北工大2017热处理工艺及设备复习资料

1、金属的加热与冷却1. 指出A1、A3、Acm；Ac1、Ac3、Accm；Ar1、Ar3、Arcm各临界点的意义。说明加热速度、冷却速度对他们的影响。 A1平衡状态下共析转变温度；A3平衡状态下奥氏体中开始析出铁素体（降温时）或铁素体全部溶入奥氏体（升温时）的温度；Acm平衡状态下奥氏体中开始析出渗碳体（降温时）或渗碳体全部溶入奥氏体（升温时）的温度；Ac1、Ac3、Accm实际加热条件下的临界温度；Ar1、Ar3、Arcm实际冷却条件下的临界温度。加热速度越快Ac1、Ac3、Accm越高；冷却速度越快Ar1、Ar3、Arcm越低。2. 加热的主要工艺参量是什么？它们对热处理过程有何影响？在加热

2、规范中，加热温度、加热速度及保温时间是基本工艺参数。他们决定了加热后金属内部的组织结构及各相的成分。加热温度：根据具体的热处理工艺而定。总的来说，加热温度高，能耗高，设备要求高，晶粒容易粗大，热处理后的力学性能差，加热温度低，加热不足，不能够达到最终的热处理效果。加热速度：加热速度快，工件内外温差大，零件容易变形甚至开裂，加热速度慢，生产周期长，生产效率低，耗电量较大，成本高。保温时间：时间长，能耗高，晶粒容易粗大，热处理后的力学性能差，时间短，加热不足，零件不能够透热，最终达不到技术要求。冷却速度或冷却方式：每一种热处理工艺，都有对应的冷却速度和冷却方式，影响各不相同，具体问题具体分析。3.

3、 钢在加热时会出现哪些缺陷？如何防止？1) 缺陷：钢铁在加热过程中与大气或燃烧产物气体（氧、二氧化碳、水蒸汽、硫等）相互作用使工件表面腐蚀。最常见的气体腐蚀形式是氧化、脱碳现象。1 氧化材料中金属元素在加热过程中与氧化性气氛形成金属氧化物层。金属的氧化过程往往伴随脱碳，当氧化速度很大时，氧化皮不断开裂、破落，脱碳不明显。2 内氧化内氧化是在工件内部沿晶界形成的氧化物相或脱碳区，其深度可达十几微米。3 生铁肿胀铸铁工件在氧化性介质中加热时，沿着表层下的晶界及石墨夹杂迅速发生氧化，从而导致铸件体积增大（12-15%）现象。是一种特殊的内氧化现象。4 脱碳脱碳是指工件在加热过程中表层的碳与介质中的脱

4、碳气体（氧、氢、二氧化碳、水蒸汽）相互作用而烧损的现象。脱碳也是材料的氧化过程，当炉温在700-850时容易发生。上述常见缺陷超过允许限度时，将严重影响使用性能，甚至造成不可挽救的废品。这些缺陷的产生和发展受到介质的成分、状态、以及加热温度、加热及保温时间、加热方式等的影响，同时也和金属材料的成分及表面加工状态有关。2) 控制1 在可控气氛中无氧加热 可以有效防止金属加热过程中的氧化脱碳，并准确控制工件表面碳含量。2 在熔融浴炉中无氧化加热 正确控制浴槽成分和脱氧规范，可以防止金属加热过程中的氧化脱碳。常用的液体加热介质有：盐浴、金属浴等。3 真空加热 在真空中加热由于氧分压降低可以防止加热工

5、件表面氧化。满足上述要求，真空度要高于0.1Pa（10-3Torr）。4 防氧化涂层 在工件表面涂覆防氧化涂料，具有简便易行、不受工件形状限制特点。 4. 什么是过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）？试比较共析钢的TTT图和CCT图有何相同与不同？过冷奥氏体连续冷却转变曲线可综合反应过冷奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程：转变开始和转变终了时间、转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系等。相同点：a. 横纵坐标一样，都可以表示在同一坐标系中，均位于A1线和Mf线之间；b. 都是制定合理热处理工艺的重要依据，都可以反映不同热处理后金相组织与性能。不同点：a. 在连续冷却过程中，珠光体转变

