工程材料及成形技术6-钢的热处理课件

1、第一节 钢在加热时的转变第二节 钢在冷却时的转变第三节 过冷奥氏体转变图第四节 钢的退火与正火 第五节 钢的淬火第六节 钢的回火第七节 钢的表面热处理和化学热处理第八节 热处理技术条件及工序位置第六章 钢的热处理热处理：指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。热处理工艺曲线热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律。热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数。在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用. 模具、滚动轴承100%需经过热处理。总之

2、，重要零件都需适当热处理后才能使用。 热处理特点: 热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。 铸造轧制热处理强化适用范围: 只适用于固态下发生相变的材料。工艺总称工艺类型工艺名称代号热处理(代号5）整体热处理（代号1）退火正火淬火淬火和回火调质稳定化处理固溶处理，水韧处理固溶处理+时效12345678表面热处理（代号2）表面淬火和回火物理气相沉积化学气相沉积等离子体增强化学气相沉积离子注入12345化学热处理（代号3）渗碳碳氮共渗渗氮氮碳共渗渗其它非金属渗金属多元共渗1234567热处理工艺分类及代号根据热处理在零件加工中的工序位置可分

3、为：预备热处理为随后的加工（冷拔、冲压、切削）或进一步热处理作准备的热处理。最终热处理赋予工件所要求的使用性能的热处理。预备热处理最终热处理W18Cr4V钢热处理工艺曲线时间温度/ 钢的实际临界温度：Ac1、Ac3、Accm（加热） Ar1、Ar3、Arcm （冷却）实际加热或冷却时存在着过热或过冷现象。第一节 钢在加热时的转变一、奥氏体的形成（奥氏体化 ） 实质：奥氏体形成的过程就是铁晶格改组和 Fe、C原子的扩散过程。奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。以共析钢为例：在Ac1温度（727）： + Fe3C C% 0.0218 6.69 0.77结构 BCC 正交晶格 FCC温度，共析钢

4、奥氏体化曲线（875退火）共析钢奥氏体化过程亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢有何不同？要获得全部奥氏体组织，加热温度？思考二、奥氏体晶粒长大及影响因素1、奥氏体晶粒度奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶粒度。在给定温度下奥氏体的晶粒度称实际晶粒度。加热时奥氏体晶粒的长大倾向称本质晶粒度。取决于钢的成分和冶炼条件通常将钢加热到93010奥氏体化后，设法把奥氏体晶粒保留到室温来判断。晶粒度为1-4 级的是本质粗晶粒钢, 5-8 级的是本质细晶粒钢。2、影响奥氏体晶粒长大的因素加热温度和保温时间: 加热温度高、保温时间长, A晶粒粗大.加热速度: 加热速度越快,过热度越大, 形核率越高, 晶粒越

5、细.化学成分含碳量：亚共析钢随A中的含碳量增高，晶粒长大倾向增大； 过共析钢：有未溶碳化物存在，阻碍A晶粒长大。合金元素： 阻碍奥氏体晶粒长大的元素: Ti、V、Nb、Zr、W、Mo、Cr、Al 等碳化物和氮化物形成元素。 促进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、C、N。Nb/%奥氏体晶粒尺寸/mNb、Ti对奥氏体晶粒的影响 原始组织: 越细，碳化物弥散度越大，则奥氏体晶粒越细（形核率）。 奥氏体晶粒粗大，冷却后的组织也粗大，降低钢的常温力学性能，尤其是塑性。过热 是钢加热时常见的缺陷之一。第二节 钢在冷却时的转变随过冷度不同，非稳定的过冷奥氏体（Ar1以下）将发生珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转

