03钢的热处理

1、钢的热处理 1 钢为什么要热处理? 2 钢为什么能热处理? 3 热处理过程 4.热处理分类 4.1 退火 4.2 正火 4.3 淬火 4.4 回火 5.钢的表面热处理 6 压铸模具热处理 1.1 钢为什么要热处理? 刚炼制的钢还不能满足某些特别的需求 为了提高钢的使用性能，通常采用两种办法来解决： 一是调整钢的化学成分，特别是加入某些合金元素， 即采用合金化的方法，来使钢达到使用性能的要求； 另一种办法是进行钢的热处理。因为钢的性能不仅取 决于它的化学成分，还取决于钢的内部组织结构（金 相组织）。而热处理正是影响钢的组织的一种工艺。 对钢进行正确地热处理，能提高钢的性能，使它能够 在各种不同的

2、条件下使用。 烧焊对钢有负面影响 钢硬度太高,加工不便 1.2钢的力学性能 1)强度:指金属在静载荷作用下，指金属在静载荷作用下， 抵抗塑性变形或断裂抵抗塑性变形或断裂 的能力。的能力。 2）塑性：金属材料断裂前发）塑性：金属材料断裂前发 生永久变形的能力。生永久变形的能力。 3）硬度：抵抗局部变形特别）硬度：抵抗局部变形特别 是塑性变形，压痕或划痕的能是塑性变形，压痕或划痕的能 力。力。 4）冲击韧性：金属材料抵抗）冲击韧性：金属材料抵抗 冲击载荷作用而不破坏的能力。冲击载荷作用而不破坏的能力。 5）疲劳强度：金属材料在无）疲劳强度：金属材料在无 限次循环载荷作用下不发生断限次循环载荷作用下

3、不发生断 裂所能承受的最大应力。裂所能承受的最大应力。 1.3钢的工艺性能 1）铸造性（可铸性）：）铸造性（可铸性）：指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。 铸造性主要包括流动性，收缩性和偏析。流动性是指液态金属充满铸模 的能力，收缩性是指铸件凝固时，体积收缩的程度，偏析是指金属在冷 却凝固过程中，因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均 匀性。 2)可锻性：可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性 能。它包括在热态 或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。 可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。 3)切削加工性（可切削性，机械加工性）：切削加工性（可

4、切削性，机械加工性）：指金属材料被刀具切削加 工后而成为合格工件的难易程度。切削加工性好坏常用加工后工件的表 面粗糙度，允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。它与金属材料 的化学成分，力学性能，导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常 是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断。一般讲，金属材料的硬 度愈高愈难切削，硬度虽不高，但韧性大，切削也较困难。 4)焊接性（可焊性）：焊接性（可焊性）：指金属材料对焊接加工的适应性能。主要是指 在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括两个 方面的内容：一是结合性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属 形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能

5、，即在一定的焊接工艺条件下， 一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 5：热处理：热处理： 2.1 钢为什么能热处理? 在外界条件固定的情况下，材料的性能 取决于材料内部的构造。这种构造便是 组成材料的原子种类和分量，以及它们 的排列方式和空间分布。习惯上将前者 叫做成分，后者叫做组织结构。了解金 属的结构和结晶规律，对控制材料的性 能、正确选用材料、开发新材料有重要 指导意义。 2.2 钢为什么能热处理? 铁在不同温度有两中排列方式: -Fe（温度低于912的铁）,体心立方晶 格的晶胞是一个立方体，立方体的八个顶 角和立方体的中心各有一个原子。 -Fe（温度在9121394的铁）,面心立方

6、晶格的晶胞是一个立方体，立方体的八个 顶角和六个面的中心各有一个原子。 晶体缺陷会造成晶格畸变，使变形抗力增 大，从而提高材料的强度、硬度。 细化晶粒可增加晶界的数量，是强化金属 的有效手段，同时，晶粒的金属塑性和韧 性也得到改善。 2.3 钢为什么能热处理? u纯铁的同素异构转变纯铁的同素异构转变 金属的多晶型性（同素异构现象） 多晶型性转变（同素异构转变） 纯铁的同素异构转变 2.4 钢为什么能热处理? 铁碳合金的相和组织组成 铁素体（铁素体（F或或）:碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体.最大溶解度： 0.0218%（727） -铁素体：铁素体：碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，最大溶解度：

