熱處理工藝的制訂規(guī)范

項目五項目五 熱處理工藝的制訂規(guī)范熱處理工藝的制訂規(guī)范預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理最終熱處理最終熱處理退火：完全退火、等溫退火、球化退火、退火：完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火均勻化退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火正火正火普通熱處理：淬火、回火普通熱處理：淬火、回火表面熱處理：表面淬火（感應(yīng)、表面熱處理：表面淬火（感應(yīng)、火焰）火焰）化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮等）化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮等）預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理機(jī)加工機(jī)加工機(jī)械零件的一般加工工藝為：機(jī)械零件的一般加工工藝為：毛坯（鑄、鍛）毛坯（鑄、鍛）最終熱處理最終熱處理退火與正火主要用于預(yù)備熱處理，只有當(dāng)退火與正火主要用于預(yù)備熱處理，只有當(dāng)工件性能要求不高時才作為最終熱處理工件性能要求不高時才作為最終熱處理 一、退火一、退火退火退火將鋼加熱至適當(dāng)溫度保將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，然后緩慢冷卻溫，然后緩慢冷卻 (爐冷爐冷) 的熱處理工藝的熱處理工藝調(diào)整硬度，便于切削調(diào)整硬度，便于切削加工加工消除內(nèi)應(yīng)力，防止加消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工中變形工中變形細(xì)化晶粒、做組織準(zhǔn)細(xì)化晶粒、做組織準(zhǔn)備備退火的目的退火的目的完全退火等溫退火球化退火擴(kuò)散退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火退火的種類真空退火爐真空退火爐完全退火將工件加熱到Ac3+3050保溫后緩冷的退火工藝，主要用于亞共析鋼 . 高速鋼等溫退火與普通退火的比較高速鋼等溫退火與普通退火的比較等溫退火等溫退火亞共析鋼加熱到Ac3+3050, 共析、過共析鋼加熱到Ac1+3050，保溫后快冷到Ar1以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷。

等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時間，更適合于孕育期長的合金鋼. 球化退火將工件加熱到將工件加熱到Ac1+ 30-50 保溫后緩冷，保溫后緩冷，或者加熱后冷卻到略低于或者加熱后冷卻到略低于 Ar1 的溫度下的溫度下保溫，使珠光體中的滲碳體球化后出爐保溫，使珠光體中的滲碳體球化后出爐空冷主要用于共析、過共析鋼主要用于共析、過共析鋼球狀珠光體球狀珠光體 球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織，稱球狀珠光體, 用P球表示對于有網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，球化退火前應(yīng)先進(jìn)行正火，以消除網(wǎng)狀.u 正火是將亞共析鋼加熱到正火是將亞共析鋼加熱到Ac3+30 50，共析鋼加熱到，共析鋼加熱到Ac1+3050，過共析鋼，過共析鋼 加熱到加熱到Accm+30 50保溫保溫 后空冷的工藝后空冷的工藝u 正火比退火冷卻速度大正火比退火冷卻速度大u 1、正火后的組織：、正火后的組織： 0.6%C時，組織為時，組織為F+S； 0.6%C時，組織為時，組織為S 正火溫度正火溫度二、正火二、正火正火正火2、正火的目的、正火的目的 對于低、中碳鋼對于低、中碳鋼(0.6C%)，目的與退，目的與退火的相同火的相同。

對于過共析鋼，用于消對于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備球化退火作組織準(zhǔn)備 普通件最終熱處理普通件最終熱處理 要改善切削性能，低碳鋼用要改善切削性能，低碳鋼用正火，中碳鋼用退火或正火正火，中碳鋼用退火或正火,高碳鋼用球化退火高碳鋼用球化退火.熱處理與硬度關(guān)系熱處理與硬度關(guān)系合適切削加工硬度合適切削加工硬度三、三、 鋼的淬火鋼的淬火淬火淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于Vk速速度冷卻，度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體的熱處理工藝使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體的熱處理工藝. l淬火是應(yīng)用最廣的熱處淬火是應(yīng)用最廣的熱處理工藝之一理工藝之一l淬火目的是為獲得馬氏淬火目的是為獲得馬氏體組織，提高鋼的性能體組織，提高鋼的性能.真空淬火爐真空淬火爐1、淬火溫度淬火溫度n碳鋼（1） 亞共析鋼亞共析鋼淬火溫度為淬火溫度為Ac3+30-50亞共析鋼淬火組織亞共析鋼淬火組織：n 0.5%C時為時為Mn 0.5%C時為時為M+A65MnV鋼鋼(0.65%C) 淬火組織淬火組織45鋼鋼(含含0.45%C)正常淬火組織正常淬火組織在在Ac1 Ac3之間的加熱之間的加熱淬火稱淬火稱亞溫淬火亞溫淬火。

