷后即滲碳緩冷后第一次加熱第一次加熱為心部

36、為心部Ac3+30-50，細(xì)化細(xì)化心部心部；第二次加熱第二次加熱為為Ac1+30-50，細(xì)化表層。細(xì)化表層。 滲碳后的熱處理示意圖滲碳后的熱處理示意圖l常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到到Ac1+30-50淬淬火火+低溫回火。低溫回火。此時(shí)組織為：此時(shí)組織為：l表層表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)l心部：心部：M回回+F（淬透時(shí)）（淬透時(shí)）滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織M+F（三）（三）鋼的滲氮（氮化）鋼的滲氮（氮化） l氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。l1、氮化用鋼、氮化用鋼井式氣體氮化爐井式

37、氣體氮化爐l為含為含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳鋼。的中碳鋼。l常用鋼號(hào)為常用鋼號(hào)為38CrMoAl。l2、氮化溫度、氮化溫度：500-570。l氮化層厚度氮化層厚度不超過不超過0.6-0.7mm。l3、常用氮化方法、常用氮化方法l氣體氮化法氣體氮化法與與離子氮化法。離子氮化法。l氣體氮化法與氣體滲碳法類氣體氮化法與氣體滲碳法類似，滲劑為氨。似，滲劑為氨。l離子氮化法是在電場作用下，離子氮化法是在電場作用下，使電離的氮離子高速?zèng)_擊作使電離的氮離子高速?zèng)_擊作為陰極的工件。與氣體氮化為陰極的工件。與氣體氮化相比，氮化時(shí)間短，氮化層相比，氮化時(shí)間短，氮化層脆性小脆性小。離子氮化爐離子氮化爐l4、

38、氮化的特點(diǎn)及應(yīng)用、氮化的特點(diǎn)及應(yīng)用l 氮化件表面硬度高（氮化件表面硬度高（HV1000-2000），耐磨性高。），耐磨性高。l 疲勞強(qiáng)度高。疲勞強(qiáng)度高。由于表面存在壓應(yīng)力。由于表面存在壓應(yīng)力。氮化層組織氮化層組織38CrMoAl氮化層硬度氮化層硬度l工件變形小。工件變形小。原因是氮化溫度低，氮化后不需原因是氮化溫度低，氮化后不需進(jìn)行熱處理。進(jìn)行熱處理。 l 耐蝕性好。耐蝕性好。因?yàn)楸韺有纬傻牡锘瘜W(xué)穩(wěn)定因?yàn)楸韺有纬傻牡锘瘜W(xué)穩(wěn)定性高。性高。l氮化的缺點(diǎn)：氮化的缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。l用于耐磨性及精度均要求很高的零件，或要求耐用于耐磨性及精度均要求很高

39、的零件，或要求耐熱、耐磨及耐蝕的零件。如儀表的小軸、輕載齒熱、耐磨及耐蝕的零件。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。輪及重要的曲軸等。 l一、真空熱處理一、真空熱處理l 將鋼件置入真空度在將鋼件置入真空度在1.33Pa1.33Pa0.0133Pa0.0133Pa的真空室內(nèi)進(jìn)行的真空室內(nèi)進(jìn)行的熱處理工藝，特點(diǎn)：的熱處理工藝，特點(diǎn)：l 1. 1. 工件表面無氧化、脫碳，表面光潔工件表面無氧化、脫碳，表面光潔l 2. 2. 有脫氣凈化表面作用有脫氣凈化表面作用l 3. 3. 變形小變形小l 4. 4. 加速化學(xué)熱處理過程加速化學(xué)熱處理過程l 5. 5. 無公害無公害l主要用于精密零件或某些特殊金屬

40、材料的退火處理，現(xiàn)已用主要用于精密零件或某些特殊金屬材料的退火處理，現(xiàn)已用于真空淬火、真空化學(xué)熱處理等。于真空淬火、真空化學(xué)熱處理等。 l二、形變熱處理二、形變熱處理l 形變熱處理是將塑性變形同熱處理有機(jī)結(jié)合在一起的熱處形變熱處理是將塑性變形同熱處理有機(jī)結(jié)合在一起的熱處理方法。可以獲得形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化綜合效果。如理方法。可以獲得形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化綜合效果。如低溫形變低溫形變熱處理、高溫形變熱處理、亞溫形變熱處理、形變化學(xué)熱處理熱處理、高溫形變熱處理、亞溫形變熱處理、形變化學(xué)熱處理等。等。l 1. 1. 低溫形變熱處理低溫形變熱處理 是將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)后，快速是將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)后，快速