6、变三种类型转变。现以共析钢为例说明： 一、珠光体转变（又称高温转变）1、珠光体的组织形态及性能转变温度： A1 550组织形态：铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物根据片层厚薄不同，又细分为：P（珠光体-pearlite ） ： A1-650 ，片层较粗S（索氏体- sorbite ） ： 650 -600 ，层片较细T (屈氏体troolstite） ： 600 -550 ，层片极细电镜下形貌光镜下形貌PST片间距RmHRCZ性能：片间距越小，钢的强度、硬度越高，而塑性和韧性略有改善。 2、珠光体转变过程珠光体转变也是形核和长大的过程。渗碳体晶核首先在奥氏体晶界上形成，最终形成一个珠光体团。特

7、点：扩散型转变（铁、碳原子扩散和晶格重构）。二、贝氏体转变（又称中温转变）1、贝氏体的组织形态及性能转变温度：550230 (Ms)根据其组织形态不同，贝氏体又分为：上贝氏体(B上)： 550350，羽毛状下贝氏体(B下)： 350-Ms，竹叶状性能：上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。 下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。 光镜下电镜下光镜下上贝氏体下贝氏体2、贝氏体转变过程贝氏体转变也是形核和长大的过程。发生贝氏体转变时，首先在奥氏体中的贫碳区形成过饱和铁素体晶核。特点：半扩散型 转变，即只有碳原子扩散而铁和合金元素原子不

8、扩散，晶格类型改变是通过切变实现的。上贝氏体转变过程下贝氏体转变过程 三、马氏体转变（又称低温转变） 转变温度：Ms以下1、马氏体的晶体结构 碳在-Fe中的过饱和固溶体称马氏体（M）。 体心正方晶格（a=bc）（轴比c/a 称马氏体的正方度） C% 越高，正方度越大，晶格畸变越严重。 马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中2、马氏体的组织形态 板条马氏体立体形态为细长的扁棒状。在光镜下板条马氏体为一束束的细条组织。在电镜下，板条内的亚结构主要是高密度的位错，=1012/cm2,又称位错马氏体。光镜下电镜下 针状马氏体立体形态为双凸透镜形的片状。显微组织为针状。在电镜下，亚结构主要是孪晶，

9、又称孪晶马氏体。电镜下电镜下光镜下 马氏体的形态主要取决于其含碳量:C%小于0.2%时，组织几乎全部是板条马氏体。C%大于1.0%C时几乎全部是针状马氏体.C%在0.21.0%之间为板条与针状的混合组织。马氏体形态与含碳量的关系0.45%C0.2%C1.2%C3、马氏体的性能主要特点：高硬度马氏体的硬度主要取决于其含碳量。合金元素对马氏体硬度的影响不大。马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化。注：当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。马氏体硬度、韧性与含碳量的关系C%马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和韧性。A4、马氏体转变的特点 马

10、氏体转变也是形核和长大的过程。 其主要特点是：无扩散性降温形成（MsMf）高速长大转变不完全（残余奥氏体A或A残）Ms、Mf 与冷速无关，主要取决于奥氏体中的合金元素含量（包括碳含量）。马氏体转变后，A量随含碳量的增加而增加，当含碳量达0.5%后，A量才显著。含碳量对马氏体转 变 温 度 的 影响含碳量对残余奥氏体量的影响过冷奥氏体转变产物（共析钢） 转变类型转变产物形成温度， 转变机制显微组织特征HRC获得工艺珠光体PA1650扩散型粗片状，F、Fe3C相间分布5-20退火S650600细片状，F、Fe3C相间分布20-30正火T600550极细片状，F、Fe3C相间分布30-40等温处理贝

11、氏体B上550350半扩散型羽毛状，短棒状Fe3C分布于过饱和F条之间40-50等温处理B下350MS竹叶状，细片状Fe3C分布于过饱和F针上50-60等温淬火马氏体M针MSMf无扩散型针状60-65淬火M*板条MSMf板条状50淬火第三节 过冷奥氏体转变图两种冷却方式示意图1等温冷却2连续冷却Ar1表示奥氏体急速冷却到临界点A1 以下在各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线，又称C曲线或TTT曲线。一、过冷奥氏体等温转变图(Time-Temperature-Transformation diagram)1、等温转变图的建立以共析钢为例：取一批小试样并进行奥氏体化.将试样分组淬入低

