10 钢的热处理工艺ppt课件

1、 第十章第十章 钢的热处置工艺钢的热处置工艺本章目的：本章目的： 引见钢的常用热处置工艺及其运用。引见钢的常用热处置工艺及其运用。本章重点：本章重点：1各类热处置各类热处置(退火、正火、淬火与回火退火、正火、淬火与回火)工艺工艺组组织性能运用的规律和特点；织性能运用的规律和特点；2淬透性、淬硬性的概念与运用淬透性、淬硬性的概念与运用热处置分类热处置分类n普通热处置：退火、正火、普通热处置：退火、正火、n 淬火与回火淬火与回火n外表热处置：外表淬火外表热处置：外表淬火n 化学热处置化学热处置n形变热处置：控制轧制形变热处置：控制轧制 一、钢的退火一、钢的退火一退火的目的一退火的目的1细化晶粒使热

2、加工呵斥的粗大不均匀组织均匀化、细化晶粒使热加工呵斥的粗大不均匀组织均匀化、细化；细化； 2使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡形状组织，使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡形状组织，降低硬度，以利于切削加工。降低硬度，以利于切削加工。3由于冷却速度缓慢，可消除内应力，防止淬火变形由于冷却速度缓慢，可消除内应力，防止淬火变形与开裂。与开裂。4. 为最终热处置淬火、回火做好组织上的预备。为最终热处置淬火、回火做好组织上的预备。分类完全退火完全退火不完全退火不完全退火球化退火球化退火均匀化退火均匀化退火去应力退火去应力退火再结晶退火再结晶退火 二退火种类及运用二退火种类及运用 完全退火、等温退火、

3、球化退火、分散退火和去应完全退火、等温退火、球化退火、分散退火和去应力退火力退火晶粒细化的缘由：晶粒细化的缘由：完全退火完全退火相变重结晶过程相变重结晶过程 40钢退火前后金相组织钢退火前后金相组织晶粒细化晶粒细化等温退火等温退火n普通是将钢件加热到Ac3+3050亚共析钢或Ac1+3050过共析钢保温后，在Ar1以下某一温度等温，使奥氏体转变为珠光体型组织。n等温退火的目的与完全退火一样。n与普通退火相比的优点：1由于珠光体转变在恒温下完成，易于控制，并能获得均匀的预期组织；2对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，由于等温处置前后可较快冷却，常可大大缩短退火周期。图2给出了高速钢的等温退火与普通退

4、火工艺。 n组织：P型组织等温退火工艺等温退火工艺图图2 高速钢等温退火工艺道路高速钢等温退火工艺道路n定义：为使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光定义：为使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的热处置工艺。体的热处置工艺。n目的：碳化物目的：碳化物Fe3C、P中的中的Fe3C球状化，球状化，细化晶粒，细化晶粒，HB利于切削加工。利于切削加工。n加热温度：加热温度：TAc1+(3050)n适用钢种：适用于共析及过共析碳钢或合金钢。适用钢种：适用于共析及过共析碳钢或合金钢。n退火前的组织形状：细片状的退火前的组织形状：细片状的P n退火后组织：细小均匀的球状渗碳体分布在延退火后组织：细小均匀的球状渗碳体

5、分布在延续的铁素体基体上。续的铁素体基体上。 球化退火工艺过程T8钢球化退火后的粒状珠光体钢球化退火后的粒状珠光体 分散退火分散退火 均匀化退火均匀化退火定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间定义：是将钢加热到略低于固相线的温度，长时间保温保温1020 h，以消除成分偏析的热处置工，以消除成分偏析的热处置工艺。艺。 加热温度；略低于固相线温度。加热温度；略低于固相线温度。亚共析钢：亚共析钢：TAc3 + (150300)过共析钢：过共析钢：TAccm+(150300)目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化目的：为了消除晶内偏析，使成分均匀化本质：使合金元素的原子充分分散。本质：使合金元素的

6、原子充分分散。适用于：合金钢铸件和铸锭。适用于：合金钢铸件和铸锭。后续处置：保温后续处置：保温1020小时退火后晶粒较粗大，普小时退火后晶粒较粗大，普通还须进展完全退火或正火处置。通还须进展完全退火或正火处置。去应力退火去应力退火n又称低温退火，是将钢加热至低于又称低温退火，是将钢加热至低于Ac1的某一的某一温度普通是温度普通是500650，保温后随炉缓冷，保温后随炉缓冷至低于至低于300200出炉空冷的热处置工艺。出炉空冷的热处置工艺。 n目的：不发生相变，常用于消除铸、锻、焊及目的：不发生相变，常用于消除铸、锻、焊及机加工后工件的剩余应力，以稳定尺寸，减少机加工后工件的剩余应力，以稳定尺寸

