工程材料与成形技术基础8.

MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础第三章钢的热处理第三节钢的表面热处理第五节热处理工艺的应用（HeatTreatmentofSteel)MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础心部：硬度低，韧性高在生产中，有很多零件要求表面和心部具有不同的性能，一般是表面硬度高，有较高的耐磨性和疲劳强度；而心部要求有较好的塑性和韧性。表面：硬度高，耐磨MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理方法，都不能满足其要求。解决这一问题的方法是表面热处理MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础一、钢的表面淬火钢的表面淬火是通过对钢表面进行快速加热后，使表层获得奥氏体组织，待热量还没有传导到钢件心部时，以大于临界速度的冷速快冷到室温，使表层获得马氏体组织而心部仍保持淬火前的组织状态的热处理工艺方法。MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础1、感应加热表面淬火感应加热表面淬火示意图集肤效应示意图MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础淬火层深度(δ)与电流频率(f)的关系:δ=(500-600)/（mm）f（1）高频淬硬层深度0.5-2mm.主要用于中小型零件的表面淬火。（2）中频淬硬层深度2-8mm.主要用于淬硬层较深的较大型零件的表面淬火。（3）工频淬硬层深度10-15mm.主要用于淬硬层较深的较大型零件的表面淬火。（4）超音频淬硬层深度介于高频与中频之间淬火后可获得基本上能沿零件轮廓分布的淬硬层。MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础感应加热表面淬火零件的一般工艺路线为：磨削加工低温回火感应淬火切削（半精）加工调质切削（粗）加工退火或正火锻造MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础2、火焰加热表面淬火MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础二、化学热处理把工件置于一定活性的介质中加热、保温，使介质分解出活性元素渗入工件的表层，以改变表层的化学成分，从而使表层与心部具有不同成分与组织性能的工艺方法，称为表面化学热处理。MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础化学热处理的基本过程:（2）吸收:活性原子被零件表面吸收和溶解。（3）扩散:活性原子由零件表面向内部扩散,形成一定的扩散层。（1）分解:化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。2COCO2+〔C〕2NH32[N]+3H2MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础1、钢的渗碳渗碳就是把钢件置于渗碳介质中去，加热到高温（900-950℃的单相奥氏体区），保温足够时间后，使渗碳介质中分解出活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳、心部仍保持原有成分的热处理工艺。MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础1%CP+Fe3CⅡ0.2%CF+P少表面中心零件PP+FMaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础一般渗碳件的工艺路线为：精加工低温回火淬火渗碳切削加工正火锻造MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础2、钢的渗氮把钢件置入渗氮介质中，加热到规定温度，保温足够时间后，依靠渗氮介质中分解出活性氮原子渗入钢件表层，从而提高工件表层的硬度、耐磨性、疲劳性能和耐蚀性的一种化学热处理方法。MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础（1）耐磨渗氮（2）耐蚀渗氮渗氮零件的工艺路线：精磨或研磨渗氮粗磨除应力精加工调质处理粗加工退火锻造MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础第五节热处理工艺的应用一、热处理缺陷1、过热、过烧2、氧化、脱碳3、变形、开裂MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础二、热处理工件的结构工艺性1）避免尖角和棱角2）避免厚薄悬殊的截面MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础3）尽量采用封闭结构。4）尽量采用对称结构。5）尽量采用组合结构，把整体件改为组合件。MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础（1）预先热处理的工序位置1）退火、正火工序的位置切削加工正火（或退火）等）毛坯生产（铸、锻、焊2）调质的工序位置半精加工调质粗加工或退火正火锻造下料)(三、热处理工序位置安排MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础（3）最终热处理工序位置1）整体淬火磨削淬火、回火（低、中））粗、半精加工（留余量退火（或正火）锻造下料2）表面淬火磨削表面淬火、回火半精加工（留余量）调质粗加工正火（退火）锻造下料MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础3）渗碳工序磨削低温回火渗碳、淬火粗、半精加工正火锻造下料4）渗氮工序精磨或超精磨渗氮粗磨去应力退火半精、精加工调质粗加工退火锻造下料MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础例题：一车床主轴由45钢制造，为传递力的重要零件，它传递一般载荷，轴颈处要求耐磨。热处理技术条件为：整体调质，硬度220-250HBS；轴颈处表面淬火，硬度50-52HRC。该轴的制造工艺路线为：下料→锻造→（）→机加工（粗）→（）→机加工（半精加工）→轴颈处（）→磨削MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础3-11直径为10mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30℃，用图所示的冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织，说明各属什么热处理方法。完全退火等温退火等温淬火分级淬火水淬油淬正火MaterialsandFormingTechnology吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础热处理方式组织a水淬M＋A残b分级淬火M＋A残c油淬T＋M＋A残d等温淬火B下e正火Sf完全退火Pg等温退火P