第5章 鋼的熱處理-ppt課件

1、第五章鋼的熱處置第五章鋼的熱處置改善鋼的性能的主要途徑：改善鋼的性能的主要途徑： 1、調整鋼的化學成份，即合金化，第六章、調整鋼的化學成份，即合金化，第六章內容。內容。 2、鋼的熱處置，本章講。、鋼的熱處置，本章講。熱處置：鋼在固態(tài)下熱處置：鋼在固態(tài)下經(jīng)過加熱、保溫、冷經(jīng)過加熱、保溫、冷卻的方法，改動鋼的卻的方法，改動鋼的組織構造，獲得所需組織構造，獲得所需求的性能的一種加工求的性能的一種加工方法。方法。 加熱保溫冷卻保溫時間溫度原始組織構造熱處置組織構造時間熱處置的分類：熱處置的分類： 熱熱處處置置普通普通 熱處置熱處置 外表外表 熱處置熱處置 退火退火 正火正火 淬火淬火回火回火 外表淬火

2、外表淬火 化學熱處置化學熱處置 火焰加熱火焰加熱感應加熱感應加熱滲碳滲碳 氮化氮化 其它其它其它其它 第一節(jié)鋼在加熱時的轉變第一節(jié)鋼在加熱時的轉變 鋼加熱到鋼加熱到A1PSK以上時都將發(fā)生以上時都將發(fā)生P A，但是，但是， 亞共析鋼需加熱到亞共析鋼需加熱到A3 GS以上，過共以上，過共析鋼需加熱到析鋼需加熱到 Acm ES以上才干完全奧氏體化。以上才干完全奧氏體化。這種轉變是一種分散型的轉變。這種轉變是一種分散型的轉變。一、奧氏體的構成一、奧氏體的構成通常通常A1、A3 或或 Acm加熱時用加熱時用Ac1、Ac3 或或 Accm表示，表示，冷卻時用冷卻時用Ar1 、Ar3 或或 Arcm表示。

3、表示。A1Ar1AC1Acm ArcmAccmA3Ac3Ar3 AFPF+PP+Fe3CIIA+Fe3CIIA+F溫度含碳量Fe G PSEK第三步：剩余滲碳體溶解第三步：剩余滲碳體溶解 經(jīng)過碳原子的分散，使鐵素體向奧氏體轉變，經(jīng)過碳原子的分散，使鐵素體向奧氏體轉變，和滲碳體溶解來完成。和滲碳體溶解來完成。第二步：奧氏體的長大。第二步：奧氏體的長大。 形核部位在鐵素體和滲碳體的相界面處。形核部位在鐵素體和滲碳體的相界面處。第一步：奧氏體晶核的構成。第一步：奧氏體晶核的構成。一根本過一根本過程程下面以共析鋼為例闡明奧氏體的構成過程。下面以共析鋼為例闡明奧氏體的構成過程。 第四步：奧氏體均勻化第四

4、步：奧氏體均勻化1、加熱溫度和加熱速度、加熱溫度和加熱速度加熱溫度高，加熱速度快，轉變速度快。加熱溫度高，加熱速度快，轉變速度快。緣由：碳原子分散才干大，碳濃度差大加速奧氏緣由：碳原子分散才干大，碳濃度差大加速奧氏體的構成。體的構成。二影響珠光體向奧氏體轉變的要素二影響珠光體向奧氏體轉變的要素亞共析鋼與過共析鋼奧氏體的構成過程，在以亞共析鋼與過共析鋼奧氏體的構成過程，在以上步驟后上步驟后,當加熱到當加熱到AC3和和Accm以上時鐵素體將以上時鐵素體將全部轉變?yōu)閵W氏體，滲碳體將全部溶入奧氏體全部轉變?yōu)閵W氏體，滲碳體將全部溶入奧氏體。3、化學成分、化學成分含碳量添加，轉變速度快。含碳量添加，轉變速

5、度快。緣由：滲碳體添加緣由：滲碳體添加 F/Fe3C相界面增多，奧氏相界面增多，奧氏體的形核部位添加。體的形核部位添加。 大部分合金元素減慢奧氏體的構成速度大部分合金元素減慢奧氏體的構成速度緣由：主要是減慢碳在奧氏體中的分散速度。緣由：主要是減慢碳在奧氏體中的分散速度。2、原始組織、原始組織原始組織越細，轉變速度快。原始組織越細，轉變速度快。 緣由：緣由： F/Fe3C相界面增多，奧氏體的形核部位添相界面增多，奧氏體的形核部位添加。加。 奧氏體晶粒的大小對鋼冷卻后的組織和性奧氏體晶粒的大小對鋼冷卻后的組織和性能有很大影響。能有很大影響。 一奧氏體晶粒度的概念一奧氏體晶粒度的概念根據(jù)奧氏體的構成

6、過程和晶粒長大的情況，根據(jù)奧氏體的構成過程和晶粒長大的情況，奧氏體的晶粒度可有三種定義：奧氏體的晶粒度可有三種定義：1、起始晶粒度：珠光體剛剛轉變?yōu)閵W氏體時的、起始晶粒度：珠光體剛剛轉變?yōu)閵W氏體時的晶粒度。普通較小。晶粒度。普通較小。2、本質晶粒度：通常采用規(guī)范實驗方法：把鋼加、本質晶粒度：通常采用規(guī)范實驗方法：把鋼加熱到熱到930 10 ，保溫，保溫3-8小時侯測定其奧氏小時侯測定其奧氏體晶粒的大小。根據(jù)規(guī)范晶粒度等級圖譜評級，體晶粒的大小。根據(jù)規(guī)范晶粒度等級圖譜評級， 14級為本質粗晶粒鋼，級為本質粗晶粒鋼，58為本質細晶粒鋼。為本質細晶粒鋼。如以下圖：如以下圖：本質晶粒度只反響了鋼在本質

7、晶粒度只反響了鋼在930 以下的奧氏以下的奧氏體晶粒長大的傾向性。體晶粒長大的傾向性。3、實踐晶粒度：詳細的熱處置或熱加工條件下實、實踐晶粒度：詳細的熱處置或熱加工條件下實踐獲得的奧氏體晶粒大小。踐獲得的奧氏體晶粒大小。實踐晶粒度直接影響鋼的性能，比起始晶粒度影實踐晶粒度直接影響鋼的性能，比起始晶粒度影響大。實踐加熱溫度越高，保溫時間越長，奧氏響大。實踐加熱溫度越高，保溫時間越長，奧氏體的實踐晶粒度越粗大，鋼的機械性能越下降。體的實踐晶粒度越粗大，鋼的機械性能越下降。第二節(jié)第二節(jié) 鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變 獲得細小均勻的奧氏體晶粒僅是熱處置的第一步，獲得細小均勻的奧氏體晶粒僅是熱處置的

