鋼鐵材料的熱處理

鐵碳合金的基本組織

序名稱說明

號

1晶粒、多晶體物質(zhì)在結(jié)晶時，由于眾多晶核同時生長，互相妨礙，以致不能自由長大，長

晶界到互相接觸時停止生長,形成的無規(guī)則外形的晶體顆粒稱為晶粒。晶粒與晶粒之間

的分界稱為晶界

2相、相在金屬或合金中，凡具有均勻的物理和化學(xué)性能成分相同、結(jié)構(gòu)相同并有界面相互

界隔開的均勻組成部分，稱為相。相與相之間的界面，稱為相界

3固溶組成合金的一種金屬元素的晶體中溶有另一種元素的原子形成的固態(tài)相，稱為固溶

體體。固溶體一般有較高的強度、良好的塑性、耐蝕性以及高的電阻和磁性

4金屬合金中不同元素的原子相互作用形成的、晶格類型和性能都完全不同于其組成元素

化合的，具有金屬特性的固態(tài)相，稱為金屑化合物。金屑化合物多數(shù)具有熔點高、硬而

物脆的特點，是合金中很重要的強化相

5奧氏奧氏體是碳和其他元素溶解在V-Fe中的固溶體。奧氏體具有面心立方晶格、塑性好,

體一般在高溫下存在

6鐵素鐵素體是碳和其他元素溶解在a-Fe中的固溶體。鐵素體具有體心方立晶格，含碳量

體極少，其性能與純鐵極為相似，也叫純鐵體

7滲碳滲碳體是鐵和碳的化合物，也稱碳化三鐵(Fe3C),含碳量(Wc)為6.69%,具有復(fù)雜的

體晶格結(jié)構(gòu)。其性能硬而脆，幾乎沒有塑性

8珠光珠光體是鐵素體^滲碳體相間排列的片層狀組織。因其顯微組織有指紋狀的珍珠光

體澤而得名。珠光體的力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度、硬度適中，并有良

好的塑性和韌性

9萊氏萊氏體是鐵碳合金中的一種共晶組織。在高溫由奧氏體和滲碳體、在室溫由珠光體

體和滲碳體構(gòu)成。含碳(wc)4.3%,性硬而脆。通常僅存在于白口鐵中，在某些高碳高

合金鋼(例如：高速工具鋼、Crl2型合金工具鋼)中，也會出現(xiàn)，但數(shù)量較少

10索氏索氏體也稱細(xì)珠光體，屬珠光體類組織.是奧氏體在低于珠光體形成溫度分解而成

體的鐵索體和滲碳體的混合體，其層片比珠光體細(xì)，僅在高倍顯微鏡下才能辨別出來。

硬度、強度和沖擊韌性都較珠光體為高

11托氏托氏體也稱極細(xì)珠光體，也屬珠光體類組織。由奧氏體在低于索氏體形成溫度分解

體而成的鐵素體和滲碳體的混合體，其層片比索氏體更細(xì)，只有在電子顯微鏡下，才

能辨別出來其強度和硬度均高于索氏體

12貝氏貝氏體是過飽和鐵索體和滲碳體的混合物，又分為上貝氏體^下貝氏體。下貝氏體

體性能優(yōu)于上貝氏體

13馬氏馬氏體通常是指碳在叱注中的過飽和固溶體,鋼中馬氏體的硬度隨含碳量的增加而

體提高。高碳馬氏體硬度高而脆，低碳馬氏體則有較高的韌性。但無論含碳多少，馬

氏體都是奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中硬度最高的

14帶狀含鋁滾動軸承鋼鋼錠中的結(jié)晶偏析在熱加工變形中延伸而成的碳化物富集帶，叫帶

碳化狀碳化物。帶狀碳化物嚴(yán)重時會造成軸承零件淬火、回火后硬度、組織不均勻等缺

物陷

15網(wǎng)狀過剩碳化物在晶粒邊界上析出所形成的網(wǎng)絡(luò)，即通常所稱的碳化物不均勻度，網(wǎng)狀

碳化碳化物增加鋼的脆性，降＜氐韌性

物

16帶狀經(jīng)熱加工后的低碳結(jié)構(gòu)鋼顯微組織中，鐵素做口珠光體沿加工方向平行成層分布的

組織條帶組織，即通稱的帶狀組織。帶狀組織使鋼的力學(xué)性能呈各向異性/勛口工方向

的性能提高，垂直加工方向的韌性、塑性降低

17脫碳熱加工或熱處理時，鋼材表面由于受爐氣作用，失去全部或部分碳量，稱為脫碳，

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的脫碳層有全脫碳層和總脫碳層(全脫碳層+部分脫碳層)兩種。鋼材表面