35鋼（含鋼（含0.35%C）亞溫淬火組織）亞溫淬火組織 亞溫淬火組織為亞溫淬火組織為F+M，強(qiáng)度、，強(qiáng)度、硬度低，但塑韌硬度低，但塑韌性好性好.（2）共析鋼）共析鋼淬火溫度為淬火溫度為Ac1+30-50；淬火組織為淬火組織為M+A 過共析鋼過共析鋼u 淬火溫度淬火溫度: Ac1+30-50.u 溫度高于溫度高于Accm，則奧氏體晶粒粗，則奧氏體晶粒粗大、含碳量高大、含碳量高,淬火后馬氏體晶粒淬火后馬氏體晶粒粗大粗大、A量增多使鋼硬度、耐量增多使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂傾向磨性下降，脆性、變形開裂傾向增加u 淬火組織淬火組織: M+Fe3C顆粒顆粒+A預(yù)備組織為預(yù)備組織為P球球)T12鋼（含鋼（含1.2%C）正常淬火組織）正常淬火組織u合金鋼合金鋼由于多數(shù)合金元素(Mn、P除外)對奧氏體晶粒長大有阻礙作用，因而合金鋼淬火溫度比碳鋼高n 亞共析鋼淬火溫度為亞共析鋼淬火溫度為Ac3+ 50100n 共析鋼、過共析鋼淬火溫度為共析鋼、過共析鋼淬火溫度為Ac1+50100 鋼坯加熱鋼坯加熱2、淬火介質(zhì)、淬火介質(zhì)u理想的冷卻曲線應(yīng)只在C曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量緩冷，以達(dá)到既獲得馬氏體組織，又減小內(nèi)應(yīng)力的目的。

但目前還沒有找到理想的淬火介質(zhì)l常用淬火介質(zhì)是水和油.l水的冷卻能力強(qiáng)，但低溫卻能力太大，只使用于形狀簡單的碳鋼件u 油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，使用于合金鋼和油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，使用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件小尺寸的碳鋼件u 熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間,用于形狀復(fù)雜件的分用于形狀復(fù)雜件的分級淬火和等溫淬火級淬火和等溫淬火u 聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì)聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì).3、淬火方法、淬火方法采用不同的淬火方法可彌采用不同的淬火方法可彌補(bǔ)介質(zhì)的不足補(bǔ)介質(zhì)的不足1）單液淬火法）單液淬火法u 加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)冷卻到室溫的淬火方法冷卻到室溫的淬火方法u 操作簡單，易實現(xiàn)自動化操作簡單，易實現(xiàn)自動化各種淬火方法示意圖各種淬火方法示意圖1單液淬火法單液淬火法2雙液淬火法雙液淬火法3分級淬火法分級淬火法4等溫淬火法等溫淬火法2）雙液淬火法）雙液淬火法u工件先在一種冷卻能力強(qiáng)的工件先在一種冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)中冷，卻躲過鼻尖后，介質(zhì)中冷，卻躲過鼻尖后，再在另一種冷卻能力較弱的再在另一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方法。

如水淬油冷，油淬空冷法如水淬油冷，油淬空冷.u優(yōu)點是冷卻理想，缺點是不優(yōu)點是冷卻理想，缺點是不易掌握用于形狀復(fù)雜的碳易掌握用于形狀復(fù)雜的碳鋼件及大型合金鋼件鋼件及大型合金鋼件3）分級淬火法）分級淬火法u 在在Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后再取出緩冷度均勻后再取出緩冷可可減少內(nèi)應(yīng)力，用于減少內(nèi)應(yīng)力，用于小尺寸工件小尺寸工件鹽浴爐鹽浴爐4）等溫淬火法）等溫淬火法u將工件在稍高于將工件在稍高于 Ms 的鹽浴或堿的鹽浴或堿浴中保溫足夠長時間，從而獲得浴中保溫足夠長時間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法下貝氏體組織的淬火方法u經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜合經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜合力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小.u適用于形狀復(fù)雜及要求較高的小適用于形狀復(fù)雜及要求較高的小型件淬火方法淬火方法第六節(jié)第六節(jié) 鋼的淬透性鋼的淬透性網(wǎng)帶式淬火爐網(wǎng)帶式淬火爐u淬透性是鋼的主要熱處理性能淬透性是鋼的主要熱處理性能u是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一1、淬透性的概念、淬透性的概念M量和硬度隨量和硬度隨深度的變化深度的變化u淬透性淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。

