熱處理相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

1、金屬材料知識(shí)金屬材料的性能一、物理性能和化學(xué)性能金屬的物理性能是指金屬固有的屬性，包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。金屬的化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)的性能，如耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等。二、金屬的力學(xué)性能所謂力學(xué)性能是指金屬在外力作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。1、強(qiáng)度：金屬材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂是能力成為強(qiáng)度，強(qiáng)度大小通常用壓力來(lái)表示。2、塑性：斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力為塑性。塑性指標(biāo)也是由拉伸試驗(yàn)測(cè)得的。常用金屬材料拉伸時(shí)最大的相對(duì)塑性變形是用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)表示。3、硬度：材料抵抗局部變形，特別

2、是塑性變形、壓痕和劃痕的能力稱為硬度。（1）布氏硬度：布氏硬度值是用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力來(lái)表示。用符號(hào)HBS(W)來(lái)表示（2）洛氏硬度：洛氏硬度值（HR）是用洛氏硬度相應(yīng)標(biāo)尺刻度滿量程（100）與殘余壓痕深度增量（e）之差計(jì)算硬度值。4、韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為韌性。目前，常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來(lái)測(cè)定金屬材料的韌性。5、疲勞強(qiáng)度三、金屬的工藝性能工藝性能是指金屬材料對(duì)不同加工工藝方法的適應(yīng)能力，包括鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能和切削加工性能等。金屬材料一般分類方法金屬材料一般分類方法鋼的分類：鋼的分類： 平爐鋼平爐鋼 酸性鋼酸性鋼 按冶煉方法分按冶煉方法分

3、轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼 及及 堿性鋼堿性鋼 電爐鋼電爐鋼 沸騰鋼沸騰鋼 ( (一般用錳鐵脫氧。脫氧不完全。一般用錳鐵脫氧。脫氧不完全。) ) （感應(yīng)爐、電渣爐、真（感應(yīng)爐、電渣爐、真 鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼( (先用錳鐵、然后用矽鐵、最后用先用錳鐵、然后用矽鐵、最后用 空自耗爐、真空感應(yīng)爐空自耗爐、真空感應(yīng)爐) ) 鋁鐵脫氧。是脫氧完全的鋼鋁鐵脫氧。是脫氧完全的鋼) ) 低碳鋼低碳鋼 碳碳 鋼鋼 中碳鋼中碳鋼 高碳鋼高碳鋼 按化學(xué)成分分按化學(xué)成分分 低合金鋼低合金鋼 錳錳 鋼鋼 合金鋼合金鋼 中合金鋼中合金鋼 及及 鉻鉻 鋼鋼 高合金鋼高合金鋼 硅錳鋼硅錳鋼 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼

4、滲碳鋼滲碳鋼 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 及及 彈簧鋼彈簧鋼鋼鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼 軸承鋼軸承鋼 按按 用用 途途 分分 碳素工具鋼碳素工具鋼 刃具鋼刃具鋼 工具鋼工具鋼 合金工具鋼合金工具鋼 及及 量具鋼量具鋼 高速工具鋼高速工具鋼 模具鋼模具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼 如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、磁鋼、耐磨鋼等如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、磁鋼、耐磨鋼等 退火狀態(tài)的退火狀態(tài)的亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼 按金相組織分按金相組織分 正火狀態(tài)的正火狀態(tài)的珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼

5、、奧氏體鋼珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼 按品質(zhì)分按品質(zhì)分普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 按成型方法分按成型方法分鑄鋼、鍛鋼、熱軋鋼、冷拔鋼鑄鋼、鍛鋼、熱軋鋼、冷拔鋼金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、純金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶一、純金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1、金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬在固態(tài)下都是晶體。金屬的性能、塑性變形和熱處理相變都與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。金屬中最常見(jiàn)的晶格有三鐘：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。晶體缺陷根據(jù)幾何形態(tài)可分為點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷三類。2、金屬的結(jié)晶金屬?gòu)囊后w狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w（晶體）狀態(tài)的過(guò)程叫做金屬的結(jié)晶。(1)、冷卻曲線和過(guò)冷現(xiàn)象物質(zhì)冷卻過(guò)程中溫度和時(shí)間的關(guān)系曲線叫

6、冷卻曲線。金屬結(jié)晶的冷卻曲線可用熱分析法測(cè)定，其測(cè)定過(guò)程如下：先將金屬熔化并使溫度盡可能均勻，然后以一定的速度冷卻，記錄下溫度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，并將其繪制在溫度-時(shí)間坐標(biāo)中，便可獲得如圖1所示的冷卻曲線。 由于結(jié)晶時(shí)放出的結(jié)晶潛熱補(bǔ)償了金屬向外界散失的熱量，冷卻曲線上出現(xiàn)了一段水平線，這段水平線所對(duì)應(yīng)是溫度就是金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度。實(shí)驗(yàn)表明，金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度T1總是低于理論結(jié)晶溫度（平衡結(jié)晶溫度）T0，這種現(xiàn)象叫做過(guò)冷。過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件，T1和T0之間的差值T叫做過(guò)冷度，即T+ T0- T1。(2)、結(jié)晶過(guò)程結(jié)晶過(guò)程是形核及晶核長(zhǎng)大的過(guò)程。3、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變金屬在固態(tài)下隨溫度的改變，由

7、一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬有鐵、鈷、鈦、錫、錳等。以不同晶格形式存在的同一金屬元素的晶體稱為該金屬的同素異晶體。鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變可以用下式表示： 1394 912 -Fe -Fe -Fe（體心立方晶格） （面心立方晶格） （體心立方晶格）二、合金的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶二、合金的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶相：指合金（或純金屬）中具有同一成分、結(jié)構(gòu)、性能，并以界面互相分開(kāi)的均勻的組成部分。1、合金的相結(jié)構(gòu) 根據(jù)構(gòu)成合金的各元素之間的相互作用，合金中的相結(jié)構(gòu)可以分為固溶體和金屬化合物兩大類型。（1）固溶體 當(dāng)液態(tài)合金凝固后，組元之間仍能互相溶解，形成在某種元素的晶格中溶有其它元素