脫碳會大大降低表面硬度和耐磨性，并使軸承鋼和彈簧鋼的疲勞極限降低

退火、正火

工目的應(yīng)用范圍備注

藝

名

稱

完(1)細(xì)化晶粒。(1)用于亞共析鋼的中小型鑄(1)不能用于過共析鋼，否

全(2疆除魏氏組織和帶狀組件、鍛件和熱軋鋼材。則會使過共析鋼形成網(wǎng)狀碳

退織。(2)用于亞共析鋼的預(yù)先熱處化物，降低其韌性。

火(3)降低硬度，提高塑性，(2)對于大型鑄、鍛件采用

利于切削加工。完全退火，由于應(yīng)力作用，

(4)消除內(nèi)應(yīng)力。易造成變形、開裂，所以要

(5)對于鑄件可消除粗晶，及時消除應(yīng)力

提高沖擊韌性、塑性和強度

不(1)降低硬度，提高塑性，(1)用于無網(wǎng)狀碳化物組織的當(dāng)過共析鋼中存在網(wǎng)狀破化

完改善切削加工性。過共析鋼，很少用于亞共析鋼。物時,必須采用正火消除后，

全(2)消除內(nèi)應(yīng)力。(2)用于高碳鋼和軸承鋼的預(yù)方可采用不完全退火

退(3)得到球狀珠光體先熱處理

火

球(1)獲得球狀珠光體，消除用于改善3c大于0.65%的碳球化退火是不完全退火的特

化過共析鋼中的輕微網(wǎng)狀組素工具鋼、合金工具鋼及軸承例和發(fā)展

退織。鋼的組織；從而獲得良好的加

火(2)降低硬度，提高塑性和工性能，并為最后熱處理做好

韌性。組織準(zhǔn)備

(3)改善切削加工性。

⑷做為淬火前的預(yù)備熱處

理

等(1)采用等溫退火，由于奧(1)可根據(jù)等溫退火的目的，不同等溫溫度所得到的晶粒

溫氏體等溫分解是在恒溫下進(jìn)在生產(chǎn)中廣泛采用，特別是亞度和硬度不同，等溫溫度高，

退行，因而所得到的珠光體組共析鋼和共析鋼晶粒較粗、硬度低，反之，

火織均勻(特別是對于大截面(2)合金鋼的退火，幾乎用等晶粒較細(xì)、硬度高

的零件)，從而獲得均勻的溫退火代替歷來采用的完全退

力學(xué)性能。火

(2)采用等溫退火，可以使

采用一般退火方法難于得到

珠光體組織的鋼得到珠光

體，以利切削加工，并縮短

生產(chǎn)周期

擴消除鑄錠和鑄件的枝狀偏(1)主要用于鑄錠和大型鑄因擴散退火生產(chǎn)周期長，電

散析，使成分和組織均勻化，件。能或燃料消耗大，因此，一

退提高性能，同時也便于切削(2)對于高合金鋼鍛件采用擴般要求不太嚴(yán)的零件不采用

火加工散退火，是為以后的熱處理和擴散退火

機械加工做組織準(zhǔn)備

再(1)冷變形后的金屬。經(jīng)再(1)用于恢復(fù)冷變形前的組織當(dāng)鋼件冷變形不均勻或處于

結(jié)結(jié)晶退火，可以消除加工硬與性能(例如：冷軋、冷拉和冷臨界變形量(5%?15%)左

晶化，從而消除內(nèi)應(yīng)力，降低沖制件)并消除內(nèi)應(yīng)力。右時，施以再結(jié)晶退火，易

退硬度，提高塑性，以利于繼(2)用于冷變形的中間工序，造成晶粒粗大

火續(xù)進(jìn)行機械加工。以利于進(jìn)一步加工

(2)熱加工后，由于冷卻速

度快將結(jié)晶進(jìn)行得不完全，

因而內(nèi)應(yīng)力大，硬度高，必

須進(jìn)行再結(jié)晶退火

去(1消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸，(1)用于鑄鍛件和焊接件，如(1)對于大工件和裝爐量大

