钢的热处理工艺课件(一)

第6章

钢的热处理工艺

返回总目录教学提示：钢的热处理是提高机械产品质量，充分发挥现有材料的潜力的重要工艺方法，是钢的热处理理论在生产实践中的具体应用。运用钢的热处理基本原理，结合C曲线，分析过冷奥氏体转变产物的组织和性能是掌握钢在热处理过程中工艺—组织—性能变化规律的前提。根据零件的使用条件和性能要求，结合零件的加工工艺过程，采用合理的热处理手段，是提高零件力学性能、提高零件使用寿命的必要条件。教学要求：本章要求学生在掌握钢的热处理原理的基础上，熟悉常用热处理工艺(退火、正火、淬火、回火、表面淬火和化学热处理)的目的及其应用范围；明确热处理在机械零件加工制造过程中的地位和作用，并能合理地制定典型零件(齿轮、轴)的加工工艺路线。掌握淬透性的概念以及淬透性曲线在选材中的实际应用。钢的热处理工艺是指根据钢在加热和冷却过程中的组织转变规律所制定的钢在热处理时具体的加热、保温和冷却的工艺参数。热处理工艺种类很多，根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同，钢的热处理工艺可分为：普通热处理(退火、正火、淬火和回火)、表面热处理(表面淬火和化学热处理等)及特殊热处理(形变热处理、磁场热处理等)。根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用，热处理又可分为预备热处理和最终热处理。本章内容●6.1钢的普通热处理●6.2钢的表面热处理●6.3钢的化学热处理●6.4钢的热处理新技术●小结●本章习题6.1钢的普通热处理6.1.1退火

普通热处理主要包括退火、正火、淬火和回火，一般也称为热处理的“四把火”。普通热处理是最基本、最重要、应用最为广泛的热处理方式。通常用来改变零件整体的组织和性能。退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到工艺预定的某一温度，经保温后缓慢冷却下来(一般为随炉冷却或埋入石灰中)，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。根据钢的成分和退火的目的、要求的不同，退火又可分为完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火等。各种退火的加热温度范围和工艺曲线如图6.1所示。1.完全退火将钢件或毛坯加热到Ac3以上20℃～30℃，保温一段时间，使钢中组织完全转变成奥氏体后，缓慢冷却(一般为随炉冷却)到500℃～600℃以下出炉，在空气中冷却下来。所谓“完全”是指加热时获得完全的奥氏体组织。1)完全退火的目的改善热加工造成的粗大、不均匀的组织；中碳以上碳钢和合金钢降低硬度从而改善其切削加工性能(一般情况下，工件硬度在170HB～230HB之间时易于切削加工，高于或低于这个硬度范围时，都会使切削困难)；消除铸件、锻件及焊接件的内应力。图6.1各种退火和正火工艺示意图6.1钢的普通热处理2)适用范围完全退火主要适用于含碳量为0.25%～0.77%的亚共析成分的碳钢、合金钢和工程铸件、锻件和热轧型材。过共析钢不宜采用完全退火，因为过共析钢加热至Accm以上缓慢冷却时，二次渗碳体会以网状沿奥氏体晶界析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著下降。2.等温退火将钢件或毛坯加热至Ac3(或Ac1)以上20℃～30℃，保温一定时间后，较快地冷却至过冷奥氏体等温转变曲线“鼻尖”温度附近并保温(珠光体转变区)，使奥氏体转变为珠光体后，再缓慢冷却下来，这种热处理方式为等温退火。等温退火的目的与完全退火相同，但是等温退火时的转变容易控制，能获得均匀的预期组织，对于大型制件及合金钢制件较适宜，可大大缩短退火周期。3.球化退火球化退火是将钢件或毛坯加热到略高于

Ac1

的温度，经长时间保温，使钢中二次渗碳体自发转变为颗粒状(或称球状)渗碳体，然后以缓慢的速度冷却到室温的工艺方法。1)球化退火的目的降低硬度，均匀组织，改善切削加工性能，为淬火作准备。6.1钢的普通热处理2)球化退火的适用范围球化退火主要适用于碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等共析钢和过共析钢(含碳量大于0.77%)。4.扩散退火为减少钢锭、铸件的化学成分和组织的不均匀性，将其加热到略低于固相线温度(钢的熔点以下100℃～200℃)，长时间保温并缓冷，使钢锭等化学成分和组织均匀化。由于扩散退火加热温度高，因此退火后晶粒粗大，可用完全退火或正火细化晶粒5.去应力退火、再结晶退火去应力退火又称低温退火。它是将钢加热到400℃～500℃(Ac1温度以下)，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温的工艺方法。其目的是为了消除铸件、锻件和焊接件以及冷变形等加工中所造成的内应力。因去应力退火温度低、不改变工件原来的组织，故应用广泛。再结晶退火主要用于消除冷变形加工(如无冷轧、冷拉、冷冲)产生的畸变组织，消除加工硬化而进行的低温退火。加热温度为再结晶温度(使变形晶粒再次结晶为无变形晶粒的温度)以上150℃～250℃。再结晶退火可使冷变形后被拉长的晶粒重新形核长大为均匀的等轴晶，从而消除加工硬化效果。6.1钢的普通热处理6.1.2正火正火是将钢加热到Ac3(亚共析钢)和Accm(过共析钢)以上30℃～50℃，经过保温一段时间后，在空气中或在强制流动的空气中冷却到室温的工艺方法。