其大小是是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示l淬硬層深度淬硬層深度是指由工件是指由工件表面到半馬氏體區(qū)表面到半馬氏體區(qū)(50%M + 50%P)的深度l淬硬性淬硬性是指鋼淬火后所是指鋼淬火后所能達(dá)到的最高硬度，即能達(dá)到的最高硬度，即硬化能力硬化能力.2、淬透性與淬硬層深度的關(guān)系淬透性與淬硬層深度的關(guān)系 u同一材料的淬硬層深度與工件尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)工件尺同一材料的淬硬層深度與工件尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)工件尺寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深u淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)它只用于不同材料之間淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)它只用于不同材料之間的比較，是通過尺寸、冷卻介質(zhì)相同時的淬硬層深度來確定的比較，是通過尺寸、冷卻介質(zhì)相同時的淬硬層深度來確定的 3、影響淬透性的因素、影響淬透性的因素u鋼的淬透性取決于臨界冷卻速鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度度Vk， Vk越小，淬透性越高越小，淬透性越高uVk取決于取決于C曲線的位置，曲線的位置，C 曲曲線越靠右，線越靠右，Vk越小 因而凡是影響因而凡是影響C曲線的因素都曲線的因素都是影響淬透性的因素是影響淬透性的因素.即除即除Co 外，外，凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼的淬透性提高；奧氏體化溫度高、的淬透性提高；奧氏體化溫度高、保溫時間長也使鋼的淬透性提高。

保溫時間長也使鋼的淬透性提高 n不同冷卻條件下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同冷卻條件下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物等溫退火等溫退火P退火退火(爐冷爐冷)正火正火(空冷空冷)ST+M+A等溫淬火等溫淬火B(yǎng)下下M+A分級淬火分級淬火M+A淬火淬火(水冷水冷)(油冷油冷)A1MSMf時間時間溫度溫度淬火淬火PP均勻均勻A細(xì)細(xì)A？四、鋼的回火四、鋼的回火螺桿表面的螺桿表面的淬火裂紋淬火裂紋回回 火火指將淬火鋼加熱到指將淬火鋼加熱到A1以下的某以下的某溫度保溫后冷卻的工藝溫度保溫后冷卻的工藝回火目回火目的的減少或消減少或消除淬火內(nèi)除淬火內(nèi)應(yīng)力應(yīng)力獲得所需獲得所需要的力學(xué)要的力學(xué)性能性能穩(wěn)定尺寸穩(wěn)定尺寸防止使用防止使用時變形時變形高淬透性高淬透性的鋼采用的鋼采用回火軟化回火軟化 未經(jīng)淬火的鋼回火無意義，未經(jīng)淬火的鋼回火無意義，而淬火鋼不回火在放置而淬火鋼不回火在放置使用過程中易變形或開裂使用過程中易變形或開裂鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火注注意意鋼鋼在在回回火火時時的的組組織織轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變馬氏體的分解馬氏體的分解殘余奧氏體分解殘余奧氏體分解 -碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)樘蓟镛D(zhuǎn)變?yōu)镕e3CFe3C聚集長大和聚集長大和鐵素體多邊形化鐵素體多邊形化回火馬氏體回火馬氏體回火馬氏體回火馬氏體回火索氏體回火索氏體回火托氏體回火托氏體透射電鏡下的回火馬氏體形貌透射電鏡下的回火馬氏體形貌回火馬氏體回火馬氏體 回火托氏體回火托氏體回火索氏體回火索氏體淬火鋼硬度隨回火溫度的變化淬火鋼硬度隨回火溫度的變化40鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系回火時的性能變化回火時的性能變化回火時力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強(qiáng)度、回火時力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高。

