汽車機械基礎課件第2章 汽車構(gòu)件常用熱處理應用

復習：1、汽車常用材料有哪些2、金屬材料的性能有哪些新課內(nèi)容1、退火與正火2、淬火3、回火4、表面淬火5、滲碳和滲氮

第2章汽車構(gòu)件常用熱處理應用學習目標：1.了解熱處理的作用和熱處理的基本要素及熱處理的基本類型；2.理解鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度；3.掌握零件的退火與正火工藝的目的；4.理解零件的淬火和回火分類方法；5.了解表面淬火和化學熱處理種類能力要求：1.能為汽車傳動零件選擇熱處理方法；2.能結(jié)合實際為汽車變速器齒輪選擇熱處理方法第2章汽車構(gòu)件常用熱處理應用2.1熱處理的基本概念2.2汽車零件熱處理基本工藝及應用2.3其它熱處理方法簡介2.1.1熱處理的作用2.1.2熱處理的基本要素2.1.3熱處理的基本類型2.1.4鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度2.1熱處理的基本概念第二章汽車構(gòu)件常用熱處理應用1、目的熱處理的目的——改變鋼材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮鋼材的潛力，提高零件的使用性能和延長使用壽命。2、熱處理設備3、熱處理方法鋼的熱處理方法——分為退火、正火、淬火、回火、滲碳、滲氮和碳氮共滲等。2.1熱處理的基本常識一、熱處理的作用金屬材料的熱處理通常指的是將金屬材料加熱到相變溫度以上發(fā)生相變，再施以不同的冷卻方法使金屬的組織發(fā)生相變的工藝過程。

熱處理方法機

械

性

能σb（Mpa）σS（Mpa）δ%ψ%aK

J/cm2退火（隨爐冷卻）600-700300-35015-2040-5032-48正火（空氣中冷卻）700-800350-45015-2045-5540-64淬火（水冷+低溫回火）1500-18001350-16002-310-1216-24淬火（水冷+高溫回火）850-900650-75012-1460-6696-112二、熱處理的基本要素熱處理工藝中三大基本要素是：加熱、保溫、冷卻。鋼的熱處理工藝曲線圖三、熱處理方法1．普通熱處理退火、正火、淬火和回火2．表面熱處理感應加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、滲碳、氮化和碳氮共滲3．其它熱處理可控氣氛熱處理、真空熱處理和形變熱處理等小結(jié)1熱處理的作用2熱處理的基本要素3熱處理的基本類型4鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度2.2汽車零件熱處理基本工藝及應用2.2.1退火與正火2.2.2零件的淬火2.2.3鋼的回火2.2汽車零件熱處理基本工藝及應用一、退火與正火

1．退火退火的工藝過程為加熱一保溫一隨爐冷卻的熱處理過程。退火的目的——是為了消除零件內(nèi)部應力，降低硬度，提高塑性，使零件容易加工。

2．正火正火的工藝過程為加熱一保溫一空氣中冷卻的熱處理過程。正火的目的——可提高零件的硬度和強度，也可作為某些零件的最終熱處理。

二、淬火工藝過程為加熱一保溫一快速冷卻(水冷或油冷)的熱處理過程。目的——提高零件的硬度和耐磨性。危害：零件的韌性降低，同時產(chǎn)生很大的內(nèi)應力，使零件變形和開裂。消除危害方法：淬火后，必須及時進行回火處理，以消除內(nèi)應力。

三、回火工藝過程為加熱——保溫——空氣中冷卻的熱處理過程?；鼗鸱N類：回火溫度1）低溫回火——回火溫度(150～250℃)、2）中溫回火——回火溫度(250～500℃)3）高溫回火——回火溫度(500～650℃)調(diào)質(zhì)——淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)。小結(jié)1退火與正火2零件的淬火3鋼的回火四、表面淬火將零件快速加熱到淬火溫度，而不等熱量傳至中心就快速冷卻的工藝過程。目的：達到表面硬度高、芯部韌性好。分類：1）高頻淬火2）火焰加熱淬火2.3其它熱處理方法簡介2.3.1表面淬火2.3.2化學熱處理2.3其它熱處理方法簡介一、表面淬火1．感應加熱表面淬火1）感應加熱的基本原理

