機(jī)械中級(jí)職稱(chēng)培訓(xùn)課件-熱處理

1、熱熱 處處 理理熱處理工藝熱處理工藝鋼的熱處理鋼的熱處理n改善鋼的性能主要有兩個(gè)途徑改善鋼的性能主要有兩個(gè)途徑調(diào)整鋼的化學(xué)成分調(diào)整鋼的化學(xué)成分鋼的熱處理鋼的熱處理n鋼的熱處理鋼的熱處理將鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度后保溫一定時(shí)間，再以將鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度后保溫一定時(shí)間，再以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度進(jìn)行冷卻，從而改變鋼的內(nèi)部組織，提高鋼的性能，延適當(dāng)?shù)睦鋮s速度進(jìn)行冷卻，從而改變鋼的內(nèi)部組織，提高鋼的性能，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命的熱加工工藝。長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命的熱加工工藝。n熱處理工藝有許多種，但主要是由熱處理工藝有許多種，但主要是由加熱加熱、保溫保溫和和冷卻冷卻三個(gè)階段三個(gè)階段 構(gòu)成。構(gòu)成。n熱處理的基本

2、目的熱處理的基本目的消除鑄、鍛毛坯中的缺陷，改善內(nèi)部組織及工藝性能消除鑄、鍛毛坯中的缺陷，改善內(nèi)部組織及工藝性能 ，為后續(xù)工序，為后續(xù)工序作好組織上的準(zhǔn)備。作好組織上的準(zhǔn)備。提高鋼的力學(xué)性能，從而充分發(fā)揮鋼材的潛力，延長(zhǎng)機(jī)械零件的使提高鋼的力學(xué)性能，從而充分發(fā)揮鋼材的潛力，延長(zhǎng)機(jī)械零件的使用壽命。用壽命。熱處理工藝熱處理工藝熱處理工藝的分類(lèi)熱處理工藝的分類(lèi)n常規(guī)熱處理：退火、正火、淬火、回火常規(guī)熱處理：退火、正火、淬火、回火 火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火 表面淬火表面淬火 感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火n表面熱處理表面熱處理 滲碳滲碳 化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理 滲氮（氮化）滲氮（氮化） 碳氮

3、共滲碳氮共滲熱處理工藝熱處理工藝熱處理原理概念熱處理原理概念n熱處理原理熱處理原理 工件經(jīng)過(guò)不同熱處理工藝之后，性能將會(huì)發(fā)生顯著變化。零工件經(jīng)過(guò)不同熱處理工藝之后，性能將會(huì)發(fā)生顯著變化。零件熱處理質(zhì)量的高低對(duì)成品的質(zhì)量往往具有決定性的影響。因此件熱處理質(zhì)量的高低對(duì)成品的質(zhì)量往往具有決定性的影響。因此要制定正確的熱處理工藝規(guī)范，改變金屬內(nèi)部組織，保證熱處理要制定正確的熱處理工藝規(guī)范，改變金屬內(nèi)部組織，保證熱處理質(zhì)量，必須了解鋼在不同加熱（包括保溫）和冷卻過(guò)程中它的組質(zhì)量，必須了解鋼在不同加熱（包括保溫）和冷卻過(guò)程中它的組織變化規(guī)律?？椬兓?guī)律。熱處理工藝熱處理工藝鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱和

4、冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變n鐵碳合金平衡相圖鐵碳合金平衡相圖 Fe-Fe3c Fe-Fe3c合金相圖中的臨界點(diǎn)合金相圖中的臨界點(diǎn)( (A1A1、 A3 A3 、AcmAcm) )是正確選擇熱處理加熱和冷卻時(shí)組織變化的主要依據(jù)。是正確選擇熱處理加熱和冷卻時(shí)組織變化的主要依據(jù)。n鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變獲得較高力學(xué)性能的細(xì)晶粒組織的方法獲得較高力學(xué)性能的細(xì)晶粒組織的方法 1 1、采用高溫、短時(shí)的加熱方法。如高頻感應(yīng)加熱淬火。、采用高溫、短時(shí)的加熱方法。如高頻感應(yīng)加熱淬火。 2 2、在鋼中加入微量合金元素（如、在鋼中加入微量合金元素（如AlAl、TiTi、V V、W W、MoMo、NiNi等）等）可阻礙奧

