金屬工藝學(xué)第五章

第五章金屬(jīnshǔ)熱處理及表面改性教學(xué)目的和要求

1.掌握熱處理的概念(gàiniàn)，熟悉熱處理的分類，掌握鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變和鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變2.掌握普通熱處理的種類、概念和用途3.熟悉鋼的表面熱處理教學(xué)內(nèi)容提綱

1.鋼的熱處理原理（重點(diǎn)）2.鋼的普通熱處理（重點(diǎn)）3.鋼的表面熱處理（熟悉）共九十一頁(yè)

第一節(jié)鋼的熱處理原理(yuánlǐ)

(HeatTreatmentPrincipleofSteel)概述鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變共九十一頁(yè)一、概述(ɡàishù)1熱處理概念將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要性能的一種(yīzhǒnɡ)熱處理工藝。保溫冷卻加熱溫度/℃時(shí)間/s0臨界溫度共九十一頁(yè)2.熱處理特點(diǎn)、目的和應(yīng)用范圍

特點(diǎn)：只通過改變工件的組織來改變性能，不改變其形狀。熱處理只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理強(qiáng)化；

目的：改變鋼的性能；

應(yīng)用范圍：整個(gè)制造業(yè)。3.熱處理的分類根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點(diǎn)的不同，將熱處理工藝(gōngyì)分類如下：

普通熱處理：退火、正火、淬火和回火；

表面熱處理：表面淬火、化學(xué)熱處理；

其他熱處理：真空熱處理、形變熱處理、控制氣氛熱處理、激光熱處理等。共九十一頁(yè)4.加熱和冷卻對(duì)臨界轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)溫度的影響A3AC3Ar3ACcmACmArcmA1Ar1Ac1含碳量/%溫度(wēndù)/℃0共九十一頁(yè)二、鋼在加熱(jiārè)時(shí)的轉(zhuǎn)變1.奧氏體的形成(xíngchéng)共析鋼奧氏體的形成過程共九十一頁(yè)2.奧氏體晶粒度及其影響奧氏體晶粒

尺寸的因素1）奧氏體晶粒度

起始晶粒度：珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成(wánchéng)時(shí)的晶粒度；

實(shí)際晶粒度：鋼在某一具體加熱條件下的晶粒度；

本質(zhì)晶粒度：度量鋼本身晶粒在930℃以下，隨溫度升高,晶粒長(zhǎng)大的程度，表示奧氏體長(zhǎng)大傾向。共九十一頁(yè)鋼的本質(zhì)(běnzhì)晶粒度示意圖共九十一頁(yè)2）影響奧氏體晶粒度的因素加熱(jiārè)溫度和保溫時(shí)間；加熱速度；合金元素；原始組織。共九十一頁(yè)3）奧氏體晶粒度對(duì)鋼力學(xué)性能的影響(yǐngxiǎng)奧氏體晶粒均勻細(xì)小,熱處理后鋼的力學(xué)性能提高。粗大(cūdà)的奧氏體晶粒在淬火時(shí)容易引起工件產(chǎn)生較大的變形甚至開裂。共九十一頁(yè)三、鋼在冷卻(lěngquè)時(shí)的轉(zhuǎn)變冷卻(lěngquè)方式加熱保溫時(shí)間/S臨界溫度連續(xù)冷卻等溫冷卻0溫度/℃共九十一頁(yè)過冷奧氏體的等溫冷卻(lěngquè)轉(zhuǎn)變建立共析鋼過冷奧氏體等溫冷卻(lěngquè)轉(zhuǎn)變曲線----TTT曲線

(

C曲線

)T

---

timeT

---

temperatureT

---

transformation共九十一頁(yè)

共析碳鋼TTT曲線(qūxiàn)建立過程示意圖時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1共九十一頁(yè)共析碳鋼TTT曲線(qūxiàn)的分析穩(wěn)定(wěndìng)的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開始線A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線

A+產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)A1～550℃;高溫轉(zhuǎn)變區(qū);擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;P轉(zhuǎn)變區(qū)。550～230℃;中溫轉(zhuǎn)變區(qū);半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;貝氏體(B)轉(zhuǎn)變區(qū);230～-50℃;低溫轉(zhuǎn)變區(qū);非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;馬氏體(M)轉(zhuǎn)變區(qū)。時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf共九十一頁(yè)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(chǎnwù)的組織與性能1.珠光體型(P，Pearlite)轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)

