金屬熱處理工藝三

《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》鋼的熱處理工藝3鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理工藝表面淬火化學(xué)熱處理工藝的核心:使零件具有“表硬里韌”的力學(xué)性能。表面淬火齒輪1.表面淬火①定義:是一種不改變鋼表層化學(xué)成分,但改變表層組織的局部熱處理工藝。②工藝特征:通過快速加熱使鋼的表層奧氏體化,然后急冷,使表層形成馬氏體組織,而心部仍保持原有組織不變。③表面淬火用鋼:選用中碳或中碳低合金鋼。40、45、40Cr、40MnB等。④表面淬火加工的方法:

感應(yīng)加熱(高、中、工頻)、火焰加熱、激光加熱、電子束加熱法等。1.感應(yīng)加熱表面淬火1)感應(yīng)加熱的基本原理:電子感應(yīng)--感應(yīng)電流---渦流工件表面產(chǎn)生密度很高的感應(yīng)電流，使之迅速加熱到奧氏體狀態(tài)，隨后快速冷卻獲得馬氏體組織的淬火方法。感應(yīng)加熱表面淬火示意圖集膚效應(yīng)示意圖集膚效應(yīng)電流透入深度(δ)與電流頻率(f)的關(guān)系:

δ=500/√f（mm）

高頻80~1000kHz0.5~2mm中頻2500~8000Hz3~6mm工頻50Hz10~15mm2)工藝要求:*表面淬火前,必須對(duì)零件進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理,以保證零件有良好的基體。*表面淬火后,必須對(duì)零件進(jìn)行低溫回火處理,以降低淬火應(yīng)力和脆性。3)生產(chǎn)特點(diǎn):淬火件的質(zhì)量好;工件變形小;不易氧化及脫碳;淬火層容易控制;生產(chǎn)率高。設(shè)備投資大,不適于復(fù)雜形狀零件和小批量生產(chǎn)。2.火焰加熱表面淬火1)火焰加熱表面淬火的基本方法2)火焰加熱表面淬火的特點(diǎn):設(shè)備簡單,操作方便,成本低。淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。適于單件、小批量及大型零件的生產(chǎn)?；瘜W(xué)熱熱處理理定義:將零件件置于于一定定的化化學(xué)介介質(zhì)中,通過加加熱、、保溫溫,使介質(zhì)質(zhì)中一種種或幾幾種元元素原原子滲滲入工件表表層,以改變變鋼表表層的的化學(xué)成分分和組組織的的熱處處理工工藝。。1.化學(xué)熱熱處理理的基基本過過程:2)吸收:活性原原子被被零件件表面面吸收收和溶溶解。3)擴(kuò)散:活性原原子由由零件件表面面向內(nèi)內(nèi)部擴(kuò)擴(kuò)散,形成一一定的的擴(kuò)散散層。。1)分解:化學(xué)介介質(zhì)在在高溫溫下釋釋放出出待滲滲的活性性原子子。2COCO2+〔〔C〕〕2.化學(xué)熱熱處理理進(jìn)行行的條條件:1)滲入元元素的的原子子必須須是活性原原子,而且具有有較大大的擴(kuò)擴(kuò)散能能力。。2)零件本本身具具有吸吸收滲滲入原原子的的能力力,即對(duì)滲滲入原原子有有一定定的溶溶解度度或能能與之化化合,形成化化合物物。3.化學(xué)熱熱處理理的種種類:滲碳;滲氮;碳氮共滲;滲硼;滲鋁;滲硫;滲硅;滲鉻等等。1)鋼的滲滲碳(Carburizeofsteel)①定義:向鋼的的表面面滲入入碳原子子的過程程。②目的:獲得具具有表硬里里韌性能的的零件件。③用鋼:低碳鋼鋼和低低碳合合金鋼鋼。④方法:固體、、氣體體、離離子滲滲碳。。固體滲滲碳法法示意意圖零件滲碳劑試棒蓋泥封滲碳箱氣體滲滲碳法法示意意圖⑤工藝藝:加熱溫溫度為為900～950℃;滲碳時(shí)時(shí)間一一般為為3～9小時(shí);⑥滲碳碳后的的組織織:

1%CP+Fe3CⅡ0.2%CF+P少表面中心零件PP+F20鋼滲碳碳緩冷冷組織織(化染)580表層珠珠光體體+網(wǎng)狀滲滲碳體體;中層珠珠光體體;內(nèi)層鐵鐵素體體+珠光體體⑦滲碳后后的熱熱處理理工藝藝時(shí)間溫度930℃850℃方案1方案2滲碳淬火加熱⑦滲碳后后的熱熱處理理工藝藝⑧熱處理理后的的組織織低碳M回+FM回+Fe3C+A殘低碳合金鋼鋼F+PM回+Fe3C+A殘低碳鋼鋼心部組織表層組織鋼種⑨常用的的鋼種種:15、20、20Cr、20Mn2、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等。20CrMnTi鋼滲碳碳層組組織(化染)320滲碳體體(白色塊塊狀)+高碳M(蘭色針針狀)+殘余A(棕黃色色)2)鋼的滲滲氮①定義:向鋼的的表面面滲入入氮原原子的的過程程。②目的的:獲得得具具有有表表硬硬里里韌韌及及抗抗蝕蝕性性能能的零零件件。。③用鋼鋼:中碳碳合合金金鋼鋼。。④方法法:氣體體滲滲氮氮。。⑤工工藝藝:加熱熱溫溫度度500～600℃℃;保溫溫時(shí)時(shí)間間0.3～0.5mm/20～50h。⑥熱熱處處理理特特點(diǎn)點(diǎn):滲氮氮前前需需調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)處處理理;滲氮氮后后不不需需熱熱處處理理。。⑦滲氮氮處處理理后后的的組組織織表層層:Fe4N、Fe2N、AlN、CrN、MoN、TiN、VN。心部部:S回。⑧常用用的的鋼鋼種種:35CrMo、18CrNiW、38CrMoAlA(氮化化王王牌牌鋼鋼)等。。38CrMoAl氣體體滲滲氮氮層層組組織織(化染染)650黃色色區(qū)區(qū):εε(Fe2-3N)+γγ’’(Fe4N);紅色色區(qū)區(qū):γγ’’(Fe4N);藍(lán)綠綠色色區(qū)區(qū):含氮氮索索氏氏體體+脈狀狀氮氮化化物物;綠黃黃色色區(qū)區(qū):索氏氏體體基基體體。。滲碳碳與與滲滲氮氮的的工工藝藝特特點(diǎn)點(diǎn)處理后是否需要熱處理處理時(shí)間(h)處理溫度(℃)名稱需要3～9900～950滲碳不需要20～50500～600滲氮熱處處理理新新技技術(shù)術(shù)可控控氣氣氛氛熱熱處處理理真空空熱熱處處理理形變變熱熱處處理理化學(xué)熱處處理電子束表表面淬火火激光熱處處理熱處理新新技術(shù)熱處理新新技術(shù)簡簡介1.可控氣氛氛熱處理理在爐氣成成分可控控的熱處處理爐內(nèi)內(nèi)進(jìn)行的的熱處理理稱為可可控氣氛氛熱處理理。在熱熱處理時(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)無無氧化加加熱是減減少金屬屬氧化損損耗，保保證制件件表面質(zhì)質(zhì)量的必必備條件件。正確控制制熱處理理爐內(nèi)的的爐氣成成分，可可為某種種熱處理理過程提提供元素素的來源源，金屬屬零件和和爐氣通通過界面面反應(yīng)，，其表面面可以獲獲得或失失去某種種元素。。也可以以對(duì)加熱熱過程的的工件提提供保護(hù)護(hù)。如可使零零件不被被氧化，，不脫碳碳或不增增碳，保保證零件件表面耐耐磨性和和抗疲勞勞性。從從而也可可以減少少零件熱熱處理后后的機(jī)加加工余量量及表面面的清理理工作。。縮短生生產(chǎn)周期期，節(jié)能能、省時(shí)時(shí)，提高高經(jīng)濟(jì)效效益?？煽煽貧夥辗諢崽幚砝硪殉蔀闉樽畛墒焓斓模谠诖笈苛可a(chǎn)條條件下應(yīng)應(yīng)用最普普遍的熱熱處理技技術(shù)之一一。2.真空熱處處理真空熱處處理是在在0.0133Pa～1.33Pa真空度的的真空介介質(zhì)中對(duì)對(duì)工件進(jìn)進(jìn)行熱處處理的工工藝。真真空熱處處理具有有無氧化化、無脫脫碳、無無元素貧貧化的特特點(diǎn)，可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)光亮熱熱處理，，可以使使零件脫脫脂、脫脫氣，避避免表面面污染和和氫脆；；同時(shí)可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)控制加加熱和冷冷卻，減減少熱處處理變形形。提高高材料性性能；還還具有便便于自動(dòng)動(dòng)化、柔柔性化和和清潔熱熱處理等等優(yōu)點(diǎn)。。近年已已被廣泛泛采用，，并獲得得迅速發(fā)發(fā)展。幾乎全部部熱處理理工藝均均可以進(jìn)進(jìn)行真空空熱處理理，如退退火、淬淬火、回回火、滲滲碳、氮氮化、滲滲金屬等等。而且且淬火介介質(zhì)也由由最初僅僅能氣淬淬，發(fā)展展到現(xiàn)在在的油淬淬、水淬淬、硝鹽鹽淬火等等。3.離子滲擴(kuò)擴(kuò)熱處理理離子滲擴(kuò)擴(kuò)熱處理理是利用陰極極(工件)和陽極間間的輝光光放電產(chǎn)產(chǎn)生的等等離子體體轟擊工工件，使使工件表表層的成成分、組組織及性性能發(fā)生生變化的熱處理理工藝。。離子滲滲碳的硬硬度、疲疲勞強(qiáng)度度、耐磨磨性等力力學(xué)性能能比傳統(tǒng)統(tǒng)滲碳方方法都高高，而且且滲碳速速度快，，特別是是對(duì)狹小小縫隙和和小孔能能進(jìn)行均均勻的滲滲碳，滲滲碳層表表面碳濃濃度和滲滲層深度度容易控控制，工工件不易易產(chǎn)生氧氧化；表表面潔凈凈，耗電電省和無無污染。。根據(jù)同同樣的原原理，離離子轟擊擊熱處理理還可以以進(jìn)行離離子碳氮氮共滲、、離子硫硫氮共滲滲、離子子滲金屬等，，所以在在國內(nèi)外外具有很很大的發(fā)發(fā)展前途途?？