8、第一步，鋼從奧氏體形狀的冷卻過程是熱處置的關鍵步驟，鋼從奧氏體形狀的冷卻過程是熱處置的關鍵步驟，它將最終決議鋼的運用性能。鋼在加熱后的冷卻它將最終決議鋼的運用性能。鋼在加熱后的冷卻方式有兩種，如圖：方式有兩種，如圖：奧氏體冷至臨界溫度以下處于不穩(wěn)定的形狀，稱奧氏體冷至臨界溫度以下處于不穩(wěn)定的形狀，稱為過冷奧氏體。過冷奧氏體在不同過冷度下分別為過冷奧氏體。過冷奧氏體在不同過冷度下分別可轉變?yōu)橹楣怏w可轉變?yōu)橹楣怏wP、貝氏體、貝氏體(B)、馬氏體、馬氏體(M)。一、過冷奧氏體等溫轉變曲線圖一、過冷奧氏體等溫轉變曲線圖將共析鋼的過冷奧氏將共析鋼的過冷奧氏體在體在A1以下某一溫度以下某一溫度進展等溫轉變

9、，測定進展等溫轉變，測定過冷奧氏體轉變開場過冷奧氏體轉變開場的時辰及終了的時辰的時辰及終了的時辰，分別將其時辰點用，分別將其時辰點用光滑的曲線銜接起來光滑的曲線銜接起來，在溫度時間坐標上，在溫度時間坐標上，可得到兩條曲線，可得到兩條曲線，如圖：如圖：A1550600650MsMf350A過過 冷冷 A過過 冷冷 APSTB上B下M+A轉 變 開 始 線轉 變 終 了 線A+ P型A+ B型時 間共 析 碳 鋼 的 C曲 線等溫轉變曲線圖又稱等溫轉變曲線圖又稱C曲線或曲線或TTT曲線。曲線。圖形分析：圖形分析：A1是奧氏體是奧氏體和珠光體共存平衡溫度和珠光體共存平衡溫度，左線為轉變開場線，左線為

10、轉變開場線，右線為轉變終了線。開右線為轉變終了線。開場線左方是過冷奧氏體場線左方是過冷奧氏體區(qū)區(qū)A，終了線右方是，終了線右方是轉變產(chǎn)物區(qū)轉變產(chǎn)物區(qū)P、B，兩線中間是轉變進展區(qū)兩線中間是轉變進展區(qū)AP或或B。MS是馬是馬氏體轉變或構成的開場氏體轉變或構成的開場溫度，溫度，Mf是馬氏體轉變是馬氏體轉變或構成的終止溫度，中或構成的終止溫度，中間為馬氏體轉變區(qū)。間為馬氏體轉變區(qū)。A1550600650MsMf350A過過 冷冷 A過過 冷冷 APSTB上B下M+A轉 變 開 始 線轉 變 終 了 線A+ P型A+ B型時 間共 析 碳 鋼 的 C曲 線奧氏體轉變有孕育期，在鼻尖處孕育期最短。奧氏體轉變

11、有孕育期，在鼻尖處孕育期最短。從上到下可分為珠光體、貝氏體和馬氏體轉變從上到下可分為珠光體、貝氏體和馬氏體轉變三個區(qū)。三個區(qū)。(一一)過冷奧氏體的轉變產(chǎn)物及性能過冷奧氏體的轉變產(chǎn)物及性能1、珠光體型組織、珠光體型組織溫度區(qū)間：溫度區(qū)間：C曲線鼻曲線鼻尖上部尖上部A1-550。A1550600650MsMf350A過過冷冷A過過冷冷APSTB上B下M+A轉變開始線轉變終了線A+ P型A+ B型時間共析碳鋼的C曲線轉變過程：經(jīng)過形轉變過程：經(jīng)過形核和長大來完成。核和長大來完成。鐵素體和滲碳體交鐵素體和滲碳體交替相互促進形核并替相互促進形核并長大。如圖：長大。如圖：轉變特點：轉變特點：1分散型轉變、

12、碳原子和鐵原子的分散型轉變、碳原子和鐵原子的分散，生成高碳的滲碳體和低碳的鐵素體。分散，生成高碳的滲碳體和低碳的鐵素體。 2晶格的重構，由面心立方的奧氏體晶格的重構，由面心立方的奧氏體轉變?yōu)轶w心立方的鐵素體和復雜晶格的滲碳體。轉變?yōu)轶w心立方的鐵素體和復雜晶格的滲碳體。組織特點：層片狀的組織特點：層片狀的鐵素體與滲碳體的機鐵素體與滲碳體的機械混合物。械混合物。貧碳A富碳AFe3CFA晶界 Fe3CP團根據(jù)片間距的大小珠光體類型組織分三類根據(jù)片間距的大小珠光體類型組織分三類:1,珠光體珠光體P，構成溫度，構成溫度A1650，最粗，最粗. 2,索氏體索氏體S，構成溫度，構成溫度650600，較細，較

13、細3,屈氏體屈氏體T，構成溫度，構成溫度600550，最細，最細性能：與片層間距與有關，其強度和硬度關系如性能：與片層間距與有關，其強度和硬度關系如下：珠光體下：珠光體索氏體索氏體屈氏體屈氏體2、馬氏體類型組織、馬氏體類型組織馬氏體馬氏體M：含過飽和碳的：含過飽和碳的固溶體。固溶體。溫度區(qū)間：溫度區(qū)間：Ms Mf特點：特點： 馬氏體馬氏體的轉變從的轉變從Ms點開點開場，隨溫度下降，場，隨溫度下降，數(shù)量不斷添加，數(shù)量不斷添加，Mf點溫度終止，點溫度終止，轉變量最多。轉變量最多。A1550600650MsMf350A過過冷冷A過過冷冷APSTB上B下M+A轉變開始線轉變終了線A+ P型A+ B型時

14、間共析碳鋼的C曲線MS 和和Mf由奧氏體的含碳量及合金元素含量決議，由奧氏體的含碳量及合金元素含量決議，不受冷卻速度的影響，例如含碳量添加，不受冷卻速度的影響，例如含碳量添加，MS 和和Mf點降低。點降低。 馬氏體轉變不完全，有剩余奧氏體存在，用馬氏體轉變不完全，有剩余奧氏體存在，用A或或A殘表示。殘表示。非分散型的轉變，在極大的冷速下，極大的過非分散型的轉變，在極大的冷速下，極大的過冷下，鐵、碳原子無分散的能夠，奧氏體直接轉冷下，鐵、碳原子無分散的能夠，奧氏體直接轉變成含碳過飽和的變成含碳過飽和的固溶體。馬氏體的含碳量與固溶體。馬氏體的含碳量與原奧氏體的含碳量一樣。原奧氏體的含碳量一樣。1、

15、板條馬氏體低碳馬氏體，位錯型馬氏體、板條馬氏體低碳馬氏體，位錯型馬氏體奧氏體含碳量小于百分奧氏體含碳量小于百分0.3時構成板條馬氏時構成板條馬氏體，顯微組織為一束束細條狀組織，亞構造為體，顯微組織為一束束細條狀組織，亞構造為高密度位錯。由于碳的過飽和程度小和高密度高密度位錯。由于碳的過飽和程度小和高密度位錯，韌性和塑性較好。位錯，韌性和塑性較好。 馬氏體類型：馬氏體類型：2、片狀馬氏體高碳馬氏體，孿晶馬氏體，、片狀馬氏體高碳馬氏體，孿晶馬氏體，顯微組織為雙凸透鏡狀，亞構造主要是孿晶。顯微組織為雙凸透鏡狀，亞構造主要是孿晶。由于碳的過飽和程度大和孿晶，韌性和塑性差。由于碳的過飽和程度大和孿晶，韌