12、于A1 点的不同温度的盐浴中,隔一定时间取一试样淬入水中。 测定每个试样的转变量，确定各温度下转变量与转变时间的关系。将各温度下转变开始时间及终了时间标在温度时间坐标中，并分别连线。A1-1000100200300400500600700110102103104时间/(s)温度()四条线：转变开始线（左C）转变终了线（右C）Ms和Mf线三大区域：过冷奥氏体区转变产物区转变区时间温度A1MSMfA过冷PBMAMABAP转变开始线转变终了线奥氏体2、等温转变图的分析 P、B转变有孕育期，其长短与等温温度有关（受过冷度和原子扩散因素影响）鼻尖处（共析钢550），孕育期最短，过冷A最不稳定靠近A1点和

13、Ms点，孕育期较长，过冷A较稳定 Q：M转变有无孕育期，为什么？3、影响等温转变图的因素 成分的影响 含碳量：共析钢的过冷奥氏体最稳定，C曲线最靠右。随含碳量增加，Ms与Mf点下降，B区一直右移。 与共析钢相比，亚共析钢和过共析钢C曲线的上部各多一条先共析相的析出线。 Cr对C曲线的影响 合金元素除Co和Al（2.5%)外, 凡溶入奥氏体的合金元素都使C曲线右移,Ms与Mf点下降。碳化物形成元素还改变C曲线的形状。 奥氏体化条件的影响奥氏体化温度提高和保温时间延长，使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少，增加了过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。使用C 曲线时应注意奥氏体化条件及晶粒度的影响

14、. 二、过冷奥氏体连续转变图又称CCT(Continuous-Cooling-Transformation diagram)曲线，是通过测定不同冷速下过冷奥氏体的转变量获得的。一般采用快速膨胀仪测定。共析钢CCT曲线过共析钢CCT曲线亚共析钢CCT曲线1、共析钢的CCT图特点：没有贝氏体转变区，多了一条转变中止线。vk（上临界冷却速度）即获得全部M的最小冷却速度 时间 t温度A1Pf（P转变终了线）Ps（P转变开始线）A+PK（P转变中止线）MsMf vk（下临界冷却速度）即过冷A全部得到P的最大冷却速度过冷A区产物区M+AM-1000230炉冷空冷油冷水冷vk -1000230650600

15、450 PST+M+AM+ACCT图的应用2、非共析钢的CCT图亚（过）共析钢：比共析钢CCT曲线多一条AF（Fe3C）转变开始线； Ms 线右端下降（升高）。这是由于F（Fe3C）的析出, 奥氏体中含碳量升高（下降）； 过共析钢也无贝氏体转变区,而亚共析钢有。 合金钢：连续冷却时一般都会形成B组织。 过共析钢CCT曲线亚共析钢CCT曲线共析钢加热到相变点以上，如下图所示的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？各属于何种热处理方法？举例第四节 钢的退火与正火 机械零件的一般加工工艺为： 退火与正火主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。 一、退火（annealing）将钢加热至

16、适当温度保温，然后缓慢冷却 (炉冷) 的热处理工艺。退火目的：四化软化细化稳定化均匀化1.完全退火（重结晶退火、普通退火）工艺：c330-50，缓慢冷却到500以下再出炉空冷适用范围：亚共析成分中碳（合金）钢的铸、锻件及热轧型材目的：细化晶粒，消除过热组织，降低硬度，改善切削加工性。组织：P 2.球化退火 球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。工艺：将工件加热到Ac1+ 20-30 保温后缓冷，或者加热后冷却到略低于Ar1的温度下保温，使珠光体中的渗碳体球化后出炉空冷。适用范围：共、过共析的碳钢及合金工具钢目的：降低硬度、改善切削加工性，并为淬火作准备组织：粒状P（基体上弥散分布着颗粒状Fe

