退火将钢加热到适当温度保温一定时间然后缓慢冷ppt课件

1、工程材料原理工程材料原理1 1退火：将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢退火：将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却普通为随炉冷却，以获得接近平衡形状组织的热处冷却普通为随炉冷却，以获得接近平衡形状组织的热处置工艺。置工艺。2.4.3钢的普通热处钢的普通热处置置热处置视频热处置视频-热处置的概念热处置的概念钢的退火钢的退火热处置：热处置：v.youku/v_playlist/f5287421o1p5.html工程材料原理工程材料原理 根据处置的目的和要求不同，钢退火可分为根据处置的目的和要求不同，钢退火可分为: :完全退火、等温退火、球化退火、分散退火和去应完全退火、等温退火、球

2、化退火、分散退火和去应力退火。力退火。1 1完全退火：完全退火又称重结晶退火，是将工完全退火：完全退火又称重结晶退火，是将工件加热至件加热至AC3AC3以上以上2020度度3030度度, ,保温一定时间后保温一定时间后, ,缓缓慢冷却随炉冷却或埋在石灰和砂中冷却，以获慢冷却随炉冷却或埋在石灰和砂中冷却，以获得接近平衡组织的热处置工艺。得接近平衡组织的热处置工艺。 亚共析钢完全退火后组织为：亚共析钢完全退火后组织为：F+PF+P 退火目的：细化组织、提高性能、降低硬度、退火目的：细化组织、提高性能、降低硬度、改善切削性能、消除内应力改善切削性能、消除内应力 适用：亚共析钢。过共析钢完全退火后析出

3、适用：亚共析钢。过共析钢完全退火后析出网状渗碳体，引起裂纹。网状渗碳体，引起裂纹。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理2 2等温退火：将钢件或毛坯加热到高于等温退火：将钢件或毛坯加热到高于Ac3Ac3Ac1Ac1的温度，保温适当时间后，较快地冷却到珠光体区的温度，保温适当时间后，较快地冷却到珠光体区的某一温度，并等温坚持，使奥氏体转变为珠光体的某一温度，并等温坚持，使奥氏体转变为珠光体组织，然后缓慢冷却的热处置工艺。组织，然后缓慢冷却的热处置工艺。目的：与完全退火同，但变形易控制，能获得均匀的目的：与完全退火同，但变形易控制，能获得均匀的预期组织。预期组织。工程材料原理工程材料原理

4、工程材料原理工程材料原理n3 3 球化退火：使钢中碳化物球状化的热处置球化退火：使钢中碳化物球状化的热处置工艺。工艺。 球化退火主要用于过共析钢球化退火主要用于过共析钢, ,其主要目的在于使其主要目的在于使二次二次Fe3CFe3C及及Fe3CFe3C球化得到球状珠光体球化得到球状珠光体, ,以降低钢的以降低钢的硬度硬度, ,改善切削加工性能改善切削加工性能, ,并为以后的淬火做好组并为以后的淬火做好组织预备。随炉加热，略高于织预备。随炉加热，略高于Ac1Ac1；保温时间长，使；保温时间长，使Fe3CFe3C自发球化。自发球化。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理n4 4 分散退火分

5、散退火: :为减少钢锭、钢件或锻坯的化学为减少钢锭、钢件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线的成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线的温度，长时间保温并进展缓慢冷却的热处置工艺，温度，长时间保温并进展缓慢冷却的热处置工艺，称为分散退火或均匀化退火。称为分散退火或均匀化退火。温度：熔点以下温度：熔点以下100-200100-200度度保温时间：保温时间：10-15h10-15h分散退火后晶粒粗，普通再进展完全退火或正火。分散退火后晶粒粗，普通再进展完全退火或正火。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理5 5 去应力退火：为消除铸造、锻造、焊接和机去应力退火：为消除

6、铸造、锻造、焊接和机加工在工件中呵斥的残留内应力而进展的低温退火，加工在工件中呵斥的残留内应力而进展的低温退火，称为去应力退火。去应力退火是将工件随炉缓慢加称为去应力退火。去应力退火是将工件随炉缓慢加热到低于热到低于Ac1Ac1的某一温度普通为的某一温度普通为500-650500-650度度, ,保温保温, ,然后随炉冷却。这种热处置可以消除然后随炉冷却。这种热处置可以消除50-80%50-80%的内应的内应力，不引起组织变化。力，不引起组织变化。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理2正火：正火：钢材或钢件加热到钢材或钢件加热到Ac3对亚共析钢以上对亚共析钢以上3050度度,过共析