7、，减少变形。变形。n再结晶退火，用于消除冷变形加工产生的加工再结晶退火，用于消除冷变形加工产生的加工硬化景象。其工艺过程是将这类工件加热到再硬化景象。其工艺过程是将这类工件加热到再结晶温度以上结晶温度以上150250，保温后缓慢冷却，保温后缓慢冷却，其目的是消除剩余应力、改善组织、降低硬度其目的是消除剩余应力、改善组织、降低硬度和提高塑性。和提高塑性。 二二. 钢的正火钢的正火n正火：正火是将钢加热到正火：正火是将钢加热到Ac3对于亚共析钢对于亚共析钢或或Accm对于过共析钢点以上对于过共析钢点以上3050，保，保温一定时间，完全奥氏体化后在自在流动的空气温一定时间，完全奥氏体化后在自在流动的

8、空气中冷却从而得到珠光体类组织的的热处置工艺。中冷却从而得到珠光体类组织的的热处置工艺。加热温度加热温度正火的主要运用正火的主要运用 一一n1作为预先热处置。可消除中碳构造钢铸、锻、作为预先热处置。可消除中碳构造钢铸、锻、焊等热加工产生的组织缺陷如晶粒粗大、魏氏焊等热加工产生的组织缺陷如晶粒粗大、魏氏组织、带状组织等，细化晶粒，均匀化组织，组织、带状组织等，细化晶粒，均匀化组织，消除内应力，为后序热处置作组织预备。消除内应力，为后序热处置作组织预备。n对过共析钢正火可消除或抑制网状二次渗碳体的对过共析钢正火可消除或抑制网状二次渗碳体的构成，为球化退火作组织预备。如：构成，为球化退火作组织预备。

9、如：T12钢退火组钢退火组织中的织中的Fe3C网延续网，球化退火前必需先网延续网，球化退火前必需先进展正火以消除进展正火以消除Fe3C网，得到片层状网，得到片层状P然后再然后再进展球化退火。进展球化退火。正火的主要运用正火的主要运用 二二n2改善切削加工性。普通来说，钢的硬度为改善切削加工性。普通来说，钢的硬度为170230 HB，组织中无大块铁素体时，切削加，组织中无大块铁素体时，切削加工性较好。对于低、中碳构造，正火可得到适宜工性较好。对于低、中碳构造，正火可得到适宜的硬度，改善切削加工性。的硬度，改善切削加工性。n3作为最终热处置。作为最终热处置。 正火可以细化晶粒，均正火可以细化晶粒，

10、均匀化组织，减少亚共析钢中的铁素体含量，从而匀化组织，减少亚共析钢中的铁素体含量，从而添加珠光体含量；而由于冷却较快，正火组织中添加珠光体含量；而由于冷却较快，正火组织中珠光体片层较细，提高了钢的强度和硬度。因此，珠光体片层较细，提高了钢的强度和硬度。因此，对于机械性能要求不高的普通构造钢零件，可以对于机械性能要求不高的普通构造钢零件，可以用正火作为最终热处置。用正火作为最终热处置。 C%0.75% 球化退火球化退火 C%0.9% 有网状碳化物有网状碳化物 正火正火(消网消网)球化退火球化退火 1 退火与正火退火与正火珠光体类型组织的运用珠光体类型组织的运用 2 能用正火处那么不用退火。正火可

11、作为大件或不重要能用正火处那么不用退火。正火可作为大件或不重要工件的最终热处置，而退火普通不作为最终热处置工件的最终热处置，而退火普通不作为最终热处置退火与正火对比退火与正火对比10-2 钢的淬火与回火钢的淬火与回火1、淬火的目的淬火回火、淬火的目的淬火回火 淬火的目在于提高资料的强度、硬度和耐磨性，与回火配淬火的目在于提高资料的强度、硬度和耐磨性，与回火配合后可赋予工件最终的运用性能。合后可赋予工件最终的运用性能。 1.提高强度、硬度和耐磨性提高强度、硬度和耐磨性-采用淬火低回采用淬火低回 组织为组织为M回回-碳化物，用于各种工模具。碳化物，用于各种工模具。2.提高弹性提高弹性-采用淬火中回