8、原子的相，這種相就稱為固溶體。（2）金屬化合物2、二元合金狀態(tài)圖 合金狀態(tài)圖又稱合金平衡圖或合金相圖，是表示在平衡條件下合金的狀態(tài)和溫度、成分之間的關(guān)系圖解。它反映了合金系中不同成分的合金在無(wú)限緩慢加熱或冷卻時(shí)的組織變化規(guī)律，是選擇合金成分、分析合金的顯微組織、研究合金的性能和制定鑄造、鍛造、熱處理工藝的重要依據(jù)。（1）勻晶狀態(tài)圖：兩組元在液態(tài)和固態(tài)都能無(wú)限互溶的狀態(tài)圖。 這類合金凝固時(shí)都從液相結(jié)晶出固溶體，這種結(jié)晶過(guò)程稱為勻晶轉(zhuǎn)變。（2）共晶狀態(tài)圖：兩組元在液態(tài)完全互溶，并具有共晶轉(zhuǎn)變的狀態(tài)圖。 共晶轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，從一定成分的均勻液相中同時(shí)結(jié)晶出成分一定的兩種固相的轉(zhuǎn)變。（3）包晶狀態(tài)

9、圖：兩組元在液態(tài)時(shí)無(wú)限互溶，在固態(tài)時(shí)形成有限固溶體，并且有包晶轉(zhuǎn)變的狀態(tài)圖。 包晶轉(zhuǎn)變：在恒溫下，一定成分的液相和它所包圍的已結(jié)晶出來(lái)的一定成分的固相作用，形成另一個(gè)成分的新固相的轉(zhuǎn)變過(guò)程。三、鐵鐵滲碳體相圖滲碳體相圖 1、鐵滲碳體相圖鋼是一定成分范圍的鐵碳合金，鐵碳合金相圖表示不同成分的鐵碳合金在不同溫度下的不同平衡組織，如圖Fe-Fe3C相圖所示。由Fe-Fe3C相圖可以查出一定成分的鐵碳合金發(fā)生平衡相變的溫度，即臨界點(diǎn)；可以預(yù)測(cè)出在不同溫度區(qū)域發(fā)生的相變過(guò)程和冷卻到常溫時(shí)可能得到的平衡組織。鐵碳合金相圖中各特性點(diǎn)說(shuō)明見(jiàn)表Fe-Fe3C相圖中的幾個(gè)特性點(diǎn)，各特性線說(shuō)明見(jiàn)表Fe-Fe3C相圖

10、中的特性線。根據(jù)鐵碳合金相圖，含碳量小于2.11%為碳鋼，大于2.11%為鑄鐵。根據(jù)組織特征，從鐵碳合金相圖中將鐵碳合金按含碳量多少分為七大類：（1）、工業(yè)純鐵，含碳量0.0218%；（2）、共析鋼，含碳量0.77%；（3）、亞共析鋼，含碳量0.0218%0.77%；（4）、過(guò)共析鋼，含碳量0.77%2.11%；（5）、共晶白口鑄鐵，含碳量4.30%；（6）、亞晶白口鑄鐵，含碳量2.11%4.30%；（7）、過(guò)晶白口鑄鐵，含碳量4.30%6.69%；2、金屬組織 金屬：具有不透明、金屬光澤良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性并且其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列

11、的固體（即晶體）。 合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性的物質(zhì)。 固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn)，使晶格發(fā)生畸變，使固溶體硬度和強(qiáng)度升高，這種現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。 化合物：合金組元間發(fā)生化合作用，生成一種具有金屬性能的新的晶體固態(tài)結(jié)構(gòu)。 機(jī)械混合物：由兩種晶體結(jié)構(gòu)而組成的合金組成物，雖然是兩面種晶體，卻是一種組成成分，具有獨(dú)立的機(jī)械性能。 鐵素體：碳在 a-Fe（體心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中的間隙固溶體。 奧氏體：碳在 g-Fe（面心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中的間隙固溶體。 滲碳體：碳和鐵形成的穩(wěn)定化合物（Fe3c）。 珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物（F+Fe3c

12、含碳0.8%） 萊氏體：滲碳體和奧氏體組成的機(jī)械混合物（含碳 4.3%） 金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過(guò)熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過(guò)熱處理改變其

13、力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 在熱處理工藝中，鋼的加熱是為了獲得奧氏體。加熱時(shí)奧氏體的狀態(tài)、晶粒大小、化學(xué)成分及其均勻性等，對(duì)于冷卻過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變和室溫是組織與性能，都有顯著影響。 鋼在加熱時(shí)的主要組織轉(zhuǎn)變：奧氏體的形成及奧氏體晶粒長(zhǎng)大。1、奧氏體的形成 將鋼加熱到Ac3或Ac1以上（Ac1為實(shí)際加熱時(shí)P-A的臨界點(diǎn)；Ac3為亞共析鋼實(shí)際加熱時(shí)，所有鐵素體均轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度），以獲得完全或部分奧氏體組織的操作稱為奧氏體化。 珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變分為四個(gè)階段：奧氏體晶核的形成、奧氏體晶核的長(zhǎng)大、殘余滲碳體的溶解和奧

14、氏體成分的均勻化。共析鋼中奧氏體形成過(guò)程見(jiàn)下圖。 共析鋼中奧氏體形成過(guò)程2、奧氏體晶粒長(zhǎng)大 當(dāng)珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成時(shí)，奧氏體晶粒是比較細(xì)小的。這是由于珠光體內(nèi)鐵素體和滲碳體的相界面很多，有利于形成數(shù)目眾多的奧氏體晶核。不論原來(lái)鋼的晶粒是粗或是細(xì)，通過(guò)加熱時(shí)的奧氏體化，都能得到細(xì)小的奧氏體。但是隨著加熱溫度的升高，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，奧氏體晶粒會(huì)自發(fā)地長(zhǎng)大，它是通過(guò)晶粒之間的相互吞并來(lái)完成的。加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，奧氏體晶粒越大。 鋼在具體加熱條件下獲得的奧氏體晶粒大小，稱為奧氏體的實(shí)際晶粒。它的大小對(duì)冷卻轉(zhuǎn)變后鋼的性能有明顯的影響。奧氏體晶粒細(xì)小，冷卻后產(chǎn)物組織的晶粒也細(xì)小。細(xì)晶粒組織