7、钢加热到过共析钢加热到Acm以上以上3050度度,保温后在自在流动的空气中冷却的热处置工艺。保温后在自在流动的空气中冷却的热处置工艺。 正火后组织正火后组织: :亚共析钢亚共析钢F+S,F+S,共析钢共析钢S,S, 过共析钢过共析钢S+Fe3CS+Fe3C钢的正火钢的正火n钢的正火n v.youku/v_playlist/f5287421o1p7.htmltudou/programs/view/b7YuAJuUbpU/工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理 正火目的：正火目的：a a作为最终热处置作为最终热处置: :细化晶粒，使组织均匀细化晶粒，使组织均匀提高强度、硬度、韧性提高强度

8、、硬度、韧性b b作为预先热处置：淬火或调质前进展可消作为预先热处置：淬火或调质前进展可消除魏氏组织和带状组织；对过共析钢可减除魏氏组织和带状组织；对过共析钢可减少二次渗碳体，使其不构成延续网状，为少二次渗碳体，使其不构成延续网状，为球化退火预备；球化退火预备；c c改善切削加工性能：退火后硬度低不便切改善切削加工性能：退火后硬度低不便切削加工，正火可提高硬度便于切削。削加工，正火可提高硬度便于切削。工程材料原理工程材料原理3 3淬火：淬火：将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处置工艺称为淬火。速冷却以获得马氏体组织

9、的热处置工艺称为淬火。钢的淬火钢的淬火钢的淬火：钢的淬火：v.youku/v_playlist/f5287421o1p2.htmltudou/programs/view/Jok2JfSr8Vo/tudou/programs/view/IsaFJSHJSqc/工程材料原理工程材料原理1 1 淬火工艺：淬火工艺： 淬火温度的选定淬火温度的选定 碳钢的淬火温度可根碳钢的淬火温度可根据据FeFeFe3CFe3C相图来选择相图来选择, ,亚亚共析钢的淬火加热温度是共析钢的淬火加热温度是(A C3 +30-50)(A C3 +30-50)度度, ,此时可此时可全部得到奥氏体全部得到奥氏体, ,淬火后得淬火

10、后得到马氏体组织。过共析钢到马氏体组织。过共析钢的淬火温度是的淬火温度是(A C1 +30-(A C1 +30-50)50)度度, ,这时得到奥氏体和这时得到奥氏体和渗碳体组织渗碳体组织, ,淬火后获得均淬火后获得均匀细小的马氏体和粒状渗匀细小的马氏体和粒状渗碳体混合组织。碳体混合组织。工程材料原理工程材料原理 加热时间确实定加热时间确实定 加热和保温两个阶段。加热和保温两个阶段。 淬火冷却介质：目前常见的淬火冷淬火冷却介质：目前常见的淬火冷却介质有油却介质有油, ,水水, ,盐水和碱水盐水和碱水, ,它们的冷却它们的冷却才干依次添加。其中水和油是目前消费中才干依次添加。其中水和油是目前消费中

11、运用最广的冷却介质。运用最广的冷却介质。工程材料原理工程材料原理a.a.单介质淬火单介质淬火 b.b.双介质淬火双介质淬火 c.c.分级淬火分级淬火 d.d.等温淬火法等温淬火法 淬火方法淬火方法工程材料原理工程材料原理1单介质淬火单介质淬火 它是将奥氏体形状的工件放入一种淬火介质中不它是将奥氏体形状的工件放入一种淬火介质中不断冷却到室温的淬火方法。这种方法操作简单，容断冷却到室温的淬火方法。这种方法操作简单，容易实现机械化，适用于外形简单的碳钢和合金钢工易实现机械化，适用于外形简单的碳钢和合金钢工件。普通来说。碳钢的临界冷却速度高，尤其是尺件。普通来说。碳钢的临界冷却速度高，尤其是尺寸较大的