12、；组织为采用淬火中回；组织为 T回火回火 +，用于各种弹簧。，用于各种弹簧。3.提高综合性能采用淬火高回；组织为提高综合性能采用淬火高回；组织为 S回火回火 +，用于各种轴类。，用于各种轴类。一、钢的淬火一、钢的淬火 二淬火温度的选二淬火温度的选择择 图图4 钢的淬火温度范围钢的淬火温度范围2、 淬火温度的选择淬火温度的选择n 亚共析钢亚共析钢: TAAc3 3050n T过高晶粒粗大；过高晶粒粗大；T过低欠热，有自在过低欠热，有自在F硬度缺乏。硬度缺乏。n过共析钢过共析钢:TAAc13050n (1)T过高，碳化物溶解，过高，碳化物溶解，M片片易于变形和开裂易于变形和开裂n (2)选择选择T

13、AAc13050温度加热保管部分未温度加热保管部分未熔碳化物，以提高钢的硬度与耐磨性，同时由于降低了熔碳化物，以提高钢的硬度与耐磨性，同时由于降低了A中的中的C含量，使基体的含量，使基体的C，使，使M条条， b， 、k 。n合金钢：奥氏体化温度可以适当升高。由于大多数合金合金钢：奥氏体化温度可以适当升高。由于大多数合金元素都能妨碍元素都能妨碍A 晶粒的长大，使晶粒的长大，使A化温度升高。化温度升高。 如：如：W18Cr4V钢，钢，Ac1860880， TA=1280,晶粒度为晶粒度为9级。级。 3、加热与保温时间、加热与保温时间n加热时间包括升温暖保温两个阶段。加热时间包括升温暖保温两个阶段。

14、n通常以装炉后炉温到达淬火设定温度所需时间为升通常以装炉后炉温到达淬火设定温度所需时间为升温时间，并以此作为保温时间的开场。温时间，并以此作为保温时间的开场。n保温时间那么指工件温度均匀并完成奥氏体化所需保温时间那么指工件温度均匀并完成奥氏体化所需的时间。的时间。n加热与保温时间的长短受钢的化学成分、工件外形加热与保温时间的长短受钢的化学成分、工件外形和尺寸、加热炉类型等多种要素的影响。保证工件和尺寸、加热炉类型等多种要素的影响。保证工件热透、内部组织充分转变的前提下，尽量缩短加热热透、内部组织充分转变的前提下，尽量缩短加热与保温时间。与保温时间。 4、 淬火冷却介质淬火冷却介质 图图5 理想

15、冷却速度理想冷却速度理想冷却速度：理想冷却速度： 1在在Ac1650之之间慢冷，以间慢冷，以热应力热应力 2在在650400 之间快冷，以避开之间快冷，以避开“鼻鼻尖；防发生非尖；防发生非M相变相变 3在在400 以下慢冷，以下慢冷，以以组织应力。组织应力。 常用淬火介质引见常用淬火介质引见结论：碳素钢普通采用水冷或盐水冷却。结论：碳素钢普通采用水冷或盐水冷却。 3. 油20#机油，4080三常用淬火方式三常用淬火方式三常用淬火方式三常用淬火方式三常用淬火方式三常用淬火方式三常用淬火方式三常用淬火方式4. 盐浴和碱浴盐浴和碱浴 盐浴和碱浴由溶融的盐浴和碱浴由溶融的NaNO3+KNO3，KOH+

16、NaOH，KCl+NaCl+BaCl2等组成主要用作等组成主要用作等温淬火、分级淬火的冷却介质。等温淬火、分级淬火的冷却介质。 5、常用淬火方式、常用淬火方式单液淬火单液淬火 指在一种淬火介质中冷却指在一种淬火介质中冷却 究竟的工艺。究竟的工艺。优点：单液淬火法操作简优点：单液淬火法操作简单，易实现机械化，运单，易实现机械化，运用较广。用较广。缺陷：单液淬火组织应力、缺陷：单液淬火组织应力、热应力都较大，淬火变热应力都较大，淬火变形较大。水淬变形开裂形较大。水淬变形开裂倾向大，油淬冷却才干倾向大，油淬冷却才干低，大件淬不硬。低，大件淬不硬。双液淬火双液淬火分级淬火 分级淬火分级淬火先将奥氏体化