15、不僅強(qiáng)度、塑性比粗晶粒高，尤其是韌性有明顯的提高。因此，鋼在加熱時(shí)，為了得到細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒，必須嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間。 二、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變二、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 在熱處理生產(chǎn)中，加熱后鋼件的冷卻方式有兩種：等溫冷卻和連續(xù)冷卻。1、過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變 將奧氏體過(guò)冷至臨界點(diǎn)下某一溫度，在此溫度等溫停留過(guò)程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變，稱為過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變。在臨界點(diǎn)下尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體，稱為過(guò)冷奧氏體。 將鋼經(jīng)奧氏體化后冷卻到相變點(diǎn)以下的溫度區(qū)間內(nèi)等溫保持時(shí)，過(guò)冷奧氏體所產(chǎn)生的相變稱為等溫轉(zhuǎn)變。 過(guò)冷奧氏體在不同過(guò)冷度下的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程中轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時(shí)間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物量（轉(zhuǎn)變開(kāi)始及終了）的關(guān)系

16、曲線圖稱為等溫轉(zhuǎn)變圖，也稱C曲線圖或TTT曲線圖。 由共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變圖可知，在A1以上是奧氏體穩(wěn)定區(qū)域。aa為過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始線，在轉(zhuǎn)變開(kāi)始線左方是過(guò)冷奧氏體區(qū)（這一段時(shí)間稱為孕育期）；bb為過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線，在轉(zhuǎn)變終了線右方，轉(zhuǎn)變已經(jīng)完成，是轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。在圖下方有兩根水平線，Ms稱為上馬氏體點(diǎn)約230，Mf稱為下馬氏體點(diǎn)，約-50。在圖上“C”字曲線拐彎處（約550）俗稱“鼻子”，此處孕育期最短，過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定，最容易分解。2、過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖，是表示在各種不同冷卻速度下，過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始和轉(zhuǎn)變終了的溫度與時(shí)間的關(guān)系圖解，可簡(jiǎn)稱為連續(xù)冷卻

17、轉(zhuǎn)變圖，或叫做CCT圖。 利用共析鋼的C曲線來(lái)分析過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變，把代表連續(xù)冷卻的冷卻曲線疊畫(huà)在等溫轉(zhuǎn)變圖上，見(jiàn)圖”在C曲線上估計(jì)連續(xù)冷卻時(shí)的組織” ，根據(jù)它們和C曲線相交的位置，便可大致估計(jì)其冷卻轉(zhuǎn)變情況。例如，圖中冷卻速度v1 相當(dāng)于隨爐冷卻，奧氏體在A1以下附近的溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)變，得到較粗片狀珠光體；v2相當(dāng)于在空氣中的冷卻速度，可估計(jì)出它將轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w；v3相當(dāng)于在油中的冷卻速度，則奧氏體在“鼻子”附近分解一小部分，而其余的奧氏體則轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，最后得到托氏體和馬氏體的混合組織；v4相當(dāng)于在水中冷卻，它不與C曲線相交，過(guò)冷奧氏體來(lái)不及分解，便被過(guò)冷到Ms以下進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變。v臨恰

18、好與C曲線的開(kāi)始轉(zhuǎn)變線相切，是奧氏體不發(fā)生分 圖 在C曲線上估計(jì)連續(xù)冷卻時(shí)的組織解而全部過(guò)冷到Ms以下向馬氏體轉(zhuǎn)變的最小冷卻速度，即鋼在淬火時(shí)為抑制非馬氏體轉(zhuǎn)變所需的最小冷卻速度，稱為馬氏體臨界冷卻速度。它是鋼材接受淬火能力大小的標(biāo)志。影響鋼材臨界冷卻速度的主要因素是鋼的化學(xué)成分，這一特性對(duì)于鋼的熱處理具有非常重要的意義。 3、各種因素對(duì)過(guò)冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變曲線的影響影響過(guò)冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變形狀位置的因素很多，主要有以下幾點(diǎn)。碳的影響 在正常加熱條件下，亞共析碳鋼的C曲線，隨著含碳量的增加向右移；過(guò)共析碳鋼的C曲線，隨著含碳量的增加向左移。故在碳鋼中以共析鋼過(guò)冷奧氏體最穩(wěn)定。合金元素的影響 除Co

19、以外，所有的合金元素溶入奧氏體之后，都增大其穩(wěn)定性，使C曲線右移。碳化物形成元素含量較多時(shí)，使C曲線的形狀發(fā)生變化，出現(xiàn)兩組曲線。加熱溫度和保溫時(shí)間的影響 隨著加熱溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，奧氏體的成分更加均勻，作為奧氏體分解的晶核數(shù)量減少，同時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大，晶界面積減少，這些都不利于奧氏體的分解，提高了奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線向右移。4、珠光體型轉(zhuǎn)變 過(guò)冷奧氏體在較小的冷卻速度（過(guò)冷度）下，將在C曲線“鼻子”以上溫度區(qū)域，發(fā)生珠光體型轉(zhuǎn)變，形成珠光體型組織。珠光體型組織是退火和正火鋼的重要組織組成物，它的形態(tài)、數(shù)量與分布情況，直接影響著退火和正火鋼的性能，因此，研究珠光體轉(zhuǎn)變具有重要的實(shí)

20、際意義。 珠光體的組織形態(tài) 珠光體的組織形態(tài)可分為兩類：片狀珠光體和球狀珠光體。 片狀珠光體組織是由片狀滲碳體和鐵素體互相交替排列成的片層狀混合物。珠光體片間距的大小主要取決于轉(zhuǎn)變溫度（過(guò)冷度），而與奧氏體的晶粒度和均勻性無(wú)關(guān)。轉(zhuǎn)變溫度越低，片間距越小，珠光體組織越細(xì)，即滲碳體彌散度越大。 一般按片間距的大小，將珠光體型組織分為珠光體、索氏體和屈氏體三種。 球狀珠光體是在鐵素體基體上分布著細(xì)小顆粒狀的滲碳體的球化組織。珠光體的形成過(guò)程 珠光體的形成是一個(gè)形核和核長(zhǎng)大的過(guò)程。 珠光體的形成過(guò)程，包含著兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程，一個(gè)是碳的擴(kuò)散，生成高碳的滲碳體和低碳的鐵素體；另一個(gè)是晶體點(diǎn)陣的重構(gòu)，由面