12、碳钢工件多采用水淬；而尺寸较小的碳钢寸较大的碳钢工件多采用水淬；而尺寸较小的碳钢件及过冷奥氏体较稳定的合金钢件那么可采用油淬。件及过冷奥氏体较稳定的合金钢件那么可采用油淬。 2双介质淬火双介质淬火 它是先将奥氏体形状的工件在冷却才干强的淬火它是先将奥氏体形状的工件在冷却才干强的淬火介质中冷却至接近介质中冷却至接近Ms点温度时，再立刻转入冷却才点温度时，再立刻转入冷却才干较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变。干较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变。普通用水作为快冷淬火介质，用油作为慢冷淬火介普通用水作为快冷淬火介质，用油作为慢冷淬火介质。有时也采用水淬、空冷的方法。这种方法利用质。有时也

13、采用水淬、空冷的方法。这种方法利用了两种介质的优点，获得了较理想的冷却条件。其了两种介质的优点，获得了较理想的冷却条件。其缺陷是操作复杂，在第一种介质中停留时间难以掌缺陷是操作复杂，在第一种介质中停留时间难以掌握，需求有很强的实际阅历。主要用于外形复杂的握，需求有很强的实际阅历。主要用于外形复杂的高碳钢工件及大型合金钢工件。高碳钢工件及大型合金钢工件。 工程材料原理工程材料原理 3马氏体分级淬火马氏体分级淬火 它是将奥氏体形状的工件首先淬入略高于或低于钢的它是将奥氏体形状的工件首先淬入略高于或低于钢的Ms点点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，再从浴炉的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温

14、度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变。分级淬火只适用于尺中取出空冷至室温，完成马氏体转变。分级淬火只适用于尺寸较小的工件，如刀具、量具和要求变形很小的精细工件。寸较小的工件，如刀具、量具和要求变形很小的精细工件。 4贝氏体等温淬火贝氏体等温淬火 它是将奥氏体化后的工件在稍高于它是将奥氏体化后的工件在稍高于Ms温度的盐浴或碱浴中温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。等温淬火实践上是分级淬火的进一步开展。所不同的是等温等温淬火实践上是分级淬火的进一步开展。所不同的是等温淬火获得下贝氏体组织。经这种方法

15、处置的零件强度高，塑淬火获得下贝氏体组织。经这种方法处置的零件强度高，塑性和韧性好，即具有良好的综合机械性能，同时淬火应力小，性和韧性好，即具有良好的综合机械性能，同时淬火应力小，变形小。这种方法多用于外形复杂和要求较高的小零件，如变形小。这种方法多用于外形复杂和要求较高的小零件，如冷热模具、弹簧、螺栓等。冷热模具、弹簧、螺栓等。 工程材料原理工程材料原理2钢的淬透性钢的淬透性钢的淬透性及其测定方法钢的淬透性及其测定方法a淬透性：钢接受淬火时构成马氏体的才干。淬透性：钢接受淬火时构成马氏体的才干。b淬透性曲线淬透性曲线:沿长度方向的硬度变化。沿长度方向的硬度变化。c钢的淬透性表示：钢的淬透性表

16、示：J表示末端淬火的淬透表示末端淬火的淬透性，性，HRC为该处的硬度，为该处的硬度，d表示距水冷端的表示距水冷端的间隔，如间隔，如J35-15表示距水冷端表示距水冷端15mm硬度为硬度为35HRC。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理d淬透层深度淬透层深度:从试样外表至半马氏体区的间隔。从试样外表至半马氏体区的间隔。同条件下，淬透层深度大，淬透性越好；同条件下，淬透层深度大，淬透性越好；e钢的淬硬性：钢淬火后可以到达的最高硬度叫钢的淬硬性：钢淬火后可以到达的最高硬度叫钢的淬硬性，它主要决议于钢的淬硬性，它主要决议于M的碳含量。的碳含量。工程材料原理工程材料原理 影响淬透性的要素影响

17、淬透性的要素 钢的淬透性由其临界冷却速度决议。临界冷却速度越小，钢的淬透性由其临界冷却速度决议。临界冷却速度越小，即奥氏体越稳定，那么钢的淬透性越好。因此影响奥氏体稳定即奥氏体越稳定，那么钢的淬透性越好。因此影响奥氏体稳定性的要素，均影响钢的淬透性。性的要素，均影响钢的淬透性。 a a 碳质量分数：碳质量分数： 亚共析钢：亚共析钢：C C减少，临界冷却速度增大，淬透性降低减少，临界冷却速度增大，淬透性降低 过共析钢：过共析钢：C C添加，临界冷却速度增大，淬透性降低；添加，临界冷却速度增大，淬透性降低； 共析钢临界冷却速度最小，淬透性最好。共析钢临界冷却速度最小，淬透性最好。 b b合金元素：