硬度下降，塑性、韌性提高l200以下，由于馬氏以下，由于馬氏體中碳化物的彌散析出，體中碳化物的彌散析出，鋼的硬度并不下降，高鋼的硬度并不下降，高碳鋼硬度甚至略有提高碳鋼硬度甚至略有提高l200-300，由于高碳，由于高碳鋼中鋼中A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸回回, 硬度硬度再次升高再次升高l大于大于300,由于由于Fe3C粗化，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F粗化，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體素體,硬度直線下降硬度直線下降3）回火脆性）回火脆性u淬火鋼的韌性并不淬火鋼的韌性并不總是隨溫度升高而總是隨溫度升高而提高u在某些溫度范圍內(nèi)在某些溫度范圍內(nèi)回火時，會出現(xiàn)沖回火時，會出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，擊韌性下降的現(xiàn)象，稱稱回火脆性回火脆性 1）第一類回火脆性）第一類回火脆性又稱不可逆回火脆性是指淬火鋼在又稱不可逆回火脆性是指淬火鋼在250-350回火時出回火時出現(xiàn)的脆性現(xiàn)的脆性l這種回火脆性是不可逆的，這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回火就只要在此溫度范圍內(nèi)回火就會出現(xiàn)脆性，目前尚無有效會出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法消除辦法l回火時應(yīng)避開這一溫度范圍回火時應(yīng)避開這一溫度范圍 2、第二類回火脆性、第二類回火脆性 又稱可逆回火脆性。

又稱可逆回火脆性是指淬火是指淬火鋼在鋼在500-650范圍內(nèi)回火后緩冷時范圍內(nèi)回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性出現(xiàn)的脆性. 回火后快冷不出現(xiàn)，是可逆的回火后快冷不出現(xiàn)，是可逆的防止辦法：防止辦法： 回火后快冷回火后快冷 加入合金元素加入合金元素W (約約1%)、 Mo(約約0.5%)該法更適用于該法更適用于大截面的零部件大截面的零部件 （四）、回火種類（四）、回火種類根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類：根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類： 淬火加高溫回火的熱處理稱作淬火加高溫回火的熱處理稱作調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理，簡稱，簡稱調(diào)質(zhì)廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件如軸、廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件如軸、齒輪等熱處理也可作為要齒輪等熱處理也可作為要求較高精密件、量具等預(yù)備求較高精密件、量具等預(yù)備熱處理 適用于各種高碳適用于各種高碳鋼、滲碳件及表鋼、滲碳件及表面淬火件面淬火件 應(yīng)用應(yīng)用獲得良好的綜合力學(xué)性能，獲得良好的綜合力學(xué)性能，即在保持較高的強(qiáng)度同時，即在保持較高的強(qiáng)度同時，具有良好的塑性和韌性具有良好的塑性和韌性 提高提高 e及及 s，同，同時使工件具有一時使工件具有一定韌性定韌性 在保留高硬度、在保留高硬度、高耐磨性的同時，高耐磨性的同時，降低內(nèi)應(yīng)力。

降低內(nèi)應(yīng)力 回火目的回火目的S回 T回 M回 回火組織回火組織500-650350-500150-250 回火溫度回火溫度 高溫回火高溫回火 中溫回火中溫回火 低溫回火低溫回火 適用于適用于彈簧熱處理彈簧熱處理彈彈簧簧熱熱處處理理五五 鋼的表面淬火鋼的表面淬火表面淬火表面淬火是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織情況下，利是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處理方法表面淬火目的：表面淬火目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限; 心部在保持一定的強(qiáng)度、硬度的條件下，具有足夠的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即塑性和韌性即表硬里韌表硬里韌適用于：承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件適用于：承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件1、表面淬火用材料、表面淬火用材料 0.4-0.5%C的中碳鋼的中碳鋼u含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降u含碳量過高，心部韌性下降；含碳量過高，心部韌性下降； 鑄鐵鑄鐵 提高其表面耐磨性。