21、心立方的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方體點(diǎn)陣的鐵素體和復(fù)雜斜方點(diǎn)陣的滲碳體。三、鋼的淬透性及淬硬性三、鋼的淬透性及淬硬性1、淬透性的概念 淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。它是反映鋼在淬火時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的容易程度。 淬火時(shí)，工件截面上各處的冷卻速度是不同的。表面的冷卻速度最大，越到中心冷卻速度越小。如果工件表面及中心的冷卻速度都大于該鋼的臨界冷卻速度，則沿工件的整個(gè)截面都能獲得馬氏體組織，即完全淬透了。如中心部分低于臨界冷卻速度，則表面得到馬氏體，心部獲得非馬氏體的組織，表示鋼未被淬透。 因此，淬透性好的鋼較淬透性差的鋼便于整體淬硬。 鋼的臨界冷卻速度的大小是可以表示其淬

22、透性大小的，但是臨界冷卻速度不便于直接用于生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中常以一定條件下淬火后所獲得的馬氏體組織層深度來(lái)表示其淬透性的大小。 從理論上講，淬透層深度應(yīng)該是全淬成馬氏體的深度，但在未淬透情況下，由于馬氏體組織中混入少量（5%10%）非馬氏體組織時(shí)，在顯微鏡下難以辨別出來(lái)，從硬度上也很難被測(cè)出。因此，實(shí)際上采用由工件表面向里得到半馬氏體（即組織由50%馬氏體和50%非馬氏體組成）的距離作為淬透層深度。采用半馬氏體處作為淬透層界限，就很容易用測(cè)量硬度的方法來(lái)確定出淬透層的深度。2、淬硬性的概念 淬硬性是指鋼在理想條件下進(jìn)行淬火硬化所能達(dá)到的最高硬度的能力。鋼的淬硬性主要取決于鋼的含碳量。低碳鋼淬火

23、最高硬度值低，淬硬性差，高碳鋼淬火最高硬度值高，淬硬性好?？傊摰拇阌残允怯煤侠泶慊鸷笏苓_(dá)到的最高硬度值來(lái)衡量的。四、熱處理工藝類別四、熱處理工藝類別熱處理熱處理 定義：采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件進(jìn)行加熱、保溫和冷卻,以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。 熱處理工藝類別熱處理工藝類別1 整體熱處理定義：對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱的熱處理。常見(jiàn)的整體熱處理工藝方式有： 退火定義：鋼鐵或非鐵金屬和合金加熱至適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。目的：消除應(yīng)力，調(diào)整/細(xì)化組織與硬度，為最終熱處理作好準(zhǔn)備。如去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火、預(yù)防白點(diǎn)退火、球化退火、等溫退火、不完全退火、完全退火、擴(kuò)

24、散退火、穩(wěn)定化退火、石墨化退火等。 正火定義：將鋼鐵材料或工件加熱到奧氏體化后，保持一定時(shí)間，在空氣中冷卻的熱處理工藝。如普通正火、二段正火等。等溫正火：將鋼鐵材料或工件加熱到奧氏體化后，保持一定時(shí)間，快速冷到珠光體轉(zhuǎn)變溫度等溫保持適當(dāng)時(shí)，然后在空氣中冷卻的工藝。目的：細(xì)化/均勻組織組織、調(diào)整硬度，消除應(yīng)力，為機(jī)械加工和最終熱處理作好準(zhǔn)備. 淬火定義：鋼鐵件奧氏體化后，以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。目的：使鋼鐵零件達(dá)到高的強(qiáng)度與硬度。如箱式爐、井式爐、鹽浴爐、流態(tài)爐、網(wǎng)帶爐、可控氣氛爐、震底爐、滾筒爐、真空爐、工頻爐淬火等。 回火定義：鋼鐵零件淬硬后加熱到AC1以下某

25、一溫度保持，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。目的：保持高硬度/提高硬度和盡可能消除淬火應(yīng)力（一般工模具、軸承/高速鋼刀具）；降低硬度/強(qiáng)度、提高塑性韌性、消除應(yīng)力（中低硬度零件）；保持高硬度、消除應(yīng)力、穩(wěn)定組織，保證使用尺寸精度（量具）；提高彈性極限和疲勞強(qiáng)度（彈簧）。 各種改變和調(diào)整表面與心部組織性能的化學(xué)熱處理。如滲碳、碳氮共滲、多元共滲、滲單一金屬、多金屬共滲淬火等。 固溶處理定義：工件加熱至一定溫度保持，使過(guò)剩相充分溶解，然后快速冷卻以獲得過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝，一般多用于非鐵合金。目的：獲得單一、均勻組織，為時(shí)效硬化或應(yīng)力強(qiáng)化作好組織準(zhǔn)備，如鋁合金淬火、高錳鋼水韌處理等。2 局部熱處理

26、 定義：僅對(duì)工件的某一部位或幾個(gè)部位進(jìn)行熱處理的工藝。 常見(jiàn)的局部熱處理工藝有：鹽浴爐局部淬火/退火/回火、火焰局部淬火/退火/回火、高/中/超音頻/工頻局部表面淬火/退火/回火等。3 表面熱處理 定義：僅對(duì)工件表層進(jìn)行熱處理以改變其組織和性能的工藝。 常見(jiàn)的表面熱處理工藝有：浴爐表面淬火、高頻/超音頻/中頻/工頻表面淬火、電脈沖表面淬火、火焰表面淬火、電接觸表面淬火、電解液表面淬火、電子束表面淬火、激光表面淬火、各種化學(xué)熱處理、滲單一金屬、多金屬共滲等。4 化學(xué)熱處理 定義：把金屬材料或工件放在適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保持，使一種或幾種化學(xué)元素滲入其表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工

27、藝。常見(jiàn)的化學(xué)熱處理工藝有： 滲碳：固體、液體、氣體（滴注式、吸熱式氣體、氮基氣氛、直生式氣氛）滲碳；真空（直接通入甲烷、丙烷或天然氣）滲碳、流態(tài)床滲碳； 碳氮共滲：方式同滲碳，氣氛中加氨； 滲氮；氮碳共滲；氧氮共滲；硫氮共滲；硫氮碳共滲； 滲金屬/非金屬：?jiǎn)我粷B（B、Al、Zn、Cr、S、Si、Ti、Nb、V、Mn）；復(fù)合滲（B-C、B-Si、B-Al、B-Cr、Al-Cr、B-C、B-Ti、B-Cr-V、B-Cr-Ti、Cr-Ai-Si、Al-Re、B-Re、Cr-Re等）； 離子化學(xué)熱處理：滲氮、氮碳共滲、滲碳、碳氮共滲、硫氮共滲、硫氮碳共滲、滲金屬等； 復(fù)合滲加表面處理：如QPQ（液體