7、0.09% （1495） 奥氏体（奥氏体（A或或）:碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体（高温组织） 最大溶解度：2.11%（1148） 渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）: : Fe 与 C 所形成的金属化合物,硬而脆（耐磨性好）。 珠光体（珠光体（P）：）： F与 Fe3C 所形成的机械混合物（平均含碳量： 0.77%）.是过冷奥氏体在奥氏体在A1-550转变时形成转变时形成. 贝氏体（氏体（B）:过饱和的过饱和的F与非片状 Fe3C 所形成的机械混合物.在550- 350时形成羽毛状上形成羽毛状上贝氏体氏体,在在350-Ms时形成针状下时形成针状下贝氏体氏体. 马氏体马氏体:过冷奥氏体在

8、奥氏体在Ms-Mf转变时形成的碳在转变时形成的碳在-Fe中的过饱和固溶 体.高碳马氏体呈针状碳马氏体呈针状,硬度高硬度高,脆性大脆性大.低碳马氏体呈板条状碳马氏体呈板条状,有较高的有较高的 强度强度,又具有良好的塑性和韧性又具有良好的塑性和韧性. 3.1 热处理过程 定义:钢在固态下采用适当的方式进行加热, 保温,冷却后获得所需要的组织结构与性能 的工艺. 3.2 热处理过程 钢的临界点 A1:珠光体与奥氏体转 变温度 A3:铁素体与奥氏体转 变温度 Acm:二次渗碳体与奥 氏体转变温度 3.3 热处理过程 钢在加热时的转变: 任何钢加热到A1点以上温度都发 生奥氏体的形成. 钢在加热时奥氏体

9、的形成过程又钢在加热时奥氏体的形成过程又 称为称为奥氏体化奥氏体化。以共析钢的奥氏。以共析钢的奥氏 体形成过程为例。体形成过程为例。 3.4 热处理过程 奥氏体形核与晶核长大奥氏体形核与晶核长大 奥氏体的晶核优先在铁素体与渗碳体的界面上形成。奥氏体的晶核优先在铁素体与渗碳体的界面上形成。 奥氏体晶核形成以后，依靠铁、碳原子的扩散，使奥氏体晶核形成以后，依靠铁、碳原子的扩散，使 铁素体不断向奥氏体转变和渗碳体不断溶入到奥氏体铁素体不断向奥氏体转变和渗碳体不断溶入到奥氏体 中去而进行的。中去而进行的。 残留渗碳体的溶解残留渗碳体的溶解 铁素体全部消失以后，仍有部铁素体全部消失以后，仍有部 分剩余渗

10、碳体未溶解，随着时间的延长，这些剩余渗分剩余渗碳体未溶解，随着时间的延长，这些剩余渗 碳体不断地溶入到奥氏体中去，直至全部消失。碳体不断地溶入到奥氏体中去，直至全部消失。 奥氏体均匀化奥氏体均匀化 渗碳体全部溶解完毕时，奥氏体的渗碳体全部溶解完毕时，奥氏体的 成分是不均匀的，只有延长保温时间，通过碳原子的成分是不均匀的，只有延长保温时间，通过碳原子的 扩散才能获得均匀化的奥氏体。扩散才能获得均匀化的奥氏体。 3.5 热处理过程 奥氏体晶粒奥氏体晶粒:奥氏体化过程中奥氏体化过程中,奥氏体晶粒在不断长大奥氏体晶粒在不断长大.最终得到的晶粒越大最终得到的晶粒越大,冷却后得冷却后得 到的组织就越大到的

11、组织就越大,会使钢的力学性能下降会使钢的力学性能下降,尤其是塑性和韧性明显下降尤其是塑性和韧性明显下降,淬火时也易变淬火时也易变 形和开裂形和开裂. 奥氏体晶粒要均匀细小奥氏体晶粒要均匀细小: 1).加热温度加热温度 加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥氏体晶粒也越粗大，热处理时必须规定合加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥氏体晶粒也越粗大，热处理时必须规定合 适的加热温度范围。适的加热温度范围。 2).保温时间保温时间 随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保温时间的延长，晶粒长大速度越来越随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保温时间的延长，晶粒长大速度越来越 慢，且不会无限制地长大下去。慢，且不