除減少加工和使用過程中的變床身、發(fā)動機缸體、變速箱殼時，可適當(dāng)延長保溫時間。

應(yīng)形。體等。(2)對于一般鑄件消除應(yīng)力

力(2)降低硬度，便于切削加(2)用于高合金鋼，主要是降時，為避免造成第二階段石

退工低硬度，改善切削加工性能。墨化而引起強度降低，加熱

火(3)對于高精度零件，為消除溫度不應(yīng)超過600℃

切削加工后的應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸,

采用更低溫度(200~400℃)

長時間保溫

高消除白口及游離滲碳體，并用于灰鑄鐵、球墨鑄鐵件(出現(xiàn)對于可鍛鑄鐵一般不采用

溫使?jié)B碳體分解，改善切削性,白口時)

退提高塑性和韌性

火

可使?jié)B碳體發(fā)生分解，而獲得用于白口鐵轉(zhuǎn)變?yōu)榭慑戣T鐵退火冷卻時，如果在650工

鍛團絮狀石墨，從而使強度和以前出爐空冷，則韌性好，

化塑性有明顯提高但爐冷時存在脆性

退

火

高消除鑄態(tài)組織中的游離滲碳多用于球墨鑄鐵(出現(xiàn)一定數(shù)在冷卻時，如果在600?

溫體，改善切削性、降低脆性量的游離滲碳體而造成白口400。（:范圍內(nèi)緩冷時則出現(xiàn)

石及提高力學(xué)性能時）脆性，所以，在退火溫度保

溫后，爐冷至600℃左右應(yīng)

化立即出爐空冷

退

火

低為了獲得高韌性鐵素體基體多用于球墨鑄鐵（鑄態(tài)組織中如果在基體組織中不允許存

溫的球墨鑄鐵只出現(xiàn)珠光體而無游離滲碳體在珠光體時，其加熱保溫時

石時）間應(yīng)適當(dāng)延長，反之，則可

ts稍縮短

化

退

火

低降低鑄件的脆性，改善切削多用于灰鑄鐵和球墨鑄鐵（不如果鑄態(tài)組織中存在游離滲

溫性及提高韌性出現(xiàn)滲碳體而只出現(xiàn)珠光體碳體時，不采用這種退火，

退時）而采用高溫退火

火

正（1）提高低碳鋼的硬度，改（1）主要用4氐碳鋼、中碳鋼正火與退火比較，生產(chǎn)周期

火善切削加工性。和低合金鋼，對于高碳鋼和高短，設(shè)備利用率高。另外，

（2）細(xì)化晶粒改善組織（如碳合金t岡不常采用（僅當(dāng)有網(wǎng)尚可提高鋼的力學(xué)性能，因

消除魏氏組織、帶狀組織、狀碳化物時采用），因為高碳此，可根據(jù)材料和技術(shù)要求，

大塊狀鐵素體和網(wǎng)狀碳化鋼和高碳合金鋼正火后會發(fā)生在某些情況下用正火代替退

物）為最后熱處理作組織準(zhǔn)馬氏體轉(zhuǎn)變火

備。（2）用于淬火返修件，消除內(nèi)