6、所需的孕育时间比相应的过冷度下的等温转变略长，而且是在一定温度范围中发生的，有转变终止点；b. 共析钢在连续冷却时一般不会得到贝氏体组织；c. 连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方。5. 共析钢加热奥氏体化后，以不同冷却速度冷却均得不到贝氏体，说明其原因及获得贝氏体的方法。原因是共析钢贝氏体转变的孕育期很长，当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏体转变区内尚未发生转变时，就已过冷到Ms点而发生马氏体转变。使过冷奥氏体在中温转变区等温转变（根据共析钢的TTT曲线）14常用热处理加热设备1. 比较说明箱式电阻炉与井式电阻炉的相同与不同，各适合何种热处理？相同：完成热处理加热工序所用的设备不同：结构不同，

7、箱式电阻炉炉门在前面，井式电阻炉炉门在上端箱式电阻炉：1) 中温箱式电阻炉：可用于碳钢、合金钢的退火、淬火、正火和固体渗碳。最高使用温度为9502) 高温箱式电阻炉：用于高速钢刃具、高铬钢模具和高合金钢的淬火加热、零件快速加热、高温固体渗碳。最高使用温度为13003) 低温箱式电阻炉：用于回火加热，也可用于有色金属热处理。最高使用温度一般为650井式电阻炉：1) 中温井式电阻炉：主要用于轴类等长形零件的退火、正火、淬火加热高速钢拉刀的淬火预热及回火等。最高使用温度为9502) 低温井式电阻炉：主要用于各类零件的回火，最高使用温度为6502. 盐浴炉加热具有什么特点？适于何种热处理？常用的盐主要

8、分为哪几类？特点：1) 工件在浴炉中加热具有加热速度块、温度均匀、不易氧化脱碳。2) 结构简单、在1300仍具有较长的使用寿命。3) 与电阻炉相比热损失大、启动困难、消耗盐碱材料、劳动条件差。热处理： 浴炉工作范围很宽（60-1350），可用于淬火、回火、分级淬火、等温淬火、局部热处理以及化学热处理。常用盐分类：1) 硝酸盐、亚硝酸盐或其混合盐，使用温度600以下。2) 氢氧化钠、氢氧化钾或其混合物，使用温度600以下。3) 氯化钠、氯化钙或其混合物，使用温度1000以下。 4) 氯化钡使用温度在1100-1350。3. 可控气氛炉结构具有哪些特点？气氛种类有哪些？使用可控气氛炉可以进行何种热

9、处理？可控气氛炉结构特点： 可控气氛炉为防止炉外空气入侵和炉内空气的溢出，一般要求炉内维持10-30mm水柱正压。炉子要有良好的密封性。气氛种类：放热式气氛、吸热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛等。热处理：可控气氛是一种成分、性能可适当控制并能适应多种热处理要求的气氛。根据工艺要求把适当的可控气氛通入热处理炉内，可以实现光亮热处理、渗碳、氮化等多种热处理工艺。该种处理工艺方法特别适合大批量、连续自动化处理。4. 真空热处理具有哪些特点？常用的真空系统如何获得?常用的测量方法有哪些？特点：优点：是工件不氧化、脱碳、增碳。缺点：是辐射传热加热不均匀，处理周期较长。常用真空的获得：用来获得人