12、会无限制地长大下去。 3).加热速度加热速度 加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体的形核率大于长大速度，获得加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体的形核率大于长大速度，获得 细小的起始晶粒。生产中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。细小的起始晶粒。生产中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。 4).冶炼和脱氧条件冶炼和脱氧条件 冶炼时用铝脱氧，或加入冶炼时用铝脱氧，或加入Nb、Zr、V、Ti等强碳化物形成元素，形成难溶的碳化等强碳化物形成元素，形成难溶的碳化 物颗粒物颗粒,阻止奥氏体晶粒长大，在一定温度下晶粒不易长大。阻止奥氏体晶粒长大，在一定温度下晶粒不易长大。 5).含

13、碳量的影响含碳量的影响(有临界值有临界值) 随着奥氏体含碳量的增加，随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向原子的扩散速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向 增加。增加。 当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了残余渗碳体，产生机械阻碍作用，使当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了残余渗碳体，产生机械阻碍作用，使 晶粒长大倾向减小。晶粒长大倾向减小。 3.6 热处理过程 冷却时的组织转变: 加热后得到的奥氏体 在冷却时条件不一样, 转变后得到的组织也 不一样. 有等温冷却和连续冷 却 冷却过程是关键工序 4.1.1 退火 机器零件和工具一般要经过的加工过程：机器零件和工具

14、一般要经过的加工过程： 选原料锻造预先热处理（退火和正火）-机械加工最后热 处理 退火和正火一般作为预先热处理，其作用是：消除前一工序所造成退火和正火一般作为预先热处理，其作用是：消除前一工序所造成 的某些组织缺陷及内应力，为随后的切削加工及热处理作好组织准备。的某些组织缺陷及内应力，为随后的切削加工及热处理作好组织准备。 对于某些不太重要的工件，正火也可作为最终热处理工序。对于某些不太重要的工件，正火也可作为最终热处理工序。 将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。 钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却 的热处理方法。 退火的目的: 消除组织

15、缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶 粒，提高钢的力 学性能，减少残余应力； 降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。 退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序 作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。 4.1.2完全退火完全退火 完全退火完全退火 定义：将亚共析钢工件加热到定义：将亚共析钢工件加热到 Ac3以上（以上（3050），保温一定，保温一定 时间，时间， 然后缓慢冷却下来的热处理然后缓慢冷却下来的热处理 工艺称为完全退火，又称为重结晶工艺称为完全退火，又称为重结晶 退火。退火。 目的：完全退火时，奥氏体进目的：完全退火时，奥氏体进 行全部的重结

16、晶，是应用最广泛的行全部的重结晶，是应用最广泛的 退火方法，其目的是通过重结晶使退火方法，其目的是通过重结晶使 晶粒细化，均匀组织，消除应力，晶粒细化，均匀组织，消除应力， 降低硬度，以利于切削加工。完全降低硬度，以利于切削加工。完全 退火主要用于亚共析钢的铸件、锻退火主要用于亚共析钢的铸件、锻 件、热轧件，有时也用于焊件。件、热轧件，有时也用于焊件。 注意：完全退火不能用于过共析钢，注意：完全退火不能用于过共析钢， 因为加热到因为加热到Accm以上再缓慢冷却以上再缓慢冷却 时会析出网状渗碳体，使钢的机械时会析出网状渗碳体，使钢的机械 性能变坏。性能变坏。 4.1.3球化退火球化退火 球化退火

17、球化退火 定义：是将过共析钢工件加定义：是将过共析钢工件加 热到热到Ac1以上（以上（2030），保，保 温后，以极慢的冷速通过温后，以极慢的冷速通过A1，使，使 P中的渗碳体和二次渗碳体成为中的渗碳体和二次渗碳体成为 球状或粒状的热处理工艺称为球球状或粒状的热处理工艺称为球 化退火。球化退火加热时，未完化退火。球化退火加热时，未完 全奥氏体化，因此属于不完全退全奥氏体化，因此属于不完全退 火。火。 目的：使钢中碳化物呈球状目的：使钢中碳化物呈球状 化，以降低硬度，改善切削加工化，以降低硬度，改善切削加工 性能，并为以后的淬火做好组织性能，并为以后的淬火做好组织 准备。准备。 注意：为了便于球