正火的目的为以下三点。1.作为最终热处理对强度要求不高的零件，正火可以作为最终热处理。正火可以细化晶粒，使组织均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。2.作为预先热处理截面较大的结构钢件，在淬火或调质处理(淬火加高温回火)前常进行正火，可以消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀的组织。对于含碳量大于0.77%的碳钢和合金工具钢中存在的网状渗碳体，正火可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。3.改善切削加工性能正火可改善低碳钢(含碳量低于0.25%)的切削加工性能。含碳量低于0.25%的碳钢，退火后硬度过低，切削加工时容易“粘刀”，表面粗糙度很差，通过正火使硬度提高至140HB～190HB，接近于最佳切削加工硬度，从而改善切削加工性能。6.1钢的普通热处理正火比退火冷却速度快，因而正火组织比退火组织细，强度和硬度也比退火组织高。当碳钢的含碳量小于0.6%时。正火后组织为铁素体+索氏体，当含碳量大于0.6%时，正火后组织为索氏体。由于正火的生产周期短，设备利用率高，生产效率较高，因此成本较低，在生产中应用广泛。正火工艺示意图如图6.1所示。6.1钢的普通热处理6.1.3淬淬火淬火是指将钢钢加热到临界界温度以上，，保温后以大大于临界冷却却速度的冷速速冷却，使奥奥氏体转变为为马氏体的热热处理工艺。。因此，淬火火的目的就是是为了获得马马氏体，并与与适当的回火火工艺相配合合，以提高钢钢的力学性能能。淬火、回回火是钢的最最重要的强化化方法，也是是应用最广的的热处理工艺艺之一。作为为各种机器零零件、工具及及模具的最终终热处理，淬淬火是赋予零零件最终性能能的关键工序序1.淬火工工艺1)淬火温温度亚共析钢淬火火加热温度为为以上30℃℃～50℃；；共析、过共共析钢淬火加加热温度为Ac1以上30℃～50℃℃。钢的淬火火温度范围如如图6.2所所示。6.1钢钢的普通热处处理图6.2钢钢的淬火温温度范围6.1钢钢的普通热处处理亚共析碳钢在在上述淬火温温度加热，是是为了获得晶晶粒细小的奥奥氏体，淬火火后可获得细细小的马氏体体组织。若加加热温度过高高，则引起奥奥氏体晶粒粗粗化，淬火后后得到的马氏氏体组织也粗粗大，从而使使钢的性能严严重脆化。若若加热温度过过低，如在Ac1~Ac3之间，则则加热时组织织为奥氏体+铁素体；淬淬火后，奥氏氏体转变为马马氏体，而铁铁素体被保留留下来，此时时的淬火组织织为马氏体+铁素体(+残余奥氏体体)，这样就就造成了淬火火硬度的不足足。共析钢和过共共析钢在淬火火加热之前已已经球化退火火了，故加热热到Ac1以上30℃～50℃℃不完全奥氏氏体化后，其其组织为奥氏氏体和部分未未溶的细粒状状渗碳体颗粒粒。淬火后，，奥氏体转变变为马氏体，，未溶渗碳体体颗粒被保留留下来。由于于渗碳体硬度度高，因此它它不但不会降降低淬火钢的的硬度，而且且还可以提高高它的耐磨性性；若加热温温度过高，甚甚至在Accm以上，则则渗碳体溶入入奥氏体中的的数量增大，，奥氏体的含含碳量增加，，这不仅使未未溶渗碳体颗颗粒减少，而而且使Ms点下降，淬淬火后残余奥奥氏体量增多多，降低钢的的硬度与耐磨磨性。同时，，加热温度过过高，会引起起奥氏体晶粒粒粗大，使淬淬火后的组织织为粗大的片片状马氏体，，使显微裂纹纹增多，钢的的脆性大为增增加。粗大的的片状马氏体体，还使淬火火内应力增加加，极易引起起工件的淬火火变形和开裂裂。因此加热热温度过高是是不适宜的。。6.1钢钢的普通热处处理过共析钢的正正常淬火组织织为隐晶(即即细小片状)马氏体的基基体上均匀分分布着细小颗颗粒状渗碳体体以及少量残残余奥氏体，，这种组织具具有较高的强强度和耐磨性性，同时又具具有一定的韧韧性，符合高高碳工具钢零零件的使用要要求。2)淬火加加热保温时间间加热保温时间间的影响因素素比较多，它它与加热炉的的类型、钢种种、工件尺寸寸大小等有关关，一般根据据热处理手册册中的经验公公式确定。3)淬火冷冷却方式冷却是淬火的的关键，冷却却的好坏直接接决定了钢淬淬火后的组织织和性能。冷冷却介质应保保证：工件得得到马氏体，，同时变形小小，不开裂。。理想的淬火火曲线为650℃以上缓缓冷，以降低低热应力。650℃～400℃快速速冷却，保证证全部奥氏体体不分解。400℃以下下缓冷，减少少马氏体转变变时的相变应应力。图6.3所示为钢钢的理想淬火火冷却曲线。。6.1钢钢的普通热处处理图6.3钢钢的理理想淬淬火冷冷却曲曲线目前工工厂中中常用用的淬淬火冷冷却介介质，，主要要是水水、油油。水：水水在650℃～～550℃℃高温温区冷冷却能能力较较强，，在300℃～～200℃℃低温温区冷冷却能能力也也强。。淬火火零件件易变变形开开裂，，因而而适用用于形形状简简单、、截面面较大大的碳碳钢零零件的的淬火火。此此外，，水温温对水水的冷冷却特特性影影响很很大，，水温温升高高，水水在高高温区区的冷冷却能能力显显著下下降，，而低低温区区的冷冷却能能力仍仍然很很强。。因此此淬火火时水水温不不应超超过30℃℃，通通过加加强水水循环环和工工件的的搅动动可以以提高高工件件在高高温区区的冷冷却速速度。。6.1钢钢的的普通通热处处理在水中中加入入盐、、碱，，其冷冷却能能力比比清水水更强强。例例如浓浓度为为10%NaCl或或10%NaOH的的水溶溶液可可使高高温区区(650℃～～550℃℃)的的冷却却能力力显著著提高高，10%NaCl水溶溶液较较纯水水的冷冷却能能力提提高10倍倍以上上，而而10%NaOH的的水溶溶液的的冷却却能力力更高高。