5、氏體晶粒度長(zhǎng)大?？勺璧K奧氏體晶粒度長(zhǎng)大。n鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變冷卻的方式冷卻的方式： 1 1、等溫冷卻、等溫冷卻把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼件，快速冷卻到相把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼件，快速冷卻到相變點(diǎn)以下的某一溫度內(nèi)等溫，使奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變，然后再變點(diǎn)以下的某一溫度內(nèi)等溫，使奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變，然后再冷卻到室溫。冷卻到室溫。 2 2、連續(xù)冷卻、連續(xù)冷卻把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼件，以不同冷卻速把加熱到奧氏體狀態(tài)的鋼件，以不同冷卻速度（如爐冷、空冷、油冷、水冷等）連續(xù)冷卻到室溫。度（如爐冷、空冷、油冷、水冷等）連續(xù)冷卻到室溫。 熱處理工藝熱處理工藝鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變n鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變

6、鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變 鋼的回火是將鋼件淬硬后加熱到相變溫度以下，保溫一定時(shí)鋼的回火是將鋼件淬硬后加熱到相變溫度以下，保溫一定時(shí)間，然后冷卻在到室溫的熱處理工藝。工件淬火后的組織一般為間，然后冷卻在到室溫的熱處理工藝。工件淬火后的組織一般為馬氏體馬氏體+ +殘余奧氏體，在不同溫度下回火時(shí)組織將發(fā)生變化。殘余奧氏體，在不同溫度下回火時(shí)組織將發(fā)生變化。 1 1。 200 200 以下轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體；以下轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體； 2 2。 200-300 200-300 時(shí)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體；時(shí)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體； 3 3。 300-400 300-400 轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹜惺象w；轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹜惺象w；

7、 4 4。 400 400 -A1-A1轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。 鋼在回火時(shí)力學(xué)性能的變化鋼在回火時(shí)力學(xué)性能的變化淬火鋼隨回火溫度的升高強(qiáng)度和硬度降低，塑性和韌性提高。淬火鋼隨回火溫度的升高強(qiáng)度和硬度降低，塑性和韌性提高。熱處理工藝熱處理工藝常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理n常規(guī)熱處理：即常說(shuō)的常規(guī)熱處理：即常說(shuō)的“四火四火”，包括退，包括退火、正火、淬火和回火。火、正火、淬火和回火。 常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理退火的概念、目的和種類(lèi)退火的概念、目的和種類(lèi) n退火退火將鋼（金屬或合金）加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩將鋼（金屬或合金）加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（如爐冷）的熱處理工

8、藝。慢冷卻（如爐冷）的熱處理工藝。n目的目的降低硬度以利于切削加工降低硬度以利于切削加工細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能 消除零件中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開(kāi)裂消除零件中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開(kāi)裂為最終熱處理（淬火與回火）做好組織準(zhǔn)備為最終熱處理（淬火與回火）做好組織準(zhǔn)備n種類(lèi)種類(lèi)完全退火完全退火將鋼件完全奧氏體化后緩慢冷卻，獲得平衡組織的退火將鋼件完全奧氏體化后緩慢冷卻，獲得平衡組織的退火工藝。適用于中碳鋼和中碳合金鋼的鑄、焊、軋制件等。工藝。適用于中碳鋼和中碳合金鋼的鑄、焊、軋制件等。等溫退火等溫退火將鋼件隨爐加熱至將鋼件隨爐加熱至Ac3（或（或Ac1Ac1）溫度

