《机械工程材料与热加工工艺 教学课件 ppt 作者 梁戈 时惠英 3第四章2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程材料与热加工工艺 教学课件 ppt 作者 梁戈 时惠英 3第四章2（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 钢的淬透性,一.淬透性的概念 获得马氏体的能力。可淬硬的深度 半M：50% M + 50% T（或其它） 二.淬透性的测定及表示方法 1.临界直径法 以Do表示，Do 淬透性 同材料：冷却能力大的介质，淬透直径要大； 同介质：材料淬透直径越大，淬透性越好。 实际尺寸增大，淬硬层深会减薄。 2. 端淬试验法（Jominy法.末端淬火法） 淬透性曲线淬透性带,三. 影响淬透性的因素,表示 :Jd 例 J 425 冷端5mm 42HRC 主要与M临界冷却速度Vk有关， 主要因素： 1.钢的化学成分 （C.合金）大多元素（除Co.AI）A的稳定性. C曲线右移 Vk 淬透性 2. 奥氏体化条件 温
2、度.时间.晶粒大小 3.未溶入碳化物的影响 4. 工件截面尺寸和淬火介质的影响 同一钢材：介质相同.截面大.淬透性小.淬硬层深度小.尺寸小比大尺寸淬硬层深。 同一钢材：截面相同.介质冷却能力大.淬透性大.淬硬层深度大.水淬比油淬钢件淬硬层深。,四. 淬透性的实际意义,1. 淬透性对钢机械性能的影响 很大 淬透性高.调质后组织性能截面均匀一致；否则不均匀，尤其是 s. ak明显。未被淬透。 2.淬透性的实际意义 （1）是进行设计选材的重要依据尺寸效应 （2）是制定热处理工艺的重要依据； （3）对铸、锻、焊件 （4）必须根据加工工艺.零件具体工作条件.受力情况. 性能要求选用不同淬透性的钢材； （
3、5）注意：手册小尺寸试样性能,五、钢的淬硬性,钢的淬硬性指钢在理想条件下，进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。也称可淬硬性。 正常理想条件 Vk 主要取决于含碳量 淬透性和淬硬性两个热处理工艺性能，概念不同，不可混淆 高碳钢淬硬性高 而淬透性低；低碳钢.低碳合金钢硬性低 而淬透性高,6 钢的表面热处理,仅对钢件表层进行热处理.以改变其组织和性能的工艺，称为表面热处理。分两类 ：化学热处理，表面淬火 一. 钢的表面淬火 仅对件表层淬火的工艺。 表硬心韧： 表层：高硬度耐磨损的细针状M， 有利的残余压应力分布。 心部：仍保持塑韧性较好的原始组织（正火.退火或调质组织）。,1.感应加热表面淬火,（
4、1）基本原理 “集肤效 应” (2) 感应加热得分类 a.高频 100500KHz.常用200300KHz.淬深0.52.5mm。 b. 中频 0010000Hz. 常用2.58KHz .淬深28mm c.工频 50Hz . 淬深1020mm。 d. 超音频 2040KHz,（3）感应加热表面淬火的特点,a. 加热速度快； b. 加热时间短；“细针状M”或“隐针状M” 细 c. 不易氧化.脱碳.心部无变化.变形小； d. 生产率高； e. 设备贵.维修调整困难. 感应圈形状复杂，适用大批量生产.不适用单件生产。 （4） 感应加热表面淬火用钢 中碳钢. 中碳合金钢：40. 45. 40Cr. 4
5、0MnB ,（5）感应加热表面淬火技术条件,（6）感应加热表面淬火工艺 预先正火或调质 感应加热方法 同时、连续加热两种 冷却方法 喷水或浸入两种 淬火后回火 低回170200. 表淬零件一般工艺过程： 齿轮 2、火焰加热表面淬火 优点 缺点 火焰：氧乙炔 3200 淬硬层26 mm 适用：单件.小批.大件 机床导轨,二. 钢的化学热处理,1. 概述 将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗 入它的表层，以改变其化学成分.组织和性能的热处理工艺。 表硬心强韧 （1）介质分解 三个基本阶段 （2） 表面吸收 （3） 向里扩散 钢能吸收.溶解.化合或二者兼有 两个条件 渗入元素活性.