但但这两两种水水基淬淬火介介质在在低温温区(300℃℃～200℃)的冷冷却速速度亦亦很快快。因因此适适用于于低碳碳钢和和中碳碳钢的的淬火火。油：油油也是是一种种常用用的淬淬火介介质。。目前前工业业上主主要采采用矿矿物油油，如如锭子子油、、机油油等。。油的的主要要优点点是在在300℃℃～200℃低低温区区的冷冷却速速度比比水小小得多多，从从而可可大大大降低低淬火火工件件的相相变应应力，，减小小工件件变形形和开开裂倾倾向。。油在在650℃℃～550℃高高温区区间冷冷却能能力低低是其其主要要缺点点。但但是对对于过过冷奥奥氏体体比较较稳定定的合合金钢钢，油油是合合适的的淬火火介质质。与与水相相反，，提高高油温温可以以降低低黏度度，增增加流流动性性，故故可提提高高高温区区间的的冷却却能力力。但但是油油温过过高，，容易易着火火，一一般应应控制制在60℃℃～80℃℃。油油适用用于形形状复复杂的的合金金钢工工件的的淬火火以及及小截截面、、形状状复杂杂的碳碳钢工工件的的淬火火。为减少少工件件的变变形，，熔融融状态态的盐盐也常常用作作淬火火介质质，称称作盐盐浴。。其特特点是是沸点点高，，冷却却能力力介于于水、、油之之间，，常用用于等等温淬淬火和和分级级淬火火，处处理形形状复复杂、、尺寸寸小、、变形形要求求严格格的工工件等等。常常用碱碱浴、、盐浴浴的成成分、、熔点点及使使用温温度见见表6-1。6.1钢钢的的普通通热处处理表6-1常常用碱碱浴、、盐浴浴的成成分、、熔点点及使使用温温度熔盐成分熔点/℃使用温度/℃碱浴80%KOH+20%NaOH+6%H2O(外加)130140～250硝盐55%KNO3+45%NaNO2137150～500硝盐55%KNO3+45%NaNO3218230～550中性盐30%KCl+20%NaCl+50%BaCl2560580～8002.淬淬火火方法法淬火方方法的的选择择，主主要以以获得得马氏氏体和和减少少内应应力、、减少少工件件的变变形和和开裂裂为依依据。。常用用的淬淬火方方法有有：单单介质质淬火火、双双介质质淬火火、分分级淬淬火、、等温温淬火火。图图6.4所所示为为不同同淬火火方法法示意意图。。6.1钢钢的的普通通热处处理图6.4不不同淬淬火方方法示示意图图1—单单介质质淬火火1——双介介质淬淬火3—分分级淬淬火4—等等温淬淬火1)单单介介质淬淬火工件在在一种种介质质中冷冷却，，如水水淬、、油淬淬。优优点是是操作作简单单，易易于实实现机机械化化，应应用广广泛。。缺点点是在在水中中淬火火应力力大，，工件件容易易变形形开裂裂；在在油中中淬火火，冷冷却速速度小小，淬淬透直直径小小，大大型工工件不不易淬淬透。。6.1钢钢的的普通通热处处理2)双双介介质淬淬火工件先先在较较强冷冷却能能力介介质中中冷却却到300℃左左右，，再在在一种种冷却却能力力较弱弱的介介质中中冷却却，如如：先先水淬淬后油油淬，，可有有效减减少马马氏体体转变变的内内应力力，减减小工工件变变形开开裂的的倾向向，可可用于于形状状复杂杂、截截面不不均匀匀的工工件淬淬火。。双液液淬火火的缺缺点是是难以以掌握握双液液转换换的时时刻，，转换换过早早容易易淬不不硬，，转换换过迟迟又容容易淬淬裂。。为了了克服服这一一缺点点，发发展了了分级级淬火火法。。3)分分级级淬火火工件在在低温温盐浴浴或碱碱浴炉炉中淬淬火，，盐浴浴或碱碱浴的的温度度在Ms点附附近，，工件件在这这一温温度停停留2min～～5min，然然后取取出空空冷，，这种种冷却却方式式叫分分级淬淬火。。分级级冷却却的目目的，，是为为了使使工件件内外外温度度较为为均匀匀，同同时进进行马马氏体体转变变，可可以大大大减减小淬淬火应应力，，防止止变形形开裂裂。分分级温温度以以前都都定在在略高高于Ms点，，工件件内外外温度度均匀匀以后后进入入马氏氏体区区。现现在改改进为为在略略低于于Ms点的的温度度分级级。实实践表表明，，在Ms点以以下分分级的的效果果更好好。例例如，，高碳碳钢模模具在在160℃℃的碱碱浴中中分级级淬火火，既既能淬淬硬，，变形形又小小，所所以应应用很很广泛泛。6.1钢钢的的普通通热处处理4)等等温温淬火火工件在在等温温盐浴浴中淬淬火，，盐浴浴温度度在贝贝氏体体区的的下部部(稍稍高于于Ms)，，工件件等温温停留留较长长时间间，直直到贝贝氏体体转变变结束束，取取出空空冷。。等温温淬火火用于于中碳碳以上上的钢钢，目目的是是为了了获得得下贝贝氏体体，以以提高高强度度、硬硬度、、韧性性和耐耐磨性性。低低碳钢钢一般般不采采用等等温淬淬火。。3.钢钢的的淬透透性1)淬淬透透性的的基本本概念念淬透性性是钢钢的固固有属属性，，它是是选材材和制制定热热处理理工艺艺的重重要依依据之之一。。淬透性性是指指钢在在淬火火时获获得马马氏体体的能能力。。其大大小用用钢在在一定定条件件下淬淬火所所获得得的淬淬透层层深度度来表表示。。同样样形状状和尺尺寸的的工件件，用用不同同的钢钢材制制造，，在相相同的的条件件下淬淬火，，淬透透层较较深的的钢，，其淬淬透性性较好好。淬透层层的深深度规规定为为由工工件表表面至至半马马氏体体区的的深度度。半半马氏氏体区区的组组织是是由50%马氏氏体和和50%分分解产产物组组成的的。这这样规规定是是因为为半马马氏体体区的的硬度度变化化显著著，同同时组组织变变化明明显，，并且且在酸酸蚀的的断面面上有有明显显的分分界线线，很很容易易测试试。6.1钢钢的的普通通热处处理淬透性性主要要取决决于钢钢的临临界冷冷却速速度，，取决决于过过冷奥奥氏体体的稳稳定性性。