《鋼的化學(xué)熱處》ppt課件

《鋼的化學(xué)熱處》ppt課件

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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?;瘜W(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、?細片狀珠光體+少量鐵素體;3、細小的球狀索氏體;4、表面是回火馬氏體,心部是回火索氏體TheEndof3.8&Chapter3

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