提高其表面耐磨性機(jī)床導(dǎo)軌機(jī)床導(dǎo)軌表面淬火齒輪表面淬火齒輪2、預(yù)備熱處理、預(yù)備熱處理工藝：工藝：u對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)或正火對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)或正火u前者性能高，用于要求高的重前者性能高，用于要求高的重要件，后者用于要求不高的普要件，后者用于要求不高的普通件目的目的:u為表面淬火作組織準(zhǔn)備；為表面淬火作組織準(zhǔn)備；u獲得最終心部組織獲得最終心部組織 回火索氏體回火索氏體索氏體索氏體 3、表面淬火后的回火、表面淬火后的回火u采用低溫回火，溫度不高于采用低溫回火，溫度不高于200u回火目的為降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性回火目的為降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性 4、表面淬火、表面淬火+低溫回火后的組織低溫回火后的組織u表層組織為表層組織為M回；心部組織為回；心部組織為S回回(調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì))或或F+S(正火正火)感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火 感應(yīng)淬火機(jī)床感應(yīng)淬火機(jī)床感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱表面淬火表面淬火示意圖示意圖5、表面淬火常用加熱方法、表面淬火常用加熱方法u 感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱: 利用交變電流在工利用交變電流在工件表面感應(yīng)巨大渦流，使工件件表面感應(yīng)巨大渦流，使工件表面迅速加熱的方法表面迅速加熱的方法。

感應(yīng)加熱分為：感應(yīng)加熱分為：u高頻感應(yīng)加熱高頻感應(yīng)加熱 頻率為頻率為250-300KHz，淬硬層深度淬硬層深度0.5-2mm傳動軸連續(xù)淬傳動軸連續(xù)淬火感應(yīng)器火感應(yīng)器感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖u中頻感應(yīng)加熱中頻感應(yīng)加熱 頻 率 為頻 率 為 2 5 0 0 -8000Hz，淬硬層，淬硬層深度深度2-10mm各種感應(yīng)器各種感應(yīng)器中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸u工頻感應(yīng)加熱工頻感應(yīng)加熱 頻率為頻率為50Hz,淬淬硬層深度硬層深度10-15 mm各種感應(yīng)器各種感應(yīng)器感應(yīng)穿透加熱感應(yīng)穿透加熱 火焰加熱火焰加熱: 利用乙炔火焰直接加熱利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法工件表面的方法成本低，但質(zhì)量成本低，但質(zhì)量不易控制不易控制 激光熱處理激光熱處理: 利用高能量密度的激利用高能量密度的激光對工件表面進(jìn)行加熱的方法光對工件表面進(jìn)行加熱的方法效效率高，質(zhì)量好率高，質(zhì)量好火焰加熱表面淬火示意圖火焰加熱表面淬火示意圖激光表面熱處理激光表面熱處理火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火激激光光表表面面熱熱處處理理六六 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，使是將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從而改變工件表層化學(xué)成分和組織活性原子滲入工件表層從而改變工件表層化學(xué)成分和組織,進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。

進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝u與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學(xué)成分變其化學(xué)成分u化學(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一化學(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一u根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等共滲、滲其他元素等 可控氣氛滲碳爐可控氣氛滲碳爐滲碳回火爐滲碳回火爐1、化學(xué)熱處理的基本過程化學(xué)熱處理的基本過程 （1）介質(zhì)介質(zhì)(滲劑滲劑)的分解的分解: 分解的分解的同時釋放出活性原子同時釋放出活性原子 如：滲碳如：滲碳 CH42H2+C 氮化氮化 2NH33H2+2N（2）工件表面的吸收）工件表面的吸收: 活性原子活性原子向固溶體溶解或與鋼中某些元向固溶體溶解或與鋼中某些元素形成化合物素形成化合物3）原子向內(nèi)部擴(kuò)散原子向內(nèi)部擴(kuò)散 氮化擴(kuò)散層氮化擴(kuò)散層鋼的滲碳鋼的滲碳是指向鋼的表面滲入是指向鋼的表面滲入碳原子的過程碳原子的過程1）滲碳目的）滲碳目的 提高工件表面硬度、耐磨性提高工件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，同時保持心部及疲勞強(qiáng)度，同時保持心部良好的韌性。