16、性和塑性差。產(chǎn)生的條件：產(chǎn)生的條件：1.0%C片片狀馬氏體，中間，混合型。狀馬氏體，中間，混合型。獲得馬氏體是強化鋼材的主要方法之一。獲得馬氏體是強化鋼材的主要方法之一。隨含碳量的添加，馬氏體硬度添加。隨含碳量的添加，馬氏體硬度添加。貝氏體貝氏體B特點：半分散特點：半分散型轉變，碳原型轉變，碳原子分散，鐵原子分散，鐵原子不分散。過子不分散。過飽和的鐵素體飽和的鐵素體和滲碳體組成和滲碳體組成。轉變溫度：轉變溫度：550-Ms溫度范圍內溫度范圍內3、貝氏體類型組織、貝氏體類型組織A1550600650MsMf350A過過冷冷A過過冷冷APSTB上B下M+A轉變開始線轉變終了線A+ P型A+ B型時

17、間共析碳鋼的C曲線一上貝氏體一上貝氏體B上上 構成溫度構成溫度550350。組織特征：從晶界向晶內生長的成束的鐵素體條組織特征：從晶界向晶內生長的成束的鐵素體條，滲碳體以不延續(xù)的短桿狀分布于鐵素體條之間，滲碳體以不延續(xù)的短桿狀分布于鐵素體條之間。典型組織：具有羽毛狀的特征。典型組織：具有羽毛狀的特征。二下貝氏體二下貝氏體B下，構成溫度下，構成溫度350MS，組織特征：片狀鐵素體和其內部沉淀碳化物。典組織特征：片狀鐵素體和其內部沉淀碳化物。典型組織，具有黑針狀特征。型組織，具有黑針狀特征。機械性能：下貝氏體的強度、塑性、和韌性高于機械性能：下貝氏體的強度、塑性、和韌性高于上貝氏體。緣由，上貝氏體

18、構成溫度高，鐵素體上貝氏體。緣由，上貝氏體構成溫度高，鐵素體條寬，滲碳體分布條狀鐵素體晶界。下貝氏體位條寬，滲碳體分布條狀鐵素體晶界。下貝氏體位錯錯 密度高，碳化物于晶內析出。密度高，碳化物于晶內析出。貝氏體類型：貝氏體類型：碳鋼中，共析鋼過冷奧氏體最穩(wěn)定隨含碳量的碳鋼中，共析鋼過冷奧氏體最穩(wěn)定隨含碳量的添加，亞共析鋼的添加，亞共析鋼的C曲線右移，過共析鋼的曲線右移，過共析鋼的C曲曲線左移。線左移。亞共析鋼的亞共析鋼的C曲線與過共析鋼的曲線與過共析鋼的C曲線比共析鋼曲線比共析鋼的的C曲線左上方多一條先共析線。曲線左上方多一條先共析線。二影響二影響C曲線的要素曲線的要素C曲線的位置和外形非常重要

19、，決議奧氏體的等溫曲線的位置和外形非常重要，決議奧氏體的等溫轉變速度；轉變產(chǎn)物的性質；鋼的淬透性；指點轉變速度；轉變產(chǎn)物的性質；鋼的淬透性；指點熱處置工藝的制定。熱處置工藝的制定。影響要素主要有：影響要素主要有：1、碳的影響、碳的影響2、合金元素的影響除、合金元素的影響除Co以外，一切的合金元素以外，一切的合金元素溶入奧氏體后，都增大其穩(wěn)定性，使溶入奧氏體后，都增大其穩(wěn)定性，使C曲線右移。曲線右移。某些碳化物構成元素改動某些碳化物構成元素改動C曲線的外形。曲線的外形。3、加熱溫度和保溫時間的影響、加熱溫度和保溫時間的影響隨加熱溫度的提高和保溫時間的延伸，隨加熱溫度的提高和保溫時間的延伸，C曲線

20、右移曲線右移。特點：共析鋼特點：共析鋼CCT圖位于圖位于TTT圖右下方。圖右下方。PS和和Pf分分別表示別表示AP轉變開場線和轉變開場線和終了線。終了線。Pk表示中止線。表示中止線。冷卻曲線碰到冷卻曲線碰到Pk線過冷奧線過冷奧氏體就不再發(fā)生珠光體轉氏體就不再發(fā)生珠光體轉變，而不斷堅持到變，而不斷堅持到MS點以點以下轉變?yōu)轳R氏體，沒有貝下轉變?yōu)轳R氏體，沒有貝氏體轉變。氏體轉變。二、過冷奧氏體延續(xù)轉變曲線二、過冷奧氏體延續(xù)轉變曲線在消費實際中，奧氏體大多數(shù)在延續(xù)冷卻中轉變在消費實際中，奧氏體大多數(shù)在延續(xù)冷卻中轉變，因此需求測定和利用過冷奧氏體延續(xù)轉變曲線，因此需求測定和利用過冷奧氏體延續(xù)轉變曲線圖

21、圖CCT圖。圖。臨界淬火速度臨界淬火速度VKVK：在：在CCTCCT圖上獲得圖上獲得全部馬氏體的最小全部馬氏體的最小冷卻速度。冷卻速度。VKVK為發(fā)生全部珠為發(fā)生全部珠光體轉變的最大冷光體轉變的最大冷卻速度。卻速度。 由于過冷奧氏體延續(xù)轉變曲線的測定比較困難，所以在消費中常借用同種鋼的等溫轉變曲線圖來分析過冷奧氏體延續(xù)冷卻轉變產(chǎn)物的組織和性能。在等溫轉變圖上估計延續(xù)冷卻時的組織轉變在等溫轉變圖上估計延續(xù)冷卻時的組織轉變3、細化晶粒，改善組織以提高鋼的機械性能。作、細化晶粒，改善組織以提高鋼的機械性能。作為最終熱處置或為最終熱處置作好組織上的預備為最終熱處置或為最終熱處置作好組織上的預備。第三節(jié)

22、第三節(jié) 鋼的退火和正火鋼的退火和正火退火和正火退火和正火: 將鋼加熱、保溫后在爐內緩冷將鋼加熱、保溫后在爐內緩冷退火或空冷正火的操作。退火或空冷正火的操作。主要目的：主要目的：1、調整鋼件硬度、調整鋼件硬度HB160-230以便進展機械加以便進展機械加工。工。2、消除剩余應力以防鋼件的變形和開裂。、消除剩余應力以防鋼件的變形和開裂。常用退火和正火的加熱溫度范圍及工藝曲線，如下圖。主要運用：亞共析成份的各類碳鋼和合金鋼的主要運用：亞共析成份的各類碳鋼和合金鋼的鑄、鍛、焊接件的熱處置，降低硬度，以便切鑄、鍛、焊接件的熱處置，降低硬度，以便切削。常作為不重要零件的最終熱處置或某些重削。常作為不重要零

