重點(diǎn)回顧鋼淬火和回火的概念、目的和一般應(yīng)用；淬火溫度的選擇理由；淬透性和淬硬性的區(qū)別，影響淬透性和淬硬性的因素，回火的分類和一般應(yīng)用；回火脆性的概念和分類和防止。本次課的內(nèi)容鋼的表面熱處理常見(jiàn)熱處理缺陷及防止小結(jié)一、鋼的表面熱處理概念：指僅對(duì)工件表層進(jìn)行熱處理以改變其組織和性能的工藝；分類：表面淬火和化學(xué)熱處理；應(yīng)用范圍：主要是某些在沖擊載荷、交變載荷及摩擦條件下工作的機(jī)械零件，如曲軸、凸輪軸、齒輪等；工藝的核心:使零件具有“表硬里韌”的力學(xué)性能。表面淬火1.定義:是一種不改變鋼表層化學(xué)成分,但改變表層組織的局部熱處理工藝，即通過(guò)快速加熱使鋼的表層奧氏體化,然后急冷,使表層形成馬氏體組織,而心部仍保持不變。2.目的:獲得高硬度的表面層，以提高工件的耐磨性和疲勞強(qiáng)度。3.表面淬火用鋼:選用中碳或中碳低合金鋼。40、45、40Cr、40MnB等。4.表面淬火加熱的方法:

感應(yīng)加熱(高、中、工頻)、火焰加熱、激光加熱等。感應(yīng)加熱表面淬火1)感應(yīng)加熱的基本原理:*

感應(yīng)電流---渦流*

集膚效應(yīng)*淬火層深度(δ)與電流頻率(f)的關(guān)系:δ=500/√f（mm）

感應(yīng)加熱表面淬火示意圖集膚效應(yīng)示意圖2)工藝要求:

*表面淬火前,必須對(duì)零件進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理,以保證零件有良好的基體。

*表面淬火后,必須對(duì)零件進(jìn)行低溫回火處理,以降低淬火應(yīng)力和脆性。3)生產(chǎn)特點(diǎn):

淬火件的質(zhì)量好;工件變形小;不易氧化及脫碳;淬火層容易控制;生產(chǎn)率高。設(shè)備投資大,不適于復(fù)雜形狀零件和小批量生產(chǎn)。火焰加熱表面淬火1)火焰加熱表面淬火的基本方法2）火焰加熱表面淬火的特點(diǎn):*設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,成本低；*淬火質(zhì)量不穩(wěn)定；*適于單件、小批量及大型零件的生產(chǎn)。二.化化學(xué)熱熱處理理(ChemicalHeatTreatment)一)定定義:將零件件置于于一定定的化化學(xué)介介質(zhì)中中,通通過(guò)加加熱、、保溫溫,使使介質(zhì)質(zhì)中一一種或或幾種種元素素原子子滲入入工件件表層層,以以改變變鋼表表層的的化學(xué)學(xué)成分分和組組織的的熱處處理工工藝。。二)化化學(xué)學(xué)熱處處理的的基本本過(guò)程程:2.吸吸收:活性原原子被被零件表表面吸吸收和和溶解解。3.擴(kuò)擴(kuò)散:活性原原子由由零件件表面面向內(nèi)內(nèi)部擴(kuò)擴(kuò)散,形成一一定的的擴(kuò)散散層。1.分分解:化學(xué)介介質(zhì)在在高溫溫下釋釋放出出待滲滲的活性原原子。2COCO2+〔C〕〕三)化化學(xué)學(xué)熱處處理進(jìn)進(jìn)行的的條件件:1.滲滲入入元素素的原原子必須是是活性性原子子,而而且具有較較大的的擴(kuò)散散能力力。2.零零件件本身身具有有吸收滲滲入原原子的的能力力,即對(duì)滲滲入原原子有有一定定的溶解度度或能與之化化合,形成化化合物物。四)化化學(xué)學(xué)熱處處理的的種類類:滲碳;滲滲氮;碳碳氮共共滲;滲滲硼;滲滲鋁;滲滲硫硫;滲滲鉻鉻等。。1.鋼鋼的滲滲碳(Carburizeofsteel)1)定定義:向鋼的的表面滲滲入碳碳原子子的過(guò)程。2)目的:獲得具有表硬里韌性能的零件件。3)用鋼:低碳鋼和低碳合金鋼鋼。4)方法:固體、氣體體、液體滲碳。。固體滲碳法法示意圖零件滲碳劑試棒蓋泥封滲碳箱氣體滲碳法法示意圖5)工藝:加熱溫度為900～～950℃℃;滲碳時(shí)間一般為3～～9小時(shí);6)滲碳后后的組織:

1%CP+Fe3CⅡ0.2%C

F+P少表面中心零件PP+F20鋼滲碳碳緩冷組織織580表層珠光體體+網(wǎng)網(wǎng)狀滲碳體體;中層層珠光體;內(nèi)層鐵鐵素體+珠光體體7)滲碳碳后的熱處處理工藝時(shí)間溫度930℃850℃方案1方案2滲碳淬火加熱7)滲碳碳后的熱處處理工藝8)熱處處理后的組組織低碳M回+FM回+Cm+A殘低碳合金鋼F+PM回+Fe3C+A殘低碳鋼心部組織表層組織鋼種9)常用的的鋼種:15、20、20Cr、20Mn2、、20CrMnTi、、18Cr2Ni4WA等。。20CrMnTi鋼鋼滲碳層層組織(化染)320滲碳體(白白色塊狀狀)+高碳M(蘭色色針狀)+殘殘余A(棕棕黃色)2.鋼的滲滲氮(Nitridationofsteel)1)定義:向鋼的表面滲入氮氮原子的過(guò)程。2)目的:獲得具有表硬里韌及及抗蝕性能的零件。3)用鋼:中碳合金鋼鋼。4)方法:氣體滲氮。5)工藝:加熱溫度500～600℃;保溫時(shí)間0.3～0.5mm/20～～50h。。6)熱處理理特點(diǎn):滲氮前需調(diào)調(diào)質(zhì)處理;滲氮后不需需熱處理。。7)滲氮處處理后的組組織表層:Fe4N、Fe2N、AlN、CrN、MoN、TiN、VN。心部:S回。8)常用的的鋼種:35CrMo、18CrNiW、38CrMoAlA等。38CrMoAl氣體滲滲氮層組織織(化化染)650黃色區(qū):ε(Fe2-3N)+γγ’’(Fe4N);紅色色區(qū)區(qū):γ’’(Fe4N);藍(lán)綠綠色色區(qū)區(qū):含氮氮索索氏氏體體+脈脈狀狀氮氮化化物物;綠黃色色區(qū):索氏體體基體體。滲碳與與滲氮氮的工工藝特特點(diǎn)處理后是否需要熱處理處理時(shí)間(h)處理溫度(℃)名稱需要3～9900～950滲碳不需要20～50500～600滲氮3.鋼鋼的碳碳氮共共滲---氰化化處理理(Carbonitridingofsteel)1)定定義:向鋼的的表面同同時(shí)滲滲入碳碳和氮氮原子子的過(guò)程程。。2)目目的:獲得具具有表硬里里韌性能的的零件件。3)方方法:固體碳碳氮共共滲氣體碳碳氮共共滲液體碳碳氮共共滲高溫中溫低溫4)工工藝:合金結(jié)構(gòu)鋼HRC53～60中溫氣體碳氮共滲800～8601～8以滲碳為主0.5～0.8mm淬火+低溫回火合金工具鋼HRC54～63低溫氣體碳氮共滲500～6001～6以滲氮為主0.1～0.4mm不需要材料性能名稱溫度(℃)時(shí)間(h)作用滲層熱處理二、常常見(jiàn)熱熱處理理缺陷陷及其其防止止加熱時(shí)時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)的缺缺陷：欠熱熱（退退火和和正火火矯正正）、、過(guò)熱熱（不不嚴(yán)重重的可可以用用退火火和正正火矯矯正））、過(guò)過(guò)燒、、氧化化和脫脫碳（（鹽浴浴中加加熱或或保護(hù)護(hù)氣氛氛或真真空加加熱或或表面面涂層層)。。在冷卻卻（淬淬火））時(shí)出出現(xiàn)的的缺陷陷：淬火火變形形、淬淬火裂裂紋。。