18、除钴外，其他合金元素均降低临界冷却速度，使合金元素：除钴外，其他合金元素均降低临界冷却速度，使C C曲线右移，提高淬透性。因此，合金钢比碳钢淬透性好。曲线右移，提高淬透性。因此，合金钢比碳钢淬透性好。 c c奥氏体化温度：提高奥氏体化温度，奥氏体化温度：提高奥氏体化温度，A A晶粒长大，成分均匀，晶粒长大，成分均匀，减少珠光体形核率，降低临界冷速，添加淬透性。减少珠光体形核率，降低临界冷速，添加淬透性。 d d钢中未溶第二相：未溶物成为奥氏体分解的自发中心，使临钢中未溶第二相：未溶物成为奥氏体分解的自发中心，使临界冷速增大，降低淬透性。界冷速增大，降低淬透性。工程材料原理工程材料原理钢材经调质

19、处置后钢材经调质处置后,淬透性好的钢棒整个截面都淬透性好的钢棒整个截面都是回火索氏体是回火索氏体,机械性能均匀机械性能均匀,强度高强度高,韧性好，而淬韧性好，而淬透性差的钢心部为片状索氏体透性差的钢心部为片状索氏体+铁素体铁素体,只表层为回只表层为回火索氏体火索氏体,心部强韧性差。心部强韧性差。工程材料原理工程材料原理4 4回火：回火： 钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的组织和性能，将其加热到组织和性能，将其加热到A1A1以下某一温度以下某一温度, ,保温一保温一定时间定时间, ,然后冷却到室温的热处置工艺叫做回火。然后冷却到室温的热处置工艺叫做回

20、火。 n回火的目的大体可归纳为回火的目的大体可归纳为 : : n1 1 降低脆性降低脆性, ,消除或减少内应力。消除或减少内应力。 n2 2 获得工件所需求的机械性能。获得工件所需求的机械性能。 n3 3 稳定工件尺寸。稳定工件尺寸。 n4 4 对于退火难以软化的某些合金钢对于退火难以软化的某些合金钢, , 在淬火在淬火( (或或正火正火) )后予以高温回火后予以高温回火, ,使钢中碳化物适当聚集使钢中碳化物适当聚集, ,以降低硬以降低硬度度, ,便于切削加工。便于切削加工。钢的回火钢的回火钢的回火：钢的回火：v.youku/v_show/id_XMjIwMjkzNjg0.htmltudou/

21、programs/view/_mM9tHOtqJY/工程材料原理工程材料原理根据加热温度不同根据加热温度不同, ,回火可分为回火可分为: : 1 1低温回火。回火温度是低温回火。回火温度是150-250150-250度。回火后得度。回火后得到回火马氏体组织到回火马氏体组织, ,硬度普通为硬度普通为58-64HRC58-64HRC。低温回火。低温回火的目的是坚持较高的硬度和耐磨性的目的是坚持较高的硬度和耐磨性, ,降低内应力降低内应力, ,减减少脆性。主要适用于刃具少脆性。主要适用于刃具, ,量具模具和轴承等要求高量具模具和轴承等要求高硬度硬度, ,高耐磨性的工具和零件。高耐磨性的工具和零件。

22、2 2中温回火。回火温度是中温回火。回火温度是350-500350-500度。回火后得度。回火后得到回火屈氏体组织到回火屈氏体组织, ,硬度为硬度为35-45HRC35-45HRC。中温回火的目。中温回火的目的是要获得较高的弹性和屈服极限的是要获得较高的弹性和屈服极限, ,同时又有一定的同时又有一定的韧性。主要用于弹簧韧性。主要用于弹簧, ,发条发条, ,热锻模等零件的处置。热锻模等零件的处置。 工程材料原理工程材料原理3 3高温回火。回火温度是高温回火。回火温度是500-650500-650度。回火后得到度。回火后得到回火索氏体组织回火索氏体组织, ,硬度为硬度为25-35HRC25-35H