23、件的最終熱處置或某些重要零件的預先熱處置。要零件的預先熱處置。 一、完全退火一、完全退火完全退火：將鋼件加熱到完全退火：將鋼件加熱到AC3以上以上3050，保溫一定時間，完全奧氏體化后緩慢冷卻一獲得保溫一定時間，完全奧氏體化后緩慢冷卻一獲得接近平衡組織的熱處置工藝。接近平衡組織的熱處置工藝。組織：鐵素體與珠光體的平衡組織。組織：鐵素體與珠光體的平衡組織。目的：降低硬度，改善切削加工性能細化晶粒目的：降低硬度，改善切削加工性能細化晶粒，均勻組織，不適用于低碳鋼和過共析鋼。，均勻組織，不適用于低碳鋼和過共析鋼。運用：過共析碳鋼及合金工具鋼，使其組織由層運用：過共析碳鋼及合金工具鋼，使其組織由層片狀

24、和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榱睢Ｖ饕康慕档陀捕绕瑺詈途W(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榱?。主要目的降低硬度，改善切削加工性，為以后淬火作好組織預備。，改善切削加工性，為以后淬火作好組織預備。對網(wǎng)狀滲碳體嚴重者可先進展一次正火。對網(wǎng)狀滲碳體嚴重者可先進展一次正火。 二、球化退火：使鋼在二、球化退火：使鋼在AC1-Accm之間長期保之間長期保溫，后緩慢冷卻，使碳化物球化，獲得球化組溫，后緩慢冷卻，使碳化物球化，獲得球化組織的熱處置工藝。織的熱處置工藝。組織：粒狀珠光體。由粒狀滲碳體和鐵素體組組織：粒狀珠光體。由粒狀滲碳體和鐵素體組成的珠光體組織。成的珠光體組織。三、去應力退火三、去應力退火去應力退火：為了消除鋼材由于變形加

25、工以及去應力退火：為了消除鋼材由于變形加工以及鑄造、軋制、鍛造和焊接過程引起的剩余內而鑄造、軋制、鍛造和焊接過程引起的剩余內而進展的退火。去應力退火的加熱溫度普通為進展的退火。去應力退火的加熱溫度普通為500650AC1, 保溫后隨爐緩冷至室保溫后隨爐緩冷至室溫。由于加熱溫度在溫。由于加熱溫度在A1以下，退火過程中普通以下，退火過程中普通不發(fā)生相變。去應力退火廣泛用于消除鑄件、不發(fā)生相變。去應力退火廣泛用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機械加工件中的鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機械加工件中的剩余應力，以穩(wěn)定鋼件的尺寸，減少變形，防剩余應力，以穩(wěn)定鋼件的尺寸，減少變形，防止開裂。止開裂。3普

26、通構造件的最終熱處置，提高普通零件的普通構造件的最終熱處置，提高普通零件的機械性能。機械性能。四、鋼的正火四、鋼的正火正火：將鋼件加熱到正火：將鋼件加熱到Ac3或或Accm以上以上3050保溫后從爐中取出，在空氣中冷卻。保溫后從爐中取出，在空氣中冷卻。與退火的區(qū)別，冷卻速度較快，組織較細。與退火的區(qū)別，冷卻速度較快，組織較細。主要運用：主要運用： 1改善低碳鋼或低合金構造鋼的改善低碳鋼或低合金構造鋼的切削加工性，低碳鋼或低合金構造鋼退火后硬度切削加工性，低碳鋼或低合金構造鋼退火后硬度低，切削易粘刀，正火后提高硬度，便于切削加低，切削易粘刀，正火后提高硬度，便于切削加工。工。2用于過共析鋼，消除

27、網(wǎng)狀滲碳體，為球化用于過共析鋼，消除網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火作好預備。退火作好預備。目的：為了獲得馬氏體，提高鋼的強度、硬度等目的：為了獲得馬氏體，提高鋼的強度、硬度等機械性能，是強化鋼材常用的手段，與回火配合機械性能，是強化鋼材常用的手段，與回火配合獲得所需求的性能。獲得所需求的性能。第四節(jié)第四節(jié) 鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火一、鋼的淬火一、鋼的淬火一淬火的目的一淬火的目的淬火：將鋼加熱到淬火：將鋼加熱到AC3或或AC1以上某一個溫度，以上某一個溫度，保溫一定時間，然后以適當?shù)姆绞嚼鋮s獲得馬保溫一定時間，然后以適當?shù)姆绞嚼鋮s獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處置工藝。氏體或下貝氏體組織的熱處置工藝。

28、過共析鋼在過共析鋼在AC13050。得到均勻細小的馬氏。得到均勻細小的馬氏體和粒狀碳化物的混合組織。淬火溫度過高，馬體和粒狀碳化物的混合組織。淬火溫度過高，馬氏體粗大；變形嚴重；開裂傾向大；剩余奧氏體氏體粗大；變形嚴重；開裂傾向大；剩余奧氏體添加，硬度和耐磨性下降。溫度低，得到非馬氏添加，硬度和耐磨性下降。溫度低，得到非馬氏體組織，硬度缺乏。對合金鋼加熱溫度可以高一體組織，硬度缺乏。對合金鋼加熱溫度可以高一些。些。二淬火溫度的選擇二淬火溫度的選擇亞共析鋼在亞共析鋼在AC33050，得到細小的馬氏，得到細小的馬氏體組織，溫度過高，得到粗大馬氏體，鋼件易體組織，溫度過高，得到粗大馬氏體，鋼件易變形

29、，甚至開裂。溫度低，出現(xiàn)鐵素體，硬度變形，甚至開裂。溫度低，出現(xiàn)鐵素體，硬度缺乏，強度不高。缺乏，強度不高。要求：即得到馬氏體要求：即得到馬氏體又不產(chǎn)生變形和開裂又不產(chǎn)生變形和開裂，理想的冷卻介質是，理想的冷卻介質是在在650550冷卻冷卻速度快，其他溫度冷速度快，其他溫度冷卻速度慢。卻速度慢。常用介質有：水、鹽常用介質有：水、鹽水、油。水、油。 三淬火冷卻介質三淬火冷卻介質四常用淬火方法四常用淬火方法1單液淬火法單液淬火法工件在一種介質中延續(xù)工件在一種介質中延續(xù)冷卻到室溫的操作方法。冷卻到室溫的操作方法。如水淬，油淬。如水淬，油淬。2雙液淬火法雙液淬火法在在Ms以上，在冷卻才以上，在冷卻才干

