钢的渗碳热处理ppt课件.ppt

1、，钢的渗碳，1，主要内容，2，1，渗碳的目的和适用范围，渗碳定义碳税：纯铁在一定温度下在炉气中加热时不增加或脱碳，在与炉子保持平衡时表面含有碳。主要目的：提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时保持心的强度和良好的可塑性和韧性。适用范围：机械制造业有很多重要部件，包括汽车变速器齿轮、活塞销、摩擦片等。可渗碳钢通常是碳质量分数在0.12%到0.25%之间的低碳钢或低碳合金钢，包括20、20Cr、20CrMnTi、20CrMnMo、18Cr2Ni4W等。3，2，根据渗碳方法、渗碳剂，渗碳方法可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。(1)固体渗碳固体渗碳，将工件放置在由木炭(约90%)和渗透剂(BaC

2、O3、CaCO3、Na2CO3等) (约10%)填充的固体渗碳箱内，如图1所示。(2)液体渗碳液体渗碳是在液体介质中进行的渗碳过程。它可以分为两类茄子。一种是含氰化物的盐浴，另一种是不含氰化物的盐浴。氰化物有剧毒，现在很少使用。无氰盐浴由NaCl或KCl、Na2CO3和(NH2)2CO或木粉组成。如图2所示。(3)气体渗碳是指零件被气体渗碳剂渗碳的过程。如图3所示。气体渗碳法的生产率高，渗碳过程容易控制，渗碳层质量好，机械化和自动化容易，应用最广。4，图1固体渗碳盒1渗碳剂2工件3盒46mm铁板4泥封5试封10mm6盖子：铁板厚度68M，5，一般H2O含量由露点测量仪在生产中控制。用红外线测量

3、仪控制二氧化碳含量。用氧探针法控制O2含量。3，气体渗碳，(1)渗碳介质的分解在介质中分解活性碳原子。渗碳气氛在高温下分解活性碳原子C。即，(2)碳原子的吸收工件表面吸收活性碳原子。也就是说，活性碳原子从钢的表面进入铁的晶格，形成固溶体或形成特殊化合物。(3)碳原子的扩散是工件吸收的碳原子，在一定温度下从表面向内部扩散，形成一定厚度的渗透层。(a)原理，7，1。气氛碳税普通渗碳零件的表面碳含量可以在0.6% 1.1%之间变化。决定最佳表面碳含量的起点是获得最高的表面硬度。二是使渗透层具有最高的耐磨性和磨损疲劳性能。研究表明，渗碳层表面碳的质量分数最好在0.8%-1.0%的范围内确定最佳表层碳含

4、量，然后根据表面碳含量与碳税的关系确定碳税。2.渗碳温度渗碳温度首先影响分解反应平衡。如果大气中的CO2含量大致不变，则将温度降低10%，大气中的碳会增加约0.08%。第二，温度也影响碳的扩散速度，如果大气不变，温度升高100，渗碳层深度就会增加一倍。第三，温度还影响钢的组织变化，温度太高会使钢的颗粒变粗。生产中广泛使用的温度为900-930。薄层的渗碳温度可能下降到880-900，主要是为了控制渗碳层的深度。深度渗碳(5毫米以上)的情况下，温度可能上升到980-1000，主要是为了减少渗碳时间。3.渗碳时间渗碳时间主要影响渗透层深度，对浓度梯度也有一定的影响。，(2)工艺参数选择和控制，D渗

5、透深度(MM)；t渗碳时间(h)；t渗碳温度(K)，8，(3)渗碳工艺参数的综合选择，温升阶段工件在达到渗碳温度之前的一段时间内使用低碳税。高速渗碳阶段正常温度以上，碳势高于所需表面碳含量，需要的时间更长。扩散阶段工件在正常渗碳温度下降到或保持需要碳的表面碳含量，时间较短。预冷阶段将温度降低到淬火温度，方便直接淬火。图3气体渗碳的典型工艺曲线，9，低碳钢渗碳后，表层的碳含量可达到共析成分，从表格逐渐降低碳浓度，降低到渗碳钢的原始成分。渗碳零件慢慢冷却后，表面组织向珠光体添加二次渗碳体。心脏向铁氧体添加少量珠光体组织。两者之间有过渡层，越接近表面铁素体就越少。通常，从表面到过渡层的厚度是渗碳层的

