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1、第八節(jié)鋼的化學(xué)熱處理一、鋼的滲碳將鋼件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它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。化學(xué)熱處理的基本過程:分解→吸收→擴散滲碳通常是指向低碳鋼制造的工件表面滲入碳原子，使工件表面達(dá)到高碳鋼的含碳量。其目的是使工件在熱處理后表面具有高硬度和高的耐磨性，而心部仍保持低碳鋼良好的塑性、韌性。滲碳用鋼：合金滲碳鋼含碳量0.15～0.25％之間。例15、20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等1．滲碳方法（1）固體滲碳依所用滲碳劑的不同，鋼的滲碳可分為氣體滲碳、固體滲碳和液體滲碳。2C+O2→2
2、CO2CO→[C]+CO2（2）氣體滲碳工藝方法：將工件放入密封的加熱爐中，加熱到臨界溫度以上（通常為900~930℃）按一定流量滴入液體滲碳劑（如煤油、苯、甲醇、丙酮等），有機液體在高溫下，通過下列反應(yīng)：CH4→[C]+2H22CO→[C]+CO2CO+H2→[C]+H2O從而提供活性碳原子，吸附在工件表面并向鋼的內(nèi)部擴散而進(jìn)行滲碳。2.氣體滲碳工藝操作3．滲碳后的成分、組織和厚度滲碳緩冷后組織如圖所示。即由工件表面到心部依次為：過共析組織（Fe3CⅡ+P）→共析組織（P）→亞共析組織（P+F）的過渡層→心部原始組織（F+P少量）。表面28HRC厚度
3、材料強度τmax至表面距離（b）應(yīng)力應(yīng)力材料強度至表面距離（a）τmax4．滲碳后的熱處理1）直接淬火法淬火+150～200℃低溫回火，表面硬度58～62HRC圖3-43直接淬火工藝示意圖180-200℃滲碳900-930℃回火溫度/℃時間淬火A12）一次淬火法滲碳淬火＋低溫回火后的組織：表層組織：M回＋粒狀碳化物＋少量AR硬度為58～62HRC心部組織：低碳鋼P類+F,硬度為10～15HRC低碳合金鋼低碳M回＋F,硬度為35～45HRC具有較高強度和足夠高的韌性一般滲碳件的加工工藝路線為：鍛造→正火→機加工→滲碳→淬火→低溫回火→精磨二、鋼的滲氮1.
4、氣體滲氮氮化的目的在于更大地提高鋼件表面的硬度和耐磨性，提高疲勞強度和抗蝕性。滲氮在鋼的臨界溫度以下進(jìn)行，加熱溫度為550℃2NH3（氨）→3H2+2〔N〕↓滲入鋼中氮化零件的工藝路線如下：鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→除應(yīng)力→粗磨→氮化→精磨或研磨氮化溫度低，一般為500℃～600℃。工件變形小。氮化具有很高的硬度（1000HV～1100HV），在600～650℃下保持不下降，所以具有很高的耐磨性和熱強性。耐蝕性好。疲勞強度大大提高。氮化工藝復(fù)雜，時間長(20～50小時)，成本高。用于耐磨性和精度都要求較高的零件，或要求抗熱、抗蝕的耐磨件，例如發(fā)
5、動機汽缸、排氣閥、精密機床絲杠、鏜床主軸、氣輪機閥門、閥桿等。值得注意的是:N2在普通滲氮溫度下不能分解出活性氮原子，因此不能作為滲碳的滲劑。工藝特點：應(yīng)用：氮碳共滲，以滲氮為主，因滲層硬度提高不多，故稱為軟淡化。氮碳共滲溫度為520－580℃。尿素在500℃以上發(fā)生熱分解：（NH2）2CO=CO+2H2+2[N]2CO=CO2+2[C]2.軟氮化（氰化）工藝特點：時間短，通常只需1～2小時。不需專用的滲氮鋼。滲層的脆性較小，不易發(fā)生剝落。3.離子氮化氮化速度快，無污染。4、碳氮共滲碳氮共滲，以滲碳為主。共滲溫度為820～860℃。工藝過程：碳氮共滲淬
6、火低溫回火20CrMnTi鋼的汽車變速箱齒輪熱處理工藝曲線表面：高碳回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物中心：鐵素體+索氏體+低碳回火馬氏體磨齒正火工藝滲碳工藝練習(xí)四、分析45鋼得到下列組織的熱處理工藝1、?粗片狀珠光體+鐵素體；2、?細(xì)片狀珠光體+少量鐵素體；3、細(xì)小的球狀索氏體；4、表面是回火馬氏體，心部是回火索氏體TheEndof3.8&Chapter3