41、冷卻到冷卻到A Ar1r1以下進(jìn)行以下進(jìn)行50%50%75%75%的變形，隨即進(jìn)行淬火、回火處理的變形，隨即進(jìn)行淬火、回火處理的工藝?？估瓘?qiáng)度可提高的工藝?？估瓘?qiáng)度可提高30MPa30MPa70MPa70MPa。低溫形變淬火鋼有三。低溫形變淬火鋼有三個(gè)特征：個(gè)特征：l 1) 1) 強(qiáng)度增加強(qiáng)度增加l 2) 2) 塑性、韌性略有降低。塑性、韌性略有降低。l 3) 3) 抗回火能力提高抗回火能力提高l 如如W18Cr4VW18Cr4V車刀，形變溫度車刀，形變溫度450450，變形量為，變形量為10%10%，在，在560560三次回火后，壽命比普通熱處理提高一倍。三次回火后，壽命比普通熱處理提高一倍

42、。l2. 2. 高溫形變熱處理高溫形變熱處理 將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行變將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行變形，隨后進(jìn)行淬火、回火處理稱高溫形變熱處理。強(qiáng)度形，隨后進(jìn)行淬火、回火處理稱高溫形變熱處理。強(qiáng)度提高提高10%10%30%30%了，塑性提高了，塑性提高40%40%50%50%，降低脆性轉(zhuǎn)變溫，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度及缺口敏感性。度及缺口敏感性。l例如：例如：汽車板彈簧汽車板彈簧60Si2Mn60Si2Mn，在，在930930熱軋變形熱軋變形18%18%后，后，在在30S30S50S50S后立即在后立即在2020號(hào)機(jī)油中淬火，號(hào)機(jī)油中淬火，650650快速回火，快速回火，壽命提高近十倍。壽命提高近十

43、倍。l3. 3. 亞溫形變淬火亞溫形變淬火 是將鋼件經(jīng)過完全的奧氏體化后淬是將鋼件經(jīng)過完全的奧氏體化后淬火。然后將鋼重新加熱至火。然后將鋼重新加熱至A Ac1c1A Ac3c3亞溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行變形淬亞溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行變形淬火，得到較好地強(qiáng)韌化的效果?；?，得到較好地強(qiáng)韌化的效果。 l三、離子轟擊熱處理三、離子轟擊熱處理l 離子轟擊熱處理是在真空的容器中通入稀薄的含有滲入離子轟擊熱處理是在真空的容器中通入稀薄的含有滲入元素的活性介質(zhì)，通高壓電，利用陰極元素的活性介質(zhì)，通高壓電，利用陰極( (工件工件) )和陽極之間的和陽極之間的稀薄氣體介質(zhì)產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象而進(jìn)行的熱處理，稱離子轟稀薄氣體介質(zhì)產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象

44、而進(jìn)行的熱處理，稱離子轟擊熱處理。擊熱處理。l例如：離子滲氮、離子滲碳、離子碳氮共滲、離子滲金屬、例如：離子滲氮、離子滲碳、離子碳氮共滲、離子滲金屬、離子沉積碳化物或氮化物等。離子沉積碳化物或氮化物等。l四、激光熱處理四、激光熱處理l 激光熱處理是利用專門的激光器發(fā)出能量密度極高的激激光熱處理是利用專門的激光器發(fā)出能量密度極高的激光，并以極快地速度加熱工件表面，自冷淬火后的熱處理稱光，并以極快地速度加熱工件表面，自冷淬火后的熱處理稱激光熱處理。激光熱處理。 l五、鋼的表面氣相沉積五、鋼的表面氣相沉積l 鋼的表面氣相沉積是將含有形成沉積元素的氣鋼的表面氣相沉積是將含有形成沉積元素的氣相物質(zhì)輸送到