6、扩散能力大,2、钢的渗碳,（1）目的：表层硬度.耐磨性和疲劳强度；心部一定强度.较高韧性. 表硬心强韧 （2）用钢0.100.25%C的低碳钢或低碳合金钢 15. 20. 20Cr （3）渗碳方法（按渗碳剂分）：固体渗碳 ； 液体渗碳；气体渗碳 应用最广,a.气体渗碳法 渗碳剂：煤油 温度900930,b.固体渗碳法 温度：900930渗碳剂：木炭 （4）渗碳层含碳量和渗碳层深度 含碳量： 0.851.05%C 缓冷后组织：过共析（P+Fe3C网） 共析（P） 亚共析（F+P） （5）热处理及组织.性能 淬火+低温回火 组织： 表层：M回为主 + Fe3C颗粒+A 5864HRC 心部：低碳M
7、回或低碳M回 + F 3545HRC， P+F 20HRC （合金钢） （低碳钢）,三种淬火方法（直接法 节约 ； 一次法 较重要 件；两次法 重要件.受重负荷件）,3、钢的渗氮,一定的温度下（Ac1以下），使活性N原子渗入钢件表面的化学热处理工艺称渗氮。（N化）。 （1）渗氮原理 (2) 渗氮层组织 氮溶于-Fe外或氮化物 细密分布于F内，厚为0.30.5mm，硬度10001100HV. 67HRC.向心部：过渡到原始组织（S回） （3）渗氮前的准备 调质 得S回 （4）渗氮件选材及渗氮方法 目的： 1）抗磨渗氮（硬渗氮）选材：专用泛 38CrMoAI应用：模.量.刃具 热处理后再氮化,2）
8、抗蚀渗氮 选材：不受限,(5)渗氮处理特点.应用 1)高硬度 达10001100HV. 67HRC; 2)抗咬合性好; 3)具有较高的红硬性; 4）疲劳强度显著提高; 5)抗腐蚀性能好 但不耐酸; 6)件变形小;7）心部强度足够; 8)最后工序 不足：周期长 应用：1）高耐磨的精密件镗杆.磨床主轴 2）耐热.耐磨.耐蚀件齿轮套.阀门 3）受交变载荷零件曲轴.齿轮,4. 离子氮化,离子氮化加速氮化过程，缩短氮化周期新工艺，也是一种热处理新工艺离子轰击热处理，又称辉光放电热处理.等离子热处理。 真空炉 件接阴极 炉壁阳极 500800V直流电压 氮化时间 是气体的0.50.25倍适用：各种钢种.铸
9、铁.有色金属材料 缺点：设备贵.成本高,5. 钢的碳氮共渗和氮碳共渗,碳氮共渗 氮碳共渗 又称为“氰化” CN 分类：高温900950 C多 中温C多 低温N多 （1）中温气体C.N 共渗 气体（煤油）加入氨 钢种： 低碳或低碳合金钢.也可中碳钢 温度： 820860 共渗后 直接淬火 + 低回 表层 细M回 （含C.N）+A（少）+ C.N化合物 心部 低.中碳M回 或非 M回应用：各种薄小件 （2）低温气体N.C共渗 （软氮化）尿素CO（NH3）硬而不脆 钢不限制. 500570 应用：模具.量具.刃具.不适用重载件,7 热处理新工艺简介,一. 形变热处理 （热机械处理） 1.高温形变 亚共析 Ac3 过共析 Ac1 锻、轧即淬火、回火; 2.低温形变 A区冷至大量的塑变（500600） 然后淬火、回火的工艺。 二. 真空热处理 包装热处理（简便） 三. 超细化热处理（循环热处理） 四. 可控气氛热处理 五. 超声波热处理 六. 离子氮化（离子轰击热处理） 七. 激光热处理,