防止止辦法法：正正確選選材、、合理理進(jìn)行行零件件的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)、、選擇擇或制制定合合理的的淬火火工藝藝。小結(jié)重點(diǎn)要求求鋼的表面面熱處理理的分類類；表面面淬火的的概念、、目的；；常見(jiàn)熱熱處理缺缺陷。一般要求化學(xué)熱處理理；常見(jiàn)熱熱處理缺陷陷的防止措措施?！惰F碳合金金平衡組織織的觀察》》實(shí)驗(yàn)報(bào)告告要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海簩?shí)驗(yàn)設(shè)備和和樣品：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：：思考題：1）2#、、3#、4#試樣組組織的異同同點(diǎn)？2）根據(jù)所所觀察的組組織，說(shuō)明明含碳量對(duì)對(duì)鐵碳合金金的組織和和性能影響響的大致規(guī)規(guī)律？例題一現(xiàn)需要制造造一汽車、、拖拉機(jī)傳傳動(dòng)齒輪，，要求表面面具有高的硬硬度、耐磨磨性和高的的接觸疲勞勞強(qiáng)度，心心部具有良良好的韌性性，應(yīng)采用如下下哪種材料料及熱處理理工藝：①T10鋼經(jīng)淬火火+低溫回回火；②②45鋼經(jīng)經(jīng)調(diào)質(zhì)處理理；③低碳碳合金鋼20CrMnTi經(jīng)經(jīng)滲碳+淬淬火+低溫溫回火。說(shuō)說(shuō)明其理由由。例題二在一批45鋼制的螺螺栓中（要要求頭部熱熱處理后的的硬度為43~48HRC）混入少少量20鋼鋼和T12鋼，若按按45鋼工工藝進(jìn)行淬淬火、回火火處理，試試問(wèn)能否達(dá)達(dá)到要求？？分別說(shuō)明明為什么？？例題三現(xiàn)有三個(gè)形形狀、尺寸寸、材質(zhì)（（低碳鋼））完全相同同的齒輪，，分別進(jìn)行行普通整體體淬火、滲滲碳淬火和和高頻感應(yīng)應(yīng)淬火，試試用最簡(jiǎn)單單的辦法將將它們區(qū)分分開(kāi)。例題四用45鋼制制車床主軸軸，要求軸軸頸部位硬硬度為56~58HRC，其余地地方為20~24HRC，其加工工工藝路線為：鍛造造→正火→→機(jī)械加工工→軸頸表表面淬火→→低溫回火→→磨削加工工。請(qǐng)說(shuō)明明以下問(wèn)題題：①正火的目目的及大致致熱處理工工藝參數(shù)；；②表面淬火火及低溫回回火的目的的；③使用狀態(tài)態(tài)下軸頸及及其他部位位的組織。。第五章機(jī)機(jī)械工程用用鋼鋼中常存元元素的作用用；鋼中合金元元素的作用用；鋼的分類；；鋼的編號(hào)號(hào)方法；碳素鋼；合金鋼；鑄鐵。一、鋼中常常存元素的的作用主要元素：：Fe、C有益元素：：Mn、Si；有害元素：：S、P、O、N、H。Mn—脫氧、、去硫,提提高鋼的強(qiáng)強(qiáng)度和硬度度。Si—有有很很強(qiáng)強(qiáng)的的固固溶溶強(qiáng)強(qiáng)化化作作用用,能能脫脫氧氧；；1））有有益益元元素素：：2））有