17、后的工件淬先将奥氏体化后的工件淬入温度稍高于入温度稍高于Ms点的盐点的盐浴或碱浴中，保温浴或碱浴中，保温适当的时间，待工件内适当的时间，待工件内外都到达介质温度，在外都到达介质温度，在奥氏体转变前取出空冷奥氏体转变前取出空冷完成马氏体转变。完成马氏体转变。 分级淬火是在空冷中发生分级淬火是在空冷中发生Ms相变的，内应力小。相变的，内应力小。 等温淬火等温淬火图图6 6 不同淬火法表示图不同淬火法表示图1 1单液淬火单液淬火 2 2双液淬火双液淬火3 3分级淬火分级淬火4 4等温淬火等温淬火 单液淬火应力单液淬火应力 双液淬火双液淬火 分级淬火分级淬火 等温淬火等温淬火 ( 应力最小应力最小)

18、钢的淬透性钢的淬透性 淬透层深度淬透层深度 表层表层100M至半至半M层层50M的深度。淬透的深度。淬透层深度层深度 越大，钢的淬透性越好越大，钢的淬透性越好n 钢的淬透性主要取决于钢的临界淬火速度大小，与工件尺钢的淬透性主要取决于钢的临界淬火速度大小，与工件尺寸、淬火介质无关寸、淬火介质无关 。n 钢的临界淬火速度越小，钢的临界淬火速度越小，C曲线越靠右，钢的淬透性越好。曲线越靠右，钢的淬透性越好。因此凡能提高过冷因此凡能提高过冷A稳定性，使稳定性，使C曲线右移，从而降低临界曲线右移，从而降低临界冷却速度的要素，都能提高钢的淬透性。冷却速度的要素，都能提高钢的淬透性。n 1碳含量碳含量 在正

19、常加热条件下，亚共析钢的在正常加热条件下，亚共析钢的C曲线随碳曲线随碳含量的添加向右移，临界冷却速度降低，淬透性增大；过含量的添加向右移，临界冷却速度降低，淬透性增大；过共析钢的共析钢的C曲线随碳含量的添加向左移，临界冷却速度增曲线随碳含量的添加向左移，临界冷却速度增大，淬透性降低。大，淬透性降低。n 2合金元素合金元素 除钴以外，大多数合金元素溶入奥氏体后除钴以外，大多数合金元素溶入奥氏体后均使均使C曲线向右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性。曲线向右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性。n 3加热条件加热条件 提高加热温度或延伸保温时间一方面可使提高加热温度或延伸保温时间一方面可使更多的

20、合金元素溶入奥氏体；同时使奥氏体晶粒长大，成更多的合金元素溶入奥氏体；同时使奥氏体晶粒长大，成分均匀化，从而减少了形核率，二者都能稳定过冷奥氏体，分均匀化，从而减少了形核率，二者都能稳定过冷奥氏体，使使C曲线向右移，提高钢的淬透性。曲线向右移，提高钢的淬透性。 n 4钢中未溶第二相钢中未溶第二相 未溶入奥氏体的碳化物、氮化物及未溶入奥氏体的碳化物、氮化物及其它非金属夹杂物，由于能促进奥氏体转变产物的形核，其它非金属夹杂物，由于能促进奥氏体转变产物的形核，减少过冷奥氏体的稳定性，使淬透性降低。减少过冷奥氏体的稳定性，使淬透性降低。 影响淬透性的要素影响淬透性的要素钢的淬硬性钢的淬硬性 n钢在理想

21、条件下淬火所能到达的最高硬度称为钢在理想条件下淬火所能到达的最高硬度称为钢的淬硬性。钢的淬硬性。n钢的淬硬性主要取决于马氏体中的碳含量，也钢的淬硬性主要取决于马氏体中的碳含量，也就是淬火前奥氏体中碳含量，碳含量越高，淬就是淬火前奥氏体中碳含量，碳含量越高，淬硬性越好。硬性越好。n淬硬性与钢的淬透性是两个不同的概念淬硬性与钢的淬透性是两个不同的概念 钢的回火钢的回火定义：回火是将淬火钢加热到定义：回火是将淬火钢加热到Acl以下某一温度，经以下某一温度，经保温适当时间后冷却到室温的热处置工艺。保温适当时间后冷却到室温的热处置工艺。 回火目的：回火目的：淬火得到的淬火马氏体组织很脆，存在较大的内淬火