10、工真空的器械都称为真空泵。人们利用各种原理、采用各种结构型式发明了适应不同压强范围使用的多种类型真空泵，以满足获得人工真空的需求。1) 使用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵，称机械真空泵。2) 蒸汽流扩散泵在历史上是最早用来获得高真空的泵，目前仍被广泛使用。它是利用气体扩散现象来抽气的。常用的测量方法：1) 利用大气压与容器内气压的压强差显示。例如，各种U形管真空计。2) 利用气体热传导与气体压强的关系在一定的压强范围内气体的热导率kP。例如，电阻式真空计、热偶真空计。3) 利用气体电离后离子流与气体压强的关系。在一定的压强范围内气体的电离率

11、P。例如，各种电离真空计。 5. 离子氮化炉有哪些部分组成，各部分的主要作用是什么？1) 炉体炉体为双层壁水冷焊接结构。由于内壁承压，通常采用厚度大于6mm不锈钢或碳钢制造。外壁采用大于3mm碳钢制造。2) 供电系统供电电压：0-1000V连续可调直流电。电源功率：取决于工件起辉面积，一般按2-5W/cm2确定。3) 抽气与供气系统抽气系统：真空泵采用旋片式机械泵，真空测量为电阻真空计或热偶真空计。供气系统：气源采用氨气或氮氢混合气，采用流量计计量，针阀控制。退火与正火1. 名词解释：均匀化退火，再结晶退火，等温退火，去应力退火，球化退火，正火。1) 均匀化退火：加热至略低于固相线的温度下（A

12、c3或Accm以上150300C）长时间保温（截面厚度每25mm保温3060min），后缓慢冷却。2) 再结晶退火：加热至再结晶温度以上（通常为Ac1温度以下），保温适当的时间后，空冷。3) 等温退火：将钢加热到高于Ac3（或Ac1）以上温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体转变温度区间的某一温度（一般低于临界点(30100）等温使其完成珠光体转变，后在空气中冷却。4) 去应力退火：一般在稍低于再结晶温度下进行。碳钢一般在550650之间，合金钢、高速钢可适当提高到650750之间。5) 球化退火a.在略低于Ar1温度以下长时间保温；b.在加热到Ac1温度以上后，在炉中非常慢地冷却或在略低于A

13、r1温度等温；c.在略高于Ac1温度和略低于Ar1温度进行交替加热和冷却；6) 正火：将钢加热到Ac3(或Accm)以上3050，保温适当时间后，在静止的或轻微搅动的空气中冷却，得到含有珠光体均匀组织的热处理工艺，称为正火。2. 对于大型铸锻件为什么需要均匀化退火？通过热处理能否完全改善钢中的偏析？为什么？大型铸件在结晶过程中会发生偏析现象，造成大型铸件成分差异大，组织与性能不均匀，导致压力加工或热处理时形成废品以及机械性能恶化。通过过均匀化退火可以有效改善钢中偏析，防止带来危害。对于未开坯或铸造的大型原件铸态组织未被破坏，无法完全改善钢中的偏析。3. 分析产生下列热处理缺陷的原因及消除办法：

14、（1）一批35钢冷镦螺钉，经再结晶退火后发现晶粒异常长大。（2）一批45钢锻件完全退火后硬度偏高。（3）一批T12钢手丝锥坯料，经球化退火后存在网状渗碳体，硬度偏高。1) 原因：退火时加热温度过高；冷却速度太慢消除办法：再进行一次正火处理细化晶粒2) 原因：奥氏体化温度低；冷速过快；球化不充分碳化物弥散度大等。消除办法：二次退火（甚至在此之前先正火一次）3) 原因：球化不完全，温度过高或冷却过慢，渗碳体沿晶界析出成网状消除办法：补充低温球化退火（先正火再进行球化退火更有效）4. 分析以下不同退火工艺适于对象、工艺及最终组织性能。（1）等温退火与球化退火（2）完全退火与正火（3）去应力退火与再结