9、，保持適當(dāng)時(shí)間溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣夂螅^快冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織后在空氣中冷卻的退火工藝。適用于中碳合金鋼和某些高合體組織后在空氣中冷卻的退火工藝。適用于中碳合金鋼和某些高合金鋼的大型鑄、鍛件及沖壓件。金鋼的大型鑄、鍛件及沖壓件。球化退火球化退火為使鋼件中的碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。主要用為使鋼件中的碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。主要用于共析或過(guò)共析成分的碳鋼和合金鋼的鍛、軋件。于共析或過(guò)共析成分的碳鋼和合金鋼的鍛、軋件。均勻化退火（擴(kuò)散退火）均勻化退火（擴(kuò)散退火）為了減少工件化學(xué)成分和組織的不均勻?yàn)?/p>

10、了減少工件化學(xué)成分和組織的不均勻性，將其加熱到高溫并長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻的工藝方法。性，將其加熱到高溫并長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻的工藝方法。常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理正火的概念及正火與退火的區(qū)別正火的概念及正火與退火的區(qū)別n正火正火將鋼加熱到將鋼加熱到Ac3或或Acm以上以上3050，保溫一定時(shí)間后，保溫一定時(shí)間后，在空氣中冷卻的熱處理工藝。在空氣中冷卻的熱處理工藝。n目的目的 正火的基本目的與退火相同。但由于冷卻較快，因而力學(xué)性能正火的基本目的與退火相同。但由于冷卻較快，因而力學(xué)性能較高。生產(chǎn)周期短，能耗少，操作簡(jiǎn)單。為此，在可能的情況下，較高。生產(chǎn)周期短，能耗少，操作簡(jiǎn)單。為此，在可能的情況

11、下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用正火處理。應(yīng)優(yōu)先考慮采用正火處理。n正火與退火的主要區(qū)別正火與退火的主要區(qū)別在于正火的冷卻速度快，轉(zhuǎn)變溫度低。在于正火的冷卻速度快，轉(zhuǎn)變溫度低。對(duì)低碳鋼為了改善切削加工性可以用正火進(jìn)行預(yù)備熱處理，時(shí)間對(duì)低碳鋼為了改善切削加工性可以用正火進(jìn)行預(yù)備熱處理，時(shí)間短、費(fèi)用低。在生產(chǎn)中常常用正火來(lái)消除過(guò)共析鋼及合金鋼中的短、費(fèi)用低。在生產(chǎn)中常常用正火來(lái)消除過(guò)共析鋼及合金鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做好組織準(zhǔn)備。網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做好組織準(zhǔn)備。常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理淬火的概念、目的和方法淬火的概念、目的和方法n淬火淬火將鋼件加熱到將鋼件加熱到Ac3或或Ac1以上某一溫度，保持一定時(shí)間，

12、然后以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝。以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝。n目的目的在于提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，與回火配合后賦予工件最在于提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，與回火配合后賦予工件最終的使用性能。終的使用性能。n冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)在生產(chǎn)上最常用的是水和油。在生產(chǎn)上最常用的是水和油。n方法方法單液淬火：?jiǎn)我捍慊穑喝缢溆糜谛螤詈?jiǎn)單的碳鋼工件，主要是調(diào)質(zhì)件。油冷如水冷用于形狀簡(jiǎn)單的碳鋼工件，主要是調(diào)質(zhì)件。油冷常用于合金鋼、合金工具鋼工件。常用于合金鋼、合金工具鋼工件。雙介質(zhì)淬火：雙介質(zhì)淬火：既工件奧氏體化后先侵入冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)，在材料既工件奧

