1-8钢的表面热处理课件.ppt

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1、第八节第八节 钢的表面热处理钢的表面热处理钢的化学热处理钢的化学热处理表面淬火表面淬火1 1 表面淬火表面淬火u定义定义：指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。u目的：目的：强化表面，使其具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限。心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。基本概念基本概念u所用钢种：所用钢种：基本概念基本概念 中碳成分中碳成分的优质碳素结构钢、合金结构钢（如果工件只需表面硬度高、耐磨性好，也可用高碳钢）u应用：应用：承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件：承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件：齿轮、凸轮、曲轴、轧辊等

2、只需只需表面淬硬的工件；机床导轨等大型、复杂工件只能只能表面淬硬的工件。u分类：分类：感应加热淬火、火焰加热淬火、激光加热淬火感应加热表面淬火感应加热表面淬火u工作原理工作原理u淬硬层深度淬硬层深度u分类分类 高频感应加热 f=200300kHZ =0.52.0mm中频感应加热 f=25008000HZ =210mm工频感应加热 f=50HZ =1015mm加热速度快，温度高，生产效率高A晶粒细小 隐晶马氏体 H 脆性 强度表面产生压应力 疲劳强度氧化脱碳 表面质量 耐磨性 心部无相变 刚性 变形 精度易控制 自动化程度高设备昂贵，耗电量大感应加热表面淬火感应加热表面淬火u特点：特点：u应用：

3、大批量生产应用：大批量生产 锻造 退火或正火退火或正火 粗加工 调质或正火调质或正火 精加工 感应加热表面淬火感应加热表面淬火 低温回火低温回火 粗磨 时效处理时效处理 精磨消除锻造消除锻造应力应力；调整硬度，便于机调整硬度，便于机加工加工细化晶粒，提高心部综细化晶粒，提高心部综合性能，为淬火做准备合性能，为淬火做准备 T T加加：Ac330305050强化表面，获得强化表面，获得MT T加加：Ac330305050降低淬火应力降低淬火应力稳定表面组织稳定表面组织T T加加：160160200200进一步降低应力，进一步降低应力，稳定组织，防止稳定组织，防止工件变形开裂工件变形开裂感应加热表面

4、淬火感应加热表面淬火u工艺路线：工艺路线：u工作原理工作原理u淬硬层深度淬硬层深度:=28mm u特点特点简单、方便、成本低;不易控制质量u应用：应用：单件、小批量火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火2 2 化学热处理化学热处理u定义定义：u目的：目的：基本概念基本概念 将钢件置于一定温度的化学介质中保温，使介质中的活性原子渗入工件表层 改变表层的化学成分、组织、性能的热处理工艺 强化表面，并使工件表面具有某种特殊性能u分类分类：C、N、CN、B、S、Si、Cr、Al、V、Ti、Nb、分解：分解：使化学介质分解出渗入元素的活性原子；吸收：吸收：活性原子被工件表面吸附，形成固溶体或特殊化合物；扩散：

5、扩散：渗入原子由表层向内扩散，形成一定深度的扩散层(渗层)。2 2 化学热处理化学热处理基本概念基本概念u特点：特点：可按零件心部要求选择材料 同时满足表面和心部不同的性能要求 零件外形不受限制 生产周期长、工艺复杂、成本高u基本过程：基本过程：渗碳渗碳u定义定义：u性能：性能：钢件 A A状态 使CC渗入表层加热加热富富C介质中保温介质中保温增加表层C C含量 硬度、耐磨性、疲劳强度淬火回火后淬火回火后表面硬度、耐磨性、疲劳强度高，心部有良好的塑性、韧性u用途：用途：受严重磨损，并承受较大冲击载荷的零件u目的：目的：渗碳渗碳u渗碳用钢渗碳用钢：u渗碳方法：渗碳方法：低碳成分低碳成分的普通碳钢

6、、优质碳素结构钢、合金结构钢 如：15、20、20Cr、20CrMnTi、20MnVBVB (一般wc=0.15%0.30%）气体渗碳气体渗碳、固体渗碳、离子渗碳离子渗碳、液体渗碳、膏体渗碳、电解液渗碳u 工作原理及方法工作原理及方法u 工艺参数的选择工艺参数的选择渗碳温度：渗碳温度：900900950950（A Accmccm50508080）渗碳时间：取决于渗碳层的深度渗碳时间：取决于渗碳层的深度 （表（表8-18-1）渗层表面含碳量渗层表面含碳量 wwc c：0.85%0.85%1.05%1.05%CH4 C+2H 2CO C+CO2 CO+H2C+H2O根据渗后表层含碳量气体渗碳气体渗

7、碳u渗后组织渗后组织表面表面0.851.05%心部心部0.150.30%wcP+网状Fe3CPP+F气体渗碳气体渗碳时间时间温度温度（a）直接淬火（b）预冷淬火（c）一次淬火（d）二次淬火AccmAc3Ac1160 180 渗碳后的热处理方法渗碳后的热处理方法 u渗后处理渗后处理气体渗碳气体渗碳u 渗碳层深度：渗碳层深度：=0.50.52.52.5 mmmmu渗碳工艺渗碳工艺 锻造锻造 正火正火 切削加工切削加工 渗碳渗碳 淬火淬火+低温回火低温回火 精加工精加工u 渗碳零件的特点渗碳零件的特点 表层硬（HRC 5862）、耐磨，心部韧 渗层均匀 渗碳温度高、晶粒粗大，必须进行渗后处理 时间长，工艺复杂气体渗碳气体渗碳经渗碳的机车从动齿轮