45、工件表面，在工件表面上形成沉積層相物質(zhì)輸送到工件表面，在工件表面上形成沉積層的工藝方法稱為氣相沉積。依據(jù)沉積反應(yīng)的性質(zhì)不的工藝方法稱為氣相沉積。依據(jù)沉積反應(yīng)的性質(zhì)不同，分為同，分為物理氣相沉積物理氣相沉積(PVD)(PVD)和化學(xué)氣相沉積和化學(xué)氣相沉積(CVD)(CVD)。l 1. 1. 化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積(CVD)(CVD) 化學(xué)氣相沉積法是利化學(xué)氣相沉積法是利用氣態(tài)物質(zhì)在一定溫度下，于工件的表面上進(jìn)行化用氣態(tài)物質(zhì)在一定溫度下，于工件的表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并在其上形成固態(tài)沉積膜的過程稱化學(xué)氣學(xué)反應(yīng)，并在其上形成固態(tài)沉積膜的過程稱化學(xué)氣相沉積，通常稱相沉積，通常稱CVDCVD法。法。l

46、它的基本原理是將含有涂層元素的反應(yīng)介質(zhì)它的基本原理是將含有涂層元素的反應(yīng)介質(zhì)置于較低溫度下的容器中進(jìn)行氣化，然后將氣置于較低溫度下的容器中進(jìn)行氣化，然后將氣化物質(zhì)輸送到放有工件的高溫的反應(yīng)室并與工化物質(zhì)輸送到放有工件的高溫的反應(yīng)室并與工件表面接觸產(chǎn)生高溫化學(xué)反應(yīng)，生成金屬或合件表面接觸產(chǎn)生高溫化學(xué)反應(yīng)，生成金屬或合金及其化合物沉積層。可利用的化學(xué)反應(yīng)有熱金及其化合物沉積層?？衫玫幕瘜W(xué)反應(yīng)有熱解反應(yīng)、還原反應(yīng)和置換反應(yīng)等。解反應(yīng)、還原反應(yīng)和置換反應(yīng)等。l 沉積層材料可以是氧化物、碳化物、硼化沉積層材料可以是氧化物、碳化物、硼化物等，依據(jù)需要進(jìn)行選擇。其中碳化鈦和氮化物等，依據(jù)需要進(jìn)行選擇。其中

47、碳化鈦和氮化鈦沉積層等是刀具、量具、模具常用的表面強(qiáng)鈦沉積層等是刀具、量具、模具常用的表面強(qiáng)化的沉積層?；某练e層。 l2. 2. 物理氣相沉積物理氣相沉積(PVD)(PVD) 是將氣態(tài)物質(zhì)輸送到工件表面并與是將氣態(tài)物質(zhì)輸送到工件表面并與之發(fā)生物理作用而形成的沉積層稱物理氣相沉積，簡稱之發(fā)生物理作用而形成的沉積層稱物理氣相沉積，簡稱PVDPVD。主要有真空蒸鍍、陰極濺射、離子鍍方法及派生方法。主要有真空蒸鍍、陰極濺射、離子鍍方法及派生方法。l 氣相沉積依據(jù)沉積材料的種類、性能不同而有較大差別，氣相沉積依據(jù)沉積材料的種類、性能不同而有較大差別，而作為金屬陶瓷的沉積層來說，其性能是優(yōu)良的，應(yīng)用廣泛

48、。而作為金屬陶瓷的沉積層來說，其性能是優(yōu)良的，應(yīng)用廣泛。l 1) 1) 裝飾性裝飾性 大多數(shù)金屬陶瓷均有美麗的金屬光澤，如大多數(shù)金屬陶瓷均有美麗的金屬光澤，如TiNTiN具有黃金色澤，常用于仿金鍍。具有黃金色澤，常用于仿金鍍。l 2) 2) 高硬度，高耐磨，高硬度，高耐磨，用于刀具、模具及其它要求耐磨的用于刀具、模具及其它要求耐磨的工件，如工件，如TiCTiC、TiNTiN、TiNCTiNC、Al2O3Al2O3。l 3) 3) 耐蝕性高耐蝕性高l 4) 4) 抗氧化性抗氧化性等等 l一、常見的熱處理缺陷一、常見的熱處理缺陷l 1. 1. 過熱過熱 由于加熱溫度過高或者保溫時(shí)間過長引起晶粒粗由

