鋼的熱處理和表面處理

1、鋼的熱處理和表面處理第1頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三熱處理分類整體熱處理（退火、正火、淬火、回火）表面熱處理（火焰、感應(yīng)、激光、CVD/PVD）化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、滲其它元素、多元共滲）、熱處理目的改變組織和性能，不改變形狀和尺寸，提高使用性能，最大限度發(fā)揮鋼材性能潛力。、熱處理設(shè)備箱式電爐、鹽爐第2頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第二節(jié)鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變、奧氏體形成形核、長大、殘余奧氏體溶解、奧氏體均勻化。、奧氏體晶粒度和奧氏體晶粒長大及其影響因素晶粒度：起始、實際和本質(zhì)晶粒度影響因素：溫度、時間、合金元素、原始組織。第3頁，共3

2、1頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第三節(jié)鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變一、珠光體型轉(zhuǎn)變、珠光體PA1-650 、索氏體S650-600 、托氏體T 600-550 、相變特點：擴散型相變Fe和C原子遷移晶格重構(gòu)第4頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三二、貝氏體(B)轉(zhuǎn)變550-Ms 、上B 550-350 形態(tài)：羽毛狀下B 350-Ms形態(tài)：針狀轉(zhuǎn)變特點：半擴散型轉(zhuǎn)變碳原子遷移，鐵原子不遷移第5頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三三、馬氏體（M）轉(zhuǎn)變1、晶體結(jié)構(gòu)體心正方、形態(tài)板條、片狀、混合M、亞結(jié)構(gòu)：位錯孿晶、性能、轉(zhuǎn)變特點：無擴散、切變共格

3、和表面浮凸、變溫形成、高速長大、轉(zhuǎn)變不完全性。第6頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三四、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線、過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線A建立金相法熱分析法膨脹法B分析C影響碳、合金元素、加熱溫度、保溫時間第7頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三、過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線第8頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第四節(jié)鋼的退火與正火一、退火（爐冷）、完全退火、球化退火、等溫退火、均勻化退火、去應(yīng)力退火二、正火AC3空冷第9頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第五節(jié)鋼的淬火一、淬火溫度選擇二、淬火介質(zhì)三、常用淬火

4、方法、單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火第10頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第六節(jié)鋼的淬透性、概念、影響淬透性的因素C，（Co）合金元素、奧氏體化溫度淬硬性和淬透性第11頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第七節(jié)鋼的回火、目的、回火種類低溫回火150-250 中溫回火350-500 高溫回火500-650 、回火脆性一類 二類 （CrNiMn）加Mo可推遲。第12頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第八節(jié)鋼的表面淬火、目的：在鋼的表面獲得高硬度、高耐磨性、原理：通過表面快速加熱淬火改變表面層組織達(dá)到表面強化、常用鋼種及

5、預(yù)先熱處理工藝：0.4-0.5%C優(yōu)質(zhì)碳鋼；正火或調(diào)質(zhì)基體組織類似于中碳鋼的灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵、分類感應(yīng)、火焰、電接觸、激光加熱第13頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三一、感應(yīng)加熱表面淬火、原理集膚效應(yīng)、加熱頻率高頻HZ常用HZ功率kW淬硬深度、mm中頻HZ-10HZ常用、HZ功率kW淬硬深度mm工頻HZ功率kW淬硬深度 mm熱透層 mm第14頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三、技術(shù)要求表面硬度中碳鋼HRC淬硬層深度半徑的淬硬區(qū)分布軸端保留mm花鍵淬硬區(qū)大于花鍵mm預(yù)先熱處理調(diào)質(zhì)或正火第15頁，共31頁，2022年，5月20日，

6、22點56分，星期三二、其他加熱淬火方法火焰加熱表面淬火電接觸加熱表面淬火激光加熱淬火第16頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第九節(jié)鋼的化學(xué)熱處理定義將金屬或合金置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入零件表層，以改變其表面化學(xué)成分、組織和性能工藝。分類滲碳滲氮滲硼滲金屬滲入法化學(xué)熱處理過程分解分解活性原子CH4H（C）吸收活性原子與基體形成化合物或固溶體擴散活性原子向工件內(nèi)部遷移第17頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三一、滲碳滲碳材料、C碳鋼或低合金鋼滲碳方法氣體、液體、固體、真空滲碳、氣體滲碳設(shè)備井式滲碳爐滲碳?xì)夥彰簹?、液化石油氣?/p>

7、煤油、丙酮加熱溫度900 10 加熱時間 3-7h滲層深度 表面碳濃度: 0.85-1.05%C第18頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三2.固體滲碳設(shè)備箱式電阻爐滲碳?xì)夥漳咎?碳酸鈉加熱溫度930 10 加熱時間 3-7h滲層深度 表面碳濃度: 0.85-1.05%滲后不能直接淬火適合小件和單件第19頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三3真空滲碳比氣體滲碳節(jié)約時間2/3.4.滲碳后熱處理預(yù)冷直接淬火緩冷一次淬火緩冷二次淬火第20頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三二.鋼的滲氮目的:提高硬度耐磨性疲勞性能抗咬合性滲氮用鋼38Cr

8、MoAl滲氮方法:氣體離子1.氣體滲氮加熱溫度500-570 保溫時間 20-70h滲層深度 深層硬度1000-1200Hv第21頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三2.離子滲氮溫度480-540 氣氛:氨氣、氮氣和氫氣混合氣壓力：133-1333Pa 1大氣壓=101300Pa電壓：500V電極：工件-陰極 容器-陽極滲氮時間：1/3-1/4氣體滲氮時間特點：無脆性白亮層第22頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三三、鋼的碳氮共滲1、中溫氣體碳氮共滲滲劑：煤油和氨氣溫度：820-880 時間：4-5h滲層厚度：0、6-0、7mm2、中溫氣體碳氮共滲滲

9、劑：尿素溫度：570 時間：1-3h滲層厚度：0、01-0、02mm第23頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第十節(jié) 熱處理零件的結(jié)構(gòu)工藝性自學(xué)第24頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三第十一節(jié) 鋼鐵的表面處理1、化學(xué)鍍1）發(fā)藍(lán)將鋼鐵零件浸入苛性鈉和亞硝酸鈉溶液中，在一定溫度下使零件表面形成一層致密的Fe3O4膜。發(fā)藍(lán)工藝流程：化學(xué)脫脂熱、冷水洗酸洗流動冷水洗一次氧化發(fā)藍(lán)二次氧化發(fā)藍(lán)非流動冷水洗熱水洗補充處理（皂化）流動冷水洗熱水洗烘干浸油。第25頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三2）磷化處理將鋼鐵零件浸入磷酸鹽溶液中，在一定

10、溫度下使零件表面形成一層不溶水的磷酸鹽薄膜。磷化工藝流程：化學(xué)脫脂熱、冷水洗酸洗冷水洗鉻酸酸洗冷水洗鹽酸弱腐蝕冷水洗中和處理冷水洗磷化處理非流動冷水洗熱水洗補充處理（皂化）流動冷水洗熱水洗烘干浸油。第26頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三2、 電鍍將鋼鐵零件浸入待鍍金屬鹽溶液中并接負(fù)電極，加一定直流電壓使零件表面形成一層所需金屬的鍍層。鍍鋅、鍍鉻、鍍銅、鍍鎳、鍍金鍍鉻裝飾鍍鉻和鍍硬鉻鍍硬鉻工藝流程：拋光脫脂溫冷水洗硫酸弱腐蝕冷水洗預(yù)熱陽極腐蝕鍍鉻冷水洗烘干拋光汽油洗除氫。第27頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三3、真空離子鍍物理氣相沉積PVD工藝溫度低可處理鋼鐵硬質(zhì)合金紙張塑料玻璃陶瓷等?；瘜W(xué)氣相沉積CVD工藝溫度高處理鋼鐵、硬質(zhì)合金。PVD常用方法磁控濺射冷陰極弧光法第28頁，共31頁，2022年，5月20日，22點56分，星期三4熱浸鋅熱浸鍍鋅是將工件表面得到較厚的鍍鋅層（、mm）工藝路線：打光脫脂酸洗水洗浸