(A1～550℃，擴(kuò)散性轉(zhuǎn)變）:A1～650℃:

P;5～25HRC;片間距為0.6～0.7μm(500×)。650～600℃:細(xì)片狀P---索氏體(S);片間距為0.2～0.4μm(1000×);25～36HRC。600～550℃:極細(xì)片狀P---屈氏體(T);片間距為＜0.2μm(電鏡);35～40HRC。共九十一頁(yè)

珠光體形貌像光鏡下形貌(xínɡm(xù)ào)電鏡下形貌(xínɡm(xù)ào)共九十一頁(yè)光鏡形貌電鏡形貌

索氏體形貌像共九十一頁(yè)

屈氏體形貌像電鏡形貌(xínɡm(xù)ào)光鏡形貌(xínɡm(xù)ào)共九十一頁(yè)珠光體轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)示意圖珠光體型轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)示意圖共九十一頁(yè)珠光體P，3800×索氏體S8000×屈氏體T8000×層片間距(jiānjù)：P>S>T共九十一頁(yè)2貝氏體（Bainite，半擴(kuò)散性轉(zhuǎn)變）

概念：含碳過飽和的鐵素體與滲碳體或碳化物的混合物，轉(zhuǎn)變溫度為：550℃～Ms。根據(jù)(gēnjù)轉(zhuǎn)變溫度和組織形態(tài)分類：上貝氏體和下貝氏體。共九十一頁(yè)550～350℃:

B上;40～45HRC;B上=過飽和碳

α-Fe條狀+Fe3C小片狀過飽和碳α-Fe條狀Fe3C細(xì)條狀羽毛狀共九十一頁(yè)B上，550～350℃產(chǎn)物(chǎnwù)——羽毛狀，小片狀Fe3C分布在F間；B上性能：強(qiáng)度(qiángdù)和韌性差。光學(xué)顯微照片1300×電子顯微照片5000×B上顯微組織共九十一頁(yè)350～230℃:

B下;50～60HRC;B下=過飽和碳

α-Fe針葉狀+Fe3C細(xì)片狀過飽和碳

α-Fe針葉狀Fe3C細(xì)片狀針葉狀共九十一頁(yè)F針內(nèi)定向分布著細(xì)小Fe2.4C顆粒電子顯微照片12000×T8鋼，B下，黑色針狀光學(xué)顯微照片×400B下韌性(rènxìnɡ)高，綜合機(jī)械性能好。

共九十一頁(yè)3馬氏體型轉(zhuǎn)變（非擴(kuò)散性轉(zhuǎn)變）

1）馬氏體（Martensite）概念(gàiniàn)：碳在α－Fe中的過飽和固溶體。用M表示。2）轉(zhuǎn)變特點(diǎn):在一個(gè)溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻完成;轉(zhuǎn)變速度(sùdù)極快,即瞬間形核與長(zhǎng)大;無擴(kuò)散轉(zhuǎn)變(Fe、C原子均不擴(kuò)散)；

共格切變性；轉(zhuǎn)變不完全性。共九十一頁(yè)3）馬氏體的分類(fēnlèi)、性能特點(diǎn)和組織形態(tài)按形態(tài)分類：板條狀馬氏體和針狀馬氏體C%<0.2%，形成板條狀馬氏體；C%>1.0%，形成針狀馬氏體；0.2<C%<1.0%，形成板條狀馬氏體和針狀馬氏體；性能特點(diǎn)板條狀馬氏體：強(qiáng)度高、硬度高、塑性(sùxìng)、韌性好；針狀馬氏體：強(qiáng)度和硬度高，塑性、韌性差。共九十一頁(yè)馬氏體的組織(zǔzhī)形態(tài)板條狀(tiáozhuànɡ)馬氏體針狀馬氏體共九十一頁(yè)4）馬氏體的晶體結(jié)構(gòu):由于碳的過飽和作用(zuòyòng),使α–Fe晶格由體心立方變成體心正方晶格。馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)共九十一頁(yè)90805070406020301000.60.90.80.71.00.51.11.21.31.41.51.61.7Wc100殘余奧氏體量