23、RC。高温回火的目的。高温回火的目的是要获得强度是要获得强度, ,塑性塑性, ,韧性都较好的综合机械性能。韧性都较好的综合机械性能。 在工厂里习惯地把淬火加高温回火相结合地热处置称在工厂里习惯地把淬火加高温回火相结合地热处置称为调质处置。回火索氏体综合机械性能最好为调质处置。回火索氏体综合机械性能最好, , 即强即强度、塑性和韧性都比较好，硬度普通为度、塑性和韧性都比较好，硬度普通为25HRC25HRC35HRC35HRC。广泛用于各种重要的机器构造件，是受交变。广泛用于各种重要的机器构造件，是受交变载荷的零件，如连杆、轴、齿轮等。也可作为某些精载荷的零件，如连杆、轴、齿轮等。也可作为某些精细

24、工件如量具、模具等的预先热处置。细工件如量具、模具等的预先热处置。 工程材料原理工程材料原理随回火温度升高，碳钢的硬度、强度降低，塑性提高。随回火温度升高，碳钢的硬度、强度降低，塑性提高。但回火温度太高，塑性会有所下降。但回火温度太高，塑性会有所下降。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理热处置实例：热处置实例：v.youku/v_playlist/f5287421o1p6.html热处置设备热处置设备v.youku/v_show/id_XMjIwNjU0Njky.html?f=5287421热处置实例热处置实例热处置设备热处置设备工程材料原理工程材料原理课堂复习课堂复习名词解释：名

25、词解释：退火，正火，淬火，回火，退火，正火，淬火，回火，淬透性，淬硬性，调质，淬透性，淬硬性，调质，回火马氏体，回火屈氏体，回火索回火马氏体，回火屈氏体，回火索氏体氏体工程材料原理工程材料原理2.4.4 2.4.4 钢的外表热处置：钢的外表热处置： 仅对钢外表加热、冷却而不改动其成分仅对钢外表加热、冷却而不改动其成分的热处置工艺。也称外表淬火。的热处置工艺。也称外表淬火。 1 1感应加热外表热处置根本原理感应加热外表热处置根本原理 感应加热就是利用感应加热就是利用“集肤效应原理集肤效应原理, ,把零件放在感应把零件放在感应器中器中, ,感应器通入交流电感应器通入交流电, ,工件外表由于电流热效

26、应很快被工件外表由于电流热效应很快被加热到淬火温度加热到淬火温度, ,随之立刻喷液冷却随之立刻喷液冷却, ,使工件外表淬火使工件外表淬火, ,从而从而得到马氏体组织。得到马氏体组织。 根据电流频率的不同根据电流频率的不同, ,感应加热分为感应加热分为: : 高频感应加热高频感应加热(100-1000kHz),(100-1000kHz),最常用的为最常用的为200-300kHz,200-300kHz,淬淬透层深为透层深为1-2mm1-2mm。 中频感应加热中频感应加热(1-10kHz),(1-10kHz),常用常用2500-8000kHz2500-8000kHz。淬透层深。淬透层深3-3-5mm

27、5mm。 工频感应加热工频感应加热(50kHz),(50kHz),淬透层深为淬透层深为10-20mm10-20mm。工程材料原理工程材料原理感应加热感应加热外表热处置外表热处置tudou/programs/view/z-rOSCUuZ6Q/tudou/programs/view/zxWZVQgT7V8/工程材料原理工程材料原理2.感应加热适用的钢种感应加热适用的钢种 外表淬火普通用于中碳钢和中碳低合金外表淬火普通用于中碳钢和中碳低合金钢钢,如如45、40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、钢等。用于齿轮、轴类零件的外表硬化，提高耐磨性。轴类零件的外表硬化，提高耐磨性。 高碳钢也可外表淬火，主要用于

28、受较小高碳钢也可外表淬火，主要用于受较小冲击和交变载荷的工具、量具。冲击和交变载荷的工具、量具。工程材料原理工程材料原理3.感应加热外表热处置的特点感应加热外表热处置的特点 (1) 高频感应加热时，钢的奥氏体化是在较大的高频感应加热时，钢的奥氏体化是在较大的过热度过热度Ac3以上以上80 150 )进展的进展的, 因此晶核因此晶核多多, 且不易长大。且不易长大。 (2) 外表层淬得马氏体后外表层淬得马氏体后, 由于体积膨胀在工件外由于体积膨胀在工件外表层呵斥较大的剩余压应力表层呵斥较大的剩余压应力, 显著提高工件的疲劳显著提高工件的疲劳强度。强度。 (3) 因加热速度快，没有保温时间，工件的氧