（3）消除內(nèi)應(yīng)力，提高低碳應(yīng)力和細(xì)化組織，以防重淬時

鋼性能，作為最后熱處理產(chǎn)生變形和開裂

高提高組織均勻性，改善切削主要用于要求強度高，耐磨性鑄態(tài)組織中存在游離滲碳體

溫性，提高強度、硬度、耐磨好的球墨鑄鐵件時，正火溫度取上限；含硅

正性，或消除白口及游離滲碳量較高的鑄件應(yīng)采用較快的

火體速度冷卻，以防出現(xiàn)石墨化

現(xiàn)象

低獲得良好的強度、韌性和塑主要用于強度、韌性要求較高，利用地方生鐵熔鑄球墨鑄鐵

溫性而對耐磨性要求不很高的球墨時，由于含硫、磷量較高，

正鑄鐵件而難以保證塑性、韌性指標(biāo)。

火采用低溫正火恰好可以彌補

由此而引起的塑性、韌性的

不足

淬火

工目的應(yīng)用范圍備注

單（1）獲得馬氏體組織，提高⑴僅適用于形狀簡單的淬火單液淬火的優(yōu)點是操作簡單，

液工件的硬度、強度和耐磨件。且易實現(xiàn)淬火機械化和自動

淬性。（2）碳鋼直徑超過12?15mm的化；但其缺點是水淬容易變形、

火（2）淬火與隨后的回火工序采用水淬。開裂，油淬容易產(chǎn)生硬度不足

相結(jié)合，使工件獲得良好⑶直徑較小的碳鋼件或合金鋼或硬度不均勻等現(xiàn)象

的綜合力學(xué)性能。件采用油淬

⑶改變某些鋼的物理和化

學(xué)性能

雙⑴獲得馬氏體組織，提高主要用于形狀比較復(fù)雜的碳素⑴典型的雙液淬火操作是先水

液工件的硬度、強度和耐磨鋼（特別是高碳鋼）淬火件后油，即水淬油冷。

淬性。（2）嚴(yán)格控制在強冷卻介質(zhì)

火（2）減少淬火工件的內(nèi)應(yīng)（如水）中的冷卻時間，同時工件

力，避免變形和開裂（因為從強冷卻介質(zhì)中移人弱介質(zhì)

奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是在（如油）中時，速度要快

匕檄緩慢的冷卻條件下進(jìn)

行的）

分（1）同單液淬火法。適用于形狀復(fù)雜，直徑不大于這種淬火方法所使用的冷卻

級（2）減少淬火工件的內(nèi)應(yīng)10?12mm的碳鋼淬火件和直劑，一般是先在熔鹽中進(jìn)行，

淬力，比雙液淬火更有效地徑不大于20~30mm的合金鋼然后再在空氣中冷卻。工件尺

火避免變形和開裂（因為奧淬火件；也可用于要求變形小、寸過大，會使淬火介質(zhì)溫度升

氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是在更精度高的滾動軸承和齒輪高，難于達(dá)到臨界淬火速度

緩慢的冷卻條件下進(jìn)行

的）

等（1）獲得下貝氏體，更有效適用于形狀復(fù)雜，且要求較高硬等溫冷卻的時間和溫度，按各

溫地減少淬火工件的變形與度和沖擊韌性的淬火工件如彈鋼種的C-曲線而定。尺寸較

淬開裂傾向。簧、齒輪、絲錐等大的工件可采用復(fù)合等溫淬

火2）在相同硬度下，比其他火，先在水或油中快冷一下再

淬火方法使工件獲得更高進(jìn)入等溫浴槽

的塑性和韌性

回火

工目的應(yīng)用范圍備注

-W-

低獲得回火馬氏體使工用于要求高硬度和耐磨工件的處⑴鋼件經(jīng)淬火后，為消除淬火

溫件具有高硬度和高耐理，如刃具、量具、冷沖模、滲碳應(yīng)力、穩(wěn)定組織、獲得所要求的

回磨性同時韌性和穩(wěn)定零件及滾動軸承等性能，必須隨即進(jìn)行回火（2）回

火性得到改善火后的組織，視回火溫度而定

中獲得回火托氏體，使工用于處理彈簧、發(fā)條和熱鍛模具等⑴具有第二類回火脆性傾向的

溫件具有足夠的硬度，高鋼，回火后需水冷或油冷（2）

回的彈性極限和一定的要避免第一類（不可逆）回火脆

火韌性性（250?400。。的溫度范圍內(nèi)