49、于加熱溫度過高或者保溫時(shí)間過長引起晶粒粗化現(xiàn)象稱過熱?；F(xiàn)象稱過熱。一般可用正火加以消除。一般可用正火加以消除。l 2. 2. 過燒過燒 由于加熱溫度過高，分布在晶界上的低熔點(diǎn)共晶由于加熱溫度過高，分布在晶界上的低熔點(diǎn)共晶體或化合物被熔化或氧化稱過燒。體或化合物被熔化或氧化稱過燒。過燒是無法挽救的、不允許存過燒是無法挽救的、不允許存在的缺陷。在的缺陷。l 3. 3. 氧化氧化 是指當(dāng)空氣為傳熱介質(zhì)時(shí)，空氣中的是指當(dāng)空氣為傳熱介質(zhì)時(shí)，空氣中的O2O2與工件表與工件表面形成氧化物的現(xiàn)象。面形成氧化物的現(xiàn)象。對于那些表面質(zhì)量要求較高的精密零件或?qū)τ谀切┍砻尜|(zhì)量要求較高的精密零件或特殊金屬材料，在熱處

50、理過程中應(yīng)采取真空或保護(hù)氣氛進(jìn)行處理，特殊金屬材料，在熱處理過程中應(yīng)采取真空或保護(hù)氣氛進(jìn)行處理，避免氧化。避免氧化。l l4. 4. 脫碳脫碳 指工件表層中的碳被介質(zhì)中指工件表層中的碳被介質(zhì)中O2O2、H2H2等燒等燒損而使工件表層碳含量下降的現(xiàn)象。損而使工件表層碳含量下降的現(xiàn)象。脫碳影響工件脫碳影響工件的表面硬度和耐磨性。的表面硬度和耐磨性。l5. 5. 變形變形 工件在熱處理時(shí)，尺寸和形狀發(fā)生變化工件在熱處理時(shí)，尺寸和形狀發(fā)生變化稱變形。一般只控制變形量在一定范圍內(nèi)即可。稱變形。一般只控制變形量在一定范圍內(nèi)即可。l6. 6. 開裂開裂 工件在熱處理時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力值瞬間超工件在熱處理時(shí)產(chǎn)生的

51、內(nèi)應(yīng)力值瞬間超過材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，工件就會(huì)產(chǎn)生開裂而報(bào)廢。過材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，工件就會(huì)產(chǎn)生開裂而報(bào)廢。 l二、熱處理工件的結(jié)構(gòu)工藝性二、熱處理工件的結(jié)構(gòu)工藝性l1. 1. 避免尖角和棱角避免尖角和棱角l2. 2. 避免厚薄懸殊的截面避免厚薄懸殊的截面l3. 3. 盡量采用封閉結(jié)構(gòu)盡量采用封閉結(jié)構(gòu)l4. 4. 盡量采用對稱結(jié)構(gòu)盡量采用對稱結(jié)構(gòu)l5. 5. 當(dāng)有開裂傾向和特別復(fù)雜熱處理工件時(shí)，當(dāng)有開裂傾向和特別復(fù)雜熱處理工件時(shí)，盡量采用組合結(jié)構(gòu)，整體件改為組合件。盡量采用組合結(jié)構(gòu)，整體件改為組合件。l三、熱處理技術(shù)條件標(biāo)注及工序位置三、熱處理技術(shù)條件標(biāo)注及工序位置l 1. 1. 熱處理技術(shù)條件標(biāo)注

52、熱處理技術(shù)條件標(biāo)注l 在零件圖上標(biāo)出代號(hào)在零件圖上標(biāo)出代號(hào)( (企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、省、部頒標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、省、部頒標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)國家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)) )。硬度檢驗(yàn)屬非破壞性的檢驗(yàn)，在零件。硬度檢驗(yàn)屬非破壞性的檢驗(yàn)，在零件圖上標(biāo)注硬度值。布氏硬度變化范圍在圖上標(biāo)注硬度值。布氏硬度變化范圍在3030個(gè)個(gè)4040個(gè)硬度個(gè)硬度單位；洛氏硬度為單位；洛氏硬度為5 5個(gè)硬度單位左右。個(gè)硬度單位左右。l 非常重要的零件，在零件圖上有時(shí)也標(biāo)注抗拉強(qiáng)度、非常重要的零件，在零件圖上有時(shí)也標(biāo)注抗拉強(qiáng)度、伸長率、金相組織等。表面淬火、表面熱處理工件要標(biāo)伸長率、金相組織等。表面淬火、表面熱處理工件要標(biāo)明處理部位、層深及組織等。明