30、較強的介質中冷卻，干較強的介質中冷卻，接近接近Ms時轉入冷卻才時轉入冷卻才干較弱的介質中冷卻，干較弱的介質中冷卻，如水淬油冷法，以防在如水淬油冷法，以防在馬氏體相變時開裂。馬氏體相變時開裂。3 分級淬火法分級淬火法熱浴淬火法，使工件先在稍高于熱浴淬火法，使工件先在稍高于Ms 150260的硝鹽或堿浴中冷卻，減小外表和心部溫的硝鹽或堿浴中冷卻，減小外表和心部溫差后，再取出在空氣中冷卻。減小鋼的內應力，差后，再取出在空氣中冷卻。減小鋼的內應力，變形，適用于小件，復雜件。變形，適用于小件，復雜件。組織：獲得馬氏體和剩余奧氏體。組織：獲得馬氏體和剩余奧氏體。4 等溫淬火法等溫淬火法將鋼件淬入稍高于將鋼

31、件淬入稍高于MS溫度的硝鹽浴或堿浴中，溫度的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠時間，使其發(fā)生下貝氏體轉變，隨后在保溫足夠時間，使其發(fā)生下貝氏體轉變，隨后在空氣中冷卻?？諝庵欣鋮s。組織：獲得下貝氏體。組織：獲得下貝氏體。5 冷處置冷處置冷處置：將淬火冷至室溫的零件繼續(xù)深冷至冷處置：將淬火冷至室溫的零件繼續(xù)深冷至Mf以下的致冷劑中，堅持一段時間，使剩余以下的致冷劑中，堅持一段時間，使剩余奧氏體充分轉變成馬氏體的操作方法。奧氏體充分轉變成馬氏體的操作方法。目的：為了減少鋼中的剩余奧氏體以獲得最目的：為了減少鋼中的剩余奧氏體以獲得最大數(shù)量的馬氏體，防止工件在保管或運用中大數(shù)量的馬氏體，防止工件在保管或運用中發(fā)生

32、組織轉變發(fā)生組織轉變,穩(wěn)定尺寸。穩(wěn)定尺寸。 淬透性：鋼在奧氏體化后淬透性：鋼在奧氏體化后淬火時獲得馬氏體而不構淬火時獲得馬氏體而不構成其它組織珠光體等成其它組織珠光體等的才干。的才干。淬透性大小用淬透層深度淬透性大小用淬透層深度表示，淬透層深度由鋼的表示，淬透層深度由鋼的外表至內部馬氏體組織占外表至內部馬氏體組織占50處的間隔來表示。淬處的間隔來表示。淬透層越深，鋼的淬透性越透層越深，鋼的淬透性越好。好。二二 鋼的淬透性鋼的淬透性一淬透性、淬硬性的定義及影響要素一淬透性、淬硬性的定義及影響要素淬硬性與含碳量有關，淬硬性與含碳量有關，含碳量越高，得到的馬含碳量越高，得到的馬氏體的硬度越高。而淬氏

33、體的硬度越高。而淬透性與透性與C曲線的位置有曲線的位置有關，主要取決于合金元關，主要取決于合金元素的含量與種類。素的含量與種類。淬透性差，性能分布不淬透性差，性能分布不均，沖擊韌性、屈強比、均，沖擊韌性、屈強比、疲勞極限都要下降。疲勞極限都要下降。淬硬性：指鋼在正常淬火條件下，以超越淬硬性：指鋼在正常淬火條件下，以超越VK的速的速度冷卻所構成的馬氏體組織所能到達的最高硬度度冷卻所構成的馬氏體組織所能到達的最高硬度決議性要素是臨界冷卻速度決議性要素是臨界冷卻速度VK。VK越小，越小，鋼的淬透性越大；鋼的淬透性越大；VK越大，淬透性越小。越大，淬透性越小。影響影響VK的要素與影響的要素與影響C曲線

34、的要素一樣含碳曲線的要素一樣含碳量；合金元素；奧氏體化溫度。量；合金元素；奧氏體化溫度。 影響淬透性的要素影響淬透性的要素二淬透性的測定及表示方法二淬透性的測定及表示方法1.臨界淬透直徑法臨界淬透直徑法鋼在某種介質中淬火時心部獲得半馬氏體的最鋼在某種介質中淬火時心部獲得半馬氏體的最大直徑，稱為臨界淬透直徑，用大直徑，稱為臨界淬透直徑，用D0表示。表示。2. 末端淬火法末端淬火法將規(guī)范試樣按規(guī)定淬火溫度加熱后置于實驗機將規(guī)范試樣按規(guī)定淬火溫度加熱后置于實驗機支架上對其末端噴水淬火，在一致的冷卻條件支架上對其末端噴水淬火，在一致的冷卻條件下冷卻后測定離末端不同間隔的硬度，繪制硬下冷卻后測定離末端不

35、同間隔的硬度，繪制硬度與末端間隔的關系曲線。如圖：度與末端間隔的關系曲線。如圖：三、淬火鋼的回火三、淬火鋼的回火回火：將淬火鋼加熱到臨界溫度回火：將淬火鋼加熱到臨界溫度AC1以下某一溫以下某一溫度，保溫一定時間然后冷卻到室溫的一種熱處置度，保溫一定時間然后冷卻到室溫的一種熱處置工藝。工藝?；鼗鹉康模夯鼗鹉康模? 1消除脆性，降低內應力，防止變形和開裂。消除脆性，降低內應力，防止變形和開裂。2 2調整鋼的機械性能。淬火后工件硬而脆經(jīng)過適當調整鋼的機械性能。淬火后工件硬而脆經(jīng)過適當?shù)幕鼗鹋浜险{整硬度，減小脆性，得到所需求的塑性的回火配合調整硬度，減小脆性，得到所需求的塑性和韌性。和韌性。3 3穩(wěn)定

36、組織和尺寸。淬火后的組織馬氏體和剩余奧穩(wěn)定組織和尺寸。淬火后的組織馬氏體和剩余奧氏體是極不穩(wěn)定的組織，會自發(fā)的向鐵素體和碳化物氏體是極不穩(wěn)定的組織，會自發(fā)的向鐵素體和碳化物轉變，利用回火可以使其充分的轉變到一定的程度，轉變，利用回火可以使其充分的轉變到一定的程度，使組織構造穩(wěn)定化，保證工件在運用中不在發(fā)生尺寸使組織構造穩(wěn)定化，保證工件在運用中不在發(fā)生尺寸和外形的改動。和外形的改動。1、 馬氏體的分解馬氏體的分解 在在100回火，無明顯的轉變，馬氏體中只需回火，無明顯的轉變，馬氏體中只需碳原子的偏聚，而沒有開場分解。碳原子的偏聚，而沒有開場分解。在在100250回火，馬氏體回火，馬氏體M開場分解

37、，析開場分解，析出與馬氏體共格聯(lián)絡的出與馬氏體共格聯(lián)絡的碳化物，在此階段轉變碳化物，在此階段轉變的產(chǎn)物稱回火馬氏體的產(chǎn)物稱回火馬氏體M或或M回，即過飽和回，即過飽和的的固溶體和與母相晶格聯(lián)絡的固溶體和與母相晶格聯(lián)絡的碳化物組成。碳化物組成。該階段的轉變：該階段的轉變：M過飽和過飽和相相 M過飽過飽和和相相+ 碳化物。性能：硬度無明顯變化。碳化物。性能：硬度無明顯變化。一淬火鋼在回火時的組織變化一淬火鋼在回火時的組織變化淬火鋼在回火時會發(fā)生以下幾種組織變化：淬火鋼在回火時會發(fā)生以下幾種組織變化：2 Fe3C構成構成 ： 300-400 碳化物開場轉變?yōu)樘蓟镩_場轉變?yōu)镕e3C；馬氏體中碳的過飽和