(%)5）奧氏體含碳量對(duì)殘余(cányú)奧氏體數(shù)量的影響共九十一頁(yè)馬氏體的碳濃度Wc100507040602030100.10.30.20.400.50.60.70.80.91.0硬度(HRC)2000抗拉強(qiáng)度σb(Mpa)1800140010006002006)馬氏體的性能(xìngnéng):主要特點(diǎn)：高硬度。主要取決于馬氏體中的碳濃度。共九十一頁(yè)一、過冷奧氏體的連續(xù)冷卻(lěngquè)轉(zhuǎn)變一)建立共析鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻(lěngquè)轉(zhuǎn)變曲線—CCT曲線C—

continuousC

—

coolingT—transformation共九十一頁(yè)Vk二）共析碳鋼CCT曲線建立(jiànlì)過程示意圖時(shí)間(lgτ)溫度℃A1PZPsA+PKMsMf水冷油冷Vk1爐冷空冷共九十一頁(yè)三)共析碳鋼TTT曲線(qūxiàn)與CCT曲線(qūxiàn)的比較穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMfCCT曲線TTT曲線共九十一頁(yè)穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf四)在連續(xù)(liánxù)冷卻過程中TTT曲線的應(yīng)用V1V2VkV3V4V1=5.5℃/s:爐冷;PV2=20℃/s:空冷;SV3=33℃/s:油冷;T+M+A殘V4≥138℃/s:水冷;M+A殘共九十一頁(yè)二、鋼的退火(tuìhuǒ)和正火毛坯(máopī)生產(chǎn)預(yù)備熱處理機(jī)械加工最終熱處理機(jī)械精加工預(yù)備熱處理:退火;正火，目的--消除坯料、半成品中的某些缺陷，為后續(xù)冷加工，最終熱處理作組織準(zhǔn)備。

最終熱處理:淬火;回火，目的--使工件獲得所要求的性能。

一般零件生產(chǎn)的工藝路線:共九十一頁(yè)一）鋼的退火(tuìhuǒ)(Annealingofsteel)定義:把零件加熱到臨界溫度以上(yǐshàng)或以下,保溫一段時(shí)間,然后隨爐冷卻。目的:消除應(yīng)力;降低硬度;細(xì)化晶粒;均勻成分;為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。共九十一頁(yè)種類(zhǒnglèi)退火(tuìhuǒ)重結(jié)晶退火低溫退火完全退火擴(kuò)散退火球化退火再結(jié)晶退火去應(yīng)力退火普通退火等溫退火普通球化退火等溫球化退火共九十一頁(yè)工藝(gōngyì)參數(shù)溫度(°C)名稱Ac3

+30～50完全退火Ac1+30～50球化退火500～600去應(yīng)力退火Ac3

+150～250擴(kuò)散退火共九十一頁(yè)退火工藝溫度(wēndù)范圍共九十一頁(yè)熱處理后的組織(zǔzhī)（例如球化退火后的組織(zǔzhī)）共析鋼球化退火組織（700

）共九十一頁(yè)二）鋼的正火(Normalizingofsteel)定義:把零件加溫到臨界溫度以上

30～50℃,保溫一段時(shí)間,然后

在空氣(kōngqì)中冷卻。目的:消除應(yīng)力;調(diào)整硬度;細(xì)化晶粒;均勻成分(chéngfèn);為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。共九十一頁(yè)工藝(gōngyì)參數(shù):溫度(°C)名稱Ac3+30～50亞共析鋼Ac1+30～50共析鋼Accm+30～50過共析鋼共九十一頁(yè)正火加熱(jiārè)范圍Accm或共九十一頁(yè)熱處理后的組織(zǔzhī):

S+Fe3CⅡ(過共析鋼)S+F(亞共析鋼)S(共析鋼)應(yīng)用(yìngyòng)范圍:

1.預(yù)備熱處理:調(diào)整低、中碳鋼的硬度;消除過共析鋼中的Fe3CⅡ；

2.最終熱處理:用于力學(xué)性能要求較高的普通零件。共九十一頁(yè)正火和退火(tuìhuǒ)的區(qū)別：1、正火的冷卻速度比退火稍快，過冷度較大；

2、正火后所得到的組織比較(bǐjiào)細(xì)，強(qiáng)度和硬度比退火高一些。

共九十一頁(yè)退火(tuìhuǒ)與正火的選擇１、含碳量＜0.25％的低碳鋼，通常采用正火代替退火。因?yàn)檩^快的冷卻速度可以防止低碳鋼沿晶界析出游離三次滲碳體，從而提高沖壓件的冷變形性能；用正火可以提高鋼的硬度、低碳鋼的切削加工性能；在沒有其它熱處理工序時(shí)，用正火可以細(xì)化晶粒，提高低碳鋼強(qiáng)度。