15、晶退火。等温退火适于对象：特别适于高合金钢、大型零件退火。工艺：将钢加热到高于Ac3（或Ac1）以上温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体转变温度区间的某一温度（一般低于临界点(30100）等温使其完成珠光体转变，后在空气中冷却。最终组织性能：工件表面与心部组织比较均匀球化退火适于对象：主要应用于含碳大于0.6%的各种高碳钢、模具钢、轴承钢等预备热处理，有时也可用于中、低碳钢。工艺：a.在略低于Ar1温度以下长时间保温；b.在加热到Ac1温度以上后，在炉中非常慢地冷却或在略低于Ar1温度等温；c.在略高于Ac1温度和略低于Ar1温度进行交替加热和冷却；最终组织性能：铁素体球状渗碳体（碳化物）完

16、全退火适于对象：主要用于中碳钢（0.30.6%C）的锻件。工艺：将钢加热到临界温度Ac3以上2030，完全奥氏体化后，采用缓慢冷却获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为完全退火。最终组织性能：接近平衡组织（珠光体+铁素体）正火适于对象：主要用于中碳钢（0.20.5%C）的锻件。工艺：将钢加热到Ac3(或Accm)以上3050，保温适当时间后，在静止的或轻微搅动的空气中冷却，得到含有珠光体均匀组织的热处理工艺，称为正火。最终组织性能：晶粒细小，成分、组织均匀去应力退火适于对象：碳钢、合金钢、高速钢工艺：一般在稍低于再结晶温度下进行。碳钢一般在550650之间，合金钢、高速钢可适当提高到650750

17、之间。最终组织性能：趋于平衡态再结晶退火适于对象：碳钢、塑性变形件工艺：加热至再结晶温度以上（通常为Ac1温度以下），保温适当的时间后，空冷。最终组织性能：趋于平衡态淬火和回火1. 名词解释：（1）临界淬火冷却速度：淬火后获得全部马氏体组织的最小冷却速度（2）（钢的）淬透性：钢在淬火时获得马氏体的能力。其大小用规定条件下获得的淬硬层深度（也称为淬透层深度）来表示。（3）临界直径：临界直径是指钢材在某种介质中淬冷后，心部得到全部马氏体或50%马氏体组织时的最大直径。（衡量钢的淬透性）（4）淬硬性：钢在正常淬火时获得马氏体（淬火组织）的（最大）硬度，其主要取决于含碳量。（5）热应力：表层与心部温差

18、引起膨胀不均匀产生，普遍存在。（6）组织应力：快速冷却表层与心部相变不同时进行产生的应力。（7）直接淬火：将过冷奥氏体以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体转变的热处理工艺。（8）预冷淬火：为了减少工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，把欲淬火工件在淬入淬火机介质之前，先空冷一段时间的方法。（9）双介质淬火：把加热到淬火温度的工件，先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温（空冷），以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。（10）马氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱

19、浴)中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。（11）贝氏体等温淬火：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，使其发生下贝氏体转变，一般在浴槽中保温3060min。（12）深冷处理：钢件淬火到室温后，继续在0以下介质中冷却处理工艺。（减少残余奥氏体量）（13）调质：淬火高温回火，以获得回火索氏体组织。其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。（14）时效：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持，其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。（过饱和固溶体脱溶过程）2. 分析采用预冷淬火、双介

20、质淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火对淬火应力带来的影响。1) 预冷淬火：通过减少工件与淬火介质之间的温度差来最大限度的降低工件变形、开裂等淬火畸变的可能，降低热应力。2) 双介质淬火：可使工件组织应力大为减小，从而降低变形及开裂的倾向。3) 马氏体分级淬火：分级冷却的目的，是为了使工件内外温度较为均匀，同时进行马氏体转变，可以大大减小淬火应力，防止变形开裂。（热应力和组织应力均减小）4) 贝氏体等温淬火：获得较高的表面残余应力，热应力和组织应力均减小。3. 淬火裂纹有哪些类型？产生原因是什么？如何防止？零件淬火产生裂纹主要发生在淬火冷却后期，即马氏体相变基本结束或完全冷却后。4) 主要裂纹