13、氏體化后先侵入冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)，在材料即將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)立即轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻的淬火即將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)立即轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻的淬火方法。多用于碳素工具鋼及大截面合金工具鋼，要求減小淬火畸變，方法。多用于碳素工具鋼及大截面合金工具鋼，要求減小淬火畸變，防止淬裂，并獲得較高硬度及淬硬層深度的工件。常用的有水防止淬裂，并獲得較高硬度及淬硬層深度的工件。常用的有水- -油雙油雙介質(zhì)淬火。介質(zhì)淬火。分級(jí)淬火：分級(jí)淬火：用于合金工具鋼及小截面碳素工具鋼，可減少變形和開(kāi)用于合金工具鋼及小截面碳素工具鋼，可減少變形和開(kāi)裂。裂。等溫淬火：等溫淬火：使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的淬火工藝。用于要求

14、變形小、使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的淬火工藝。用于要求變形小、韌性高的合金鋼工件。韌性高的合金鋼工件。局部淬火局部淬火常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理鋼的淬透性與淬硬性鋼的淬透性與淬硬性n鋼的淬透性鋼的淬透性鋼在淬火時(shí)能獲得淬硬層深度的能力。鋼的淬透鋼在淬火時(shí)能獲得淬硬層深度的能力。鋼的淬透性大小取決于鋼的臨界冷卻速度，則臨界冷卻速度愈小，淬透性性大小取決于鋼的臨界冷卻速度，則臨界冷卻速度愈小，淬透性愈大。合金元素（除愈大。合金元素（除Co以外）都能提高鋼的淬透性。以外）都能提高鋼的淬透性。n鋼的淬硬性鋼的淬硬性是指鋼在淬火后能達(dá)到最高硬度的能力。僅與鋼是指鋼在淬火后能達(dá)到最高硬度的能力。僅與鋼中含碳量有關(guān)。中

15、含碳量有關(guān)。常規(guī)熱處理常規(guī)熱處理回火的概念、目的和分類(lèi)回火的概念、目的和分類(lèi)n回火回火鋼件淬火后，再加熱到鋼件淬火后，再加熱到Ac1Ac1以下的某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后冷卻以下的某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。到室溫的熱處理工藝。 n目的目的回火的目的是為了消除淬火造成的內(nèi)應(yīng)力，提高鋼的韌性，獲得所需要回火的目的是為了消除淬火造成的內(nèi)應(yīng)力，提高鋼的韌性，獲得所需要的力學(xué)性能。的力學(xué)性能。n分類(lèi)分類(lèi)根據(jù)回火溫度和對(duì)淬火力學(xué)性能的要求，一般分三類(lèi)：根據(jù)回火溫度和對(duì)淬火力學(xué)性能的要求，一般分三類(lèi)：低溫回火低溫回火（150 150 250 250 ），組織為回火馬氏體。），組織

16、為回火馬氏體。 目的目的- -是保證淬火后工件的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng)力，提高韌性。是保證淬火后工件的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng)力，提高韌性。 應(yīng)用應(yīng)用用于各種刀具、模具、量具、滾動(dòng)軸承等。用于各種刀具、模具、量具、滾動(dòng)軸承等。中溫回火中溫回火（250 250 500 500 ），組織為回火屈氏體。），組織為回火屈氏體。 目的目的- -可顯著可顯著減小工件淬火內(nèi)應(yīng)力，提高彈性、屈服強(qiáng)度及一定的塑性和韌減小工件淬火內(nèi)應(yīng)力，提高彈性、屈服強(qiáng)度及一定的塑性和韌性。性。 應(yīng)用應(yīng)用常用于彈簧和熱作模具的處理。常用于彈簧和熱作模具的處理。高溫回火高溫回火（500 500 700 700 ），組織為