２、含碳量在0.25～0.5％之間的中碳鋼也可用正火代替退火，雖然接近上限碳量的中碳鋼正火后硬度偏高，但尚能進(jìn)行切削加工，而且正火成本低、生產(chǎn)率高。

３、含碳量在0.5～0.75％之間的鋼，因含碳量較高，正火后的硬度顯著高于退火的情況，難以進(jìn)行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。

４、含碳量＞0.75％的高碳鋼或工具鋼一般均采用球化退火作為預(yù)備熱處理，如有網(wǎng)狀二次滲碳體存在，則應(yīng)先進(jìn)行正火消除。退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后(ránhòu)緩慢冷卻的熱處理工藝。緩冷是退火的主要特點(diǎn)，退火件一般隨爐冷卻至550℃以下時(shí)出爐空冷。退火是應(yīng)用非常廣泛的熱處理，在工模具或機(jī)械零件等的制造過程中，經(jīng)常作為預(yù)備熱處理安排在鑄鍛焊之后，切削（粗）加工之前，用以消除前一道工序所帶來的某些缺陷，并為隨后的工序做好準(zhǔn)備。

共九十一頁(yè)小結(jié)(xiǎojié)重點(diǎn)要求掌握鋼的退火和正火的概念、目的，熟悉退火和正火的一般應(yīng)用；一般要求了解(liǎojiě)過冷奧氏體的連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線。共九十一頁(yè)例題(lìtí)用含碳量為1.0%鋼的T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀和用含碳量為0.45%的45鋼制造重要的螺栓,工藝路線均為：鍛造—熱處理—機(jī)械加工—熱處理—精加工,對(duì)兩種工件(gōngjiàn)：說明預(yù)備熱處理的工藝方法及其作用。共九十一頁(yè)本次(běncì)課的內(nèi)容

鋼的淬火(cuìhuǒ)淬火溫度淬火冷卻淬火方法鋼的淬透性和淬硬性

鋼的回火回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變回火的分類及其應(yīng)用回火脆性

共九十一頁(yè)一、鋼的淬火(cuìhuǒ)(Quenchingofsteel)

定義:

把零件加溫(jiāwēn)到臨界點(diǎn)溫度以上

30～50℃，保溫一段時(shí)間，然后快速冷卻(水冷)，以獲得馬氏體組織的一種熱處理工藝。

目的:主要是為了獲得馬氏體組織提高鋼的硬度和耐磨性。共九十一頁(yè)淬火溫度(wēndù)的選擇溫度(℃)名稱Ac3

+30～50亞共析鋼Ac1

+30～50共析鋼Ac1

+30～50過共析鋼共九十一頁(yè)工藝參數(shù)(cānshù)(淬火溫度）選擇范圍示意圖共九十一頁(yè)淬火(cuìhuǒ)后的組織M+Fe3C+A殘Ac1+30～50過共析鋼M+A殘Ac1+30～50共析鋼M+A殘Ac3+30～50亞共析鋼Wc＞0.5%MAc3+30～50亞共析鋼Wc≤0.5%最終組織淬火溫度(℃)鋼種共九十一頁(yè)淬火加熱保溫(bǎowēn)時(shí)間(τ)的選擇:τ

=α

K

D工件有效厚度(尺寸最小部位)裝爐量有關(guān)系數(shù)一般K=1～1.5加熱系數(shù),與鋼種及加熱介質(zhì)有關(guān)共九十一頁(yè)淬火冷卻(lěngquè)介質(zhì)1.理想(lǐxiǎng)淬火冷卻介質(zhì)時(shí)間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf共九十一頁(yè)2.常用(chánɡyònɡ)的淬火冷卻介質(zhì)名稱平均冷卻速度/(℃?s-1)650～550℃300～200℃18℃靜止水60027010%NaCl溶液（18℃）110030010%NaOH溶液（18℃）120030010%Na2CO3（18℃）6065礦物機(jī)油15030菜籽油20035共九十一頁(yè)常用的淬火(cuìhuǒ)方法單液淬火雙液淬火分級(jí)淬火等溫淬火時(shí)間溫度MsA1共九十一頁(yè)鋼的淬硬性(yìngxìng)(Hardeningofsteel)定義:是指鋼在淬火(cuìhuǒ)后所能達(dá)到的最高硬度——硬化能力。評(píng)價(jià)參數(shù)：最高硬度。影響鋼的淬硬性的因素:主要取決于馬氏體的含碳量。共九十一頁(yè)鋼的淬透性(Hardenabilityofsteel)定義:是指鋼在淬火時(shí)所能得到的淬硬層(馬氏體組織占50%處)的深度，或者說鋼得到馬氏體的能力。評(píng)價(jià)(píngjià)參數(shù)：淬硬層的深度。影響鋼的淬透性的因素:主要(zhǔyào)是臨界淬火冷卻速度VK