進(jìn)行回火

高獲得回火索氏體，使工主要用于處理在復(fù)雜受力狀態(tài)下⑴淬火和隨后高溫回火相結(jié)合

溫件具有良好的綜合力工作的、用碳素或合金調(diào)質(zhì)鋼制造的工藝，統(tǒng)稱為調(diào)質(zhì)（2）具有第

回學(xué)性能（即高的強度和的結(jié)構(gòu)零件，也可用正火加高溫回二類回火脆性的鋼，回火后需水

火良好的塑性、韌性相配火來代替中碳鋼和合金鋼的退火，冷或油冷

合）以縮短工藝周期

時效及熱處理

I工藝概述目的應(yīng)用范圍附注

藝

名

稱

自將工件長時期。5?1年或更⑴消除內(nèi)應(yīng)力，以減用于精密工具、從效果上看，自

然長時間）放置在室溫或露天條少工件在加工或使用量具、模具和滾然時效比人工時

時件下，不需要任何加熱，使零時的變形⑵穩(wěn)定尺動軸承以及其效為優(yōu)，但因自

效件應(yīng)力得以消除，尺寸穩(wěn)定寸，使工件在長期使他要求精度高然時效周期太

用過程中，保持幾何的機械零件（如長，故生產(chǎn)多采

人將工件加熱至低溫（鋼加熱至

精度絲桿等）用人工時效

I100~150℃.鑄鐵加熱至

時500?600℃),較長時間(8?

效15h）保溫，然后緩慢冷卻到室

溫，達(dá)到消除工件內(nèi)應(yīng)力和穩(wěn)

定尺寸的目的

冷冷處理是將淬火后的工件置⑴進(jìn)一步提高淬火工主要用于高合

處于。℃以下的低溫介質(zhì)（-件的硬度和耐磨性金鋼、高誠鋼和

理30?-150°。中，繼續(xù)冷卻，⑵穩(wěn)定尺寸，防止工滲碳鋼制造的

使淬火工件的殘余奧氏體轉(zhuǎn)件在使用過程中奧氏精密零件

變?yōu)轳R氏體的操作體發(fā)生分解而產(chǎn)生變

形⑶提高鋼的鐵磁

性

表面淬火

工藝名稱工藝概述目的特點應(yīng)用范圍

火焰加熱表面淬火利用溫度可達(dá)3100℃⑴獲得設(shè)備簡單，方法簡適用于中碳綱和

的氧氣-乙塊火焰（或高硬度便，淬硬層深一般可中碳合金鋼的單

2000cC以上的氧-焦和高耐達(dá)2?6mm；不受工件或小批生產(chǎn)的

煤氣火焰）快速將工件磨性的件形狀限制，易實現(xiàn)大型耐磨機械零

表面加熱至臨界溫度馬氏體局部淬火；無氧化脫件。如：軸類、大

以上（AC3以上80-表面層碳現(xiàn)象；但加熱溫度模數(shù)齒輪、錘頭、

100℃）,隨后進(jìn)行冷⑵中心不易控制，易過熱錘桿等

卻，使工件表面淬硬的保持原

一種操作來的組

織和良

好的韌

性

感高頻感應(yīng)加將工件置于不同頻率⑴獲得（1）加熱速度快，效率多用于模數(shù)3以

應(yīng)熱（工作電流電流的交變磁場中，依高硬度高，便于實現(xiàn)機械化下的齒輪以及其

加頻率為靠工件表面產(chǎn)生感應(yīng)和高耐和自動化（2）變形他要求淬硬層深

熱10000?電流以使工件表面瞬磨性的小，可減少氧化、脫<3mm的耐磨零

表500000Hz)時達(dá)到淬火溫度，隨后馬氏體碳傾向和晶粒長大件，如：主軸、凸

面快速冷卻，僅使表面發(fā)表面層現(xiàn)象，而且力學(xué)性能輪軸、曲軸、活塞

淬生馬氏體相變而達(dá)到（2）中心好⑶可選擇不同頻等

火表面淬硬目的的一種保持原率以控制硬化層深

中頻感應(yīng)加用于模數(shù)6以上

操作來的組⑷適合成批生產(chǎn)