应当注注意，，钢的的淬透透性与与淬硬硬性是是两个个不同同的概概念，，后者者是指指钢淬淬火后后形成成的马马氏体体组织织所能能达到到的硬硬度，，它主主要取取决于于马氏氏体中中的含含碳量量。2)淬淬透透性的的测量量方法法目前测测定钢钢淬透透性最最常用用的方方法是是末端端淬火火法，，简称称端淬淬法。。此法法通常常用于于测定定优质质碳素素结构构钢、、合金金结构构钢的的淬透透性，，也可可用于于测定定弹簧簧钢、、轴承承钢和和工具具钢的的淬透透性。。我国国GB/T226—1988《《钢的的淬透透性末末端淬淬火试试验方方法》》规定定的试试样形形状、、尺寸寸及试试验原原理如如图6.5所示示。试试验时时将25×100mm的标标准试试样加加热至至奥氏氏体状状态后后迅速速取出出置于于试验验装置置上，，对末末端喷喷水冷冷却，，试样样上距距末端端越远远的部部分，，冷却却速度度越小小，因因此硬硬度值值越低低。试试样冷冷却完完毕后后，沿沿其轴轴线方方向相相对的的两侧侧各磨磨去0.2mm～0.5mm，在在此平平面上上从试试样末末端开开始，，每隔隔1.5mm测测一点点硬度度，绘绘出硬硬度与与至末末端距距离的的关系系曲线线，称称为端端淬曲曲线。。由于于同一一种钢钢号的的化学学成分分允许许在一一定范范围内内波动动，因因而相相关手手册中中给出出的不不是一一条曲曲线，，而是是一条条带，，称之之为淬淬透性性带，，如图图6.6所所示。。6.1钢钢的的普通通热处处理根据钢钢的淬淬透性性曲线线，钢钢的淬淬透性性值通通常用用表表示。。其中中J表示末端端淬透透性，，d表示至至末端端的距距离，，HRC表表示在在该处处测得得的硬硬度值值。例例如淬淬透性性值，，即即表示示在淬淬透性性带上上距末末端5mm处的的硬度度值为为40HRC，即即表表示距距末端端10mm～15mm处处的硬硬度值值为35HRC。另外，，在生生产中中也常常用““临界界直径径”来来表示示钢的的淬透透性。。它是是指圆圆柱形形试样样在某某种淬淬火介介质中中淬火火时，，心部部刚好好为半半马氏氏体组组织的的最大大圆柱柱形直直径，，用D0表示。。显然，，在相同同的冷却却条件下下，D0越大，，则钢的的淬透性性也越大大。表6-2列列出了几几种常用用钢在水水和油中中淬火时时的临界界淬透直直径。6.1钢钢的的普通热热处理图6.5端端淬试验验示意图图图图6.6wc=45%钢的的淬透性性带6.1钢钢的的普通热热处理表6-2几种种常用钢钢在水和和油中淬淬火时的的临界淬淬透直径径钢号D0水/mmD0油/mm心部组织4510～186～850%M6020～259～1550%M40Mn18～3810～1850%M40Cr20～3612～2450%M18CrMnTi32～5012～2050%MT8~T1215～185～795%M6.1钢钢的的普通热热处理3)淬淬透性的的实际意意义钢的淬透透性在生生产中有有重要的的实际意意义，工工件在整整体淬火火条件下下，从表表面至中中心是否否淬透，，对其机机械性能能有重要要影响。。在拉伸伸、压缩缩、弯曲曲或剪切切应力的的作用下下，工件件尺寸较较大的零零件，例例如齿轮轮类、轴轴类零件件，希望望整个截截面都能能被淬透透，从而而保证零零件在整整个截面面上的机机械性能能均匀一一致，此此时应选选用淬透透性较高高的钢种种制造。。如果钢钢的淬透透性低，，工件整整个截面面不能被被全部淬淬透，则则从表面面到心部部的组织织不一样样，力学学性能也也不相同同。此时时，心部部的机械械性能，，特别是是冲击韧韧性很低低。另外外，对于于形状复复杂、要要求淬火火变形小小的工件件(如精精密模具具、量具具等)，，如果选选用淬透透性较高高的钢，，则可以以在较缓缓和的介介质中淬淬火，减减小淬火火应力，，因而工工件变形形较小。。但是并并非任何何工件都都要求选选用淬透透性高的的钢，在在某些情情况下反反而希望望钢的淬淬透性低低些。例例如承受受弯曲或或扭转载载荷的轴轴类零件件，其外外层承受受应力最最大，轴轴心部分分应力较较小，因因此选用用淬透性性较小的的钢，淬淬透工件件半径的的1/3～1/2即可可。表面面淬火用用钢也应应采用低低淬透性性钢，淬淬火时只只是表层层得到马马氏体。。焊接用用钢也希希望淬透透性小，，目的是是为了避避免焊缝缝及热影影响区在在焊后冷冷却过程程中淬火火得到马马氏体，，从而防防止焊接接构件的的变形和和开裂。。一般情情况下，，淬透性性好的钢钢要比淬淬透性差差的钢的的价格高高。6.1钢钢的的普通热热处理4)影影响淬透透性的因因素①含碳碳量：在在碳钢中中，共析析钢的临临界冷速速最小，，淬透性性最好；；亚共析析钢随含含碳量增增加，临临界冷速速减小，，淬透性性提高；；过共析析钢随含含碳量增增加，临临界冷速速增加，，淬透性性降低。。②合金金元素：：除钴以以外，其其余合金金元素溶溶于奥氏氏体后，，降低临临界冷却却速度，，使过冷冷奥氏体体的转变变曲线右右移，提提高钢的的淬透性性，因此此合金钢钢的淬透透性往往往比碳钢钢要好。。③奥氏氏体化温温度：提提高钢材材的奥氏氏体化温温度，将将使奥氏氏体成分分均匀、、晶粒长长大，因因而可减减少珠光光体的形形核率，，降低钢钢的临界界冷却速速度，增增加其淬淬透性。。但奥氏氏体晶粒粒长大，，生成的的马氏体体也会比比较粗大大，会降降低钢材材常温下下的力学学性能。。④钢中中未溶第第二相：：钢加热热奥氏体体化时，，未溶入入奥氏体体中的碳碳化物、、氮化物物及其他他非金属属夹杂物物，会成成为奥氏氏体分解解的非自自发形核核核心，，使临界界冷却速速度增大大，降低低淬透性性。淬透性好好的钢材材经调质质处理后后，整个个截面都都是回火火索氏体体，力学学性能均均匀，强强度高，，韧性好好；而淬淬透性差差的钢表表层为回回火索氏氏体，心心部为片片状索氏氏体+铁铁素体，，心部强强韧性差差。因此此，钢材材的淬透透性是影影响工件件选材和和热处理理强化效效果的重重要因素素。图6.7