17、回火索氏體。），組織為回火索氏體。 目的目的- -獲得較高的強(qiáng)度和良好的塑性與韌性。獲得較高的強(qiáng)度和良好的塑性與韌性。( (即綜合力學(xué)性能較好）即綜合力學(xué)性能較好） 應(yīng)用應(yīng)用常用于軸、齒輪、連桿等的處理。常用于軸、齒輪、連桿等的處理。 通常將通常將淬火淬火+ +高溫回火稱(chēng)為高溫回火稱(chēng)為“調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理”，獲得良好的綜合力學(xué)性能。，獲得良好的綜合力學(xué)性能。淬火鋼的回火溫度越高，硬度和強(qiáng)度越低，而塑性和韌性越高。淬火鋼的回火溫度越高，硬度和強(qiáng)度越低，而塑性和韌性越高。表面熱處理表面熱處理鋼的表面淬火鋼的表面淬火n表面淬火表面淬火是將工件表面快速加熱到奧氏體區(qū)，在熱量未傳到是將工件表面快速加熱到奧

18、氏體區(qū)，在熱量未傳到心部時(shí)立即迅速冷卻，使表面得到一定深度的淬硬層，而心部仍心部時(shí)立即迅速冷卻，使表面得到一定深度的淬硬層，而心部仍保持原始組織的一種局部淬火方法。保持原始組織的一種局部淬火方法。n方法方法火焰加熱淬火火焰加熱淬火感應(yīng)加熱淬火感應(yīng)加熱淬火 高頻感應(yīng)加熱（高頻感應(yīng)加熱（10010001001000KHZ)KHZ) 中頻感應(yīng)加熱（中頻感應(yīng)加熱（0.5100.510KHZ)KHZ) 工頻感應(yīng)加熱（工頻感應(yīng)加熱（5050HZ)HZ)表面熱處理表面熱處理鋼的表面淬火鋼的表面淬火n火焰加熱淬火火焰加熱淬火 應(yīng)用氧應(yīng)用氧-乙炔等混合氣體的火焰對(duì)零件表面進(jìn)行加乙炔等混合氣體的火焰對(duì)零件表面進(jìn)行

19、加 熱，隨之淬火冷卻的工藝。淬硬層深度一般為熱，隨之淬火冷卻的工藝。淬硬層深度一般為2-6毫米。毫米。特點(diǎn)特點(diǎn) 簡(jiǎn)便、無(wú)需特殊設(shè)備，成本低。但生產(chǎn)率低，工件簡(jiǎn)便、無(wú)需特殊設(shè)備，成本低。但生產(chǎn)率低，工件表面易過(guò)熱，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。表面易過(guò)熱，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定。應(yīng)用應(yīng)用 適用單件或小批量生產(chǎn)的工件及大型零件（如軸、適用單件或小批量生產(chǎn)的工件及大型零件（如軸、齒輪、軋輥等）的淬火。齒輪、軋輥等）的淬火。表面熱處理表面熱處理鋼的表面淬火鋼的表面淬火n 感應(yīng)加熱淬火感應(yīng)加熱淬火 利用感應(yīng)電流通過(guò)工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使工件表面、局部利用感應(yīng)電流通過(guò)工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使工件表面、局部或整體加熱并快速冷卻的淬

20、火工藝?；蛘w加熱并快速冷卻的淬火工藝。n 分類(lèi)分類(lèi) 高頻感應(yīng)加熱（高頻感應(yīng)加熱（10010001001000KHZ)KHZ)，淬硬層為，淬硬層為0.2-2mm0.2-2mm，適用，適用中小齒輪、軸等零件。中小齒輪、軸等零件。 中頻感應(yīng)加熱（中頻感應(yīng)加熱（0.5100.510KHZ)KHZ)，淬硬層為，淬硬層為2-8mm2-8mm，適用于中型，適用于中型齒輪、軸等零件。齒輪、軸等零件。 工頻感應(yīng)加熱（工頻感應(yīng)加熱（50HZ)，淬硬層大于，淬硬層大于10-15mm，適用于直，適用于直徑大于徑大于300mm的軋輥、軸等大型工件。的軋輥、軸等大型工件。 感應(yīng)加熱淬火的電流頻率愈高，淬硬層愈淺。感應(yīng)加