18、化过程的进注意：为了便于球化过程的进 行，对于网状严重的过共析钢，行，对于网状严重的过共析钢， 应在球化退火之前进行一次正火，应在球化退火之前进行一次正火， 以消除网状渗碳体。以消除网状渗碳体。 4.1.4 去应力退火去应力退火 去应力退火去应力退火 如果只是单纯为了消除内应如果只是单纯为了消除内应 力，则用去应力退火（又称低温力，则用去应力退火（又称低温 退火）消除铸件、锻件、焊接件、退火）消除铸件、锻件、焊接件、 热轧件、冷拉件等的残余内应力，热轧件、冷拉件等的残余内应力， 以避免在使用或随后的加工过程以避免在使用或随后的加工过程 中产生变形或开裂。中产生变形或开裂。 定义：是将钢加热到温

19、度为定义：是将钢加热到温度为 （500650），经适当保温后，经适当保温后， 随炉缓冷到（随炉缓冷到（200300）以下，以下， 最后出炉在空气中冷却，又称低最后出炉在空气中冷却，又称低 温退火。温退火。 特点：在特点：在A1以下进行，组织以下进行，组织 并未发生变化，在缓慢冷却的过并未发生变化，在缓慢冷却的过 程中，工件各部分均匀冷却和收程中，工件各部分均匀冷却和收 缩，消除了铸件、锻件、焊接件、缩，消除了铸件、锻件、焊接件、 热轧件、冷拉件等的残余内应力，热轧件、冷拉件等的残余内应力， 避免在使用或随后的加工过程中避免在使用或随后的加工过程中 产生变形或开裂。产生变形或开裂。 4.2 正火

20、正火 定义：正火是将钢加热到定义：正火是将钢加热到Ac3(亚共亚共 析钢析钢)或或Accm(过共析钢过共析钢)以上（以上（30 50）的温度，保温后从炉中取出在的温度，保温后从炉中取出在 空气中冷却的一种操作方法。空气中冷却的一种操作方法。 目的及作用：其冷却速度较退火目的及作用：其冷却速度较退火 快些，所得到的组织较细，对于亚共快些，所得到的组织较细，对于亚共 析钢主要是细化晶粒，均匀组织，提析钢主要是细化晶粒，均匀组织，提 高机械性能；对于力学性能要求不高高机械性能；对于力学性能要求不高 的普通结构零件，正火可作为最终热的普通结构零件，正火可作为最终热 处理；对于低中碳结构钢，主要是提处理

21、；对于低中碳结构钢，主要是提 高硬度，改善切削加工性能，高碳钢高硬度，改善切削加工性能，高碳钢 则应采用退火；对于过共析钢，有利则应采用退火；对于过共析钢，有利 于球化退火，为淬火作组织准备。于球化退火，为淬火作组织准备。 优点：正火是在炉外冷却，不占优点：正火是在炉外冷却，不占 用加热设备，生产周期比退火短，生用加热设备，生产周期比退火短，生 产效率高，能量消耗少，工艺简单、产效率高，能量消耗少，工艺简单、 经济，所以，低碳钢多采用正火来代经济，所以，低碳钢多采用正火来代 替退火。替退火。 4.3.1 淬火 淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时 间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降

22、低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而 获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。 淬火能增加钢的强度和硬度及耐磨性，但会减 少其塑性。 淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类 溶液等。 4.3.2 淬火加热 淬火加热要求:变形小,表 面无氧化无脱碳 淬火加热介质:空气,熔盐, 保护气,真空. 真空处理:无氧化无脱碳; 工件变形小;工件表面光亮. 无污染,劳动条件好. 淬火加热温度.过低,形成 不均匀组织,产生软点.过 高,晶粒粗大晶粒粗大,变脆变脆.见右图 4.3.3 淬火冷却产物 以 V1冷却,相当于炉冷, 转变产物为 P 以 V2冷却,相当于空冷, 转变产物为 S 以 V3冷却,相当

23、于油冷, 转变产物为 T+M+A 以 V4冷却,相当于水冷, 转变产物为 M+A 4.3.4 淬火冷却 要有足够的冷却速度, 保证得到马氏体. 冷却过快会加大淬火 应力,导致变形,开裂. 保证得到马氏体前提 下,冷却速度尽可能低. 理想的冷却速度图见 右图. 淬火介质:水及水溶液, 油,熔盐,熔碱 4.3.5 淬火冷却常用方法 1.单液淬火法 2.双介质淬火法 3.分级淬火法 4.等温淬火法(得 到贝氏体组织) 4.3.6 淬火工件淬透性 钢在淬火时获得淬硬层深度的能力. 获得淬硬层越深,说明淬透性越好. 淬透性越好,工件的力学性能容易得到一致. 4.3.7 淬火工件缺陷 1.硬度不足和软点