38、度降到飽和形狀，；馬氏體中碳的過飽和度降到飽和形狀，轉變?yōu)殍F素體轉變?yōu)殍F素體 相相 ，這時的回火組織由鐵，這時的回火組織由鐵素體和極細的粒狀滲碳體組成，稱為回火屈氏素體和極細的粒狀滲碳體組成，稱為回火屈氏體體T或或T回回 M過飽和過飽和相相+ 碳化物碳化物 T 相相+ Fe3C 溫度高于溫度高于400 時，滲碳體顆粒聚集長大，此時，滲碳體顆粒聚集長大，此時鐵素體與顆粒狀的滲碳體的混合物稱為回火時鐵素體與顆粒狀的滲碳體的混合物稱為回火索氏體索氏體S或或S回。回。 由于淬火的馬氏體晶粒不是穩(wěn)定的等軸狀，由于淬火的馬氏體晶粒不是穩(wěn)定的等軸狀，而且晶內缺陷較多，所以與冷塑性變形金屬而且晶內缺陷較多，所

39、以與冷塑性變形金屬類似，在回火過程中也會發(fā)生回復與再結晶。類似，在回火過程中也會發(fā)生回復與再結晶。在在400以上鐵素體將發(fā)生回復與再結晶，大以上鐵素體將發(fā)生回復與再結晶，大約在約在600 再結晶過程將全部完成，此時回再結晶過程將全部完成，此時回火索氏體中的鐵素體為等軸狀的晶粒?；鹚魇象w中的鐵素體為等軸狀的晶粒。3. 剩余奧氏體的分解剩余奧氏體的分解在在200300回火，剩余奧氏體將轉變?yōu)榛鼗穑Ｓ鄪W氏體將轉變?yōu)橄嘞? 碳化物，普通以為是回火馬氏體或下貝氏碳化物，普通以為是回火馬氏體或下貝氏體。體。 A M或或B下下相相+ 碳化物碳化物4. 鐵素體的回復與再結晶鐵素體的回復與再結晶1、硬度變化、

40、硬度變化 如圖：總趨如圖：總趨勢隨回火溫度的升高而降勢隨回火溫度的升高而降低，低于低，低于300根本堅持淬根本堅持淬火時的高硬度，馬氏體轉火時的高硬度，馬氏體轉變成變成M(過飽和的過飽和的固溶體固溶體和與母相晶格聯(lián)絡的和與母相晶格聯(lián)絡的碳碳化物化物)和剩余奧氏體分解成和剩余奧氏體分解成B下下 組織組織.高于高于300，馬，馬氏體分解加劇，碳化物粗氏體分解加劇，碳化物粗化，硬度下降?；捕认陆?。二回火時機械性能的變化二回火時機械性能的變化對工具資料低溫回對工具資料低溫回火，保證高硬度、火，保證高硬度、高耐磨性。高耐磨性。彈性零件中溫回火彈性零件中溫回火可以得到較高的彈可以得到較高的彈性極限。性

41、極限。對于塑性、韌性要對于塑性、韌性要求較高，并具有一求較高，并具有一定強度的零件高溫定強度的零件高溫回火可以獲得良好回火可以獲得良好的綜合性能。的綜合性能。2、強度與塑性的變化、強度與塑性的變化隨回火溫度升高，強度隨回火溫度升高，強度b、s不斷下降，塑性不斷下降，塑性、不斷升高，塑性在不斷升高，塑性在500-600到達較高值，彈性到達較高值，彈性在在300-400達最高值。達最高值。3、鋼的回火脆性、鋼的回火脆性鋼的沖擊韌性隨回火溫度的升高在鋼的沖擊韌性隨回火溫度的升高在250400和和500650出現(xiàn)明顯的降低，這種沖擊韌性隨回出現(xiàn)明顯的降低，這種沖擊韌性隨回火溫度降低的景象稱回火脆性。如

42、圖：火溫度降低的景象稱回火脆性。如圖：第一類回火脆性第一類回火脆性250400，又稱低溫回火脆又稱低溫回火脆性；不可逆回火性；不可逆回火脆性。產(chǎn)生緣由，脆性。產(chǎn)生緣由，馬氏體條間析出馬氏體條間析出碳化物薄殼有關。碳化物薄殼有關。 2等溫淬火或參與使脆性區(qū)向高溫方向挪動的合等溫淬火或參與使脆性區(qū)向高溫方向挪動的合金元素金元素Si、Cr、Mn。產(chǎn)生緣由：鋼中的合金元素鉻、鎳及雜質元素硫產(chǎn)生緣由：鋼中的合金元素鉻、鎳及雜質元素硫磷銻砷等向原奧氏體晶界偏聚有關。主要在合金磷銻砷等向原奧氏體晶界偏聚有關。主要在合金鋼中出現(xiàn)，普通碳鋼不產(chǎn)生第二類回火脆性，將鋼中出現(xiàn)，普通碳鋼不產(chǎn)生第二類回火脆性，將在第六

43、章合金鋼中引見。在第六章合金鋼中引見。消除方法：消除方法：1不在脆化溫度范圍回火。不在脆化溫度范圍回火。第二類回火脆性第二類回火脆性500650又稱高溫回火又稱高溫回火脆性；可逆回火脆性。脆性；可逆回火脆性。四、回火的種類及運用四、回火的種類及運用回火決議了鋼最終的機械性能，根據(jù)回火溫度回火決議了鋼最終的機械性能，根據(jù)回火溫度的不同可分為三類：的不同可分為三類：目的：降低鋼中的剩余應力和脆性，堅持目的：降低鋼中的剩余應力和脆性，堅持其淬火后的高硬度和耐磨性，硬度為其淬火后的高硬度和耐磨性，硬度為HRC5864。主要用于各種高碳和合金鋼。主要用于各種高碳和合金鋼的工模具，軸承，外表淬火和滲碳淬火

44、的的工模具，軸承，外表淬火和滲碳淬火的零件。零件。一低溫回火一低溫回火回火溫度為回火溫度為150250，保溫后空冷，獲得回，保溫后空冷，獲得回火馬氏體組織，火馬氏體組織，目的：得到強度、塑性、和韌性都較好的綜合機目的：得到強度、塑性、和韌性都較好的綜合機械性能。硬度械性能。硬度HRC1535左右。左右。目的：得到高彈性極限具有一定的韌性，硬度目的：得到高彈性極限具有一定的韌性，硬度HRC3550左右，主要用于各類彈簧處置。左右，主要用于各類彈簧處置。二、中溫回火二、中溫回火回火溫度為回火溫度為350500，保溫后空冷。得到回，保溫后空冷。得到回火屈氏體組織，火屈氏體組織，三高溫回火三高溫回火回