28、氮碳共滲加氧化）。 表面處理（如化學(xué)鍍磷）加熱處理、離子注入、電子束與激光表面熔敷、熱噴涂等化學(xué)物理復(fù)合處理等。 化學(xué)氣相沉積：PVD、CVD。 鋼材的質(zhì)量與缺陷鋼材質(zhì)量與缺陷鋼材質(zhì)量與缺陷鋼材質(zhì)量?jī)?yōu)劣，主要與鋼材內(nèi)部的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、以及生產(chǎn)條件下可能產(chǎn)生的各種缺陷的嚴(yán)重程度有關(guān)。缺陷對(duì)鋼材質(zhì)量影響很大。鋼材中普遍存在的一些主要缺陷，有的是壓力加工前鋼錠所遺留下來(lái)的，有的則是在加工過(guò)程中產(chǎn)生的。鋼材中常見(jiàn)缺陷有：1 表面缺陷：表面缺陷：最常見(jiàn)的表面缺陷有；結(jié)疤、劃痕、折疊、表面裂紋。（1） 結(jié)疤：鋼錠或鋼材表面粗糙不平、形狀不規(guī)則和大小不一的凹坑。其深度一般為23mm。結(jié)疤與許多因素有關(guān)

29、，如軋制加熱時(shí)氧化過(guò)劇，在軋制時(shí)一部分氧化皮被壓入鋼材的表面，冷卻后產(chǎn)生結(jié)疤。又如上注法澆鑄鋼錠時(shí)，由于鋼水飛濺或操作不良，使鋼水沿模壁流下，它們不能與鋼錠結(jié)合成整體，軋后的鋼材表面就會(huì)產(chǎn)生結(jié)疤，也可能造成裂紋。（2） 劃痕：由軋制設(shè)備的某些零件與所軋工件摩擦而產(chǎn)生。劃痕會(huì)降低鋼材強(qiáng)度，對(duì)薄板會(huì)造成應(yīng)力集中而引起沖壓裂紋。對(duì)壓力容器可能成為使用過(guò)程中發(fā)生事故的起源，對(duì)彈簧零件能成為使用過(guò)程中的疲勞源進(jìn)而發(fā)生疲勞斷裂事故。（3）折疊：由于材料表面在前一道鍛、軋中產(chǎn)生的突出的尖角或耳子，在隨后的鍛、軋時(shí)壓入金屬本體而形成的。在許多情況下，折疊與裂紋很難區(qū)別。折疊超過(guò)加工余量的鋼材，只能報(bào)廢或改小使

30、用。（4）表面裂紋：種類很多，在此主要指鍛軋裂紋。鋼錠由于脫氧或澆鑄不當(dāng)，可能形成橫裂紋或縱裂紋，在后續(xù)軋制過(guò)程中將擴(kuò)大、改變形狀。此外，原材料中的折疊、皮下氣泡或嚴(yán)重的非金屬夾雜物等缺陷、軋制時(shí)加熱溫度不均、加熱溫度過(guò)高或過(guò)低、鍛軋終了溫度太低或軋后冷卻太快等均會(huì)導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。2 低倍缺陷低倍缺陷鋼材中的低倍（宏觀）缺陷包括：疏松、偏析、白點(diǎn)、縮孔、裂紋、氣泡以及不正常斷口等。（1）偏析 鋼中各部分化學(xué)成分和非金屬夾雜物的不均勻現(xiàn)象統(tǒng)稱為偏析。 方框型偏析（錠型偏析）在橫向酸蝕試片上呈現(xiàn)腐蝕較深的、由密集的暗黑色小點(diǎn)組成的方框型 偏析帶。偏析帶上碳、硫、磷及其它雜質(zhì)的含量均較高。方框型偏析越

31、嚴(yán)重，偏析帶的組織疏松 也越嚴(yán)重。方框型偏析程度嚴(yán)重時(shí)，鋼軋制時(shí)易產(chǎn)生夾層，并惡化鋼的機(jī)械性能。方框型偏析不 能用熱處理的方法加以消除。 區(qū)域性 一般點(diǎn)狀偏析 在橫向酸蝕試片上呈分散的、形狀和大小不同并略為凹陷的暗色斑點(diǎn)，偏 析 點(diǎn)狀偏析 在縱向試片上則表現(xiàn)為暗色的的條帶。這種缺陷在許多鋼種中都有存 在，嚴(yán)重時(shí)往往伴隨出現(xiàn)大量的氣泡。嚴(yán)重的點(diǎn)狀偏析容易在斑點(diǎn)處產(chǎn) 邊緣點(diǎn)狀偏析 生應(yīng)力集中，并導(dǎo)致早期疲勞裂紋。斑點(diǎn)中碳、硫含量超過(guò)正常值，夾 雜物量也高，并有大量氧化鋁。點(diǎn)狀偏析的產(chǎn)生與夾雜物和氣體有關(guān)。晶內(nèi)偏析： 存在于晶粒范圍內(nèi)的成分不均勻性。在其它條件相同時(shí)，冷卻速度（顯微偏析）越大，晶內(nèi)偏

32、析越嚴(yán)重。晶內(nèi)偏析嚴(yán)重時(shí)，鍛件機(jī)械性能降低，特別是塑性、韌性指標(biāo)，淬火硬度不均勻等。同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致化學(xué)性能不均勻，使合金的抗蝕性能下降。（2）縮孔、疏松和氣泡 縮孔殘余：在橫向酸蝕試片上呈不規(guī)則的皺折或空洞，其附近往往伴有嚴(yán)重的疏松、偏析及夾雜物的聚集。是鋼材中不允許存在的一種缺陷。（3）一般疏松：在橫向酸蝕試片上的特征是組織不致密，在整個(gè)試面上呈分散的小孔隙和小黑點(diǎn)，孔隙多呈不規(guī)則的多邊形或圓形。（4） 中心疏松：在橫向酸蝕試片的中心部位呈集中的空隙和暗黑小點(diǎn)。在縱向酸蝕試片上則表現(xiàn)為不同長(zhǎng)度的條紋。（5）內(nèi)部氣泡：在橫向酸蝕試片上呈平直或彎曲的細(xì)裂縫（但有些內(nèi)部氣泡呈蜂窩狀，稱蜂窩氣泡）其數(shù)