17、3C）注意：对有严重网状Fe3C的过共析钢，应在球化前进行正火，以消除网状Fe3C粒状珠光体3.等温退火工艺：将钢件或毛坯加热到高于Ac3（或Ac1）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，并等温保持，使奥氏体转变为珠光体，然后空冷。优点：大大缩短生产周期，提高热处理炉的使用率，更适合于孕育期长的合金钢。 高速钢等温退火与普通退火的比较4.扩散退火（均匀化退火）工艺：加热到略低于固相线温度，一般Ac3150-200，长时间保温（1015h）并缓慢冷却目的：减少（合金钢）钢锭、铸件或锻坯的化学成分偏析和组织的不均匀性组织：粗大（严重过热）须再进行完全退火或正火 5.去应力退火工艺

18、：Ac1以下(一般500650)，充分保温后 缓冷至200出炉空冷组织：无明显变化目的：消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等在工件中造成的残留内应力，稳定尺寸，减少零件在切削加工和使用过程中变形和开裂 6.再结晶退火工艺：T再+150250 （钢650750）目的：消除冷加工件应力，提高塑性 二、正火将钢加热到Ac3（亚）或Accm（过）以上3050，保温后空冷的工艺。正火温度组织：亚共析钢 F+S 共析钢 S 过共析钢 S+Fe3CII 目的： 对于低、中碳钢(0.6%C)，改善切削加工性能。 对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。 普通结构件最终热处理。注意：要改善

19、切削性能，低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火，高碳钢(0.6%C)用退火。热处理与硬度关系合适切削加工硬度第五节 钢的淬火将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。淬火(Quenching)是应用最广的热处理工艺之一。淬火目的：为获得马氏体或下贝氏体组织，提高钢的性能.一、淬火工艺1.加热温度亚共析钢：Ac3+3050，淬火组织为M (0.5%C)或M+A（0.5%C）；共析钢及过共析钢：Ac1+3050，淬火组织分别为 M+A 及M+Fe3C颗粒+A。 合金钢淬火温度比碳钢高,通常在临界温度以上50100。 但含Mn、P等本质粗晶粒钢应适当降低淬火温度。

20、45钢(含0.45%C)正常淬火组织T12钢（含1.2%C）正常淬火组织为什么亚共析钢通常不在两相区（A+F）加热？为什么过共析钢必须在两相区（A+Fe3C）加热？如果过共析钢T淬火Accm会有什么后果？2.加热时间的确定加热时间保温时间升温时间与加热介质、钢的成分、炉温、工件的形状及尺寸、装炉方式及装炉量有关 3. 淬火介质淬火工艺中最主要问题时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf钢的理想淬火冷却速度 650以上，慢，减小热应力650-400 ，快，避免C曲线400 以下，慢，减轻相变应力 常用淬火介质：盐水水盐浴油

21、 目前生产中常用的冷却介质有油、盐浴(碱浴)、水、盐水，其冷却能力依次增加。 形状简单的大型碳钢件小而简单的碳钢件小而复杂，变形要求小的重要零件合金钢或小型碳钢件注意：介质冷却能力与其使用温度及搅拌程度有关。常用淬火介质的冷却能力二、淬火方法采用不同的淬火方法可弥补介质的不足。12341单液淬火2双液淬火3分级淬火4等温淬火不同淬火方法示意图时间A1Ms温度应用？冷处理 (cold treatment )定义：淬火后的钢继续冷却至室温以下（-70-80 或更低），保持一定时间，使A转变为M 。目的：提高硬度和耐磨性，稳定工件尺寸。应用：主要用于高精度的零件，如精密轴承、精密模具、量具等。精密轴

22、承三、钢的淬透性1. 淬透性的概念淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力。影响淬透性的因素：钢的淬透性取决于Vk。C曲线越靠右Vk 淬透性。碳和合金元素：与影响C曲线规律相同奥氏体化温度：奥氏体化温度 ,淬透性 。钢中未溶第二相：淬透性 生产中还常用临界淬透直径（Dc）表示淬透性，它是指圆形钢棒在介质中冷却，中心被淬成半马氏体或全部M的最大直径。（注意Dc与介质有关）M量和硬度随深度的变化淬硬层深度：指由工件表面到半马氏体区(50%M + 50%P)的深度。2. 淬透性的表示方法淬透性的大小可用规定条件下淬硬层深度来表示。3.淬透性与淬硬性、淬硬层深度的关系 同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却