22、得到的淬火马氏体组织很脆，存在较大的内应力，容易产生变形和开裂。应力，容易产生变形和开裂。淬火马氏体和剩余奥氏体都是亚稳定组织，在适淬火马氏体和剩余奥氏体都是亚稳定组织，在适当条件下有能够分解，导致零件外形、尺寸和运用性当条件下有能够分解，导致零件外形、尺寸和运用性能的变化。能的变化。为获得要求的强度硬度、塑性和韧性。为获得要求的强度硬度、塑性和韧性。因此淬火钢普通不直接运用，必需进展回火。因此淬火钢普通不直接运用，必需进展回火。二、回火的分类和运用 根据回火温度和对淬火钢力学性能的要求，普通根据回火温度和对淬火钢力学性能的要求，普通将回火分为三类将回火分为三类 ：回火组织：回火马氏回火组织：

23、回火马氏 高碳钢：淬火片状高碳钢：淬火片状M回火回火M (片状过饱和片状过饱和+碳化物，共格碳化物，共格)但低碳钢：板条但低碳钢：板条M，只需，只需C的偏聚的偏聚性能：坚持高强硬度；微裂纹焊合；性能：坚持高强硬度；微裂纹焊合； 内应力和脆性内应力和脆性；韧性略；韧性略。运用：处置各种切削刀具、冷作模具、量具、滚动轴运用：处置各种切削刀具、冷作模具、量具、滚动轴承、外表淬火件及渗碳件等。承、外表淬火件及渗碳件等。 1.低温回火低温回火150250回火组回火组 织：织： 回火托氏体回火托氏体T回回 金相形状：金相形状：Fe3C呈微细粒状弥散分布在呈微细粒状弥散分布在F基体上。基体上。性能：性能：

24、基体已回复；内应力基体已回复；内应力； 弹性极限高；较高的强硬度与良好韧性。弹性极限高；较高的强硬度与良好韧性。 运用：各种弹簧。运用：各种弹簧。 如：如：60Si2Mn、65Mn、 60、65、85钢。钢。2. 中温回火中温回火350500调质处置：淬火高温回火调质处置：淬火高温回火组织：回火索氏体组织：回火索氏体S回回金相形状：在金相形状：在F基体上均匀分布细粒状基体上均匀分布细粒状Fe3C 。性能：内应力根本消除，强度与韧性最正确配合；性能：内应力根本消除，强度与韧性最正确配合； 综合机械性能高综合机械性能高运用：运用于各种重要的机器构造件，特别是受交变载运用：运用于各种重要的机器构造件

25、，特别是受交变载荷的零件，如各种轴类、连杆、齿轮、螺栓等。如：荷的零件，如各种轴类、连杆、齿轮、螺栓等。如：40Cr、45、40CrNiMo钢等。钢等。 3.高温回火高温回火500650回火索氏体组织回火索氏体组织45钢钢f 2040mm调质和正火组织及机械性能比较调质和正火组织及机械性能比较由此表可以看出：由此表可以看出：45钢钢调质处置比正火后的综调质处置比正火后的综合机械性能好，不仅强合机械性能好，不仅强度高，塑性、韧性也较度高，塑性、韧性也较好。好。 三淬火钢在回火时性能的变化三淬火钢在回火时性能的变化图图14淬火钢随回火温度的升高硬度变化淬火钢随回火温度的升高硬度变化 四回火脆性四回

26、火脆性图图16 钢的冲击韧性回火随回火温钢的冲击韧性回火随回火温 度的变化回火脆性度的变化回火脆性回火脆性：淬火回火脆性：淬火钢在某一回火温钢在某一回火温度范围内，随着度范围内，随着回火温度的升高回火温度的升高，钢的冲击韧性，钢的冲击韧性下降的景象称为下降的景象称为回火脆性。回火脆性。两个温度区间：两个温度区间：250-400C，450-650C淬火、回火时常见的工艺缺陷n1.氧化和脱碳氧化和脱碳 n2.变形与开裂变形与开裂n变形方式：体积变化、弯曲翘曲。变形方式：体积变化、弯曲翘曲。n 产生缘由：加热或冷却中热胀冷缩、产生缘由：加热或冷却中热胀冷缩、n 组织转变不同步组织转变不同步内应力内应