p紉機(jī)用氮化件經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸激光束能能量密度度高，加加熱/冷卻快，，加工時(shí)時(shí)間短；；精確可控控，可以以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)復(fù)雜形形狀合金金部件的的加工處處理；無污染，，安全可可靠，操操作簡單單，效率率高。4.激光加熱熱表面淬淬火5.形變熱處處理形變熱處處理是將形變強(qiáng)強(qiáng)化與相相變強(qiáng)化化綜合起起來的一一種復(fù)合合強(qiáng)韌化化處理方法法。從廣廣義上來來說，凡凡是將零零件的成成形工序序與組織織改善有有效結(jié)合合起來的的工藝都都叫形變變熱處理理。形變熱處處理的強(qiáng)強(qiáng)化機(jī)理理是：奧奧氏體形形變使位位錯(cuò)密度度升高，，由于動(dòng)動(dòng)態(tài)回復(fù)復(fù)形成穩(wěn)穩(wěn)定的亞亞結(jié)構(gòu)，，淬火后后獲得細(xì)細(xì)小的馬馬氏體，，板條馬氏氏體數(shù)量量增加，，板條內(nèi)內(nèi)位錯(cuò)密密度升高高，使馬氏氏體強(qiáng)化化。此外外，奧氏體形形變后位位錯(cuò)密度度增加，，為碳氮氮化物彌彌散析出出提供了條條件，獲獲得彌散散強(qiáng)化效效果。彌彌散析出出的碳氮氮化物阻阻止奧氏氏體長大大，轉(zhuǎn)變變后的馬馬氏體板板條更加加細(xì)化，，產(chǎn)生細(xì)細(xì)晶強(qiáng)化化。馬氏氏體板條條的細(xì)化化及其數(shù)數(shù)量的增增加，碳碳氮化物物的彌散散析出，，都能使使鋼在強(qiáng)強(qiáng)化的同同時(shí)得到到韌化。。9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。21:54:4521:54:4521:5412/29/20229:54:45PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2221:54:4521:54Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。21:54:4521:54:4521:54Thursday,December29,202213、乍見翻疑疑夢(mèng)，相悲悲各問年。。。12月-2212月-2221:54:4521:54:45December29,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。29十二月月20229:54:45下午21:54:4512月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/2921:54:4521:54:4529December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時(shí)，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點(diǎn)的射線線向前。。9:54:45下午9:54下下午21:54:4512月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時(shí)時(shí)停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。21:54:4521:54:4521:5412/29/20229:54:45PM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2221:54:4621:54Dec-2229-Dec-2212、世間成事，，不求其絕對(duì)對(duì)圓滿，留一一份不足，可可得無限完美美。。21:54:4621:54:4621:54Thursday,December29,202213、不知香香積寺，，數(shù)里入入云峰。。。12月-2212月-2221:54:4621:54:46December29,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。29十二月月20229:54:46下午21:54:4612月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。十二二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、少年十五五二十時(shí)，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/2921:54:4621:54:4629December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天氣氣晚晚來來秋秋。。。。9:54:46下下午午9:54下下午午21:54:4612月月-229、楊柳柳散和和風(fēng)，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、閱讀一切切好書如同同和過去最最杰出的人人談話。21:54:4621:54:4621:5412/29/20229:54:46PM11、越越是是沒沒有有本本領(lǐng)領(lǐng)的的就就越