23、介质有关。工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。淬透性是钢材固有属性，与工件尺寸、冷却介质无关。淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力。主要取决于M的含碳量。与淬透性无必然联系。4.淬透性的实际意义淬透性是设计工件、合理选材和制定热处理工艺的重要依据。一般碳钢采用水冷淬火，而合金钢采用油冷淬火？利用淬透性可控制淬硬层深度。（设计时应注意尺寸效应）对于截面承载均匀的重要件,要全部淬透。如螺栓、连杆、模具等。对于承受弯曲、扭转的零件可不必淬透(淬硬层深度一般为半径的1/21/3)，如轴类、齿轮等。对于焊接件，应选用淬透性低的钢。高强螺栓柴油机连杆齿轮第六节 钢的回火回火的目的：1、降低脆

24、性，减少或消除淬火内应力, 防止变形或开裂。2、稳定组织，稳定尺寸和形状，保证零件使用精度和性能。螺杆表面的淬火裂纹 回火(Tempering)是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。3、获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。4、对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。一、回火组织转变及性能变化淬火组织（非平衡态，不稳定M和A）碳化物（平衡态）实质：淬火M分解，碳化物析出、聚集长大的过程。扩散型转变淬火钢回火时的转变特征回火索氏体回火马氏体回火屈氏体回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下

25、降，塑性、韧性提高。二、回火的分类与应用获得良好的综合力学性能，即在保持较高强度同时，具有良好塑性和韧性。 广泛用于各种重要结构件如轴、齿轮等热处理。也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理。 适用于各种高碳钢、渗碳件及表面淬火件。 应用提高e及s，同时使工件具有一定韧性 。在保留高硬度高耐磨性的同时，降低内应力和脆性。 回火目的S回 T回 M回（+ K+A）回火组织500-650350-500150-250 回火温度 高温回火（调质） 中温回火 低温回火 回火种类弹性元件及热锻模补充：尺寸稳定处理（时效处理）：某些量具、轴承等精密零件，为减少最后加工工序中形成的附加应力，增加尺寸稳定性，10

26、0150长时间（1050h）加热。附加回火高温软化回火：对某些退火难以软化的高合金钢，在650-A1回火，获得P回，以降低硬度、改善切削加工性。45钢经正火和调质后，组织和性能有何差别？第七节 钢的表面热处理和化学热处理目的：表硬里韧（表面强化）应用：承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。轴 齿轮一、钢的表面淬火定义：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。1、表面淬火用材料 0.4-0.5%C的中碳钢。如45、40Cr、40MnB 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 含碳量过高，心部韧性下降； 铸铁 提高其表面耐磨性。2、热处理预

27、备：正火/调质最终：表面淬火低温回火（180120，12h）最终组织：表层为M回；心部为S回(调质) 或F+S(正火)。 回火索氏体索氏体感应加热表面淬火示意图3、常用表面淬火方法 感应淬火利用交变电流在工件表面感应巨大涡流，使工件表面迅速加热的方法。注：频率越高，淬火后工件淬硬层越薄。 感应加热表面淬火齿轮的截面图中频感应淬火的机车凸轮轴感应淬火分类：高频感应加热 频率为250-300KHz，淬硬层深度0.5-2mm 中频感应加热 频率为2500-8000Hz，淬硬层深度2-10mm工频感应加热 频率为50Hz,淬硬层深度10-15mm感应淬火特点:不易氧化脱碳，变形小； 表面硬度高，耐磨性