27、力n 种类：热应力、组织应力种类：热应力、组织应力n 改良方法改良方法分级淬火、等温淬火分级淬火、等温淬火n3.硬度缺乏与软点硬度缺乏与软点 n4.过热与过烧过热与过烧 n过热是指晶粒过分长大，致使零件力学性能明过热是指晶粒过分长大，致使零件力学性能明显降低的景象。显降低的景象。n过烧是指组织中沿晶界产生了氧化或熔化的景过烧是指组织中沿晶界产生了氧化或熔化的景象。假设加热温度过高或保温时间过长，将引象。假设加热温度过高或保温时间过长，将引起零件过热或过烧景象。零件一且产生过烧即起零件过热或过烧景象。零件一且产生过烧即成为废品。成为废品。 一、一、 钢的外表淬火钢的外表淬火工业中如齿轮、凸轮、曲

28、轴等对性能的要求为：外表工业中如齿轮、凸轮、曲轴等对性能的要求为：外表高硬度、高强度及好的耐磨性，而心部高韧性，对这高硬度、高强度及好的耐磨性，而心部高韧性，对这类零件需求进展外表热处置类零件需求进展外表热处置. 外表淬火外表淬火 经过快速加热，并立刻淬火冷却，只强化外表，而心部组织经过快速加热，并立刻淬火冷却，只强化外表，而心部组织未变的热处置工艺。只表层奥氏体化未变的热处置工艺。只表层奥氏体化 一感应加热外表淬火原理一感应加热外表淬火原理在感应圈内通一交变电流，于是在感应圈内部和周围同时产在感应圈内通一交变电流，于是在感应圈内部和周围同时产生与电流频率一样的交变磁场，在工件中便产生感生电流

29、，生与电流频率一样的交变磁场，在工件中便产生感生电流，由电能转变成热能，使工件外表快速加热然后淬火由电能转变成热能，使工件外表快速加热然后淬火 . 10-3 其他类型热处置其他类型热处置集肤效应：感应加热时，集肤效应：感应加热时，感生电流集中在工件外表感生电流集中在工件外表的一种效应。的一种效应。感生电流的频率感生电流的频率f越大越大集肤效应越强，电流透入集肤效应越强，电流透入深度越浅深度越浅, 淬透层越浅。淬透层越浅。 ，淬透层越浅，淬透层越浅 感应加热的频率选择感应加热的频率选择1.淬透层深度淬透层深度0.53mm时时选高频加热选高频加热 f200350 kHz 。2.淬透层深度淬透层深度

30、210mm时，时， 选中频加热选中频加热f20008000 Hz3.淬透层深度淬透层深度815mm时，时， 选工频加热选工频加热f50Hz图图10工件感应加热表示图工件感应加热表示图 感应加热淬火的特点感应加热淬火的特点3. 感应加热外表淬火前、后的热处置感应加热外表淬火前、后的热处置 n淬火前普通要进展预先热处置，为外表淬火作淬火前普通要进展预先热处置，为外表淬火作组织预备，并可获得最终的心部组织。留意部组织预备，并可获得最终的心部组织。留意部性能要求不高时，普通采用正火；而重要零件性能要求不高时，普通采用正火；而重要零件如齿轮等，普通采用调质作为预先热处置。如齿轮等，普通采用调质作为预先热

31、处置。n淬火后零件要进展低温回火淬火后零件要进展低温回火180200，以减小淬火应力。以减小淬火应力。n回火后组织：表层为回火马氏体，心部仍为预回火后组织：表层为回火马氏体，心部仍为预先热处置组织。先热处置组织。n感应加热外表淬火零件的典型加工工艺道路为感应加热外表淬火零件的典型加工工艺道路为n锻造锻造正火或退火正火或退火粗机加工粗机加工调质调质精机加精机加工工感应加热外表淬火感应加热外表淬火低温回火低温回火精磨精磨 二、二、 钢的化学热处置钢的化学热处置将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，改动外表层的化学成分及显微性