的大小,

VK

越大,鋼的淬透性越小，影響冷卻速度VK最根本的是化學(xué)成分和奧氏體化條件。。共九十一頁(yè)注意(zhùyì)以下兩點(diǎn)區(qū)別：淬透性與實(shí)際工件淬硬層深度的區(qū)別：同一鋼種不同截面的工件在同樣奧氏體化條件下淬火，其淬透性是相同的。但是其淬硬層深度卻因工件的形狀、尺寸和淬火冷卻介質(zhì)的不同而異。淬透性是鋼本身所固有的屬性，而實(shí)際工件的淬硬層深度除了取決于鋼的淬透性外，還與工件的形狀、尺寸及采用的淬火介質(zhì)等外界因素有關(guān)。鋼的淬透性與淬硬性(yìngxìng)的區(qū)別：概念和影響因素不同。共九十一頁(yè)淬硬性(yìngxìng)與淬透性之間的關(guān)系:淬透性淬硬性鋼種小低碳素結(jié)構(gòu)鋼(20)小高碳素工具鋼(T12A)大低低碳合金結(jié)構(gòu)鋼(20Cr2Ni4A)大高高碳高合金工具鋼(W18Cr4V)共九十一頁(yè)二、鋼的回火(huíhuǒ)(Temperingofsteel)定義:

把淬火(cuìhuǒ)后的零件重新加溫到A1線以下某個(gè)溫度,保溫一段時(shí)間,然后冷卻到室溫。目的:

消除淬火應(yīng)力,降低脆性;穩(wěn)定工件尺寸;調(diào)整淬火零件的力學(xué)性能。共九十一頁(yè)回火(huíhuǒ)時(shí)的組織轉(zhuǎn)變馬氏體的分解（80~200℃）；殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變（200~300℃）；回火屈氏體的形成(xíngchéng)（300~400℃）；滲碳體的聚集長(zhǎng)大和鐵素體再結(jié)晶（>400℃）。共九十一頁(yè)耐磨件M回=α0.3%C+ε150～250低溫回火彈簧等T回=F針+Fe3C粒350～500中溫回火調(diào)質(zhì)件S回=F多+Fe3C粒500～650高溫回火高合金鋼P(yáng)回=F多+Fe3C粒650～A1高溫軟化回火(huíhuǒ)的分類及其應(yīng)用注：淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)(diàozhì)處理用途組織溫度(℃)名稱共九十一頁(yè)回火(huíhuǒ)索氏體組織金相圖共九十一頁(yè)回火屈氏體組織(zǔzhī)金相圖共九十一頁(yè)回火馬氏體組織(zǔzhī)金相圖共九十一頁(yè)回火(huíhuǒ)脆性低溫回火脆性（250~400℃），又叫不可逆回火脆性或第一類回火脆性；產(chǎn)生原因：薄片狀的滲碳體沿奧氏體晶界析出。防止辦法：避免在該溫度區(qū)間回火；加硅；等溫淬火(cuìhuǒ)。高溫回火脆性（500~650℃），又叫可逆回火脆性或第二類回火脆性。產(chǎn)生原因：Sb、Sn、P等在晶界偏聚。防止辦法：快冷；加Mo、W等合金元素。概念：鋼在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，會(huì)出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱為“回火脆性”。共九十一頁(yè)小結(jié)(xiǎojié)重點(diǎn)要求鋼淬火和回火的概念、目的和一般(yībān)應(yīng)用；淬火溫度的選擇理由；淬透性和淬硬性的區(qū)別，影響淬透性的因素，回火的分類和一般(yībān)應(yīng)用；回火脆性的概念和分類和防止。一般要求淬火冷卻介質(zhì)；淬火方法；回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變。共九十一頁(yè)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)一鐵碳合金平衡組織觀察

