化学热处理总复习汇总课件

1、复习一、渗碳部分1、化学热处理的基本过程2、渗碳的目的及分类3、渗碳用钢及预热处理4.1渗碳气氛与工艺参数影响4.2气体渗碳的分段式滴注工艺5、渗碳的技术要求与质检6、渗碳件的渗后热处理二、碳氮共渗1、碳氮共渗的定义和特点2、碳氮共渗用钢和工艺路线3、工艺参数的影响4、渗后热处理和性能特点三、渗氮1、渗氮的定义与特点2、渗氮用钢及工艺路线3、渗前预热处理4、工艺参数的影响5、三种工艺方法的特点6、性能特点7、炉罐的退氮问题四、氮碳共渗1、定义及特点五、真空化学热处理1、真空的基本概念2、真空加热的技术特点3、真空渗碳工艺的优点1、化学热处理的基本过程（1）化学介质（渗剂）的分解（2）活性原子的

2、吸收活性原子与金属表面作用的两种形式: 吸附扩散 反应扩散发生吸收的两个条件： 具有渗入元素的活性原子 渗入元素可溶入基体金属中，或可与之形成化合物（3）渗入元素的扩散 浓度梯度的存在，形成扩散层。 扩散层厚度、浓度由分解、吸收、扩散三者速度和相互关系决定。 返回二、渗碳的目的和分类渗碳定义渗碳是为提高工件表层的碳含量,并在其中形成一定的碳的浓度梯度，将工件置于渗碳剂中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。目的：渗碳的目的是使机器零件获得高的硬度、耐磨性及高的强韧性。 渗碳工艺的分类、气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳、真空渗碳、离子渗碳 返回、炉气成分与作用A、渗碳成分 烷类，控制成分、易生成

3、炭黑 烯类，易结焦，越少越好 CO，温度越高，生成活性原子越少，弱渗剂B、脱碳组分 CO2 H2O O2 H2 稀释、还原C、中性组分 N2三、气体渗碳工艺参数的选用（一）工艺参数1、渗碳温度 900950，一般920930，薄时，880-900A、奥氏体，溶碳量大B、扩散系数大C、晶粒不会明显长大2、渗碳时间 -mm -h K-875:0.45、900:0.54、920:0.63、930:0.647 返回滴注式分段渗碳法四、碳势的测量与控制碳势定义：纯铁在一定温度下，于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时，表面的含碳量。它表示炉气对纯铁饱和碳的能力 。测量：定碳片红外仪氧探

4、头电阻法露点仪控制：稀释剂、渗剂、空气 返回渗碳用钢通常为低碳（合金钢）低淬透：20、 20Cr、 20CrV、20MnV中淬透： 20CrMnTi、20CrMn、20Mn2B高淬透：12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4工艺路线路线：锻正火（高回）粗、半精加工渗碳（正火高回） 淬火、低回精加工装配 返回渗碳质量的评定一、表面含碳量：0.7-1.050.81.20.4碳含量硬度HV90080070060015钢Ni3钢二、渗碳层深度 表面至规定碳含量处（一般0.4）的垂直距离。重载4-10mm 轻载0.05-0.3mm 3mm深层，0.3mm浅层齿轮渗碳一般按（15-25）m

5、 其他渗碳件按零件厚度10-20%渗层深度及表里性能匹配的影响碳含量分布渗碳质量的评定 返回渗碳后的热处理一、预冷直接淬火1、适用范围适用于本质细晶粒钢制造的气体或液体渗碳件低合金渗碳钢（低）精磨前不进行其他切削加工固体渗碳不适合此法2、随炉预冷目的：减少温差、减少应力和变形；调整碳含量和残，保证硬度和耐磨性二、一次淬火（重热淬火）1、适用范围：固体渗碳件气体或液体渗碳后粗晶件渗碳后不宜淬火或须切削加工的零件三、二次淬火1、适用范围心部和表面性能要求都高，直接和一次淬火无法满足2、优缺点：心部和渗层表面均能获得较满意的组织和性能多次加热和冷却，工艺复杂，费用高，耗能多，工件易产生变形和氧化脱碳

6、四、高温回火后淬火1、适用范围高合金渗碳钢20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等2、目的：促进和残分解，析出碳化物，降低残便于切削加工五、冷处理与回火冷处理7080，回火150-200，23h 返回气体碳氮共渗一、概述定义：A状态，同时渗入C、N，渗C为主的化学热处理工艺。 目前，中温工艺为主C ：0.7-0.95N ：0.1-0.4 特点：1）N降低A1,A3点，温度低，变形小，细晶可直淬2） N使A稳定，淬透性 ，硬化均匀;MS点下降，残A增多3）相同温度，浓度高，渗速快，初期明显。4）硬度、耐磨性、疲劳强度高于渗碳件5）采用的渗层薄。气体碳氮共渗 返回材料： 渗碳钢 中碳（合金）钢路