33、量、長(zhǎng)度、寬度都不固定，也無(wú)一定分布規(guī)律。在縱向斷口上則呈非晶質(zhì)的、沿纖維方向分布的、顏色不同的細(xì)條紋。（6） 皮下氣泡：在橫向酸蝕試片上靠近鋼材表皮部分呈現(xiàn)垂直于表面的或放射狀的細(xì)裂紋，也有的呈圓形、橢圓形暗色斑點(diǎn)。（7） 白 點(diǎn)：在某些經(jīng)熱加工后的結(jié)構(gòu)鋼或工具鋼的縱向斷口上，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)表面光滑的、銀白色的斑點(diǎn)，其形狀接近圓形或橢圓形，直徑一般在零點(diǎn)幾毫米至幾毫米的范圍內(nèi)（有時(shí)可能更大）。在橫向酸蝕試片上則呈較多的發(fā)絲狀裂縫，往往位于試樣心部，或接近心部而離表面較遠(yuǎn)處。這些裂縫是短小的、不連續(xù)的，一般呈輻射狀或不規(guī)則地分布（有時(shí)由于鍛造后的特殊冷卻條件，也有呈同心圓狀的，但較為罕見(jiàn)）。在裂縫

34、處取樣作金相檢查，可發(fā)現(xiàn)這些裂縫穿過(guò)晶粒，但在裂縫附近不會(huì)發(fā)現(xiàn)塑性變形。除在高溫下已經(jīng)暴露于空氣中的以外，在裂縫處也沒(méi)有氧化脫碳現(xiàn)象。 白點(diǎn)使鋼材的縱向拉伸強(qiáng)度與彈性極限降低得不多，但伸長(zhǎng)率則顯著降低，尤其是端面收縮率與沖擊韌性降低得更多，有時(shí)可能接近于零。而且橫向力學(xué)性能比縱向降低更多。此外，鋼中有白點(diǎn)時(shí)，淬火容易開(kāi)裂。因此，鋼中不允許有白點(diǎn)存在。（8） 翻 皮：在橫向酸蝕試片上呈亮白色或暗色彎曲的細(xì)長(zhǎng)帶，形狀不規(guī)則，周邊部位常有氧化物夾雜，一般出現(xiàn)在試樣邊緣處，但也有的出現(xiàn)在內(nèi)部。 翻皮是鋼中嚴(yán)重的缺陷，它將使零件在使用中早期失效或在淬火時(shí)開(kāi)裂。（9）裂 紋：根據(jù)鋼材中裂紋分布的部位和特征

35、，分為： 內(nèi) 裂：存在于鋼材內(nèi)部，在橫向酸蝕試片上呈“雞爪狀”或“人字形”；在橫向斷口上的特征是呈木紋狀裂縫，在縱向斷口上，由于熱加工的影響，裂縫處呈光滑平面。 內(nèi)裂破壞了金屬的連續(xù)性，屬于不允許的缺陷。 軸心晶間裂紋：在橫向酸蝕試片的軸心呈蜘蛛狀或放射狀的細(xì)小裂紋，在縱向斷口上則表現(xiàn)為夾層。軸心晶間裂紋處有較多的夾雜物，并沿晶分布。軸心晶間裂紋也破壞了金屬的連續(xù)性，因此一般不允許存在。 發(fā) 紋：鋼材表面及內(nèi)部沿軋制方向出現(xiàn)的細(xì)小裂縫。在塔形試樣腐蝕面上，呈直線狀的細(xì)裂紋，裂紋較深，但長(zhǎng)短不一，有的可達(dá)幾十毫米。發(fā)紋大部分分布于距鋼材表面不遠(yuǎn)處，但有時(shí)也出現(xiàn)在內(nèi)部。發(fā)紋的存在破壞了鋼的連續(xù)性，

36、使承受高負(fù)荷的零件，尤其是受往復(fù)應(yīng)力的零件壽命大大降低。這種缺陷主要是硫化物夾雜沿軋制方向延伸所造成的。（10）外來(lái)金屬、低倍夾雜和夾渣 外來(lái)金屬：在橫向酸蝕試片上呈與基體截然不同的色澤，其形狀不規(guī)則，有時(shí)會(huì)順軋制方向變形，但邊緣比較清晰，周圍常伴有非金屬夾雜物。它的存在，破壞了鋼的組織的完整性，也是一種不允許存在的缺陷。 低倍夾雜或夾渣：在橫向酸蝕試片上呈個(gè)別的、顆粒較大或細(xì)小成群分布的非金屬夾雜物。這種缺陷一般比內(nèi)在的非金屬夾雜大得多，可用肉眼觀察到，也是一種不允許存在的缺陷。3 顯微組織缺陷（常見(jiàn)）顯微組織缺陷（常見(jiàn)）（1）脫碳層：鋼材表層中的碳全部或部分喪失的層。 具有脫碳層的鋼材，加

37、工未去掉時(shí)將大大降低表面硬度、耐磨性和疲勞極限。（2） 網(wǎng)狀碳化物：含碳量高于0.77%的鋼，碳化物沿晶界析出成網(wǎng)狀。 網(wǎng)狀碳化物的存在，削弱了金屬間的結(jié)合力，使鋼的機(jī)械性能顯著降低，尤其使沖擊韌性下降，脆性增加。（3）碳化物不均勻性：高碳高合金鋼中的大量網(wǎng)狀碳化物，經(jīng)過(guò)熱加工后出現(xiàn)的碳化物不均勻分布現(xiàn)象。碳化物不均勻分布表現(xiàn)為粗大碳化物聚集和碳化物條帶等類型。嚴(yán)重時(shí)，將使工件熱處理后產(chǎn)生裂紋，并使刃具的紅硬性，耐磨性下降，以及造成崩刃、斷齒等。（4） 碳化物液析：在某些高碳鋼中，最后凝固的鋼液碳含量很高。使凝固后的組織中存在少量萊氏體的現(xiàn)象。碳化物液析使鋼制工件在熱處理時(shí)容易發(fā)生淬火裂紋，并

