金属材料及热处理 11 钢的热处理篇(7)

1、1、Fe-C相图与碳钢2、钢的加热转变（奥氏体化）3、 奥氏体的冷却转变（奥氏体分解， C曲线）4、 珠光体转变与钢的退火、正火5、 马氏体转变与钢的淬火6、 淬火钢的加热转变与钢的回火7、 贝氏体转变8、 表面淬火9、 化学热处理10、热处理的工艺基础（略）六、六、碳钢及钢的热处理碳钢及钢的热处理随着科技的发展，对整个工件进行相同热处理较少，尤其是复杂工件或大型工件的生产中。很多整件热处理被局部热处理代替，向提高局部份量，提高局部的性能来满足工业要求。尤其齿轮表面热处理，用得特别多，心部较好的韧性，表面和齿部有较好的耐磨性，整个工件要求具有较好机械性能，表面耐磨耐蚀，改变表面成分表面淬火热处

2、理目的：提高表面强度、耐磨性、抗蚀性、抗疲劳性能等表面改性方法很多1、表淬2、表面化学热处理包括渗碳、渗氮等等3、等离子喷涂4、物理化学表面沉积8、钢的表面淬火1）概述）概述目的：提高表面强度，耐磨性，耐蚀性。实现表面淬火的关键，使表面成马氏体，而心部保持原组织，为此，要求快速加热表面并快速冷却而不影响心部，因此，热处理后性能组织表里不一了，如心部为回火索氏体，外表为回火马氏体，这样，就能做到表面硬耐磨，心部韧性好。2）表面淬火的方法）表面淬火的方法主要有感应加热表面，淬火火焰表面淬火感应加热表面，淬火火焰表面淬火(难以控制难以控制)，盐浴加热表面淬火，等离子加热表面淬火，激光电子束加热表面淬

3、火。1，2易于实现，1最为常见不论那种方法其热处理的原理是相似，就是不影响其心部之前快速加热表面，后面高能束加热的方法，比较先进，成本高。感应加热原理交通电感应器，钢管中可通冷却水，水冷通电，工件表面产生感应电流，电流与纲件作用，有集肤效应，即电流主要集中于表面，快速加热快速冷却。加热厚度(或淬透层厚度)， f为交流电频率因此，不同频率的电流加热厚度不一样淬透层厚度不一样为此，可选不同频率，一般来讲，高频8-25kHz，10mm，此外，还有超高频30-36 kHz，更薄。f500/3）快速加热时相变特征）快速加热时相变特征与普通加热时相比，1、温高时间短；2、晶粒细化，奥氏体晶粒来不及长大淬火

4、可得细针甚至隐针马氏体；3、奥氏体成分难均匀，碳来不及扩散均匀，甚至Fe3C来不及溶解。因此，要高温来尽量均匀化，过分提高温度延长时间是不行的，1、晶粒难控制，2、心部可能加热达不到表淬的目的。为了顾全这一矛盾，通常在淬前先调整原始组织，使之回索或正索，这正好是心部组织的要求4）表淬火后钢的组织特征表淬火后钢的组织特征以以4545亚共析钢为例亚共析钢为例从表面到里面,对于1区,由完全奥氏体淬火后，变成马氏体加残奥,在此区加热温度由外向内,温度由高变低因此马氏体也是由粗变细,残奥也有不同,但相差不大,温度越高,冷速越快时间越少残奥越多对于2区，不完全奥氏体加热淬火，M+F+残奥+T但是铁素体周围

5、奥氏体碳含量少,淬透性差也有可能得,铁素体周围可能有T屈氏体(冷速不够快,碰到Bc曲线的鼻子)对于3区， 未发生奥化,保留原状通常，随着碳含量上升,2区变小，达到共析钢,过渡层极薄马氏体加原始组织；进入过共析钢,表面除有细马（隐马）,还有网状(表淬前退火或调质处理掉)或粒状Fe3C,残奥量明显增加5）表淬火后钢的表淬火后钢的性能性能特征特征表面淬火后通常进行一道低回,因此性能特点如下：1、表面硬回火马氏体或马加Fe3C,心韧表淬前要调质或正火，回火索氏体或正火索氏体。硬度由表及里逐渐下降；2、表面甚至出现超硬现象(比普通淬火高)因马细（隐晶马氏体）；3、表面耐磨性好；4、零件疲劳强度高缺口敏感性小,因为表面受到的是压应力，裂纹不容易扩展。（马氏体的比容比索氏体大,中心张,表面压）。6）应用应用主要用于中、高碳钢,如，中碳合金钢(35,40,40Cr)等可以淬硬的钢高碳工具钢T8 T12低合金工具钢 GCr15 9SiCr等球墨铸钢等制成的零件。通常要求工件要求表面硬耐磨整个零件要求好的韧性一般表面淬火零件的生产工艺一般来说表面淬火的工件整套工序比较多不计铸造等工艺从工厂生产的棒材开始:下料锻造退火(正火)粗加工调质(回火索氏体)或正火(要求不高,可用正火获正火索氏体)精加工表淬低回粗磨低回(可以不用,目的是