为淬淬透性不不同的钢钢调质后后力学性性能的比比较。6.1钢钢的的普通热热处理图6.7淬淬透性不不同的钢钢调质后后力学性性能的比比较6.1钢钢的的普通热热处理6.1.4回回火将淬火后后的零件件加热到到低于Ac1的某一一温度并并保温，，然后冷冷却到室室温的热热处理工工艺称为为回火。。回火是是紧接淬淬火的一一道热处处理工艺艺，大多多数淬火火钢都要要进行回回火。回火的目目的是为为了稳定定工件组组织和尺尺寸，减减小或消消除淬火火应力，，提高钢钢的塑性性和韧性性，获得得工件所所需的力力学性能能，以满满足不同同工件的的性能要要求。钢在淬火火后，得得到的马马氏体和和残余奥奥氏体组组织是不不稳定的的，存在在着自发发向稳定定组织转转变的倾倾向。回回火加热热可加速速这种自自发转变变过程。。根据转转变发生生的过程程和形成成的组织织，回火火可分为为四个阶阶段。第一阶段段(200℃以以下)：：马氏体体分解。。第二阶段段(200℃～～300℃)：：残余奥奥氏体分分解。第三阶段段(250℃～～400℃)：：碳化物物的转变变。第四阶段段(400℃以以上)：：渗碳体体的聚集集长大与与相的再再结晶。。制定钢的的回火工工艺时，，应根据据钢的化化学成分分、工件件的性能能要求以以及工件件淬火后后的组织织和硬度度来正确确选择回回火温度度、保温温时间、、回火后后的冷却却方式等等，以保保证工件件回火后后能获得得所需要要性能。。决定工工件回火火后的组组织和性性能最重重要的因因素是回回火温度度。生产产中根据据工件所所要求的的力学性性能、所所用的回回火温度度的高低低，可将将回火分分为低温温、中温温和高温温回火。。6.1钢钢的的普通热热处理1.低低温回火火低温回火火温度范范围一般般为150℃～～250℃，得得到回火火马氏体体组织。。低温回回火钢大大部分是是淬火高高碳钢和和淬火高高合金钢钢。经低低温回火火后得到到隐晶马马氏体加加细粒状状碳化物物组织，，即回火火马氏体体。亚共共析钢低低温回火火后组织织为回火火马氏体体(回火火M)；；过共析析钢低温温回火后后组织为为回火马马氏体+碳化物物+残余余奥氏体体。低温温回火的的目的是是在保持持高硬度度(58HRC～64HRC)、强强度和耐耐磨性的的情况下下，适当当提高淬淬火钢的的韧性，，同时显显著降低低钢的淬淬火应力力和脆性性。在生生产中低低温回火火大量应应用于工工具、量量具、滚滚动轴承承、渗碳碳工件、、表面淬淬火工件件等。精密量具具、轴承承、丝杠杠等零件件为了减减少在最最后加工工工序中中形成的的附加应应力，增增加尺寸寸稳定性性，可增增加一次次在120℃～～250℃，保保温时间间长达几几十小时时的低温温回火，，有时称称为人工工时效或或稳定化化处理。。2.中中温回火火中温回火火温度一一般在350℃℃～500℃之之间，回回火组织织是在铁铁素体基基体上大大量弥散散分布着着细粒状状渗碳体体，即回回火屈氏氏体组织织。回火火屈氏体体组织中中的铁素素体还保保留着马马氏体的的形态。。中温回回火后工工件的内内应力基基本消除除，具有有高的弹弹性极限限和屈服服极限、、较高的的强度和和硬度(35℃℃～45HRC)、良良好的塑塑性和韧韧性。中中温回火火主要用用于各种种弹簧零零件及热热锻模具具。6.1钢钢的的普通热热处理3.高高温回火火高温回火火温度为为500℃～650℃℃，通常常将淬火火和随后后的高温温回火相相结合的的热处理理工艺称称为调质质处理。。高温回回火的组组织为回回火索氏氏体，即即细粒状状渗碳体体和铁素素体。回回火索氏氏体中的的铁素体体为发生生再结晶晶的多边边形铁素素体。高高温回火火后钢具具有强度度、塑性性和韧性性都较好好的综合合力学性性能，硬硬度为25HRC～35HRC，广广泛应用用于中碳碳结构钢钢和低合合金结构构钢制造造的各种种受力比比较复杂杂的重要要结构零零件，如如发动机机曲轴、、连杆、、连杆螺螺栓、汽汽车半轴轴、机床床齿轮及及主轴等等。也可可作为某某些精密密工件如如量具、、模具等等的预先先热处理理。除上述三三种回火火方法之之外，某某些不能能通过退退火来软软化的高高合金钢钢，可以以在600℃～～680℃进行行软化回回火。钢在不同同温度下下回火后后硬度随随回火温温度的变变化，以以及钢的的力学性性能与回回火温度度的关系系如图6.8、、图6.9所示示。6.1钢钢的的普通热热处理图6.8钢钢的硬度度随回火火温度的的变化图图6.940钢力学学性能与与回火温温度的关关系图6.1钢钢的的普通热热处理4.回回火脆性性钢在回火火时会产产生回火火脆性现现象，即即在250℃～～400℃和450℃℃～650℃两两个温度度区间回回火后，，钢的冲冲击韧性性明显下下降(见见图6.10)。这这种脆化化现象称称为回火火脆性。。根据脆脆化现象象产生的的机理和和温度区区间，回回火脆性性可分为为两类：：1)第第一类回回火脆性性(低温温回火脆脆性)钢在250℃～～350℃范围围内回火火时出现现的脆性性称为低低温回火火脆性。。因为这这种回火火脆性产产生后无无法消除除，所以以也称它它为不可可逆回火火脆性。。回火后后的冷却却速度对对这种脆脆性没有有影响。。低温回回火脆性性产生的的原因是是由于回回火马氏氏体中分分解出稳稳定的细细片状化化合物而而引起的的。为了了防止低低温回火火脆性，，通常的的办法是是避免在在脆化温温度范围围内回火火，有时时为了保保证要求求的力学学性能，，必须在在脆化温温度回火火时，可可采取等等温淬火火。2)第第二类回回火脆性性(高温温回火脆脆性)有些合金金钢尤其其是含Cr、Ni、Mn等元元素的合合金钢，，在450℃～～650℃高温温回火后后缓冷时时，会使使冲击韧韧性下降降的现象象，而回回火后快快冷则不不出现脆脆性。这这种脆性性称为高高温回火火脆性，，有时也也称可逆逆回火脆脆性。这这种脆性性的产生生与加热热和冷却却条件有有关。6.1钢钢的的普通热热处理图6.10钢钢的韧韧性与回回火温度度的关系系6.1钢钢的的普通热热处理6.2钢钢的的表面热热处理许多机器器零件，，如齿轮轮、凸轮轮、曲轴轴等是在在弯曲、、扭转载载荷下工工作，同同时受到到强烈的的摩擦、、磨损和和冲击。。这时应应力沿工工件断面面的分布布是不均均匀的，，越靠近近表面应应力越大大，越靠靠近心部部应力越越小。这这种工件件只需要要一定厚厚度的表表层得到到强化，，表层硬硬而耐磨磨，心部部仍可保保留高韧韧性状态态。要同同时满足足这些要要求，仅仅仅依靠靠选材是是比较困困难的，，用普通通的热处处理也无无法实现现。这时时可通过过表面热热处理的的手段来来满足工工件的使使用要求求。仅对钢的的表面快快速加热热、冷却却，把表表层淬成成马氏体体，心部部组织不不变的热热处理工工艺称为为表面热热处理。。按照加热热方式，，较常用用的表面面热处理理方法有有：感应应加热表表面淬火火、火焰焰加热表表面淬火火和电接接触加热热表面淬淬火等。。6.2.1感感应加加热表面面热处理理1.基基本原理理感应加热热是利用用电磁感感应原理理。将工工件置于于用铜管管制成的的感应圈圈中，向向感应圈圈中通交交流电时时，在它它的内部部和周围围将产生生一个与与电流频频率相同同的交变变磁场，，若把工工件置于于磁场中中，则在在工件(导体)内部产产生感应应电流，，由于电电阻的作作用工件件被加热热。由于于交流电电的“集集肤效应应”，靠靠近工件件表面电电流密度度最大，，而工件件心部电电流几乎乎为零。。几秒内内工件表表面温度度就可以以达到800℃℃～1000℃℃，而心心部仍接接近室温温。当表表层温度度升高至至淬火温温度时，，立即喷喷液冷却却使工件件表面淬淬火。图图6.11为感感应加热热表面淬淬火示意意图。6.2钢钢的的表面热热处理图6.11感感应加加热表面面淬火示示意图6.2钢钢的的表面热热处理电流透入入工件表表层的深深度主要要与电流流频率有有关，频频率越高高，透入入层深度度越小。。对于碳碳钢，淬淬硬层深深度与电电流频率率存在以以下关系系：式中————淬硬层层深度(mm)；f——电流流频率(Hz)。可见，电电流频率率越大，，淬硬层层深度越越薄。因因此，通通过改变变交流电电的频率率，可以以得到不不同厚度度的淬硬硬层，生生产中一一般根据据工件尺尺寸大小小及所需需淬硬层层的深度度来选用用感应加加热的频频率，见见表6-3。表6-3电电流频率与与淬硬层深度度的关系电流频率淬硬层深度/mm应用高频200kHz～300kHz0.5～2.0中小型零件，如小模数齿轮，中小直径轴类零件中频2500Hz～8000Hz2～5大模数齿轮、大直径轴类零件工频50Hz10～15轧辊、火车车轮等大件6.2钢钢的表面热处处理感应加热设备备的频率不同同，其使用范范围也不同。。高频加热表表面淬火主要要用于中小模模数齿轮和轴轴类零件；中中频加热表面面淬火主要用用于曲轴、凸凸轮和大模数数齿轮；工频频加热表面淬淬火主要用于于冷轧辊和车车轮等。2.感应加加热表面热处处理的特点(1)由于于感应加热速速度极快，过过热度增大，，使钢的临界界点升高，故故感应加热淬淬火温度(工工件表面温度度)高于一般般淬火温度。。(2)由于于感应加热速速度快，奥氏氏体晶粒不易易长大，淬火火后获得非常常细小的隐晶晶马氏体组织织，使工件表表层硬度比普普通淬火高2HRC～3HRC，耐耐磨性也有较较大提高。(3)表面面淬火后，淬淬硬层中马氏氏体的比体积积较原始组织织大，因此表表层存在很大大的残余压应应力，能显著著提高零件的的弯曲、抗扭扭疲劳强度。。小尺寸零件件可提高2～～3倍，大尺尺寸零件可提提高20%～～30%。(4)由于于感应加热速速度快、时间间短，故淬火火后无氧化、、脱碳现象，，且工件变形形也很小，易易于实现机械械化与自动化化。由于以上特点点，感应加热热表面淬火在在热处理生产产中得到了广广泛的应用。。其缺点是设设备昂贵，形形状复杂的零零件处理比较较困难。感应加热淬火火后，为了减减小淬火应力力和降低脆性性，需进行170℃～200℃的低低温回火，尺尺寸较大的工工件也可利用用淬火后的工工件余热进行行自回火。6.2钢钢的表面热处处理3.感应加加热适用的钢钢种与应用举举例感应加热表面面淬火一般适适用于中碳钢钢和中碳低合合金钢(含碳碳量0.4%～0.5%)，如45、40Cr、40MnB等。用于于齿轮、轴类类零件的表面面硬化，提高高耐磨性和疲疲劳强度。表表面淬火零件件一般先通过过调质或正火火处理，使心心部保持较高高的综合力学学性能，表层层则通过表面面淬火+低温温回火获得高高硬度大于50HRC、、高耐磨性。。一般感应加热热淬火零件的的加工工艺路路线为：下料料→锻造→退退火或正火→→粗加工→调调质→精加工工→表面淬火火→低温回火火→(粗磨→→时效→精磨磨)。例：某机床主主轴选用40Cr钢制造造，制作工艺艺如下：下料→锻锻造成毛坯→→退火或或正火→粗粗加工→→调质→→精加工→→高频感感应加热淬火火→低温温回火→研研磨→入入库主轴在制作过过程中有两道道中间热处理理工序，锻造造之后毛坯件件退火采用完完全退火或正正火，目的是是消除锻造应应力，均匀成成分，消除带带状组织，细细化晶粒，调调整硬度，改改善切削加工工性能。精加加工之前的调调质热处理有有两个重要目目的：第一个个目的是赋予予主轴(整体体)良好的综综合力学性能能；第二目的的是调整好表表层组织，为为感应加热淬淬火作组织准准备。感应加加热淬火并低低温回火，属属于最终热处处理，赋予主主轴轴颈部位位(表层)的的抗摩擦、磨磨损性能和高高的接触疲劳劳强度。6.2钢钢的表面热处处理6.2.2火火焰加热热表面热处理理火焰加热表面面淬火是一种种利用乙炔——氧气或煤气气—氧气混合合气体的燃烧烧火焰，将工工件表面迅速速加热到淬火火温度，随后后以浸水和喷喷水方式进行行激冷，使工工件表层转变变为马氏体而而心部组织不不变的工艺方方法。图6.12为火焰焰加热表面热热处理示意图图。图6.12火火焰加热热表面热处理理示意图火焰加热表面面淬火的优点点是：设备简简单、成本低低、工件大小小不受限制。。缺点是淬火火硬度和淬透透性深度不易易控制，常取取决于操作工工人的技术水水平和熟练程程度；生产效效率低，只适适合单件和小小批量生产。。6.2钢钢的表面热处处理6.3钢钢的化学热处处理化学热处理是是将钢件置于于一定温度的的活性介质中中保温，使介介质中的一种种或几种元素素原子渗入工工件表层，以以改变钢件表表层化学成分分和组织，进进而达到改进进表面性能，，满足技术要要求的热处理理工艺。表面化学成分分改变是通过过以下三个基基本过程实现现的：①化学介质质的分解，通通过加热使化化学介质释放放出待渗元素素的活性原子子，例如渗碳碳时CH4→→2H2+[C]，渗氮氮时2NH3→3H2+2[N]；；②活性原子子被钢件表面面吸收和溶解解，进入晶格格内形成固溶溶体或化合物物；③原子由表表面向内部扩扩散，形成一一定的扩散层层。按表面渗入的的元素不同，，化学热处理理可分为渗碳碳、渗氮、碳碳氮共渗、渗渗硼、渗铝等等。目前，生生产上应用最最广的化学热热处理是渗碳碳、渗氮和碳碳氮共渗。6.3.1渗渗碳将钢放入渗碳碳的介质中加加热并保温，，使活性碳原原子渗入钢的的表层的工艺艺称为渗碳。。其目的是通通过渗碳及随随后的淬火和和低温回火，，使工件表面面具有高的硬硬度、耐磨性性和良好的抗抗疲劳性能，，而心部具有有较高的强度度和良好的韧韧性。渗碳并并经淬火加低低温回火与表表面淬火不同同，表面淬火火不改变表层层的化学成分分，而是依靠靠表面加热淬淬火来改变表表层的组织，，从而达到表表面强化的目目的；而渗碳碳并经淬火加加低温回火则则能同时改变变表层的化学学成分和组织织，因而能更更有效地提高高表层的性能能。1.渗碳方方法图6.13气气体渗碳碳装置示意图图渗碳方法有气气体渗碳、固固体渗碳和液液体渗碳。目目前，广泛应应用的是气体体渗碳法。气气体渗碳法是是将低碳钢或或低碳合金钢钢工件置于密密封的渗碳炉炉中，加热至至完全奥氏体体化温度(奥奥氏体溶碳量量大，有利于于碳的渗入)，通常是900℃～950℃，并并通入渗碳介介质使工件渗渗碳。气体渗渗碳介质可分分为两大类：：一是液体介介质(含有碳碳氢化合物的的有机液体)，如煤油、、苯、醇类和和丙酮等，使使用时直接滴滴入高温炉罐罐内，经裂解解后产生活性性碳原子；二二是气体介质质，如天然气气、丙烷气及及煤气等，使使用时直接通通入高温炉罐罐内，经裂解解后用于渗碳碳。图6.13为气体渗渗碳装置示意意图6.3钢钢的化学热处处理图6.13气气体渗碳碳装置示意图图2.渗碳后后的组织常用于渗碳的的钢为低碳钢钢和低碳合金金钢，如20、20Cr、20CrMnTi、、12CrNi3等。渗渗碳后渗层中中的含碳量表表面最高(约约1.0%)，由表及里里逐渐降低至至原始含碳量量。所以渗碳碳后缓冷组织织自表面至心心部依次为：：过共析组织织(珠光体＋＋碳化物)、、共析组织(珠光体)、、亚共析组织织(珠光体+铁素体)的的过渡层，直直至心部的原原始组织。对对于碳钢，渗渗层深度规定定为：从表层层到过渡层一一半(50%P+50%F)的厚度度。图6.14为低碳钢钢渗碳缓冷后后的显微组织织。图6.14低低碳钢渗渗碳缓冷后的的显微组织6.3钢钢的化学热处处理根据渗层组织织和性能的要要求，一般零零件表层含碳碳量最好控制制在0.85%～1.05%之间，，若含碳量过过高，会出现现较多的网状状或块状碳化化物，则渗碳碳层变脆，容容易脱落；含含碳量过低，，则硬度不足足，耐磨性差差。渗碳层含碳量量和渗碳层深深度依靠控制制通入的渗碳碳剂量、渗碳碳时间和渗碳碳温度来保证证。当渗碳零零件有不允许许高硬度的部部位时，如装装配孔等，应应在设计图样样上予以注明明。该部位可可采取镀铜或或涂抗渗涂料料的方法来防防止渗碳，也也可采取多留留加工余量的的方法，待零零件渗碳后在在淬火前去掉掉该部位的渗渗碳层(即退退碳)。3.渗碳后后的热处理工件渗碳后必必须进行适当当的热处理，，否则就达不不到表面强化化的目的。渗渗碳后的热处处理方法有：：直接淬火法法、一次淬火火法和二次淬淬火法，如图图6.15所所示。工件渗碳后随随炉[见图6.15(a)]或出出炉预冷[见见图