7、线：（与渗碳类似）锻预备热处理粗、半精加工碳氮共渗淬火、低回精加工装配气体碳氮共渗 返回（一）工艺参数的影响1、温度、对浓度的影响气体碳氮共渗、对组织性能的影响共渗温度低，例如700时，易形成氮和碳氮化合物相，脆共渗温度中等，共渗层总浓度高，残奥增加，可提高调整碳、氮势控制共渗温度高，例900以上，和渗碳相似气体碳氮共渗2、共渗时间1mm时，煤油25%氨840-870，4h左右850,4-5h,浓度饱和，延长时间，游离化合物，性能降低 返回四、渗后热处理一般：直接淬火低回 回火抗力提高，回火温度稍高 淬透性提高，硬化均匀 碳钢碳氮共渗可取代合金钢渗碳 返回五、组织性能1、组织与渗碳类似 不同：

8、碳氮化物倾向大，残A多厚度：有冲击载荷，0.65-0.75mm 轻载，0.55mm以下 一般取渗碳层深度的2/3 2、性能 硬度、耐磨性、疲劳强度 高于渗碳疲劳强度碳氮共渗渗碳感应加热表面淬火正火 返回钢的渗氮将氮渗入钢铁零件表面的热处理工艺称为渗氮俗称氮化。特点：1、高硬度、高耐磨2、高的疲劳强度、抗蚀性3、扩渗温度低 返回气体渗氮一、渗氮用钢及工艺路线1、渗氮用钢 常采用含Cr、Mo、W、V、Al的合金钢 也可用碳钢 高碳高合金钢2、工艺路线 下料锻造预备热处理粗加工调质半精加工去应力退火粗磨渗氮精磨 气体渗氮 返回预热处理：调质（性能、组织）调质组织对渗氮质量的影响A、残留铁素体，易形成

9、针状氮化物B、原始组织粗大，易形成脉状或网状氮化物C、贝氏体，易形成针状氮化物气体渗氮 返回2、工艺参数A、温度 气体渗氮0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8（mm）1100100090080070060050030020038CrMoAl渗氮60小时，温度对表面硬度和层深的影响500520560580600B、渗氮保温时间气体渗氮气体渗氮C、氨分解率氨分解率增加，氮势降低0 20 40 60 80 100氨分解率对38CrMoAl渗氮层硬度与深度影响11009007005003000.60.40.20HV深度520600600520 返回3、工艺过程准备、排气升

10、温、渗氮保温、冷却4、工艺方法(1)强化渗氮a、等温渗氮 一般480530 b、二段渗氮法 c、三段渗氮法 返回性能特点1、硬度、耐磨性、脆性2、疲劳强度3、热硬性 返回不锈钢炉罐退氮不锈钢渗氮罐在渗氮过程中会渗入氮，氮对氨分解起催化作用，随渗氮罐表层氮含量增加，催化作用增强，须加大氨气供量才能维持正常氨分解率，所以须定期对炉罐进行退氮。 退氮时，空炉加热至800-860，2-4h后缓冷。 返回相关知识一、认识氮碳共渗定义：工件表层同时渗入氮、碳原子，以渗氮为主的化学热处理工艺。工艺分类： 液体氮碳共渗 气体氮碳共渗 固体氮碳共渗 等离子氮碳共渗 特点：1)适应于氮碳共渗的材料广：碳钢、合金钢

11、、铸铁2)氮碳共渗的速度快，周期短：0.5mm,3-4h.3) 白亮层中的相韧性更好：含碳后，含氮低，韧性好，且不析出脆性相；弥散分布碳氮化合物。4）加工成本低。5）变形量较大。6）处理时间不宜过长。 返回一、真空的基本概念和区域划分1、定义 真空：在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态，统称为真空。 真空度：真空状态下气体稀薄程度称为真空度通常用压力值表示。2、单位（Pa）3、真空气氛的纯度与特点特点：（1）真空炉残余气体随真空度变化中有很大变化；（2）真空炉残余气体在加热过程中有很大变化。 返回二、真空加热的技术特点1、防止氧化作用（活化） 须注意真空度和氧分压的区别2、真空脱气作用金属的脱气，可提高它的塑性和强度。3、脱脂作用 已广泛应用于易损伤的金属箔、拉丝线材和精密的带有小孔筛眼之类金属零件的脱脂处理。4、元素的蒸发 真空热处理时，工件表层某些元素在一定条件下蒸发严重。5、辐射传热，加热速度慢 返回六、真空渗碳工艺的优点（1）工艺周期短（2）气体消耗量少（3）渗层质量好（4）工件变形小 （5）对环境污染小，