6、厚度。4，渗碳层成分，组织和厚度，10，典型零件渗碳层厚度确定方法，11，1。淬火是为了获得高硬度的马氏体网站组织。一般有三种茄子方法：预冷直接淬火、一次加热淬火、二次加热淬火。渗碳零件的淬火温度选择必须同时考虑高碳渗层和低碳心脏的要求。原则上，过孔分析层的淬火温度低于Accm，亚孔分析层的淬火温度高于Ac3。对于Accm Ac3，可以轻松选择淬火温度以满足这两个要求。使用AccmAc3很难同时并行。在牙齿情况下，要综合考虑对零件的主要技术要求、钢零件的深部能否淬火、渗碳后零件的表面碳含量、使用的淬火方法等。5，渗碳后热处理，12，预冷直接淬火时，碳钢的预冷温度必须在Ar1Ar3之间。对于大多

7、数合金钢，预冷温度通常在820850之间。一次加热火普通合金渗碳钢使用比Ac3稍高的温度(820860)加热火。第二次加热淬火的第一次淬火的加热温度应高于心脏的Ac3温度，第二次淬火主要是为了精炼表面组织，选择温度比表层稍高的Ac1。图5渗碳零件常用的淬火方法a)预冷直接淬火b)一次淬火方法c)二次淬火方法，2 .回火渗碳零件淬火后需要低温回火。回火温度一般为150190。3.冷处理作用是减少或去除残余奥氏体，适当提高渗透层硬度。由于冷处理生产成本高，工艺增加，目前生产中除了特殊渗碳零件外，一般很少采用。13，20钢4%硝酸酒精500 930气体渗碳8小时，直接淬火表组织照片：马氏体网站碳化物

8、(白色粒子)残余奥氏体，14，20钢4%硝酸酒精500 930气体渗碳8小时，930加热淬火组织照片：低碳马氏体网站不溶性铁氧体不能用硬度计检查的齿轮，可以用标准刀检查，也可以用炉子样品检查。二审硬度也可以和炉子样品一起测试。其他零件的中心硬度是表面的3倍，在渗碳层深度外部检测到。3转换区域是指从分析区域内部到中心外部组织的区域。1)外观工件表面没有氧化、腐蚀、剥落、碰撞、裂纹等。2)硬度经淬火、回火后检查，表面硬度、中心硬度和非渗碳区域硬度必须符合技术要求。对于渗碳齿轮，JB/T7516-1994指定表面硬度基于节圆的齿面，中心硬度的检测部分为齿根圆与齿轮齿中心线的交点2。检查率按规定执行。

9、硬度不合格时，应加倍抽检，如果仍然不合格，应根据情况判处维修或处置。3)渗碳层深度一般在渗碳层深度检测法中有4种茄子。单端视觉法对渗碳工件进行淬火后断裂，观察断裂的形态。渗碳层呈白瓷状，中心渗碳部分为灰色纤维型骨折。金相测定法将渗碳，冷却后的试样研磨，腐蚀后用显微镜测定。碳钢的渗碳层深度从表面垂直量到半过渡区3，渗碳层包括过孔分析层共析层1/2过渡区，过孔和共析区的总和应占总层深度的75%以上。合金钢渗透层深度从表面垂直量到深部的原始组织，包括整个超空位层空位层转移区域，超空位和空位区域的总和应占整个楼层深度的50以上。经度测量依据GB/T9450-2005进行。剥化学分析法准确可靠，但由于取

10、样和分析很麻烦，很少用于生产。4)金相组织检查一般按照淬火、回火后的相关行业标准进行检查。检查项目包括碳化物(大小、数量、分布等)、马氏体网站针的大小和残余奥氏体数、心脏自由铁素体的大小和计数等。5)裂纹可靠性高的齿轮，热处理和抛光后100%检查，普通齿轮进行萃取检查。检查方法包括磁粉探伤、超声波探伤、金相法等。6)根据模式技术要求进行畸变测试。6，渗碳件质量检查，16，1。表面硬度低2。渗透层深度不足或不均匀3。金奖组织不及格4。渗碳层内氧化5。部件变型超差6。深部硬度太高，7，渗碳热处理的一般缺陷和发生原因，(1)一般缺陷深度不均匀：炉气循环不良或温度不均匀，炉料设计和部件装载状态往往不好。3.金相组织不合格不采用气氛过高的碳税。使用微粒子钢；使用一次加热淬火；采用冷处理。适当提高淬