24、2.过热和过烧 3.氧化脱碳 4.变形和开裂 4.4.1 回火 回火回火:将淬火后的钢重新加热到将淬火后的钢重新加热到 Ac1以下的某一温度，保温一段以下的某一温度，保温一段 时间，然后置于空气或水中冷却时间，然后置于空气或水中冷却 的热处理方法。的热处理方法。 回火的目的回火的目的 1).降低淬火钢的脆性和内应降低淬火钢的脆性和内应 力，防止变形或开裂。力，防止变形或开裂。 2).调整和稳定淬火钢的结晶调整和稳定淬火钢的结晶 组织以保证工件不再发生形状和组织以保证工件不再发生形状和 尺寸的改变。尺寸的改变。 3).获得不同需要的机械性能，获得不同需要的机械性能， 通过适当的回火来获得所要求的

25、通过适当的回火来获得所要求的 强度、硬度和韧性，以满足各种强度、硬度和韧性，以满足各种 工件的不同使用要求，淬火钢经工件的不同使用要求，淬火钢经 回火后，其硬度随回火温度的升回火后，其硬度随回火温度的升 高而降低，回火，一般也是热处高而降低，回火，一般也是热处 理的最后一道工序。理的最后一道工序。 4.4.2回火时组织与性能的变化 淬火钢中的马氏体及残余奥氏体淬火钢中的马氏体及残余奥氏体 都是不稳定的组织，具有向稳定都是不稳定的组织，具有向稳定 组织转变的自发倾向。随回火温组织转变的自发倾向。随回火温 度的升高，钢的组织也相应发生度的升高，钢的组织也相应发生 以下四个阶段的转变：以下四个阶段的

26、转变： 第一阶段：马氏体的分解第一阶段：马氏体的分解 (100250) 第二阶段：残余奥氏体的转第二阶段：残余奥氏体的转 变变(200300) 第三阶段：渗碳体的形成第三阶段：渗碳体的形成 (250400) 第四阶段：渗碳体的聚集长第四阶段：渗碳体的聚集长 大和大和相再结晶相再结晶(400以上以上) 性能的变化：即随着回火温度性能的变化：即随着回火温度 升高，强度、硬度下降，而塑性、升高，强度、硬度下降，而塑性、 韧性上升，如图所示。韧性上升，如图所示。 4.4.3 回火的种类及应用 1.低温回火低温回火(150250) 低温回火的组织为回火马氏体。这种回火主要是为了降低淬火钢的低温回火的组织

27、为回火马氏体。这种回火主要是为了降低淬火钢的 应力和脆性，提高韧性，而保持高硬度和耐磨性。它主要适用于各类高应力和脆性，提高韧性，而保持高硬度和耐磨性。它主要适用于各类高 碳钢的刀具、冷作模具、量具；滚动轴承；渗碳或表面淬火件等。碳钢的刀具、冷作模具、量具；滚动轴承；渗碳或表面淬火件等。 2.中温回火中温回火(350500) 中温回火的组织为回火托氏体。这种回火可显著减少工件的淬火应中温回火的组织为回火托氏体。这种回火可显著减少工件的淬火应 力，具有较高的弹性极限和屈服极限，并有一定的韧性。它主要应用于力，具有较高的弹性极限和屈服极限，并有一定的韧性。它主要应用于 各种弹簧、弹性夹头及锻模的处

28、理。各种弹簧、弹性夹头及锻模的处理。 3.高温回火高温回火(500650) 高温回火的组织为回火索氏体。这种回火可使工件获得强度、硬度、高温回火的组织为回火索氏体。这种回火可使工件获得强度、硬度、 塑性和韧性都较好的综合机械性能。淬火后高温回火的热处理称为调质塑性和韧性都较好的综合机械性能。淬火后高温回火的热处理称为调质 处理，简称调质，常用于受力情况复杂的重要零件，如各种轴类、齿轮、处理，简称调质，常用于受力情况复杂的重要零件，如各种轴类、齿轮、 连杆等。连杆等。 以上各温度范围中看出，没有在（以上各温度范围中看出，没有在（250350）进行回火，因为这进行回火，因为这 正是钢容易发生低温回