21、形式有：1 纵向裂纹：裂纹产生于零件表层最大拉应力处并向心部扩展一定深度。裂纹走向一般平行轴向，组织缺陷、应力集中可以使裂纹走向发生变化。常出现于完全淬透零件中。2 横向裂纹和弧形裂纹：裂纹特点是垂直于轴的方向，裂纹经常在零件形状突变部位以弧形分布。主要出现于离表层一定距离应力突变区，往往发生在淬透零件中。（直径突变，热应力与组织应力交互作用）3 网状裂纹（表面裂纹）：裂纹深度较浅（0.011.5mm），裂纹方向与工件形状无关，许多裂纹相互连接成网。网状裂纹与表面受两向拉应力有关，高碳钢、渗碳钢表面脱碳容易形成该形状裂纹。4 剥离裂纹、显微裂纹5) 产生原因： 钢中淬火裂纹主要来源于奥氏体向马

22、氏体转变时体积增大产生的组织应力，且冷速过快、工件截面变化过大或形状过于复杂等也会导致组织应力过大。钢中冷却因表层与心部相变时间不一致，当心部材料发生马氏体相变时，他的膨胀受到早已形成的外层马氏体制约，而导致表层产生张应力。当大于马氏体的拉伸极限时，出现开裂。其中径向拉伸产生纵裂纹，轴向拉伸产生横向裂纹，而网状裂纹由脱碳造成。6) 防止：1 工件设计避免应力集中。2 注意热处理冷却介质和工艺的选择。3 依据工件具体形状进行工艺处理。4. 20mm材料为T10A钢制冲头，淬火前原始组织为网状渗碳体+珠光体。试制订该冲头正确的预先热处理、淬火回火工艺规程（T10A钢Ac1=730 Acm=820A

23、r1=700 Ms=200）要求硬度HRc=5860。1) 正火消除网状渗碳体：860（Acm+3050）20min 空冷；加热到860C左右（Accm以上30-50），保温适当时间后，在静止或轻微搅动的空气中冷却，得到含有珠光体的均匀组织。2) 球化退火（改善加工性，为最终热处理做组织准备）：745（Ac1+1020）20min，675（Ar1-2030）30min，三次循环后缓冷至550，出炉空冷；再将工件加热到760C左右（Ac1以上20-40），保温后缓冷，使珠光体片层状渗碳体变为球体。3) 淬火：770（Ac1+3050）20min，水冷；（盐水冷却）加热到770（Ac1以上）左右，

24、保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下进行马氏体转变。4) 低温回火：1801h，空冷；然后低温回火（低于马氏体转变温度Ms点）并保温一段时间后冷却到室温。回火后得到回火马氏体+粒状渗碳体+残余奥氏体，硬度6065HRC 。回火后得到回火马氏体+粒状渗碳体+残余奥氏体，硬度6065HRC 。5. 比较说明45钢经调质处理与正火处理后组织与性能的差异？ 在硬度相同的条件下，经调质处理的工件比正火后的工件具有较好的力学性能，因为正火得到的索氏体中的渗碳体是片状的，且不均匀，而调质处理得到的索氏体中的渗碳体是粒状的，均匀性好，且粒状渗碳体阻止断裂过程的发展比

25、片状渗碳体有利，塑性韧性好。因此，回火索氏体比索氏体组织综合力学性能好。 （回火产生片状珠光体和块状的铁素体-过饱和，且使珠光体片层变薄，片层间距减小）6. 试述亚共析钢和过共析钢淬火加热温度的选择原则。为什么过共析钢淬火加热温度不能超过Accm线？淬火加热温度选择原则：以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则，以便获得细小的马氏体组织。亚共析钢通常加热至AC3以上30-50，（避免大量铁素体）过共析钢加热至AC1以上30-50.1 过共析钢的淬火加热温度超过Accm线，碳化物全部溶入奥氏体中，使奥氏体的含碳量增加，降低钢的Ms和Mf点，淬火后残留奥氏体量增多，会降低钢的硬度和耐磨性2 过共析钢淬火温