53、處理部位、層深及組織等。 l2. 2. 熱處理的工序位置熱處理的工序位置 l 熱處理可分為預(yù)先熱處理和最終熱處理兩大類，熱處理可分為預(yù)先熱處理和最終熱處理兩大類，工序位置原則：工序位置原則：l （1 1）預(yù)先熱處理的工序位置）預(yù)先熱處理的工序位置 包括退火、正火或包括退火、正火或調(diào)質(zhì)等。主要是為了消除前一道工序的某些缺陷并為調(diào)質(zhì)等。主要是為了消除前一道工序的某些缺陷并為后一道工序作準(zhǔn)備，一般安排后一道工序作準(zhǔn)備，一般安排在毛坯生產(chǎn)之后、切削在毛坯生產(chǎn)之后、切削加工之前或粗加工之后、精加工前進(jìn)行加工之前或粗加工之后、精加工前進(jìn)行。l1) 1) 退火、正火工序的位置退火、正火工序的位置 毛坯生產(chǎn)之

54、后，切削加工之前進(jìn)行，毛坯生產(chǎn)之后，切削加工之前進(jìn)行，工序安排如下：工序安排如下：l毛坯生產(chǎn)毛坯生產(chǎn)( (鑄造、鍛壓、焊接等鑄造、鍛壓、焊接等) ) 正火正火( (或退火或退火) ) 切削加工。切削加工。l 在一般情況下盡量選擇操作方便、成本較低的正火工藝。但在一般情況下盡量選擇操作方便、成本較低的正火工藝。但正火由于冷速較快，對某些鋼尤其是一些高合金鋼，可能得到高正火由于冷速較快，對某些鋼尤其是一些高合金鋼，可能得到高硬度不能進(jìn)行切削加工或產(chǎn)生其它缺陷鋼種，退火則是優(yōu)先選擇硬度不能進(jìn)行切削加工或產(chǎn)生其它缺陷鋼種，退火則是優(yōu)先選擇的工藝。的工藝。l 根據(jù)實(shí)際作調(diào)整。性能要求不高的大批大量生產(chǎn)的

55、工件，由根據(jù)實(shí)際作調(diào)整。性能要求不高的大批大量生產(chǎn)的工件，由原料不經(jīng)熱處理直接進(jìn)行切削加工等。原料不經(jīng)熱處理直接進(jìn)行切削加工等。 l 2) 2) 調(diào)質(zhì)的工序位置調(diào)質(zhì)的工序位置 調(diào)質(zhì)是為了提高工件的綜合力學(xué)性能、減調(diào)質(zhì)是為了提高工件的綜合力學(xué)性能、減少工件的變形或?yàn)橐院蟮谋砻鏌崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備。一般安排在少工件的變形或?yàn)橐院蟮谋砻鏌崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備。一般安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行粗加工后、精加工前進(jìn)行。主要目的是為了保證淬透性差的鋼種。主要目的是為了保證淬透性差的鋼種表面調(diào)質(zhì)層表面調(diào)質(zhì)層( (回火索氏體回火索氏體) )的組織不被切削掉，工序安排如下：的組織不被切削掉，工序安排如下：l 下料下料

56、鍛造鍛造正火正火( (或退火或退火)粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)半精加工半精加工 l l（2 2） 最終熱處理的工序位置最終熱處理的工序位置 包括各種淬火、回火、表面淬火、包括各種淬火、回火、表面淬火、表面化學(xué)熱處理等。在一般情況下處理后的硬度較高，除磨削加表面化學(xué)熱處理等。在一般情況下處理后的硬度較高，除磨削加工后很難再用其它切削方法加工。因此，最終熱處理一般工后很難再用其它切削方法加工。因此，最終熱處理一般安排在安排在半精加工之后，磨削加工之前進(jìn)行半精加工之后，磨削加工之前進(jìn)行。l最終熱處理決定工件的組織狀態(tài)、使用性能與壽命。最終熱處理決定工件的組織狀態(tài)、使用性能與壽命。l1) 1) 整體淬火的工序位置如下整體淬火的工序位置如下：l 下料下料鍛造鍛造退火退火( (或正火或正火)粗、半精加工粗、半精加工( (留余量留余量)淬火、淬火、回火回火( (低溫、中溫回火低溫、中溫回火