32、原子渗入工件表层，改动外表层的化学成分及显微组织，从而使工件表层获得所需特殊性能的热处置工组织，从而使工件表层获得所需特殊性能的热处置工艺，艺，。 钢的渗碳气体渗碳钢的渗碳气体渗碳 渗渗 碳碳 温温 度：度：900950 渗碳时间为：依要求的渗层厚度而定。渗碳时间为：依要求的渗层厚度而定。 渗碳目的：使工件在热处置后外表具有高硬度渗碳目的：使工件在热处置后外表具有高硬度和耐磨性，而心部仍坚持一定强度以及较高的和耐磨性，而心部仍坚持一定强度以及较高的韧性和塑性。韧性和塑性。主要用于：外表将受严重磨损，并在较大冲击主要用于：外表将受严重磨损，并在较大冲击载荷、交变载荷，较大的接触应力条件下任务载荷

33、、交变载荷，较大的接触应力条件下任务的零件，如齿轮、活塞、轴类等。的零件，如齿轮、活塞、轴类等。 渗碳原理渗碳原理在井式渗碳炉中滴入煤油，在井式渗碳炉中滴入煤油，煤油在高温下裂解渗碳煤油在高温下裂解渗碳介质甲烷气体介质甲烷气体CH4和和CO气体及氢气，该气体及氢气，该气体在钢的外表分解出气体在钢的外表分解出活性碳原子活性碳原子-C，在较，在较高温度进入钢的外表。高温度进入钢的外表。CH4 C + H2 CO C CO2CO C H2O 渗层组织渗层组织 (渗碳后缓慢冷却，从内层到外层组织渗碳后缓慢冷却，从内层到外层组织)为为: 原始组织亚共析层共析层过共析层原始组织亚共析层共析层过共析层图图1

34、1 低碳钢缓冷后的显微组织低碳钢缓冷后的显微组织渗碳件表层的碳浓度普通控制在1.0%左右，因此渗碳件缓冷后外层为过共析组织P+Fe3C，心部为原始低碳亚共析组织F+P，中间为过渡组织。普通规定，从表层到过渡层的一半处的深度为渗层厚度。渗碳温度越高、时间越长，那么得到的渗层深度越厚过过共共析析层层共共析析层层亚亚共共析析层层原原始始组组织织渗碳后的热处置常用的淬火方法n1直接淬火法直接淬火法n渗碳后零件出炉直接进入冷却介渗碳后零件出炉直接进入冷却介质淬火。质淬火。n优点：工艺简单、经济、消费率高。优点：工艺简单、经济、消费率高。n缺陷：零件在渗碳时经过长期高温加热，缺陷：零件在渗碳时经过长期高温

35、加热，奥氏体晶粒容易长大。淬火后马氏体粗奥氏体晶粒容易长大。淬火后马氏体粗大，剩余奥氏体较多。另外淬火变形较大，剩余奥氏体较多。另外淬火变形较大。大。n适用：普通只用于本质细晶粒的合金渗适用：普通只用于本质细晶粒的合金渗碳钢或耐磨性要求比较低和承载才干低碳钢或耐磨性要求比较低和承载才干低的工件。的工件。n为了减少变形，渗碳后工件预冷为了减少变形，渗碳后工件预冷到略高于心部到略高于心部Ar3的温度后再淬火。的温度后再淬火。 2一次淬火法一次淬火法n一次淬火法是将工件渗碳后一次淬火法是将工件渗碳后空冷到室温正火，然后空冷到室温正火，然后再重新加热淬火。再重新加热淬火。n对心部组织性能要求较高的对心

36、部组织性能要求较高的合金渗碳钢工件，淬火加热合金渗碳钢工件，淬火加热温度略高于心部的温度略高于心部的Ac3，目的，目的是使心部晶粒细化，并得到是使心部晶粒细化，并得到低碳马氏体组织。低碳马氏体组织。n对于承载不大而外表性能要对于承载不大而外表性能要求较高的工件，加热温度应求较高的工件，加热温度应选用选用Ac1以上以上3050，使表，使表层晶粒细化，而心部组织变层晶粒细化，而心部组织变化不大。化不大。 3二次淬火法n二次淬火法二次淬火法 ，工件渗碳后，工件渗碳后首先正火，然后再重新加热首先正火，然后再重新加热淬火。淬火。n第一次淬火加热到第一次淬火加热到Ac3以上以上3050，细化心部组织。，细化心部组织。n第二次淬火加热到第二次淬火加热到Ac1以上以上3050，使外表层获得细，使外表层获得细马氏体和均匀分布的粒状渗马氏体和均匀分布的粒状渗碳体组织。碳体组织。n二次淬火法工艺复杂，