26、度过高，奥氏体晶粒粗化、含碳量又高，淬火后易得到有显微裂纹的粗针状马氏体，降低钢的塑韧性3 高温淬火时淬火热应力大，氧化脱碳严重，也增大钢件变形和开裂的倾向。为了防止奥氏体晶粒粗化，一般淬火温度不宜太高，只允许超出临界点30-50,亚共析刚Ac3+3050C； 过共析钢Ac1+3050C 若加热到Accm线以上，会带来一些不良后果：（1）由于渗碳体全部融入奥氏体，使淬火后钢的耐磨性降低（2）Ac1Accm之间，存在未溶二次渗碳体，反而阻碍奥氏体晶粒长大，能够细化晶粒，从而使形成显微裂纹的倾向减小，（3）由于奥氏体中碳含量显著增高，使Ms点降低，淬火后残余奥氏体量增多，从而降低钢的硬度（4）加热

27、温度高，使钢的氧化.脱碳加剧，也使淬火和开裂倾向增大，同时也缩短炉子的使用寿命。7. T10钢经过何种热处理能获得下述组织（1）细片状珠光体（2）细小粒状珠光体（3）粗粒状珠光体。热处理工艺（待论证）：粗片状珠光体+少量球状渗碳体：亚温加热+等温；7) 细片状珠光体：正火处理；8) 细球状珠光体：淬火+中温回火或循环球化退火工；9) 粗球状珠光体：淬火+高温回火或球化退火工艺，提高球化退火温度、延长保温时间8. 表面快速加热对相变及以后热处理有什么影响？表面淬火后在组织、性能上有何特点？（1）快速加热对表面淬火时相变的影响1 对相变临界点的影响提高加热速度将使Ac3、Accm升高，对Ac1影响

28、要弱。2 对奥氏体晶粒度的影响相变温度提高将使奥氏体起始晶粒度显著细化。3 对奥氏体均匀化的影响快速加热条件下形成的奥氏体，其碳含量依加热速度提高而偏离平均成分，奥氏体成分不均匀。4 对过冷奥氏体转变的影响主要表现为：降低了过冷奥氏体稳定性，改变了马氏体点（Ms，Mf）及马氏体组织形态。5 对回火转变的影响快速加热淬火的表层多为板条马氏体，并且成分不均匀，在淬火过程中低碳马氏体区易发生自回火，为此回火温度比普通回火略低。（2）表面淬火后的组织与性能1 表面淬火后的金相组织一般情况下由淬硬层（全部为马氏体）、过渡层（马氏体+自由铁素体）、及毗邻的心部原始组织。钢的成分改变硬化层组织趋于复杂化。奥

29、氏体晶粒细化导致细小的板条状马氏体晶粒。2 表面淬火后的性能a. 表面硬度 高、中频淬火后表面硬度通常比普通淬火高HRc25。其与快速加热条件下奥氏体晶粒细化、精细结构碎化以及表面压应力状态有关。b. 疲劳强度 高、中频淬火显著提高零件的疲劳强度。c. 耐磨性 高、中频淬火后受于马氏体晶粒细化、碳化物弥散以及表面压应力状态影响，耐磨性比普通淬火高。化学热处理1. 化学热处理包括哪些主要过程？各过程主要作用是什么？以渗碳为例加以说明。1) 渗剂中的反应：在一定温度下从渗剂中分解出含有被渗元素的“活性原子”的过程。2) 渗剂中的扩散：也称外扩散。包括渗剂反应生成的渗入元素向工件表面扩散及相界面反应