38、使工件在使用過(guò)程中由于液析碳化 物的剝落而促成磨損與疲勞破壞。（5）帶狀碳化物：鋼錠中的顯微偏析在熱加工變形過(guò)程中延伸而成的碳化物富集帶。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成淬火回火后硬度、組織不均勻。（6）帶狀組織： 經(jīng)熱加工后的低碳結(jié)構(gòu)鋼顯微組織中，鐵素體和珠光體沿加工變形方向成層狀平行交替的條帶狀組織。 帶狀組織使鋼的機(jī)械性能呈各向異性，并降低塑性和韌性，熱處理也容易產(chǎn)生變形，且硬度不均勻。（7） 魏氏組織：指針狀鐵素體或珠光體呈方向地分布于珠光體基體上的顯微組織。過(guò)熱的中碳或低碳鋼在較快的冷卻速度下容易產(chǎn)生這種缺陷。魏氏組織的存在如果伴隨晶粒粗大，則使鋼的機(jī)械性能下降，尤以沖擊韌性下降為甚。4 非金屬夾雜物（

39、內(nèi)在的、常見(jiàn)的）非金屬夾雜物（內(nèi)在的、常見(jiàn)的）（1）硫化物夾雜： 包括FeS、MnS等。在高溫下MnS具有較高塑性，會(huì)沿?zé)峒庸ぷ冃畏较蜓由?。FeS（A、塑性?shī)A雜） 與鐵能形成低熔點(diǎn)（989）共晶體物質(zhì)，鍛造時(shí)會(huì)沿晶碎裂（熱碎/紅碎）。（2）氧化鋁夾雜： 常見(jiàn)的是Ai2O3，是用鋁脫氧時(shí)產(chǎn)生的細(xì)小難熔、高硬度的脆性?shī)A雜物。（B、脆性?shī)A雜） 在熱加工過(guò)程中不變形而沿加工變形方向呈短線顆粒帶狀分布，有時(shí)數(shù)條并列。過(guò)多的Ai2O3會(huì)使鋼的疲勞強(qiáng)度和其它機(jī)械性能下降。（3）硅酸鹽夾雜： 為鋼中常見(jiàn)的復(fù)雜夾雜物。熱加工后沿變形方向延伸，一般外形較粗糙，呈紡錘形。（C、塑性?shī)A雜）（4）球狀氧化物夾雜： 由鎂

40、尖晶石、含鈣的鋁酸鹽、鋁、鈣、錳的硅酸鹽等形成的球狀非金屬夾雜物，（D、脆性?shī)A雜） 經(jīng)熱加工后仍保持較規(guī)則的圓形。 重要用途的鋼材常進(jìn)行非金屬夾雜物的檢驗(yàn)，尤其是優(yōu)質(zhì)鋼及高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，常列為鋼材出廠的常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目之一。夾雜物較多時(shí)，往往在淬火時(shí)沿著夾雜物的聚集處開(kāi)裂。熱處理設(shè)備操作技術(shù) 在熱處理生產(chǎn)過(guò)程中，各種不同的工藝目的是通過(guò)相應(yīng)的工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)在生產(chǎn)過(guò)程中所完成的任務(wù)，熱處理生產(chǎn)設(shè)備可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備兩大類。主要設(shè)備用來(lái)完成熱處理的加熱和冷卻工序；輔助設(shè)備則完成各種輔助工序、生產(chǎn)操作、動(dòng)力供應(yīng)、安全生產(chǎn)等項(xiàng)任務(wù)。熱處理設(shè)備的分類是常見(jiàn)的熱處理設(shè)備分類方法。熱處理設(shè)備的分類熱處理

41、設(shè)備的分類 第一節(jié)第一節(jié) 熱處理電阻爐熱處理電阻爐 熱處理電阻爐應(yīng)用最廣，結(jié)構(gòu)、類型最多。按作業(yè)方式可分為間歇式和連續(xù)式兩類；按使用溫度可分為高溫、中溫、低溫三類。常用的爐型有箱式電阻爐、臺(tái)車式電阻爐、井式電阻爐、罩式電阻爐、密封箱式電阻爐、輸送式電阻爐、推送式電阻爐、振底式電阻爐、滾筒式電阻爐、轉(zhuǎn)底式電阻爐、轉(zhuǎn)筒式電阻爐、輥底式電阻爐等。以下按爐型分別介紹部分熱處理爐的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及維修和安全操作方法。一、箱式電阻爐 箱式電阻爐可分為高溫、中溫、低溫三種類型，它主要由爐殼、爐襯、爐門、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電熱元件及電氣控制裝置組成。爐殼由鋼板及型鋼焊接而成，爐襯一般由輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)黏土磚、耐火纖維

42、、保溫磚以及填料組成。電熱元件多為鐵鉻鋁、鎳鉻合金絲繞成的螺旋體，分別安裝在爐膛側(cè)壁擱磚和爐底上。大型箱式電阻爐還在爐膛后壁和爐門上安裝電熱元件，使?fàn)t膛溫度保持均勻。高中溫電阻爐底部電熱元件用耐熱鋼爐底板覆蓋，工件置于爐底板上進(jìn)行加熱。（一）中溫箱式電阻爐 這類爐子一般可分為兩種，分別供工件在空氣或簡(jiǎn)易保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱。 中溫箱式電阻爐爐襯一般用密度為600kg/m3的輕質(zhì)黏土磚砌筑，磚背面貼一層20mm左右的硅酸鋁纖維氈，再填珍珠巖或其他保溫材料，爐殼、爐門均采用鋼板焊接。RX-9Q系列箱式電阻爐，爐殼采用密封焊接，爐門與爐面板之間有嵌入溝槽的石棉橡膠盤根密封，可通入保護(hù)氣氛或滴入有機(jī)液體

43、進(jìn)行簡(jiǎn)易保護(hù)加熱。爐門口下部設(shè)有火簾，在爐門開(kāi)啟時(shí)使?fàn)t內(nèi)氣氛能保持穩(wěn)定。（二） 1200高溫箱式電阻爐 這類電阻爐主要供合金鋼在1200以下加熱用。其結(jié)構(gòu)與中溫箱式電阻爐基本相同，爐襯用高鋁磚砌內(nèi)層，輕質(zhì)黏土磚砌中間層，外層為保溫填料，爐底板用高鋁磚或碳化硅。電熱元件采用OCr27Al17Mo2高溫鐵鉻鋁電阻絲繞成螺旋狀，分別置于爐膛兩側(cè)及底部。（三）箱式碳化硅棒電阻爐 這類爐子主要供高合金鋼件熱處理加熱及難熔金屬燒結(jié)時(shí)使用。爐襯通常由高鋁磚、輕質(zhì)磚、保溫磚和填料層組成。爐底板為碳化硅制品。電熱元件為碳化硅棒，由于其電阻值隨溫度變化較大，約在850左右其電阻值最小，因此應(yīng)在較低電壓下加熱，以防