45、火溫度為回火溫度為500650，保溫后空冷，得到，保溫后空冷，得到回火索氏體組織?；鼗鹚魇象w組織。調質處置廣泛的用于各種重要的構造件，特別是調質處置廣泛的用于各種重要的構造件，特別是在交變負荷下任務的連桿、螺栓、齒輪及軸類。在交變負荷下任務的連桿、螺栓、齒輪及軸類。重要概念：調質處置簡稱調質：淬火加高重要概念：調質處置簡稱調質：淬火加高溫回火相結合的熱處置。溫回火相結合的熱處置。第五節(jié)第五節(jié) 鋼的外表淬火鋼的外表淬火外表淬火：利用快速加熱安裝將工件外表迅速加外表淬火：利用快速加熱安裝將工件外表迅速加熱至淬火溫度，而不等熱量傳至中心，便立刻進熱至淬火溫度，而不等熱量傳至中心，便立刻進展淬火冷卻的

46、一種熱處置工藝方法。展淬火冷卻的一種熱處置工藝方法。目的：組織上，使表層被淬硬為馬氏體，而心部目的：組織上，使表層被淬硬為馬氏體，而心部仍為未淬火的組織退火、正火、調質形狀的組仍為未淬火的組織退火、正火、調質形狀的組織。性能上，使鋼的外表具有高的強度、硬度、織。性能上，使鋼的外表具有高的強度、硬度、高耐磨性和疲勞極限，而心部仍堅持足夠的塑性高耐磨性和疲勞極限，而心部仍堅持足夠的塑性和韌性。和韌性。方法：感應加熱外表淬火、火焰加熱外表淬火、方法：感應加熱外表淬火、火焰加熱外表淬火、電阻加熱外表淬火等。電阻加熱外表淬火等。運用：改動和彎曲等交變負荷、沖擊負荷下任務運用：改動和彎曲等交變負荷、沖擊負

47、荷下任務的零件，外表接受著比心部高的應力需求強化鋼的零件，外表接受著比心部高的應力需求強化鋼材的外表，使其具有高強度、高硬度，或外表有材的外表，使其具有高強度、高硬度，或外表有摩擦的場所。如：齒輪、凸輪、曲軸頸、軋輥等。摩擦的場所。如：齒輪、凸輪、曲軸頸、軋輥等。一感應加熱的根本原理一感應加熱的根本原理把鋼件放在空心銅管繞制的感應把鋼件放在空心銅管繞制的感應圈中，在感應圈中通入一定頻率圈中，在感應圈中通入一定頻率的交電流，于是工件中就感應出的交電流，于是工件中就感應出同頻率的感應電流，感應電流在同頻率的感應電流，感應電流在工件中自成回路，這種電流分布工件中自成回路，這種電流分布不均勻，有不均勻

48、，有“集膚效應集膚效應，即工，即工件外表電流密度大，心部幾乎等件外表電流密度大，心部幾乎等于零，由于鋼件本身有電阻使工于零，由于鋼件本身有電阻使工件外表迅速加熱到淬火溫度，而件外表迅速加熱到淬火溫度，而心部仍接近室溫，然后迅速噴水心部仍接近室溫，然后迅速噴水淬火冷卻使表層淬硬。淬火冷卻使表層淬硬。一、感應加熱外表淬火一、感應加熱外表淬火3、工頻淬火，頻率在、工頻淬火，頻率在50HZ，用于大直徑鋼材的，用于大直徑鋼材的穿透加熱及淬硬層深的大工件的外表淬火，如軋穿透加熱及淬硬層深的大工件的外表淬火，如軋輥和火車車輪，可以獲得輥和火車車輪，可以獲得10-15mm以上的硬化層。以上的硬化層。消費上根據(jù)

49、零件的尺寸和硬化層深度的要求選擇感消費上根據(jù)零件的尺寸和硬化層深度的要求選擇感應加熱的電流頻率。根據(jù)電流頻率，分三類：應加熱的電流頻率。根據(jù)電流頻率，分三類：1、高頻淬火，頻率在、高頻淬火，頻率在200000300000HZ，用于，用于中小零件，如小模數(shù)齒輪，中小型軸類件，可得中小零件，如小模數(shù)齒輪，中小型軸類件，可得到到0.5-2.5mm的硬化層的硬化層2、中頻淬火，頻率在、中頻淬火，頻率在25008000HZ，用于淬硬，用于淬硬層較深的零件，模數(shù)較大的齒輪和直徑較大的軸層較深的零件，模數(shù)較大的齒輪和直徑較大的軸類件，可以獲得類件，可以獲得3-6mm的硬化層。的硬化層。 5. 消費率高，淬硬

50、層易控制，易實現(xiàn)機械化和消費率高，淬硬層易控制，易實現(xiàn)機械化和自動化，適用于大批量消費。自動化，適用于大批量消費。一感應加熱外表淬火的特點一感應加熱外表淬火的特點1. 加熱速度極快，奧氏體轉變溫度范圍擴展加熱速度極快，奧氏體轉變溫度范圍擴展 ，轉，轉變所需時間短。變所需時間短。2. 加熱時間短，奧氏體不易長大，淬火后外表得加熱時間短，奧氏體不易長大，淬火后外表得到極細的隱晶馬氏體，硬度比普通淬火高到極細的隱晶馬氏體，硬度比普通淬火高HRC2-3度。度。3. 疲勞強度高。由于馬氏體轉變，外表產(chǎn)生剩疲勞強度高。由于馬氏體轉變，外表產(chǎn)生剩余壓應力，提高了疲勞強度。余壓應力，提高了疲勞強度。4. 加熱

51、速度快，無保溫時間，鋼件外表不易氧化、加熱速度快，無保溫時間，鋼件外表不易氧化、脫碳；心部未加熱，變形小。脫碳；心部未加熱，變形小。缺陷：設備昂貴，不適用于單件消費。缺陷：設備昂貴，不適用于單件消費。運用鋼材：中碳鋼運用鋼材：中碳鋼40、45、50號鋼和中碳合金號鋼和中碳合金鋼鋼40Cr、40MnB。提高含碳量添加淬硬層硬度，。提高含碳量添加淬硬層硬度，降低心部塑性、韌性，并添加淬火開裂傾向。降低降低心部塑性、韌性，并添加淬火開裂傾向。降低含碳量，降低外表淬硬層硬度和耐磨性。外表淬火含碳量，降低外表淬硬層硬度和耐磨性。外表淬火前常進展預先熱處置，如正火、調質，目的是提高前常進展預先熱處置，如正

52、火、調質，目的是提高心部的綜合機械性能。心部的綜合機械性能。普通工藝道路：下料普通工藝道路：下料鍛造鍛造 正火或退火正火或退火 機械機械粗加工粗加工調質處置調質處置機械精加工機械精加工感應感應加熱外表淬火加熱外表淬火低溫回火低溫回火 磨削加工。磨削加工。感應加熱外表淬火技術條件略感應加熱外表淬火技術條件略二、火焰加熱外表淬火二、火焰加熱外表淬火用乙炔用乙炔-氧或煤氣氧或煤氣-氧混合氣體熄滅得到的高溫火焰氧混合氣體熄滅得到的高溫火焰放射到工件的外表，當工件的外表的溫度到達淬放射到工件的外表，當工件的外表的溫度到達淬火溫度，噴水快冷，獲得外表層硬度和淬硬層深火溫度，噴水快冷，獲得外表層硬度和淬硬層