熱（工作電流齒輪和要求淬硬

織和良⑸可取代多工序的

頻率為層深3?7mm、承

好的韌化學(xué)熱處理

500-受扭轉(zhuǎn)、壓力負(fù)荷

性

10000Hz）的耐磨零件，如：

曲軸、磨床主軸、

機床導(dǎo)軌等

工頻感應(yīng)加適用于要求淬硬

熱（工作電流層深15?3cmm、

頻率為50Hz)形狀簡單且承受

較大壓力負(fù)荷的

中、大型耐磨零

件，如機車車輪、

軋一等

超音頻感應(yīng)適用于模數(shù)3?8

加熱(一般采的齒輪、淬項層深

用頻率為1~3mm的其他

30000?耐磨零件，如鏈

40000Hz)輪、花鍵軸、凸輪

軸、曲軸等。與其

他頻率相比質(zhì)量

顯著提高，且可仿

形淬火

鹽浴或鉛浴快速加將工件置于比正常淬⑴獲得設(shè)備造價低廉，適用適用于模數(shù)2?8

熱表面淬火火溫度高得多的鹽或高硬度于一般無高頻設(shè)備的齒輪和其也要

鉛中，進(jìn)行不透燒、短和高耐的工廠；但勞動條件求表面淬火的耐

時間快速加熱，隨后快磨性的差，特別是鉛浴毒性磨零件

速冷卻，以達(dá)到表面淬馬氏體大

火目的的一種操作表面層

⑵中心

保持原

來的組

織和良

好的韌

性

電接觸加熱表面淬將以一定速度移動的(1)獲得工件基本無變形，設(shè)適用于大型鑄件

火電極(石墨棒或紫洞滾高硬度備簡單，操作容易(如機床導(dǎo)軌表

輪)與工件緊密接觸，和高耐面、內(nèi)燃機氣缸套

并通以低壓強電流，利磨性的內(nèi)壁等)的表面淬

用電極與工件接觸的馬氏體火，以提高硬度和

電阻熱來迅速加熱工表面層耐磨性

件表面，則已加熱處由(2)中心

于工件本身導(dǎo)熱而獲保持原

得快速冷卻，從而實現(xiàn)來的組

表面淬火目的的一種織和良

操作好的韌

性

滲碳

工工藝概述目的特點應(yīng)用范圍

名

稱

氣氣體滲碳是將工件裝獲得高碳的表優(yōu)點是：①操作簡便，②加氣體滲碳法可應(yīng)用

體入密閉的滲碳爐內(nèi)，面層，提高工熱快、生產(chǎn)周期短,③可控可控氣氛進(jìn)行，應(yīng)

滲通人氣體化學(xué)劑（甲件表面的硬度制滲碳層濃度、質(zhì)量穩(wěn)定,用較為廣泛，用于

碳烷、乙烷等）或液體化和耐磨性，而④滲碳后可直接淬火，便于處理低碳鋼和低碳

學(xué)劑（煤油或苯、酒精、心部仍保持原實現(xiàn)機械化和自動化，⑤勞合金鋼制作的、在

丙酮等），在高溫下分有的高韌性和動條件好；缺點是：①設(shè)備沖擊條件下工作的

解出活性碳原子，滲高塑性，并提較復(fù)雜、投資高，②爐中氣滲碳耐磨零件，如

人工件表面，以獲得高工件的抗疲氛控制不當(dāng)時，工件表面形汽車、拖拉機為輪、

高碳表面層的一種滲勞性能成破黑，影響碳原子滲入活塞銷、風(fēng)動工具、

碳操作工藝機床主軸等

固固體滲碳是將工件和獲得高碳的表優(yōu)點是：①操作簡單、技術(shù)適用于設(shè)備條件較

體固體滲碳劑（木炭加促面層，提高工性不強，②不需專用設(shè)備，差的中小型工廠，

滲進(jìn)劑組成）一起裝在密件表面的硬度一般中小型工廠都能進(jìn)行，特別是縣以下的農(nóng)

碳閉的滲碳箱中，將箱和耐磨性，而③滲碳劑來源廣，也可自己機廠仍廣泛采用這

放人加熱爐中加熱到心部仍保持原配制，④適用范圍較大；缺種方法來處理要求

滲碳溫度，并保溫一有的高韌性和點是：①質(zhì)量不易控制，（2）滲碳的耐磨零件

定時間，使活性碳原高塑性，并提勞動條件差、強度大，③生

于滲人工件表面的一高工件的抗疲產(chǎn)周期長，成本較高，④晶

種最早的滲碳方法勞性能粒長大傾向嚴(yán)重，對于重要

工件，不能采用直接淬火

液利用液體介質(zhì)進(jìn)行滲獲得高碳的表優(yōu)點是：①生產(chǎn)周期短，②適用于單件、小批

體碳的，稱為液體滲碳，面層，提高工滲碳后可直接淬火、防止氧生產(chǎn)