21、熱淬火的電流頻率愈高，淬硬層愈淺。n 特點(diǎn)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量好，表層組織細(xì)、硬度高、脆性小、生產(chǎn)效率高、優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量好，表層組織細(xì)、硬度高、脆性小、生產(chǎn)效率高、便于自動(dòng)化，便于自動(dòng)化， 缺點(diǎn)：設(shè)備一次性投入大，形狀復(fù)雜的感應(yīng)器缺點(diǎn)：設(shè)備一次性投入大，形狀復(fù)雜的感應(yīng)器不易制造；不適于單件生產(chǎn)。不易制造；不適于單件生產(chǎn)。表面熱處理表面熱處理鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理n鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理是將工件置于某種化學(xué)介質(zhì)中，通過(guò)加熱、是將工件置于某種化學(xué)介質(zhì)中，通過(guò)加熱、保溫使介質(zhì)中某些元素滲入工件表層以改變工件表層的化學(xué)成分保溫使介質(zhì)中某些元素滲入工件表層以改變工件表層的化學(xué)成分和組織，從而使其表面

22、具有與心部不同性能的一種熱處理。和組織，從而使其表面具有與心部不同性能的一種熱處理。n特點(diǎn)特點(diǎn)同時(shí)改變工件表層的成分、組織。同時(shí)改變工件表層的成分、組織。鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理的基本過(guò)程和方法化學(xué)熱處理的基本過(guò)程和方法n基本過(guò)程基本過(guò)程滲入介質(zhì)的分解，形成活性組分。滲入介質(zhì)的分解，形成活性組分?；钚越M分被工件表面吸收活性組分被工件表面吸收滲入元素向工件內(nèi)部擴(kuò)散滲入元素向工件內(nèi)部擴(kuò)散n主要方法主要方法滲滲C滲滲NC-N共滲共滲鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理滲滲 碳碳n滲碳滲碳為了增加鋼件表層的含碳量，將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱為了增加鋼件表層的含碳量，將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱并保溫，使碳

23、原子滲入到鋼件表層的化學(xué)熱處理工藝。并保溫，使碳原子滲入到鋼件表層的化學(xué)熱處理工藝。n目的目的提高工件表層的含碳量和一定的碳的濃的梯度；提高工件表層的含碳量和一定的碳的濃的梯度；處理后的工件表面具有高硬度和耐磨性，心部保持一定的強(qiáng)處理后的工件表面具有高硬度和耐磨性，心部保持一定的強(qiáng)度及較高的塑性和韌性。度及較高的塑性和韌性。n應(yīng)用應(yīng)用 如齒輪、活塞銷(xiāo)、套筒等。如齒輪、活塞銷(xiāo)、套筒等。n滲碳用鋼滲碳用鋼 低碳鋼、低合金鋼。如低碳鋼、低合金鋼。如20、20Cr、20CrMnTi等。等。n滲碳方法滲碳方法 固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳。固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳。 n滲碳設(shè)備滲碳設(shè)備 井式爐、可控

24、氣氛爐、真空爐。井式爐、可控氣氛爐、真空爐。鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理滲滲 氮氮n滲氮滲氮在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表面的在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝。化學(xué)熱處理工藝。n目的目的提高鋼件表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗提高鋼件表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性及熱硬性。蝕性及熱硬性。n應(yīng)用應(yīng)用如高速傳動(dòng)的精密齒輪、精密機(jī)床主軸、鏜如高速傳動(dòng)的精密齒輪、精密機(jī)床主軸、鏜床鏜桿等。床鏜桿等。n滲氮用鋼滲氮用鋼一般采用中碳合金鋼。如一般采用中碳合金鋼。如38CrMoAlA、38CrWVAlA等。n滲氮方法滲氮方法氣體氮化、離子氮化氣體氮化、離子氮化鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)