30、产物从界面逸散。3) 相界面反应：渗入元素活性原子在工件表面的吸附与解吸。4) 金属工件中的扩散：渗入元素从工件表面相内部扩散。5) 金属中的反应：渗入元素达到一定浓度后，在金属公件中形成新相。（化学热处理包括三个基本过程，即化学渗剂分解为活性原子或离子的分解过程；活性原子或离子被钢件表面吸收和固溶的吸收过程；被渗元素原子不断向内部扩散的扩散过程。这些过程交互进行，其中相界面反应与被渗元素在金属中的扩散是主要过程，以渗碳为例【1】产生活性碳原子，这些活性碳原子就是钢件表面进行渗碳碳原子的来源。【2】扩散是相界面反应产生的原子渗入金属表面后向钢件内部的迁移过程。） 2. 实际生产中用滴注式进行渗

31、碳时，在不同阶段采用不同渗剂滴注量的原因。1) 排气阶段，加大渗剂滴量，是为了排除炉内空气（氧气）。2) 强渗阶段，渗剂滴入量较多，是为了保持炉内有较高的碳势，提高渗碳速度，加快渗碳时表面的化学反应。3) 扩散阶段，减少渗剂滴量，因为在工件表面生成碳的能力和接受碳的能力均是渗碳初期大于后期，所以扩散器减少渗剂量，对提高渗碳有利。3. 何谓C-N共渗及N-C共渗？各有何特点？并说明这两种工艺的主要应用。在一定温度下，同时将碳、氮渗入工件表层。以渗碳为主的热处理工艺称为碳氮共渗；以渗氮为主的热处理工艺称为氮碳共渗。（1） 碳氮共渗（中温碳氮共渗）特点：1 工艺温度低（820860 ）晶粒不会长大，

32、可直接淬火2 比纯渗碳、渗氮速度快3 氮增加了奥氏体稳定性，可用降低冷速冷却，变形小4 渗层具有过高的耐磨性和疲劳强度5 比渗碳具有过高的抗压强度和较低的脆性应用：碳氮共渗主要用于渗层深度为0.0750.75mm的硬而耐磨渗层。C、N渗入增加了奥氏体稳定性碳钢、低合金钢均可采用油冷淬火，减小了工件淬火变形。适用于要求耐磨、抗疲劳的低碳和中碳制各种薄小件。（2）氮碳共渗特点：以渗氮为主的低温化学热处理工艺。1 形成组织与渗氮相似；2 氮碳共渗后渗层具有高硬度；3 表面化合物层具有良好的减磨作用和抗咬合、抗擦伤能力；4 疲劳强度显著提高；5 具有良好的耐蚀性。应用：模具、量具、刃具等工具及齿轮、曲

33、轴等零件。渗层较薄，硬度梯度陡，故不适于重载零件处理。4. 什么叫离子氮化？并说明离子氮化的基本原理。在低于常压下的氮化气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间产生辉光放电进行渗氮的工艺，称为离子氮化。离子氮化层形成原理：将氮化工件置于真空室，接上高压直流电的负极。抽真空后充入少量氨气（或H2+N2混合气），真空室压力保持在410.6Pa。接通电源，控制在异常辉光放电区。辉光放电时，电子向阳极运动，并在运动中不断使气体分子电离，电离生成N+、H+等正离子在电场加速下射向阴极。离子具有较低动能，其一部分转化为热能使工件升温；一部分使离子直接渗入工件；还有一部分从阴极表面轰击出电子和原子产生阴极溅射。被轰击出鉄原子与带点的氮原子结合生成FeN，进而转化为低价氮化物（Fe23N）放出活性氮原子。氮原子一部分渗入工件表面并向内扩散，形成氮化层，一部分回到放电等离子区重新参与氮化过程。5. 制订下列工件的热处理工艺：（1）某机床齿轮，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，选用20钢制造（2）某机床主轴，要求有良好综合机械性能，轴颈部分要求耐磨（HRc5560），选用45钢制造（3）镗床镗杆，表面要求耐磨和极高的硬度，心部要求有较高的综合机械性能，材料选用38CrMoA