第十六讲-钢的表面热处理

第十六讲钢的表面热处理心部：硬度低，韧性高在生产中，有很多零件要求表面和心部具有不同的性能，一般是表面硬度高，有较高的耐磨性和疲劳强度；而心部要求有较好的塑性和韧性。表面：硬度高，耐磨问题的提出表面和心部性能要求不同的零件实例

在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理方法，都有不能满足其要求。低碳钢：可满足心部要求，表面要求不能满足；高碳钢：可满足表面要求，心部要求不能满足；解决这一问题的方法是表面热处理和化学热处理

仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理,也叫表面淬火。

化学热处理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表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求的热处理过程。

让我们来学习钢的表面热处理吧。。。。。。一、钢的表面淬火按照实现方式，表面淬火可分为：感应加热表面淬火火焰加热表面淬火

1、感应加热表面淬火原理分类应用特点1)、感应加热表面淬火原理感应线圈中通以交流电时，即在其内部和周围产生一与电流相同频率的交变磁场。若把工件置于磁场中，则在工件内部产生感应电流，并由于电阻的作用而被加热。由于交流电的集肤效应，靠近工件表面的电流密度大，而中心几乎为零。工件表面温度快速升高到相变点以上，而心部温度仍在相变点以下。感应加热后，采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶液喷射淬火，淬火后进行180-200℃低温回火，以降低淬火应力，并保持高硬度和高耐磨性。感应加热表面淬火示意图原理核图实物榆模型2)、电师流频炒率与购淬硬局深度陶的关猪系在淬顷火温摩度状蜓态下蜂，电遥流透剃入的木深度吸与感壶应电浩流的葬频率棍有关模，电斜流频带率越岔高，累电流箱透入夺深度使越薄条，淬谈火后窄硬化粘层也眯就越极薄。感应弓加热眼表面怀淬火产分类名称频率（HZ）淬硬深度（mm)适用零件高频感应加热100~1000K0.2~2中小型，如小模数齿轮，直径较小的圆柱型零件中频感应加热500~100002~8中大型，如直径较大的轴，大中等模数的齿轮工频感应加热5010~15以上大型零件，如直径大于300mm的轧辊及轴类零件3)、感追应加困热表扬面淬撕火应锦用范滨围一般词用于肌中碳浸钢和顶中碳组低合丑金钢,如45、40戚Cr、40翁Mn吵B钢等耳。用喝于齿尚轮、惨轴类晒零件疫的表婆面硬和化，换提高率耐磨挣性。为零泻件心卡部的雁性能都，感第应加存热淬咽火的欣预备谎热处耍理常象采用暴正火臂或调幸质。感应足加热童淬火赴零件芳的加衫工工白艺路滑线为辜：下料--换--忧-锻造--锅--挥-调质裕或正盲火--余--娃--切削千加工--殿--济-感应践加热早淬火+低温绿回火--烦--塞-精加惧工--慌--敲-检验4)、感筛应加贤热表泥面淬关火特粒点高频仇感应闹加热走时，拨钢的浴奥氏垦体化迷是在陈较大委的过朝热度咸（Ac3以上80现℃～15块0℃载)进行掏的,因此缝晶核伍多,且不棉易长目大，柳组织爱细小喷。表面晌层淬青得马性氏体饭后,由于筐体积使膨胀还在工卸件表丢面层炼造成隙较大握的残静余压旧应力,显著耀提高灰工件舱的疲设劳强形度。因加仪热速岭度快蝇，没膜有保染温时寻间，豆工件卷的氧梅化脱议碳少盲。另呢外，即由于残内部弊未加申热，且工件廉的淬悉火变籍形也洁小。加热颈温度忠和淬但硬层该厚度倍（从肥表面鞋到半挡马氏传体区今的距暑离）充容易窄控制采，便彩于实荐现机副械化足和自诊动化乞。工艺卡设备线较贵勇，维磁修调窄整困怠难，暴对于逢形状杏复杂筑的零摔件的衬感应旋器不虾易制滩造。2、火授焰加御热表贫面淬汽火概念:火焰馆加热佩表面刚淬火箭是用否乙炔侵－氧脾或煤慌气－迹氧等男火焰渐加热耕工件劣表面陡，进牺行淬碧火。特点:设备摧简单,操作奇方便,成本胸低。*淬赶火质厅量不呢稳定尘。*适敞于单挂件、智小批毒量及练大型洞零件踪蝶的生悔产。火焰掀加热牧表面衬淬火助示意故图二、吧化学局热处铸理将金渔属或行合金宫工件衫置于隶一定黎温度旺的活朗性介瘦质中难保温率，使逆一种死或几耀种元脂素渗兆入它论的表阀层，庙以改正变其川化学蛾成分休、组圾织和基性能董的热驴处理携工艺谈。化学售热处哭理的张种类:渗碳;渗氮;碳氮额共渗;渗硼;渗铝;渗硫;渗硅;渗铬盏等。化学天热处拘理的群基本篮过程:吸收:活性炸原子婆被零墙件表岔面吸牧收和库溶解任。扩散:活性量原子齿由零害件表迈面向万内部岁扩散,形成贡一定鞭的扩斥散层刚。分解:化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。2COCO2+〔C〕1.钢的租渗碳(鸟Ca雪rb至ur捏iz会e处of女s院te复el鸣)1)定义:向钢程的表句面渗扒入碳揭原子务的过枕程。目的:获得现具有肝表硬岩里韧眯性能的零罪件。用钢:低碳姥钢和低样碳合词金钢姥。方法:固体垒、气营体、狮液体谁渗碳登。2)、渗膊碳方殃法:固体烫、气泳体渗合碳零件渗碳剂试棒盖泥封渗碳箱固体割渗碳凡法示雀意图3)、气皂体渗独碳气体放渗碳拨法是融把工骂件置猾于密劲封的思井式锄气体响渗碳止炉中征，通霞入渗慢碳剂痛，并文加热爸到渗末碳温佣度90甩0-辜95虾0℃（常效用93央0℃），剂使工开件在如高温敞的气株氛中毁进行签渗碳漆。渗碳浴时间协一般凝为3～9小时;炉内致的渗押碳气熊氛主茄要由赤滴入箭炉内疯的煤略油、铲丙酮虚、甲奶苯及劣甲醇闹等有猴机液影体在脏高温领下分初解而刑成，腊主要秒由CO、CO狗2、H2和CH荐4等组盗成。气体毁渗碳蚀法示触意图渗碳浇后的华组织:

1%CP+Fe3CⅡ0.2%C

F+P少表面中心零件PP+F20钢渗慢碳缓暗冷组但织渗碳幼后的静热处驴理工丑艺时间温度930℃850℃方案1方案2渗碳淬火加热2.钢的闭渗氮(Ni词tr自id厅at佣io顶nof附s势te备el乱)1)定义:向钢充的表高面渗匀入氮愈原子统的过蔽程。2)目的:获得脸具有给表硬穗里韧舰及抗贸蚀性件能的舟零件塞。3)用钢:中碳译合金般钢。4)方法:气体啄渗氮刷。渗氮箱炉5)工艺:加热窝温度50厚0～60边0℃换;保温络时间0.叉3～0.焦5m采m/攻20～50勇h。6)热处锐理特揭点:渗氮讽前需裳调质皱处理;渗氮疏后不另需热膨处理它。7)渗氮丛处理攀后的弦组织表层:陵Fe悦4N、Fe鞭2N、Al辩N、Cr次N、Mo牧N、Ti赤N、VN。心部:浮S回。8)常用炒的钢塔种:勒35绸C静rM制o、18刑Cr姜Ni撞W、38踩C墓rM笑oA夹lA兽(氮化眨王牌素钢)等。越王勾燥践剑春秋历晚期查越国谁青铜斗兵器,出土故于湖观北江悄陵楚勤墓。长55盯.7厘米适，塔剑锷颠锋芒贸犀利塞，锋能件割断置头发违。渗碳郑与渗兔氮的下工艺凭特点处理后是否需要热处理处理时间(h)处理温度(℃)名称需要3～9900～950渗碳不需要20～50500～600渗氮3.钢的妨碳氮逃共渗--冒-氰化躬处理(勤Ca骆rb魄on贩it芹ri济di星ng钓o孕f客st吓ee另l修)1)定义:向钢坑的表轧面同翠时渗耗入碳沸和氮医原子的历过程填。2)目的:获得阶具有净表硬偶里韧殃性能诞的零病件。3)方法:固体莲碳氮糖共渗气体赔碳氮叉共渗液体晨碳氮膏共渗高温中温低温4)工艺:合金结构钢HRC53～60中温气体碳氮共渗800～8601～8以渗碳为主0.5～0.8mm淬火+低温回火合金工具钢HRC54～63低温气体碳氮共渗500～6001～6以渗氮为主0.1～0.3mm不需要材料性能名称温度(℃)时间(h)作用渗层热处理1.说明外共析当钢C曲线政各个凳区、袜各条谎线的堤物理嫁意义遗，并慢指出森影响C曲线霉形状吐和位露置的饼主要额因素鬼。2.共析展钢加沿热到浅相变选点以瞧上，离用左按下图跳所示觉的各进种方姓法冷超却，振各应央得到筋什么眯组织难？各验属于祥何种权热处蜻理方如法？3.邮.T网12钢加挠热到Ac1以上顾，用填下图软所示润各种漂方法杨冷却士，分蒙析其袜所得高到的话组织责。课堂刘作业5.确定况下列轮钢件爬的退骡火方讽法，霉并指序出退专火目倡的及搞退火腔后组贡织：经冷虫轧后拍的15钢钢添板，鸦要求脏降低事硬度规；ZG劝35的铸乓造齿绕轮；锻造方过热则的60钢锻盾坯；d)改善T1映2的切论削加画工性识能6.说明探直径渡为10赵mm的45钢试龟样经菊下列哀温度股加热颂、保找温并映在水雀中冷眼却得联到的德室温迈组织捞：70早0℃，76冬0℃，84御0℃，11每00℃。7.指出益下列唉工件撕的淬迁火及芦回火洋温度兴范围立并说想出回饺火后扬获得猜的组姓织。a)吐45钢小溜轴（丘要求飘综合魂机械芝性能初好）外；b)鸦60钢弹构簧；c)智T1曲2钢锉磨刀。4.试述匀马氏谊体转鸡变的订基本张特点乓。8.两个队碳含垄量为1.体2%的碳由钢薄润试样剖，分驶别加录热到78拳0oC和86杨0oC并保抢温相挖同时阅间奥莫氏体笛