25、熱處理碳氮共滲碳氮共滲n碳氮共滲碳氮共滲在一定溫度下，同時(shí)向工件表面滲入碳在一定溫度下，同時(shí)向工件表面滲入碳和氮原子的化學(xué)熱處理。和氮原子的化學(xué)熱處理。n目的目的提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蝕性和疲提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度。勞強(qiáng)度。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)與滲碳相比，碳氮共滲溫度低，速度快，另與滲碳相比，碳氮共滲溫度低，速度快，另件變形小。件變形小。n應(yīng)用應(yīng)用常用于低中碳合金鋼制造的重、中負(fù)荷齒輪。常用于低中碳合金鋼制造的重、中負(fù)荷齒輪。齒輪表面熱處理方法的選用齒輪表面熱處理方法的選用序號(hào)序號(hào)齒面硬度齒面硬度模數(shù)模數(shù)適用范圍適用范圍材料材料表面處理方法表面處理方法14555HRC大大冶

26、金、礦山、冶金、礦山、機(jī)械用的大齒機(jī)械用的大齒輪輪40Cr火焰淬火或中火焰淬火或中頻感應(yīng)單齒淬頻感應(yīng)單齒淬火火2小小機(jī)床齒輪機(jī)床齒輪45高頻感應(yīng)加熱高頻感應(yīng)加熱淬火淬火35862HRC汽車(chē)、拖拉機(jī)汽車(chē)、拖拉機(jī)變速箱齒輪變速箱齒輪20CrMnTi滲碳滲碳淬火淬火回火回火46572HRC高速傳動(dòng)精密高速傳動(dòng)精密齒輪齒輪38CrMoAl滲氮處理滲氮處理鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理強(qiáng)化鑄鐵的方式強(qiáng)化鑄鐵的方式n 鑄鐵的力學(xué)性能主要受基本組織和石墨所控制，因此，在強(qiáng)鑄鐵的力學(xué)性能主要受基本組織和石墨所控制，因此，在強(qiáng)化鑄鐵時(shí)從兩方面考慮：化鑄鐵時(shí)從兩方面考慮：改變石墨的數(shù)量大小、形狀和分布，盡量減少石墨的有害作

27、改變石墨的數(shù)量大小、形狀和分布，盡量減少石墨的有害作用。用。通過(guò)合金化、熱處理或表面處理方法調(diào)整基體組織，提高性通過(guò)合金化、熱處理或表面處理方法調(diào)整基體組織，提高性能，以改善鑄鐵的強(qiáng)韌性。能，以改善鑄鐵的強(qiáng)韌性。 鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理灰鑄鐵的熱處理灰鑄鐵的熱處理n 熱處理只能改變灰鑄鐵的基體組織，改變不了石墨的形態(tài)，熱處理只能改變灰鑄鐵的基體組織，改變不了石墨的形態(tài)，因此，灰鐵經(jīng)熱處理提高其力學(xué)性能作用不大，生產(chǎn)中主要用于因此，灰鐵經(jīng)熱處理提高其力學(xué)性能作用不大，生產(chǎn)中主要用于消除內(nèi)應(yīng)力和改善切削加工性能。常用的方法有三種：消除內(nèi)應(yīng)力和改善切削加工性能。常用的方法有三種：消除內(nèi)應(yīng)力退火（人工時(shí)

28、效）消除內(nèi)應(yīng)力退火（人工時(shí)效）消除鑄件白口、降低硬度可選用退火或正火消除鑄件白口、降低硬度可選用退火或正火表面淬火（表面熱處理）表面淬火（表面熱處理）鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理球墨鑄鐵熱處理球墨鑄鐵熱處理 與鋼一樣，球鐵可進(jìn)行多種熱處理以改善組織性能。常用的與鋼一樣，球鐵可進(jìn)行多種熱處理以改善組織性能。常用的熱處理方法根據(jù)目的不同有四種：熱處理方法根據(jù)目的不同有四種：n退火退火消除內(nèi)應(yīng)力退火消除內(nèi)應(yīng)力退火其工藝與灰鑄鐵相同。其工藝與灰鑄鐵相同。高溫退火高溫退火為消除白口，獲得高韌性的鐵素體基體球鐵。為消除白口，獲得高韌性的鐵素體基體球鐵。 低溫退火低溫退火當(dāng)基體組織中自由滲碳體較少時(shí)，可用低溫退當(dāng)基