觀察純鐵（1#）、亞共析鋼（2、3、4#）、共析鋼（5#）、過共析鋼（6#）；亞共晶白口鑄鐵（7#）、共晶白口鑄鐵（8#）和過共晶白口鑄鐵（9#），要求畫出純鐵、亞共析鋼（只畫出其中一個(gè)）、共析鋼、過共析鋼的組織示意圖。實(shí)驗(yàn)班級(jí)：1班（分為兩組）、2班（分為兩組）、3班（分為兩組）、實(shí)驗(yàn)時(shí)間(shíjiān)：下周一下午2~4，下周三4.15~6.15，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：思學(xué)樓D212分組：周一下午2~3點(diǎn)（1班第一組：104~123）、下午3~4點(diǎn)（1班第二組剩余同學(xué)）；周三下午4.15~5.15（2班第一組：201~217，222，224，226）、下午5.15~6.15（2班第二組剩余同學(xué)）。

周三下午第8節(jié)（3班第一組：301~321）、下午第九節(jié)（3班第二組：剩余同學(xué)）。共九十一頁(yè)重點(diǎn)(zhòngdiǎn)回顧鋼淬火和回火的概念、目的和一般應(yīng)用；淬火溫度的選擇理由；淬透性和淬硬性的區(qū)別，影響(yǐngxiǎng)淬透性和淬硬性的因素，回火的分類和一般應(yīng)用；回火脆性的概念和分類和防止。共九十一頁(yè)本次(běncì)課的內(nèi)容鋼的表面(biǎomiàn)熱處理常見熱處理缺陷及防止小結(jié)共九十一頁(yè)一、鋼的表面(biǎomiàn)熱處理概念：指僅對(duì)工件表層進(jìn)行熱處理以改變其組織和性能的工藝；分類：表面淬火和化學(xué)熱處理；應(yīng)用范圍：主要是某些在沖擊(chōngjī)載荷、交變載荷及摩擦條件下工作的機(jī)械零件，如曲軸、凸輪軸、齒輪等；工藝的核心:使零件具有“表硬里韌”的力學(xué)性能。共九十一頁(yè)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，即通過快速加熱(jiārè)使鋼的表層奧氏體化,然后急冷,使表層形成馬氏體組織,而心部仍保持不變。2.目的(mùdì):獲得高硬度的表面層，以提高工件的耐磨性和疲勞強(qiáng)度。共九十一頁(yè)3.表面淬火用鋼:選用(xuǎnyòng)中碳或中碳低合金鋼。40、45、40Cr、40MnB等。4.表面淬火加熱的方法:

感應(yīng)加熱(高、中、工頻)、火焰(huǒyàn)加熱、激光加熱等。共九十一頁(yè)感應(yīng)(gǎnyìng)加熱表面淬火1)感應(yīng)(gǎnyìng)加熱的基本原理:*

感應(yīng)電流---渦流*

集膚效應(yīng)*淬火層深度(δ)與電流頻率(f)的關(guān)系:δ=500/√f（mm）

共九十一頁(yè)感應(yīng)(gǎnyìng)加熱表面淬火示意圖集膚效應(yīng)(xiàoyìng)示意圖共九十一頁(yè)火焰(huǒyàn)加熱表面淬火1)火焰(huǒyàn)加熱表面淬火的基本方法共九十一頁(yè)2）火焰(huǒyàn)加熱表面淬火的特點(diǎn):*設(shè)備簡(jiǎn)單,操作(cāozuò)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)。共九十一頁(yè)二.化學(xué)(huàxué)熱處理

(ChemicalHeatTreatment)一)定義:將零件置于一定的化學(xué)介質(zhì)中,通過加熱、保溫,使介質(zhì)中一種或幾種元素(yuánsù)原子滲入工件表層,以改變鋼表層的化學(xué)成分和組織的熱處理工藝。共九十一頁(yè)二)化學(xué)熱處理的基本(jīběn)過程:2.吸收:

活性原子(yuánzǐ)被零件表面吸收和溶解。3.擴(kuò)散:

活性原子由零件表面向內(nèi)部擴(kuò)散,形成一定的擴(kuò)散層。1.分解:

化學(xué)介質(zhì)在高溫下釋放出待滲的活性原子。

2COCO2+〔C〕共九十一頁(yè)三)化學(xué)(huàxué)熱處理進(jìn)行的條件:1.滲入元素的原子(yuánzǐ)必須是活性原子,而且具有較大的擴(kuò)散能力。2.零件本身具有吸收滲入原子的能力,

即對(duì)滲入原子有一定的溶解度或能與之化合,形成化合物。四)化學(xué)熱處理的種類:

滲碳;