滲常用的液體滲碳介質(zhì)件表面的硬度化脫碳，③溫度、時間易于

碳有：碳化硅，“603”滲和耐磨性，而控制，加熱均勻，工件變形

碳劑等心部仍保持原小，④設(shè)備簡單。缺點是：

有的高韌性和①勞動條件較差，②僅適用

高塑性，并提于少量、單件生產(chǎn)，對于大

高工件的抗疲批量產(chǎn)品來說是不經(jīng)濟的

勞性能

滲氮

工工藝概述目的特點應(yīng)用范圍

藝

名

稱

強強化滲氮是指工件表面得到強化（1）提高工件⑴工件表面具有比滲碳更高的硬⑴承受沖擊載荷、耐磨

化的一種滲氮方法，通常采用氣體表面硬度和度、耐磨性和抗疲勞強度以及較低性和疲勞強度要求高

滲滲氮。它是將工件置于含有大量耐磨性（2）的缺口敏感性（2）在水、蒸汽^堿的各種機械零件及工

活性氮原子氣氛（氨氣）的密閉爐提高工件抗性溶液中抗蝕性很強⑶在熱狀態(tài)模具，如高速傳動齒

中，在一定的溫度和壓力下，使疲勞強度、下（￡00℃以下）仍保持其高硬度輪、高精度磨床主軸及

氮原子滲入工件面，隨后工件不降低缺口感（4）處理溫度低、變形小⑸滲氮前鍵桿等（2）在變向負(fù)荷

再進(jìn)行任何熱處理根據(jù)工件的具性⑶使工工件需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以保證零件條件下工作、疲勞強度

