汽车机械基础课件第2章 汽车构件常用热处理应用

复习：1、汽车常用材料有哪些2、金属材料的性能有哪些新课内容1、退火与正火2、淬火3、回火4、表面淬火5、渗碳和渗氮

第2章汽车构件常用热处理应用学习目标：1.了解热处理的作用和热处理的基本要素及热处理的基本类型；2.理解钢的临界转变温度；3.掌握零件的退火与正火工艺的目的；4.理解零件的淬火和回火分类方法；5.了解表面淬火和化学热处理种类能力要求：1.能为汽车传动零件选择热处理方法；2.能结合实际为汽车变速器齿轮选择热处理方法第2章汽车构件常用热处理应用2.1热处理的基本概念2.2汽车零件热处理基本工艺及应用2.3其它热处理方法简介2.1.1热处理的作用2.1.2热处理的基本要素2.1.3热处理的基本类型2.1.4钢的临界转变温度2.1热处理的基本概念第二章汽车构件常用热处理应用1、目的热处理的目的——改变钢材内部的组织结构，充分发挥钢材的潜力，提高零件的使用性能和延长使用寿命。2、热处理设备3、热处理方法钢的热处理方法——分为退火、正火、淬火、回火、渗碳、渗氮和碳氮共渗等。2.1热处理的基本常识一、热处理的作用金属材料的热处理通常指的是将金属材料加热到相变温度以上发生相变，再施以不同的冷却方法使金属的组织发生相变的工艺过程。

热处理方法机

械

性

能σb（Mpa）σS（Mpa）δ%ψ%aK

J/cm2退火（随炉冷却）600-700300-35015-2040-5032-48正火（空气中冷却）700-800350-45015-2045-5540-64淬火（水冷+低温回火）1500-18001350-16002-310-1216-24淬火（水冷+高温回火）850-900650-75012-1460-6696-112二、热处理的基本要素热处理工艺中三大基本要素是：加热、保温、冷却。钢的热处理工艺曲线图三、热处理方法1．普通热处理退火、正火、淬火和回火2．表面热处理感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、渗碳、氮化和碳氮共渗3．其它热处理可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理等小结1热处理的作用2热处理的基本要素3热处理的基本类型4钢的临界转变温度2.2汽车零件热处理基本工艺及应用2.2.1退火与正火2.2.2零件的淬火2.2.3钢的回火2.2汽车零件热处理基本工艺及应用一、退火与正火

1．退火退火的工艺过程为加热一保温一随炉冷却的热处理过程。退火的目的——是为了消除零件内部应力，降低硬度，提高塑性，使零件容易加工。

2．正火正火的工艺过程为加热一保温一空气中冷却的热处理过程。正火的目的——可提高零件的硬度和强度，也可作为某些零件的最终热处理。

二、淬火工艺过程为加热一保温一快速冷却(水冷或油冷)的热处理过程。目的——提高零件的硬度和耐磨性。危害：零件的韧性降低，同时产生很大的内应力，使零件变形和开裂。消除危害方法：淬火后，必须及时进行回火处理，以消除内应力。

三、回火工艺过程为加热——保温——空气中冷却的热处理过程。回火种类：回火温度1）低温回火——回火温度(150～250℃)、2）中温回火——回火温度(250～500℃)3）高温回火——回火温度(500～650℃)调质——淬火+高温回火称为调质。小结1退火与正火2零件的淬火3钢的回火四、表面淬火将零件快速加热到淬火温度，而不等热量传至中心就快速冷却的工艺过程。目的：达到表面硬度高、芯部韧性好。分类：1）高频淬火2）火焰加热淬火2.3其它热处理方法简介2.3.1表面淬火2.3.2化学热处理2.3其它热处理方法简介一、表面淬火1．感应加热表面淬火1）感应加热的基本原理

2）感应加热表面淬火的分类及应用第一类是高频感应加热淬火，常用电流频率范围为200～300kHz，一般淬硬层深度为0.5～2.0mm。适用于汽车机械中小模数的齿轮及中小尺寸的轴类零件等。第二类是中频感应加热淬火，常用电流频率范围为2500～8000Hz，一般淬硬层深度为2～10mm。适用于汽车机械较大尺寸的轴和大中模数的齿轮等。第三类是工频感应加热淬火，电流频率为50Hz，不需要变频设备，淬硬层深度可达10～15mm。适用于较大直径零件的穿透加热及大直径零件的表面淬火。3）感应加热适用的材料4）感应加热表面淬火的特点一是加热温度高，升温快。这是由于感应加热速度很快，因而过热度大。二是零件表层易得到细小马氏体，因而硬度比普通淬火提高2～3HRC，且脆性较低。三是零件表层存在残余压应力，因而疲劳强度较高。四是零件表面质量好，这是由于加热速度快，没有保温时间，零件不易氧化和脱碳，且由于内部未被加热，淬火变形小。五是生产效率高，便于实现机械化、自动化。淬硬层深度也易于控制。2．火焰加热表面淬火火焰加热温度很高（约3000℃以上），能将零件迅速加热到淬火温度，通过调节烧嘴的位置和移动速度，可以获得不同厚度的淬硬层。3．其他类型的表面淬火1）电接触加热表面淬火电接触表面淬火是一种处理铸铁表面的新工艺。它利用表面接触电阻所产生的高温来加热待淬火表面，而利用待淬火零件本身的热传导使之冷却来达到淬火的目的。2）激光热处理激光热处理是利用激光加热金属材料表面实现表面热处理。激光加热具有极高的功率密度，由于功率密度极高，零件传导散热无法及时将热量传走，结果使得零件被激光照射区迅速升温到奥氏体化温度实现快速加热。激光淬火技术可对汽车齿轮、轴颈、汽缸内壁、减振器、摩擦轮等零件进行表面强化，适用材料为中、高碳钢。二、化学热处理

渗碳和渗氮属于化学热处理。1）渗碳种类：气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳三种。气体渗碳——是将零件放在加热炉中，滴入煤油或通入煤气、石油液化气等渗剂，加热到规定温度，保温足够时间，使零件表层碳浓度升高，这种热处理的方法，称为渗碳。目的：零件表层硬度高、耐磨，芯部具有较高的韧性和强度，具有高的疲劳强度。材料：低碳钢或低碳合金钢。2)渗氮渗氮——在一定的温度下使活性氮原子渗入到零件的表面，这种化学热处理称为渗氮或氮化。目的——零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀性能都得到了极大的提高；芯部具有较高的韧性和强度，具有高的疲劳强度。优点：氮化温度低，变形极小，氮化后不需要进行其他热处理和加工。缺点：工艺时间长，成本高。小结：1、退火与正火2、淬火3、回火4、表面淬火5、渗碳和渗氮作业：复习：预习：本章小结1.整体热处理的种类包括退火、正火、淬火和回火等。2.表面热处理包括感应加