44、急驟升溫而使元件損壞。此外，在使用過(guò)程中碳化硅棒逐漸老化，為保持原有功率，都配有調(diào)壓變壓器。（四）箱式回火爐 這種設(shè)備主要由爐殼、爐襯、電熱元件、強(qiáng)制爐氣循環(huán)風(fēng)扇、爐門及電氣控制裝置組成。供一般鋼件回火及鋁合金制品的淬火、退火、時(shí)效等熱處理時(shí)使用。（五）臺(tái)車式電阻爐 臺(tái)車式電阻爐是中溫箱式電阻爐的一種改進(jìn)型，主要用于大型工件的正火、退火及淬火加熱。主要特點(diǎn)是爐底采用電力驅(qū)動(dòng)，靠機(jī)械結(jié)構(gòu)拉出爐外，便于工人使用吊車裝卸工件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。大型臺(tái)車爐在爐門和后爐墻裝電阻絲，有的還在爐頂設(shè)置風(fēng)扇，使?fàn)t溫均勻。二、井式電阻爐 井式電阻爐適用于需垂直懸掛加熱的長(zhǎng)工件。此類設(shè)備密封性較好，熱損失小，所以應(yīng)用

45、極為廣泛。我國(guó)生產(chǎn)的井式電阻爐有高溫井式電阻爐、中溫井式電阻爐、低溫井式電阻爐和井式氣體滲碳爐四種。（一）井式回火爐 井式回火爐由爐殼、爐襯、電熱元件、導(dǎo)風(fēng)筒、風(fēng)扇以及爐蓋提升機(jī)構(gòu)組成。（1）爐蓋升降機(jī)構(gòu) 井式回火爐爐蓋升降機(jī)構(gòu)種類較多，小型井式爐一般采用杠桿式。大型回火爐有油缸及電力驅(qū)動(dòng)兩種結(jié)構(gòu)。油壓式爐蓋提升機(jī)構(gòu)為電動(dòng)油泵推動(dòng)油缸活塞桿將爐蓋頂起；電動(dòng)爐蓋提升機(jī)構(gòu)是通過(guò)絲杠使?fàn)t蓋支承立柱升降，帶動(dòng)爐蓋運(yùn)動(dòng)。 大型井式回火爐，爐蓋升降與平移有電動(dòng)和氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。爐蓋有整體式及對(duì)開(kāi)式兩種結(jié)構(gòu)。（2）風(fēng)扇循環(huán)裝置 井式回火爐風(fēng)扇一般為頂裝直連式結(jié)構(gòu)，大型井式回火爐多采用側(cè)裝或底裝風(fēng)扇，測(cè)裝風(fēng)扇

46、通過(guò)風(fēng)道與爐體相連。風(fēng)扇一般為離心式。（3）爐襯結(jié)構(gòu) 系列標(biāo)準(zhǔn)井式回火爐多采用輕質(zhì)黏土磚砌筑內(nèi)襯，電熱元件為螺旋狀置于擱磚上。大型井式回火爐一般為填料爐襯，電熱元件通過(guò)瓷件安裝在風(fēng)道中。風(fēng)道外層與爐殼之間為填料，內(nèi)層為多塊組裝，便于安裝與維修。（二）井式中溫電阻爐 這種爐子主要用于金屬桿件加熱，根據(jù)爐子大小及爐溫均勻性要求不同，可將爐子分為若干加熱區(qū)進(jìn)行控制。爐蓋可用砂封、水封或油封。一般中小型爐子采用杠桿升降機(jī)構(gòu)，大型爐子為對(duì)開(kāi)式機(jī)構(gòu)，爐蓋平移及升降可用油壓、氣動(dòng)或電動(dòng)方法。爐襯用輕質(zhì)黏土磚砌筑。電熱元件為螺旋狀置于擱磚上。（三）1200井式高溫電阻爐 這種電阻爐供合金鋼長(zhǎng)桿件在1200范圍

47、內(nèi)加熱，主要由爐殼、爐襯、電熱元件、爐蓋及啟閉機(jī)構(gòu)組成。電熱元件用Cr27Al7Mo2電熱合金絲。小型爐蓋一般為整體式，大型爐子為對(duì)開(kāi)式。（四）1300井式電阻爐 這種井式電阻爐主要供高合金鋼長(zhǎng)工件熱處理及鐵磁合金的燒結(jié)。由爐殼、爐襯、爐門、碳化硅棒電熱元件等組成。爐殼由鋼板及型鋼焊接而成，爐襯由高鋁磚、保溫磚及填料組成。由變壓器供電，其電壓可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，以維持電爐正常工作。（五）井式氣體滲碳爐 井式氣體滲碳爐主要用于鋼的氣體滲碳、氮化和碳氮共滲與重要零件的淬火和退火加熱等。其結(jié)構(gòu)與低溫井式電阻爐相近。不同之處是井式氣體滲碳爐中設(shè)置有耐熱鋼爐罐，并用爐蓋密封，將電熱元件與爐內(nèi)氣氛隔開(kāi)。工作時(shí)，滲碳劑從爐蓋上的滴量器滴入爐中，熱裂后經(jīng)風(fēng)扇攪動(dòng)循環(huán)，均勻接觸工件，廢氣從爐蓋上的排氣孔排出。第二節(jié)第二節(jié) 熱處理鹽浴爐熱處理鹽浴爐 鹽浴爐是采用熔鹽作為加熱介質(zhì)的熱處理設(shè)備，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，加熱速度快且均勻，工件氧化脫碳少，便于細(xì)長(zhǎng)工件懸掛加熱和局部加熱。鹽浴爐廣泛用于工件的淬火、正火加熱、局部加熱淬火、化學(xué)熱處理、分級(jí)淬火和等溫淬火、回火等。 鹽浴爐按熱源方式可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。內(nèi)熱式以電極式鹽浴爐應(yīng)用最普遍；外熱式接熱源種類不同有電熱式