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1、第八章鋼的表面熱處理鋼的化學(xué)熱處理表面淬火§1表面淬火定義:指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織情況下,利用快速加熱將表層奧氏體化后進(jìn)行淬火以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。目的:①強(qiáng)化表面,使其具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限。②心部在保持一定的強(qiáng)度、硬度的條件下,具有足夠的塑性和韌性?;靖拍钏娩摲N:基本概念中碳成分的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼(如果工件只需表面硬度高、耐磨性好,也可用高碳鋼)應(yīng)用:承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件:齒輪、凸輪、曲軸、軋輥等——只需表面淬硬的工件;機(jī)床導(dǎo)軌等大型、復(fù)雜工件——只能表面淬硬的工件。分類:感應(yīng)加熱淬火、火焰加熱
2、淬火、激光加熱淬火……感應(yīng)加熱表面淬火工作原理淬硬層深度分類高頻感應(yīng)加熱f=200~300kHZδ=0.5~2.0mm中頻感應(yīng)加熱f=2500~8000HZδ=2~10mm工頻感應(yīng)加熱f=50HZδ=10~15mm加熱速度快,溫度高,生產(chǎn)效率高A晶粒細(xì)小隱晶馬氏體H脆性強(qiáng)度表面產(chǎn)生壓應(yīng)力疲勞強(qiáng)度氧化脫碳表面質(zhì)量耐磨性心部無相變剛性變形精度δ易控制自動化程度高設(shè)備昂貴,耗電量大感應(yīng)加熱表面淬火特點(diǎn):應(yīng)用:大批量生產(chǎn)鍛造→退火或正火→粗加工→調(diào)質(zhì)或正火→精加工→→感應(yīng)加熱表面淬火→低溫回火→粗磨→時(shí)效處理→精磨消除鍛造應(yīng)力;調(diào)整硬度,便于機(jī)加工細(xì)化晶粒
3、,提高心部綜合性能,為淬火做準(zhǔn)備T加:Ac3+30~50℃強(qiáng)化表面,獲得MT加:Ac3+30~50℃降低淬火應(yīng)力穩(wěn)定表面組織T加:160~200℃進(jìn)一步降低應(yīng)力,穩(wěn)定組織,防止工件變形開裂感應(yīng)加熱表面淬火工藝路線:工作原理淬硬層深度:δ=2~8mm特點(diǎn)簡單、方便、成本低、不易控制質(zhì)量應(yīng)用:單件、小批量火焰加熱表面淬火§2化學(xué)熱處理定義:目的:基本概念將鋼件置于一定溫度的化學(xué)介質(zhì)中保溫,使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層改變表層的化學(xué)成分、組織、性能的熱處理工藝強(qiáng)化表面,并使工件表面具有某種特殊性能分類:C、N、CN、B、S、Si、Cr、Al、V、Ti、
4、Nb、……①分解:使化學(xué)介質(zhì)分解出滲入元素的活性原子;②吸收:活性原子被工件表面吸附,形成固溶體或特殊化合物;③擴(kuò)散:滲入原子由表層向內(nèi)擴(kuò)散,形成一定深度的擴(kuò)散層(滲層)。§2化學(xué)熱處理基本概念特點(diǎn):①可按零件心部要求選擇材料同時(shí)滿足表面和心部不同的性能要求②零件外形不受限制③生產(chǎn)周期長、工藝復(fù)雜、成本高基本過程:滲碳定義:性能:鋼件A狀態(tài)使[C]滲入表層加熱富[C]介質(zhì)中保溫增加表層C含量硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度淬火回火后表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度高,心部有良好的塑性、韌性用途:受嚴(yán)重磨損,并承受較大沖擊載荷的零件目的:滲碳滲碳用鋼:滲碳方法:低碳
5、成分的普通碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼如:15、20、20Cr、20CrMnTi、20MnVB(一般wc=0.15%~0.30%)氣體滲碳、固體滲碳、離子滲碳、液體滲碳、膏體滲碳、電解液滲碳工作原理及方法工藝參數(shù)的選擇滲碳溫度:900~950℃(Accm+50~80℃)滲碳時(shí)間:取決于滲碳層的深度(表8-1)滲層表面含碳量wc:0.85%~1.05%CH4→[C]+2H2CO→[C]+CO2CO+H2→[C]+H2O根據(jù)滲后表層含碳量氣體滲碳滲后組織表面0.85~1.05%心部0.15~0.30%wcP+網(wǎng)狀Fe3CⅡPP+F氣體滲碳時(shí)間溫度(
6、a)直接淬火(b)預(yù)冷淬火(c)一次淬火(d)二次淬火AccmAc3Ac1160~180℃[滲碳后的熱處理方法]滲后處理氣體滲碳滲碳層深度:δ=0.5~2.5mm滲碳工藝鍛造→正火→切削加工→滲碳→淬火+低溫回火→精加工滲碳零件的特點(diǎn)表層硬(HRC58~62)、耐磨,心部韌滲層均勻滲碳溫度高、晶粒粗大,必須進(jìn)行滲后處理時(shí)間長,工藝復(fù)雜氣體滲碳經(jīng)滲碳的機(jī)車從動齒輪第八章作業(yè)P99T21第八章思考題P108T1~8