29、體組織中自由滲碳體較少時(shí)，可用低溫退火以改善其韌性?；鹨愿纳破漤g性。 n正火正火細(xì)化組織以提高球鐵的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。細(xì)化組織以提高球鐵的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。高溫正火高溫正火 中溫正火中溫正火n調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理適用于要求綜合力學(xué)性適用于要求綜合力學(xué)性能較高的球鐵。如曲軸、連能較高的球鐵。如曲軸、連 桿等。桿等。n等溫淬火等溫淬火適用于形狀復(fù)雜易變形、又要求綜合力學(xué)性能高的適用于形狀復(fù)雜易變形、又要求綜合力學(xué)性能高的 球墨鑄鐵。球墨鑄鐵。 鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理可鍛鑄鐵的熱處理可鍛鑄鐵的熱處理n可鍛鑄鐵的石墨化退火可鍛鑄鐵的石墨化退火 將白口鑄鐵加熱（將白口鑄鐵加熱（900 1000 900 1

30、000 ）后，長(zhǎng)）后，長(zhǎng)時(shí)間保溫（時(shí)間保溫（30403040h h），），然后以一定的冷卻速度然后以一定的冷卻速度（200300 200300 / /h h）冷卻到冷卻到720 720 后再空冷。后再空冷。鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理蠕墨鑄鐵熱處理蠕墨鑄鐵熱處理n目的目的為了調(diào)整基體組織，以獲得不同力學(xué)性能。為了調(diào)整基體組織，以獲得不同力學(xué)性能。n方法方法正火：普通蠕鐵在鑄態(tài)時(shí)，基體是大量鐵素體正火：普通蠕鐵在鑄態(tài)時(shí)，基體是大量鐵素體，通通過(guò)正火可增加珠光體量，提高強(qiáng)度和耐磨性。過(guò)正火可增加珠光體量，提高強(qiáng)度和耐磨性。退火：為獲得退火：為獲得85%以上的鐵素體基體，或清除薄以上的鐵素體基體，或清除薄壁

31、處的游離滲碳體壁處的游離滲碳體。鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理合金鑄鐵的熱處理合金鑄鐵的熱處理n合金鑄鐵合金鑄鐵在灰鐵、球鐵、蠕墨鑄鐵中加入少量合金元素，顯在灰鐵、球鐵、蠕墨鑄鐵中加入少量合金元素，顯著提高鑄鐵的耐熱、耐蝕、耐磨等特殊的物理化學(xué)性能。著提高鑄鐵的耐熱、耐蝕、耐磨等特殊的物理化學(xué)性能。n耐磨合金鑄鐵耐磨合金鑄鐵生產(chǎn)中在灰鐵中加入生產(chǎn)中在灰鐵中加入Ni、Cr等合金，采用等合金，采用“激激冷冷”的辦法使鑄件表面獲得白口組織，心部仍保留灰鑄鐵組織，的辦法使鑄件表面獲得白口組織，心部仍保留灰鑄鐵組織，從而使鑄件既有高耐磨性，又有一定的強(qiáng)度和韌性。從而使鑄件既有高耐磨性，又有一定的強(qiáng)度和韌性。應(yīng)用：可用于制造缸體、凸輪軸，并可進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火。應(yīng)用：可用于制造缸體、凸輪軸，并可進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火。鑄鐵熱處理鑄鐵熱處理機(jī)床床身熱處理機(jī)床床身熱處理n選材：灰鑄鐵如選材：灰鑄鐵如HT200、HT