第五章5钢的表面热处理

1、编号：QMSD/JWC-13-10江苏省技工学校教案首页授课 日期班级课题 5-6 钢的表面热处理教学目的、要求：表面热处理方法的方法及特点教学重点、难点： 表面热处理方法的特点授课方法：讲解、练习教学参考及教具（含电教设备）：挂图、配套教参授课执行情况及分析：2教时学生较感兴趣，学习效果较好板书设计或授课提纲 5-6钢的表面热处理、表面淬火.、化学热处理导入】复习： 热处理的基本方法新授】 56 钢的表面热处理 有些零件表面须具有高硬度和耐磨性， 心部要有足够的塑性及韧性， 这类零件要进行热 处理。表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种。一、表面淬火 仅对工件表层进行淬火的工艺称为表面淬火

2、。1火焰加热表面淬火（1）概念 应用氧乙炔火焰对零件表面进行快速加热， 随之快速冷却的工艺， 称为火焰加热表面 淬火。（2）特点 加热温度及淬硬层深度不易控制， 淬火质量不稳定， 但不需要特殊设备。 一般适用于单 件或小批量生产。2 感应加热表面淬火（1）概念 利用感应电流通过工件所产生的热效应， 使工件表面局部加热， 然后快速冷却的淬火工 艺，称为感应加热表面淬火。原理如图 6-23 所示由于涡流的趋肤效应， 使涡流在工件截面上的分布是不均匀的， 表面电流密度大， 心部 电流密度小， 感应器中的电流频率越高， 涡流越趋于工件的表层。 大量的电阻热， 使工 件表层迅速达到淬火温度 （ 心部温度

3、仍接近室温 ） ，随即快速冷却，就可达到表面淬火 的目的。（2）特点加热速度快。淬火质量好。淬硬层深度易于控制。（3）应用 表面淬火主要适用于中碳钢、中碳合金钢。 含碳量太低，淬火后硬度低；而含碳量过高，则容易淬裂。二、化学热处理1概念 将工件置于一定温度的活性介质中保温， 使一种或几种元素渗人它的表层， 以改变其化 学成分、组织和性能的热处理工艺，称为化学热处理。2特点不仅改变了钢的组织，而且钢表层的化学成分也发生了变化。分类化学热处理有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等多种。过程三个基本过程：分解 介质在一定的温度下，发生化学分解，产生渗入元素的活性原子。吸收 活性原子被工件表面吸收。扩散 渗

4、人的活性原子，由表面向中心扩散，形成一定厚度的扩散层(即渗层)。钢的渗碳(1)概念使零件(5)(6)迸行渗碳的工艺。图5-炉盏发代此焰T-KJS电功机 * * 可分为固体渗碳、盐浴渗碳及气体渗碳三种。：气体渗碳九几或激合金钢来制造。I；彫1将工件置于渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗人工件表层的化学热处理工艺称为渗 碳。(2) 目提高工件表层的含碳量。磨性，而心部仍保持一定(4)渗碳炭零热过程工件置于密封的加热炉中，加热到900950C，滴人煤油、丙酮、甲醇等渗碳剂。活性碳原子溶人钢表面奥氏体中，并向内部扩散，最后形成一定深度的渗碳层。渗碳层的组织由表面向中心依次为：过共析区、共析区、亚共析区

5、(过渡层)，中心仍为原来组织。图6-25为低碳钢渗碳后缓冷的渗碳层组织。渗碳后组织渗碳后还必须进行热处理，常用的是淬火后低温回火。渗碳零件经淬火及低温回火后，表层微组织为细针回火马氏体和均匀分布的细粒渗碳体，硬度高达5864 HRC;心部是低碳钢，其显微组织仍为铁素体和珠光体(某些低碳合金钢，其心部组织为低碳回火马氏体及铁素体)，具有较高的韧性和适当的强度。6 .钢的渗氮概念在一定温度下，使活性氮原子渗人工件表面的化学热处理工艺称为渗氮。目 的提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。（ 3）气体渗氮 工件在气体介质中进行渗氮称为气体渗氮。（ 4）渗氮与渗碳相比，有如下优点 : 渗氮层具有

6、很高的硬度和耐磨性，工件渗氮后不用淬火表面就可得到高硬度。渗氮温度低（一般约570 C ），工件变形小。渗氮零件具有很好的耐蚀性，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。（5）渗氮缺点生产周期长， 成本高， 渗氮层薄而脆， 不宜承受集中的重载荷， 使渗氮的应用受到一定 限制。在生产中渗氮主要用来处理重要和复杂的精密零件， 如精密丝杠、锺杆、排气阀、精密机床的主轴等。渗氮用钢是含有 Al ， Cr,Mo 等合金元素的钢，通常用的是 38CrMoAl ， 35CrMo,18CrNiW。7 碳氮共渗（1）概念在一定温度下，将碳、氮同时渗人工件表层奥氏体中 （ 以渗碳为主 ） 的化学热处理工艺， 称为碳氮共渗。常用的为气体碳氮共渗。（2）特点 碳氨共渗同渗碳相比，具有很多优点。加热温度低，零件变形小，生产周期短。渗层具有较高的硬度、耐磨性和疲劳强度。 工厂里常用来处理汽车和机床上的齿轮、蜗杆和轴类等零件。【课堂练习】1哪些零件需要表面热处理？常用的有哪两种方法？ 2何谓表面淬火？常用的有哪两种方法？3表面淬火适用于什么钢？4何谓化学热处理？试述化学热处理的基本过程。5渗碳处理的主要目的是什么？渗碳适用于什么钢