29、火脆性的温度范围，应避开。正是钢容易发生低温回火脆性的温度范围，应避开。 5.1 钢的表面热处理 目的：使目的：使 零件表面具有高的强度、硬度、耐零件表面具有高的强度、硬度、耐 磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性 和韧性，即和韧性，即“表硬里韧表硬里韧”。 分类分类:表面淬火 和化学热处理化学热处理 5.2 表面淬火表面淬火 适用材料：中碳钢或中碳合金钢。适用材料：中碳钢或中碳合金钢。 工艺特点：快速加热，使工件表面迅速升温至淬火工艺特点：快速加热，使工件表面迅速升温至淬火 温度，而工件心部仍处于温度，而工件心部仍处于A1以下，这时立即喷水冷却，以下，

30、这时立即喷水冷却， 使工件表面层被淬硬成为马氏体，心部仍是原来的组使工件表面层被淬硬成为马氏体，心部仍是原来的组 织，保持着良好的韧性。织，保持着良好的韧性。 种类：根据加热方法不同，主要有：感应加热表面种类：根据加热方法不同，主要有：感应加热表面 淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火以及淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火以及 电解液加热表面淬火等几种。应用最多的为感应加热电解液加热表面淬火等几种。应用最多的为感应加热 和火焰加热表面淬火法。和火焰加热表面淬火法。 感应加热表面淬火感应加热表面淬火 :采用一定方法使工件表面产生采用一定方法使工件表面产生 一定频率的感应电流，将零件

31、表面迅速加热，然后迅一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅 速淬火冷却的一种热处理操作方法。速淬火冷却的一种热处理操作方法。 火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火 :火焰加热表面淬火是用乙炔火焰加热表面淬火是用乙炔 氧或煤气氧的混合气体燃烧的高温火焰，喷射在零氧或煤气氧的混合气体燃烧的高温火焰，喷射在零 件表面上，使它快速加热达到淬火温度，而心部温度件表面上，使它快速加热达到淬火温度，而心部温度 仍很低，随即喷水冷却，从而获得高硬度马氏体组织仍很低，随即喷水冷却，从而获得高硬度马氏体组织 和淬硬层的一种表面淬火方法和淬硬层的一种表面淬火方法. 5.3 化学热处理 定义：是将工件置于特定介质

32、中加热和定义：是将工件置于特定介质中加热和 保温，使一种或几种元素渗入工件表面，保温，使一种或几种元素渗入工件表面， 以改变表层化学成分组织和性能，并能以改变表层化学成分组织和性能，并能 用低廉的碳钢或合金钢来代替某些较昂用低廉的碳钢或合金钢来代替某些较昂 贵的高合金钢。通过化学热处理能有效贵的高合金钢。通过化学热处理能有效 地提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗地提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗 疲性等。疲性等。 种类：渗碳、渗氮和碳氮共渗种类：渗碳、渗氮和碳氮共渗 5.4 渗碳渗碳 定义：渗碳是向低碳定义：渗碳是向低碳(0.1 0.25C) 的碳钢或合金钢的的碳钢或合金钢的 表面层渗入碳原子的

33、过程。表面层渗入碳原子的过程。 分类：按渗碳剂的不同，渗分类：按渗碳剂的不同，渗 碳法可分为气体渗碳碳法可分为气体渗碳(温度温度 900-950)、固体渗碳和液体渗、固体渗碳和液体渗 碳三种。前两种应用较广泛。碳三种。前两种应用较广泛。 渗碳后的钢件常采用淬火加渗碳后的钢件常采用淬火加 低温回火，其目的是使表层低温回火，其目的是使表层 具有高的硬度和耐磨性。而具有高的硬度和耐磨性。而 心部仍保持一定强度和较高心部仍保持一定强度和较高 的韧性。的韧性。 5.5 氮化 定义：是向钢的表面渗入氮原子的过程。目的定义：是向钢的表面渗入氮原子的过程。目的 是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳 强度，又叫渗氮。目前广泛采用气体氮化。强度，又叫渗氮。目前广泛采用气体氮化。 优点：渗氮后不需淬火，因此变形很小优点：渗氮后不需淬火，因此变形很小(温度温度 Ac1以下以下)。 缺点但是氮化生产周期长、工艺复杂，而且要缺点但是氮化生产周期长、工艺复杂，而且要 用