2）感應加熱表面淬火的分類及應用第一類是高頻感應加熱淬火，常用電流頻率范圍為200～300kHz，一般淬硬層深度為0.5～2.0mm。適用于汽車機械中小模數(shù)的齒輪及中小尺寸的軸類零件等。第二類是中頻感應加熱淬火，常用電流頻率范圍為2500～8000Hz，一般淬硬層深度為2～10mm。適用于汽車機械較大尺寸的軸和大中模數(shù)的齒輪等。第三類是工頻感應加熱淬火，電流頻率為50Hz，不需要變頻設備，淬硬層深度可達10～15mm。適用于較大直徑零件的穿透加熱及大直徑零件的表面淬火。3）感應加熱適用的材料4）感應加熱表面淬火的特點一是加熱溫度高，升溫快。這是由于感應加熱速度很快，因而過熱度大。二是零件表層易得到細小馬氏體，因而硬度比普通淬火提高2～3HRC，且脆性較低。三是零件表層存在殘余壓應力，因而疲勞強度較高。四是零件表面質(zhì)量好，這是由于加熱速度快，沒有保溫時間，零件不易氧化和脫碳，且由于內(nèi)部未被加熱，淬火變形小。五是生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)機械化、自動化。淬硬層深度也易于控制。2．火焰加熱表面淬火火焰加熱溫度很高（約3000℃以上），能將零件迅速加熱到淬火溫度，通過調(diào)節(jié)燒嘴的位置和移動速度，可以獲得不同厚度的淬硬層。3．其他類型的表面淬火1）電接觸加熱表面淬火電接觸表面淬火是一種處理鑄鐵表面的新工藝。它利用表面接觸電阻所產(chǎn)生的高溫來加熱待淬火表面，而利用待淬火零件本身的熱傳導使之冷卻來達到淬火的目的。2）激光熱處理激光熱處理是利用激光加熱金屬材料表面實現(xiàn)表面熱處理。激光加熱具有極高的功率密度，由于功率密度極高，零件傳導散熱無法及時將熱量傳走，結(jié)果使得零件被激光照射區(qū)迅速升溫到奧氏體化溫度實現(xiàn)快速加熱。激光淬火技術(shù)可對汽車齒輪、軸頸、汽缸內(nèi)壁、減振器、摩擦輪等零件進行表面強化，適用材料為中、高碳鋼。二、化學熱處理

滲碳和滲氮屬于化學熱處理。1）滲碳種類：氣體滲碳、液體滲碳和固體滲碳三種。氣體滲碳——是將零件放在加熱爐中，滴入煤油或通入煤氣、石油液化氣等滲劑，加熱到規(guī)定溫度，保溫足夠時間，使零件表層碳濃度升高，這種熱處理的方法，稱為滲碳。目的：零件表層硬度高、耐磨，芯部具有較高的韌性和強度，具有高的疲勞強度。材料：低碳鋼或低碳合金鋼。2)滲氮滲氮——在一定的溫度下使活性氮原子滲入到零件的表面，這種化學熱處理稱為滲氮或氮化。目的——零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗腐蝕性能都得到了極大的提高；芯部具有較高的韌性和強度，具有高的疲勞強度。優(yōu)點：氮化溫度低，變形極小，氮化后不需要進行其他熱處理和加工。缺點：工藝時間長，成本高。小結(jié)：1、退火與正火2、淬火3、回火4、表面淬火5、滲碳和滲氮作業(yè)：復習：預習：本章小結(jié)1.整體熱處理的種類包括退火、正火、淬火和回火等。2.表面熱處理包括感應加