53、深度的一種外表淬火方法。如圖：度的一種外表淬火方法。如圖：特點：方法簡單、無需特點：方法簡單、無需特殊設備，適用于單件特殊設備，適用于單件小批消費，如大型零件、小批消費，如大型零件、大模數(shù)齒輪的部分淬火。大模數(shù)齒輪的部分淬火。其缺陷質量難以控制。其缺陷質量難以控制?；瘜W熱處置：將金屬工件放入含有某種活性原子化學熱處置：將金屬工件放入含有某種活性原子的化學介質中，經(jīng)過加熱和保溫，使介質中的活的化學介質中，經(jīng)過加熱和保溫，使介質中的活性原子被吸收、分散滲入工件一定深度的表層，性原子被吸收、分散滲入工件一定深度的表層，改動表層的化學成份和組織，并獲得與心部不同改動表層的化學成份和組織，并獲得與心部不

54、同的性能的熱處置工藝。與普通熱處置不同，不僅的性能的熱處置工藝。與普通熱處置不同，不僅有組織變化，同時也有表層成分的變化。有組織變化，同時也有表層成分的變化。第六節(jié)第六節(jié) 鋼的化學熱處置鋼的化學熱處置種類：滲碳，滲氮、滲硼、滲金屬等種類：滲碳，滲氮、滲硼、滲金屬等某種元素滲入工件外表的條件：某種元素滲入工件外表的條件：1.鋼具有吸收滲入活性原子的才干。該原子能溶入鋼具有吸收滲入活性原子的才干。該原子能溶入鐵晶格中構成固溶體，在鐵中有一定的溶解度，鐵晶格中構成固溶體，在鐵中有一定的溶解度，或與鐵有較強親和力構成化合物?；蚺c鐵有較強親和力構成化合物。1.將工件加熱到一定溫度，使之有利于溶入活性原將

55、工件加熱到一定溫度，使之有利于溶入活性原子或與之構成化合物。子或與之構成化合物。 2. 利用化合物分解或離子轉化得到滲入元素活性利用化合物分解或離子轉化得到滲入元素活性原子。原子。 3.活性原子吸附，溶入鋼件表層，并在保溫過程活性原子吸附，溶入鋼件表層，并在保溫過程中由表層向內中由表層向內 分散，構成一定層深的分散層。分散，構成一定層深的分散層。 2.滲入元素的原子必需是具有化學活性的活性滲入元素的原子必需是具有化學活性的活性原子，處于高能形狀，能抑制鋼件外表鐵原子原子，處于高能形狀，能抑制鋼件外表鐵原子的結合力，滲入鋼件表層。的結合力，滲入鋼件表層。下面重點引見滲碳和氮化。下面重點引見滲碳和

56、氮化?；瘜W熱處置的根本過程：化學熱處置的根本過程：主要運用的鋼材：心部要求不高，尺寸較小的滲主要運用的鋼材：心部要求不高，尺寸較小的滲碳件常用低碳鋼碳件常用低碳鋼15、20號鋼或低碳合金鋼號鋼或低碳合金鋼15Cr、20Cr。要求較高，尺寸較大的零件那么用。要求較高，尺寸較大的零件那么用20CrMnTi、 20MnVB等制造。等制造。低碳鋼能滿足心部韌性，但外表硬度低，不耐磨；低碳鋼能滿足心部韌性，但外表硬度低，不耐磨；高碳鋼，熱處置后外表硬度高，耐磨，但心部韌高碳鋼，熱處置后外表硬度高，耐磨，但心部韌性太差，低碳鋼滲碳淬火后能很好的滿足要求。性太差，低碳鋼滲碳淬火后能很好的滿足要求。一、鋼的滲

57、碳一、鋼的滲碳一滲碳的目的及用鋼一滲碳的目的及用鋼目的：向鋼的表層滲入碳原子，表層具有高的含目的：向鋼的表層滲入碳原子，表層具有高的含碳量，經(jīng)熱處置后表層具有高硬度和耐磨性，而碳量，經(jīng)熱處置后表層具有高硬度和耐磨性，而心部仍堅持一定強度及較高的韌性和塑性。心部仍堅持一定強度及較高的韌性和塑性。二滲碳方法：二滲碳方法：滲碳劑：滲碳用的介質。滲碳劑：滲碳用的介質。根據(jù)滲碳劑的不同，滲碳方法分為：氣體滲碳、根據(jù)滲碳劑的不同，滲碳方法分為：氣體滲碳、液體滲碳、固體滲碳。液體滲碳、固體滲碳。1、氣體滲碳、氣體滲碳將工件置于密封的加熱將工件置于密封的加熱爐中，通入氣體滲碳劑爐中，通入氣體滲碳劑，在，在90

58、0950加熱、加熱、保溫、使鋼件外表層進保溫、使鋼件外表層進展?jié)B碳。展?jié)B碳。常用的滲碳劑有煤油、常用的滲碳劑有煤油、甲醇等液體，在高溫下甲醇等液體，在高溫下反響生成活性碳原子。反響生成活性碳原子。2. 固體滲碳將工件置于周圍填滿固體滲碳劑的箱固體滲碳將工件置于周圍填滿固體滲碳劑的箱中，加蓋密封后送入爐中加熱到中，加蓋密封后送入爐中加熱到900-950，保溫足，保溫足夠時間到達滲碳層深度后出爐夠時間到達滲碳層深度后出爐常用的固體滲碳劑由木炭粒和催滲劑組成常用的固體滲碳劑由木炭粒和催滲劑組成氣體滲碳消費率高、勞動氣體滲碳消費率高、勞動條件好、滲碳質量易控制，條件好、滲碳質量易控制，易實現(xiàn)機械化、自

59、動化，易實現(xiàn)機械化、自動化，運用廣。固體滲碳時間長，運用廣。固體滲碳時間長，消費率低、勞動條件差、消費率低、勞動條件差、滲碳質量不易控制，但設滲碳質量不易控制，但設備工藝簡單，適宜單件小備工藝簡單，適宜單件小批消費。液體滲碳淘汰。批消費。液體滲碳淘汰。主要思索的兩個工藝參數(shù)：主要思索的兩個工藝參數(shù)：2 滲碳時間：由滲層深度決議。時間越長，滲滲碳時間：由滲層深度決議。時間越長，滲層越深。層越深。1. 滲碳溫度滲碳溫度滲碳溫度選擇原那么：一方面有利于鋼包容更滲碳溫度選擇原那么：一方面有利于鋼包容更多碳原子和碳原子的分散，應在較高溫度奧氏多碳原子和碳原子的分散，應在較高溫度奧氏體區(qū)進展；另一方面，又不能使晶粒粗大，性體區(qū)進展；另一方面，又不