6.15(b)]到稍高于心心部成分的Ar3温温度度(避避免免析析出出铁铁素素体体)，，然然后后直直接接淬淬火火，，这这就就是是直直接接淬淬火火法法。。预预冷冷的的目目的的主主要要是是减减少少零零件件与与淬淬火火介介质质的的温温差差，，以以减减少少淬淬火火应应力力和和零零件件的的变变形形。。直直接接淬淬火火法法工工艺艺简简单单、、生生产产效效率率高高、、成成本本低低、、氧氧化化脱脱碳碳倾倾向向小小。。但但因因工工件件在在渗渗碳碳温温度度下下长长时时间间保保温温，，奥奥氏氏体体晶晶粒粒粗粗大大，，淬淬火火后后则则形形成成粗粗大大马马氏氏体体，，性性能能下下降降，，所所以以只只适适用用于于过过热热倾倾向向小小的的本本质质细细晶晶粒粒钢钢，，如如20CrMnTi等等。。6.3钢钢的的化化学学热热处处理理零件件渗渗碳碳终终了了出出炉炉后后缓缓慢慢冷冷却却，，然然后后再再重重新新加加热热淬淬火火，，这这称称为为一一次次淬淬火火法法[见见图图6.15(c)]。。这这种种方方法法可可细细化化渗渗碳碳时时形形成成的的粗粗大大组组织织，，提提高高力力学学性性能能。。淬淬火火温温度度的的选选择择应应兼兼顾顾表表层层和和心心部部。。如如果果强强化化心心部部，，则则加加热热到到以以上上，，使使其其淬淬火火后后得得到到低低碳碳马马氏氏体体组组织织；；如如果果强强化化表表层层，，需需加加热热到到以以上上。。这这种种方方法法适适用用于于组组织织和和性性能能要要求求较较高高的的零零件件，，在在生生产产中中应应用用广广泛泛。。工件件渗渗碳碳冷冷却却后后两两次次加加热热淬淬火火，，即即为为两两次次淬淬火火法法，，如如图图6.15(d)所所示示。。一一次次淬淬火火加加热热温温度度一一般般为为心心部部的的以以上上，，目目的的是是细细化化心心部部组组织织，，同同时时消消除除表表层层的的网网状状碳碳化化物物。。二二次次淬淬火火加加热热温温度度一一般般为为以以上上，，使使渗渗层层获获得得细细小小粒粒状状碳碳化化物物和和隐隐晶晶马马氏氏体体，，以以保保证证获获得得高高强强度度和和高高耐耐磨磨性性。。该该工工艺艺复复杂杂、、成成本本高高、、效效率率低低、、变变形形大大，，仅仅用用于于要要求求表表面面高高耐耐磨磨性性和和心心部部高高韧韧性性的的重重要要零零件件。。渗碳碳件件淬淬火火后后都都要要在在160℃℃～～180℃℃范范围围内内进进行行低低温温回回火火。。淬淬火火加加回回火火后后，，渗渗碳碳层层的的组组织织由由高高碳碳回回火火马马氏氏体体、、碳碳化化物物和和少少量量残残余余奥奥氏氏体体组组成成，，其其硬硬度度可可达达到到58HRC～～64HRC，，具具有有高高的的耐耐磨磨性性。。心心部部组组织织与与钢钢的的淬淬透透性性及及工工件件的的截截面面尺尺寸寸有有关关。。全全部部淬淬透透时时是是低低碳碳马马氏氏体体；；未未淬淬透透时时是是低低碳碳马马氏氏体体加加少少量量铁铁素素体体或或屈屈氏氏体体加加铁铁素素体体。。6.3钢钢的的化学热热处理(a)、、(b)直接淬淬火(c)一次淬淬火(d)二次淬淬火图6.15渗渗碳后后热处理理示意图图6.3钢钢的的化学热热处理一般渗碳碳零件的的加工工工艺路线线为下料→锻锻造→正正火→机机加工→→渗碳碳→淬淬火+低低温回火火→精精加工↑→去碳碳机加工工→淬淬火+低低温回火火汽车、机机车、矿矿山机械械、起重重机械等等用的大大量传动动齿轮都都采用渗渗碳热处处理工艺艺提高其其耐磨损损性能。。例：某汽汽车变速速箱齿轮轮采用20CrMnTi钢制制造，其其制造工工艺如下下：下料→→锻造→→正火火→粗粗车并铣铣齿成型型→精精铣齿轮轮→渗渗碳淬火火+低温温回火→→研磨磨→入入库。锻造后正正火是中中间热处处理，目目的是降降低锻造造应力、、细化晶晶粒、均均匀化学学成分、、改善切切削加工工性能。。渗碳淬淬火并低低温回火火是最终终热处理理，目的的是提高高齿轮的的抗磨损损性能和和抗接触触疲劳性性能。6.3钢钢的的化学热热处理6.3.2氮氮化渗氮俗称称氮化，，是指在在一定温温度下使使活性氮氮原子渗渗入工件件表面，，形成含含氮硬化化层的化化学热处处理工艺艺。其目目的是提提高零件件表面硬硬度(可可达1000HV～1200HV)、耐磨磨性、疲疲劳强度度、热硬硬性和耐耐蚀性等等。渗氮氮主要用用于耐磨磨性要求求高，耐耐蚀性和和精度要要求高的的零件，，有许多多零件(如高速速柴油机机的曲轴轴、气缸缸套、镗镗床的镗镗杆、螺螺杆、精精密主轴轴、套筒筒、蜗杆杆、较大大模数的的精密齿齿轮、阀阀门以及及量具、、模具等等)，它它们在表表面受磨磨损、腐腐蚀和承承受交变变应力及及动载荷荷等复杂杂条件下下工作，，表面要要求具有有高的硬硬度、耐耐磨性、、强度、、耐腐蚀蚀、耐疲疲劳等，，而心部部要求具具有较高高的强度度和韧性性。更重重要的是是还要求求热处理理变形小小，尺寸寸精确，，热处理理后最好好不要再再进行机机加工。。这些要要求用渗渗碳是不不能完全全达到的的，而渗渗氮却可可以完全全满足这这些要求求。常用的渗渗氮方法法有气体体渗氮、、离子渗渗氮、氮氮碳共渗渗(软氮氮化)等等。生产产中应用用较多的的是气体体渗氮。。气体渗氮氮是将氨氨气通入入加热至至渗氮温温度的密密封渗氮氮炉中，，使其分分解出活活性氮原原子(2NH3→3H2+2[N])并被被钢件表表面吸收收、扩散散形成一一定厚度度的渗氮氮层。渗渗氮主要要通过在在工件表表面形成成氮化物物层来提提高工件件硬度和和耐磨性性。氮和和许多合合金元素素如Cr、Mo、Al等均能能形成细细小的氮氮化物。。这些高高硬度、、高稳定定性的合合金氮化化物6.3钢钢的的化学热热处理呈弥散分分布，可可使渗氮氮层具有有更高的的硬度和和耐磨性性，故渗渗氮用钢钢常含有有Al、、Mo、、Cr等等，而38CrMoAl钢成成为最常常用的渗渗氮钢，，其次也也有用40Cr、40CrNi、35CrMn等等钢种。。由于氨气气分解温温度较低低，故通通常的渗渗氮温度度在500℃～～580℃之间间。在这这种较低低的处理理温度下下，氮原原子在钢钢中扩散散速度很很慢，因因此，渗渗氮所需需时间很很长，渗渗氮层也也较薄。。例如38CrMoAl钢钢制造的的轴类零零件，要要获得0.4mm～0.6mm的渗渗氮层深深度，渗渗氮保温温时间需需50h以上。。渗氮温温度低且且渗氮后后不再进进行热处处理，所所以工件件变形小小。鉴于于此，许许多精密密零件非非常适宜宜进行渗渗氮处理理。为了了提高钢钢件心部部的强韧韧性，需需要在渗渗氮前对对工件进进行调质质处理。。