29、化因加热速度快，没有保温时间，工件的氧化脱碳少。另外，由于内部未加热，工件的淬火变形脱碳少。另外，由于内部未加热，工件的淬火变形也小。也小。 (4) 加热温度和淬硬层厚度从外表到半马氏体加热温度和淬硬层厚度从外表到半马氏体区的间隔容易控制，便于实现机械化和自动化。区的间隔容易控制，便于实现机械化和自动化。 工程材料原理工程材料原理4 4火焰加热外表热处置火焰加热外表热处置 火焰加热外表淬火是用乙炔火焰加热外表淬火是用乙炔 - -氧或煤气氧或煤气- -氧的混氧的混合气体熄灭的火焰合气体熄灭的火焰, ,放射在零件外表上放射在零件外表上, ,使它加速加使它加速加热热, ,当到达淬火温度时立刻喷水冷却

30、当到达淬火温度时立刻喷水冷却, ,从而获得预期从而获得预期的硬度和淬硬层深度的一种外表淬火方法。的硬度和淬硬层深度的一种外表淬火方法。tudou/programs/view/yAX_CrY_9A4/火焰加热外表热处置火焰加热外表热处置工程材料原理工程材料原理2.4.52.4.5钢的化学热处置：钢的化学热处置：n定义：化学热处置是将钢件置于一定温度的活性定义：化学热处置是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的外表介质中保温，使一种或几种元素渗入它的外表, ,以以改动外表层的化学成分和组织，到达改良外表性改动外表层的化学成分和组织，到达改良外表性能，满足技术要求的热处置过程。

31、能，满足技术要求的热处置过程。n分类：渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。分类：渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。n作用：有效提高外表耐磨性、耐蚀性、抗氧化性、作用：有效提高外表耐磨性、耐蚀性、抗氧化性、疲劳强度。疲劳强度。n外表化学成分改动发生过程：外表化学成分改动发生过程：n 介质分解；介质分解；n 外表吸收；外表吸收；n 原子分散。原子分散。 2.4.5钢的化学热处置钢的化学热处置工程材料原理工程材料原理1 1渗碳：渗碳： 为了添加表层的碳质量分数和获得一为了添加表层的碳质量分数和获得一定的碳浓度梯度，钢件在渗碳介质中加热和定的碳浓度梯度，钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入外表的

32、工艺称为渗碳。保温，使碳原子渗入外表的工艺称为渗碳。或钢件外表层渗入碳原子的化学热处置操或钢件外表层渗入碳原子的化学热处置操作称为渗碳。作称为渗碳。1 1 渗碳目的：是使工件在热处置后外表渗碳目的：是使工件在热处置后外表具有高的硬度和耐磨性具有高的硬度和耐磨性, ,而心部仍坚持一定而心部仍坚持一定强度及较高的塑性和韧性。强度及较高的塑性和韧性。工程材料原理工程材料原理2 渗碳方法：气体渗碳渗碳方法：气体渗碳 将工件装在密封的渗碳炉中，加热到将工件装在密封的渗碳炉中，加热到900 950 ，向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，或直接通入煤气、石油液化气等气体，

33、经过化学反或直接通入煤气、石油液化气等气体，经过化学反响产生活性碳原子，使钢件外表渗碳。渗碳使低碳响产生活性碳原子，使钢件外表渗碳。渗碳使低碳(碳质量分数为碳质量分数为0.150.30%)钢件外表获得高浓度钢件外表获得高浓度碳碳质量分数约碳碳质量分数约1.0%。 工程材料原理工程材料原理气体渗碳炉气体渗碳炉气体渗碳安装表示图气体渗碳安装表示图tudou/programs/view/wg08J9qM2Hk/工程材料原理工程材料原理3渗碳工艺：渗碳温度普通在渗碳工艺：渗碳温度普通在900-950度度, 4渗碳后的热处置：渗碳后的热处置： 直接淬火直接淬火 一次淬火一次淬火 二次淬火二次淬火 工程材

34、料原理工程材料原理 直接淬火直接淬火 渗碳后直接淬火，由于渗碳温度高渗碳后直接淬火，由于渗碳温度高, 奥氏奥氏体晶粒长大体晶粒长大, 淬火后马氏体较粗淬火后马氏体较粗, 剩余奥氏体也较多剩余奥氏体也较多, 所以耐磨性较低所以耐磨性较低, 变形较大。为了减少淬火时的变形变形较大。为了减少淬火时的变形, 渗碳后常将工件预冷到渗碳后常将工件预冷到830 850 后淬火。后淬火。 工程材料原理工程材料原理 一次淬火一次淬火 是在渗碳缓慢冷却之后是在渗碳缓慢冷却之后, 重新加热到临重新加热到临界温度以上保温后淬火。心部组织要求高时，一次界温度以上保温后淬火。心部组织要求高时，一次淬火的加热温度略高于淬火

35、的加热温度略高于Ac3。对于受载不大但外表。对于受载不大但外表性能要求较高的零件性能要求较高的零件, 淬火温度应选用淬火温度应选用Ac1以上以上30 50 , 使表层晶粒细化使表层晶粒细化, 而心部组织无大的改而心部组织无大的改善善, 性能略差一些。性能略差一些。 工程材料原理工程材料原理二次淬火二次淬火对于机械性能要求很高或本质粗对于机械性能要求很高或本质粗晶粒钢晶粒钢,应采用二次淬火。第一次淬火是为了应采用二次淬火。第一次淬火是为了改善心部组织改善心部组织,加热温度为加热温度为Ac3以上以上3050。第二次淬火是为细化表层组织。第二次淬火是为细化表层组织,获得细获得细马氏体和均匀分布的粒状

36、二次渗碳体马氏体和均匀分布的粒状二次渗碳体,加热温加热温度为度为Ac1以上以上3050。渗碳、淬火后进展低温渗碳、淬火后进展低温(150200)回火回火,以以消除淬火应力和提高韧性消除淬火应力和提高韧性工程材料原理工程材料原理5钢渗碳、淬火、回火后的组织和性能钢渗碳、淬火、回火后的组织和性能组织：组织：表层：高碳回火马氏体表层：高碳回火马氏体+碳化物碳化物+剩余奥氏体剩余奥氏体心部：低碳回火马氏体或含心部：低碳回火马氏体或含F、T性能：性能：a外表硬度高，耐磨性好，心部韧性好，硬度低外表硬度高，耐磨性好，心部韧性好，硬度低b疲劳强度高，表层体积膨胀大，心部体积膨胀小，疲劳强度高，表层体积膨胀大

37、，心部体积膨胀小，表层呵斥压应力，使零件疲劳强度提高。表层呵斥压应力，使零件疲劳强度提高。工程材料原理工程材料原理工程材料原理工程材料原理2 2氮化：氮化： 向钢件外表渗入氮的工艺。氮化目的在于更大地向钢件外表渗入氮的工艺。氮化目的在于更大地提高钢件外表的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀提高钢件外表的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。性。 1 1 氮化工艺：气体氮化氮化工艺：气体氮化 氨加热后分解出活性氮原子氨加热后分解出活性氮原子(2NH33H2+2N)(2NH33H2+2N)，氮原子被钢，氮原子被钢吸收并溶入钢件外表，在保温过程中向内分散，构成渗氮层。吸收并溶入钢件外表，在保温过程中向内

38、分散，构成渗氮层。 与渗碳比较：与渗碳比较：N N化温度低化温度低:500-600:500-600度；度； N N化时间长：化时间长：20-50h20-50h N N化前须调质处置：改善加工性能和获得均匀化前须调质处置：改善加工性能和获得均匀的回火索氏体组织，保证高强度和韧性。的回火索氏体组织，保证高强度和韧性。 工程材料原理工程材料原理2 2 氮化件的组织和性能氮化件的组织和性能 氮化件硬度高，高耐磨性和热硬性；氮化件硬度高，高耐磨性和热硬性； 氮化后，表层有压应力，疲劳强度大大提高氮化后，表层有压应力，疲劳强度大大提高 氮化温度低，零件变形小氮化温度低，零件变形小 氮化后的氮化后的相化学稳定性好，耐蚀性好；相化学稳定性好，耐蚀性好；Fe-N相图相图38CrMoAl钢氮化层的显微组织钢氮化层的显微组织400倍倍工程材料原理工程材料原理3 3 氮化用钢：氮化用钢：35CrAlA,38C