體技術(shù)要求（如硬度、滲層厚度和件表面具有具有均勻組織和良好的綜合力學(xué)要求高的零件，如柴油

變形等），可采用一段、二段或三良好的紅硬性能⑹勞動條件好⑺生產(chǎn)周期機主軸⑶在工作溫度

段滲氮性和一定的長⑻需選用含Cr、Mo、Al等合較高和腐蝕性條件下

耐腐蝕性金元素的滲氮專用鋼工作，要求變形小、耐

磨的零件，如高壓閥

門、閥桿和某些重要模

具等

抗抗蝕氮化是專門提高工件抗蝕能⑴提高工件⑴抗蝕滲氮比強化滲氮時間短、溫⑴適用于鋼和鑄鐵制

蝕力的一種方法，其工藝過程與強對水、鹽水、度高、滲層薄(0.015?0.06mm)(2)造的、在腐蝕性條件下

滲化滲氮基本相同，只不過是為了蒸汽、潮濕對于中碳鋼和高破鋼工件，為了彌工作的零件，如自來水

氮有利于化學(xué)穩(wěn)定性高的￡相的形空氣以及堿補滲氮時造成力學(xué)性能的下降，滲龍頭、鍋爐氣管、水管

成和縮短滲氮時間，它的滲氮溫性溶液等介氮后要進(jìn)行一次淬火⑶欲加速滲閥門以及門把手等（2）

度較高，T殳采用550~700℃,質(zhì)的抗蝕能氮過程，亦可采用二段滲氮⑷與可代替鍍銘、鍍鍥、鍍

保溫0.5?2h；滲氮后應(yīng)緩冷，以力⑵使工鍍銘、鍍銀、鍍鋅等保護(hù)方法相比，鋅以及其他表面處理

防止產(chǎn)生脆性層和無抗蝕能力的件表面獲得抗蝕滲氮方法簡單、經(jīng)濟⑸可采

多孔層，但冷卻時亦不宜過緩，美觀顏色用任］可鋼種，都能得到良好的抗蝕

否則部分￡相轉(zhuǎn)變?yōu)閅’相，抗蝕效果

性變差，故一般采用油冷

碳氮碳共滲又稱“活性滲氮”，它是⑴提高工件優(yōu)點：與氣體強化滲氮相比，氣體廣泛用于處理高速鋼

氮一種較新的化學(xué)熱處理工藝，分表面硬度和氮破共滲的生產(chǎn)周期短（僅1?刀具、模具、量具、齒

共氣體氮碳共滲和液體氮碳共滲兩耐磨性⑵3h）,不需專用滲氮鋼材，氮碳共輪、摩擦片、曲軸、凸

滲種。目前氣體氮碳共滲工藝發(fā)展提高工件抗?jié)B層硬而不脆，并具有一定的韌輪軸和絲桿等，可大幅

較快，它多采用含碳、氮的有機疲勞強度、性，不易脫落；在于摩擦和高溫摩度提高零件或工具的

化合物，如尿素、甲筋胺等，直降1氐缺口敏擦條件下，具有抗擦傷和抗咬合性使用壽命

接送人滲氮罐內(nèi)，熱分解為氮碳感性⑶使能；此外，設(shè)備簡單、原料彳氐廉，

共滲氣氛，使活性氮、碳原子滲工件表面具易上馬缺點：氮碳共滲層薄，僅

人工件表面（國外氣體氮碳共滲有良好的紅僅只有0.01?0.02mm；液體氮破

多采用氨氣加吸熱型氣體）;其實硬性和一定共滲有毒性，影響操作人員身體健

質(zhì)是低溫氮、碳共滲過程，只不的耐腐蝕性康，且溶鹽廢液也不好處理，故被

過是因為加熱溫度低（不超過氣體氮碳共滲所取代而逐漸淘汰

570℃）,故以滲氮為主

離離子滲氮也是一種較新的化學(xué)熱⑴提高工件（1）表面加熱快，可大大縮短滲氮周⑴廣泛應(yīng)用于各種機

子處理工藝，它是在真空容器中進(jìn)表面硬度和期（2）除滲氮工件表面外，其余部械零件和工具2）可代

滲行，工件為陰極，另設(shè)陽極，在耐磨⑵提分處于低溫，因而比一般滲氮工件替其他強化滲氮⑶采

氮高壓直流電場作用下，當(dāng)容器內(nèi)高工件抗疲變形小，并節(jié)省加熱功率⑶滲氮用其他熱處理方法強

通入氨氣或分解氨氣時，即可被勞強度、降滲層可達(dá)0.4mm,硬度可達(dá)600?化造成工件變形超差

電離，氮的正離子快速沖向陰極低缺口敏感800HV而且滲層韌性好，具有高的而無法熱處理的工件，

（工件），轟擊需滲氮的工件表面，性⑶使工抗疲勞性和耐磨性（4）材料應(yīng)用范可采用離子滲氮強化

放出大量熱能，伴有輝光放電現(xiàn)件表面具有圍廣，不需專用滲氮鋼材（5）勞動其表面

象，使工件表面被加熱到滲氮溫良好的熱硬條好，無公害，耗氣量小

度。此時，氮的正離子在陰極獲性和一定的

得電子后，變?yōu)榈佣鴿B入工耐腐蝕性

件表層

碳血共滲（富化）

工工藝概述目的特點應(yīng)用范圍

-W-

名

稱

氣氣體碳氮共滲是在具有滲碳、滲氮提高工件⑴與滲碳相比：氣體碳氮共滲是應(yīng)用

體能力的混合氣體（氨氣、甲烷）中，表面的硬溫度低，工件變最廣泛的一種碳氮共

碳將工件加熱至一定溫度，使工件表度、耐磨形小，而且降低滲方法高溫氣體碳氮

氮面同時滲入碳、氮兩種原子的一種性、抗蝕動力消耗，延長共滲主要用于處理一

共操作，依據(jù)共滲溫度的不同，可分性和疲勞設(shè)備使用壽命（特般碳鋼和臺金鋼制作

滲為：高溫氣體碳氮共滲一通常在強度，兼別是低溫碳氮共的結(jié)構(gòu)件，適用于機床

800?9000c溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，基本有滲碳和滲）,此外，工件零件的大批量生產(chǎn)，可

以滲碳為主，滲層氮量較低，低溫