28、高，且脆性小，疲劳强度好；加热温度及淬硬层深度易控制，便于实现机械化和自动化；设备昂贵，投资大，不适用于复杂零件和小批量生产。 火焰淬火利用氧乙炔（或其它可燃气体）火焰直接加热工件表面的方法。淬硬层深度一般为28mm。成本低，但质量不易控制。适用于单件、小批量生产。二、钢的化学热处理定义：是将工件置于特定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层从而改变工件表层化学成分和组织和性能的热处理工艺。特点：与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。 化学热处理的基本过程：介质(渗剂)的分解: 分解的同时

29、释放出活性原子。如：渗碳 CH42H2+C 氮化 2NH33H2+2N工件表面的吸收活性原子向固溶体溶解或与钢中某些元素形成化合物。原子向内部扩散形成具有一定深度的扩散层，即渗层。氮化扩散层1、钢的渗碳 指向钢的表面渗入碳原子的过程。渗碳目的： 提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时保持心部良好的韧性。渗碳用钢： 0.1-0.25%C的低碳钢或低碳合金钢经渗碳的机车从动齿轮渗碳是工业中最常用的，是齿轮、活塞销类零件加工中的一道重要工序 。气体渗碳法示意图（1）渗碳方法气体渗碳法 渗剂为气体 (煤气、液化气等)或有机液体(煤油、甲醇等)。优点: 质量好, 效率高；缺点: 渗层成分与深度不易控制

30、。固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。渗剂为木炭。优点：操作简单；缺点：渗速慢，劳动条件差。真空渗碳法将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后通入渗碳气体加热渗碳。优点: 表面质量好, 渗碳速度快。真空渗碳炉（2）渗碳工艺参数温度：900-950。渗碳层厚度：一般为0.5-2mm。 低碳钢渗碳缓冷后的组织渗碳层表面含碳量：0.85-1.05渗碳缓冷后组织： 从表面到心部的组织为P+Fe3CPP+F（3）渗碳后的热处理及组织淬火+低温回火, 回火温度为160-180。淬火方法：预冷淬火法、一次淬火法、二次淬火法渗碳后的热处理示意图常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50淬

31、火+低温回火。此时组织为：表层：M回+颗粒状碳化物+A(少量)心部：M回+F（淬透时）渗碳淬火后的表层组织M+F2、钢的氮化 氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。氮化用钢：含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。井式气体氮化炉常用钢号：38CrMoAl、42CrMo。氮化温度：500-570氮化层厚度：不超过0.6-0.7mm。常用氮化方法： 气体氮化法与离子氮化法。气体氮化法与气体渗碳法类似，渗剂为氨。离子氮化法是在电场作用下，使电离的氮离子高速冲击作为阴极的工件。与气体氮化相比，氮化时间短，氮化层脆性小。离子氮化炉氮化的特点：表面硬度高（HV1000-1100），耐磨性高。疲劳强度高。由于表

32、面存在压应力。工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处理。 耐蚀性好。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。氮化层组织38CrMoAl氮化层硬度应用：用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如镗床镗杆、精密传动齿轮及重要曲轴等。 经氮化的机车曲轴氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。3、碳氧共渗（氰化） 780-880下（渗速快）同时将碳、氮渗入工件表面，并以渗碳为主。 目的：提高工具、模具的表面硬度、耐磨性和抗咬合性。 表面组织：细片状M回适量颗粒状C-N化合物残4、渗硼 将工件置于渗硼介质中，加热（800-1000），保温（1-6h），使活性硼原子渗入工件表面。 目的：提高工具、模具的表面硬度（可达12002000 HV），耐腐蚀性、耐热性和抗氧化性。几种表面热处理和化学热处理的比较 高频淬火：主要用于耐磨性及硬度要求一般，形状简单和变形要求较小的工件，如曲轴、机床齿轮等； 渗碳：主要用于耐磨性要求高，受重载和较大冲击载荷的工件，如汽车齿轮等； 碳氮共渗：主要用于耐磨性要求较高，形状复杂，变形要求较小的中小型零件； 氮化：主要用于耐磨性要求高，耐蚀性和精度要求高的零件，如精密机床主轴，丝杠等。 三、气相沉积技术 指利