良好的韌性2）滲碳用鋼）滲碳用鋼為含為含0.1-0.25%C的低碳鋼的低碳鋼碳高則心部韌性降低碳高則心部韌性降低經(jīng)滲碳的機(jī)車從動齒輪經(jīng)滲碳的機(jī)車從動齒輪2、鋼的滲碳、鋼的滲碳?xì)怏w滲碳?xì)怏w滲碳法示意圖法示意圖（3）滲碳方法）滲碳方法1） 氣體滲碳法氣體滲碳法 將工件放入密封爐內(nèi)，在高將工件放入密封爐內(nèi)，在高溫滲碳?xì)夥罩袧B碳溫滲碳?xì)夥罩袧B碳 滲劑為氣體滲劑為氣體 (煤氣、液化氣煤氣、液化氣等等)或有機(jī)液體或有機(jī)液體(煤油、甲醇煤油、甲醇等等) 優(yōu)點優(yōu)點: 質(zhì)量好質(zhì)量好, 效率高效率高；缺點缺點: 滲層成分與深度不易控制滲層成分與深度不易控制2）固體滲碳法）固體滲碳法將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳滲劑為木炭滲劑為木炭優(yōu)點：操作簡單；優(yōu)點：操作簡單；缺點：滲速慢，勞動條件差缺點：滲速慢，勞動條件差4）滲碳溫度：為）滲碳溫度：為900-950滲碳層厚度（由表面到過度層一滲碳層厚度（由表面到過度層一半處的厚度）：半處的厚度）： 一般為一般為0.5-2mm滲碳層表面含碳量：以滲碳層表面含碳量：以0.85-1. 05為最好滲碳緩冷后組織：表層為滲碳緩冷后組織：表層為P+網(wǎng)狀網(wǎng)狀Fe3C; 心部為心部為F+P; 中間中間為過渡區(qū)。

為過渡區(qū)低碳鋼滲碳緩冷后的組織低碳鋼滲碳緩冷后的組織（5）滲碳后的熱處理）滲碳后的熱處理淬火淬火+低溫回火低溫回火, 回火溫度為回火溫度為160-180淬火方法有：淬火方法有： 預(yù)冷淬火法預(yù)冷淬火法滲碳后預(yù)冷到略高于滲碳后預(yù)冷到略高于Ar1溫度直接淬火溫度直接淬火滲碳后的熱處理示意圖滲碳后的熱處理示意圖u 一次淬火法：即滲碳緩冷后重新加熱淬火一次淬火法：即滲碳緩冷后重新加熱淬火u 二次淬火法：二次淬火法：u 即滲碳緩冷后第一次加熱為心部即滲碳緩冷后第一次加熱為心部Ac3+30-50，細(xì)化心部；第二次，細(xì)化心部；第二次加熱為加熱為Ac1+30-50，細(xì)化表層細(xì)化表層 滲碳后的熱處理示意圖滲碳后的熱處理示意圖u 常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到Ac1+30-50淬火淬火+低溫回火低溫回火此時組織為：此時組織為：u 表層：表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)u 心部：心部：M回回+F（淬透時）（淬透時）滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織M+F3、鋼的氮化鋼的氮化氮化是指向鋼的表面滲入氮氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程原子的過程1、氮化用鋼、氮化用鋼為含為含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳鋼。

的中碳鋼常用鋼號為常用鋼號為38CrMoAl2、氮化溫度為、氮化溫度為500-570氮化層厚度不超過氮化層厚度不超過0.6-0.7mm井式氣體氮化爐井式氣體氮化爐3、常用氮化方法、常用氮化方法氣體氮化法與離子氮化法氣體氮化法與離子氮化法氣體氮化法與氣體滲碳法類似，滲氣體氮化法與氣體滲碳法類似，滲劑為氨離子氮化法是在電場作用下，使電離子氮化法是在電場作用下，使電離的氮離子高速沖擊作為陰極的離的氮離子高速沖擊作為陰極的工件與氣體氮化相比，氮化時工件與氣體氮化相比，氮化時間短，氮化層脆性小間短，氮化層脆性小離子氮化爐離子氮化爐4、氮化的特點及應(yīng)用、氮化的特點及應(yīng)用 氮化件表面硬度高（氮化件表面硬度高（HV1000-2000），耐磨性高耐磨性高 疲勞強(qiáng)度高由于表面存在壓應(yīng)力疲勞強(qiáng)度高由于表面存在壓應(yīng)力氮化層組織氮化層組織38CrMoAl氮化層硬度氮化層硬度工件變形小原因是氮化溫度低，氮化后不需進(jìn)行熱處理工件變形小原因是氮化溫度低，氮化后不需進(jìn)行熱處理 耐蝕性好因為表層形成的氮化物化學(xué)穩(wěn)定性高耐蝕性好因為表層形成的氮化物化學(xué)穩(wěn)定性高氮化的缺點：工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄氮化的缺點：工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。

用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件如用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等 縫紉機(jī)用氮化件縫紉機(jī)用氮化件經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸。