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1、金属热处理实验报告题目：固体渗碳、渗硼学院：化学材料与工程专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：一、实验目的1、了解渗碳、渗硼的原理；2、掌握碳钢的固体渗碳、渗硼工艺；3、熟悉硬度试验机的基本原理和操作方法。二、实验原理渗碳处理包含 3 个基本过程。1、分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子；2、吸附：活性碳原子被表面吸收后即溶到表层奥氏体中，使其含碳量增加；3、扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差，碳原子向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度，亦与被渗元素内外浓度差和钢中合金 元素含量有关。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬 火后的表层显微组织主要为高硬度的马
2、氏体加上残余奥氏体和少量碳化物，心部 组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织。一般渗碳层深度范围为0.81.2毫米，深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC5863，心部 硬度为HRC3042。渗碳淬火后，工件表面产生压应力，对提高工件的疲劳强度 有利，被广泛用以提高零件强度、冲击韧性和耐磨性，借以延长零件的使用寿命。渗硼处理是指将含硼介质中的硼原子通过加热、保温等过程渗入钢铁等合金 件中的化学热处理工艺，工业上通常采用固体法和熔盐法。固体渗硼法采用粒状 和粉末状介质，局部渗硼亦可采用膏剂处理，适用于几何形状复杂，包括带有小 孔、螺纹和盲孔的零件，应用范围较广。含硼介质主要由供硼剂
3、（BC、B-Fe、硼4粉）、催渗剂（NHCl、NHF等），以及调节活性、支承工件的填料（Al 03、SiC、SiO4422等）共同组成。渗硼处理可在6501000C进行，常用850950C ；保温26h, 不同钢种可获得 50200um 深的渗硼层。活性低的渗硼剂形成仅可获得 Fe、 B 单相层，而活性较高的渗硼剂可形成双相型（FeB+Fe B）渗硼层；渗硼层硬度较高，2可达到13001800HV，耐磨性比渗碳、淬火层高3倍以上，并具有很好的红硬 性，在加热至700C时仍能维持HV900以上的高硬度，渗硼层的耐蚀性与不锈钢 相近。渗硼已用于处理热作模具、石油钻机牙轮、泥浆泵缸套、排污阀等器件，
4、 工程效果良好。三、实验材料及设备1. 45 钢试样若干，固体渗碳剂，固体渗硼剂，砂纸，粘土等2. 箱式电阻炉、洛氏硬度计、砂轮机和预磨机、渗硼箱等四、实验操作过程1、准备若干 45 钢试样，放入渗碳箱、渗硼箱中，水玻璃+粘土密封；2、将渗碳箱放入电阻炉中，设置加热温度850930C，保温时间2h4h；3、加热完毕后，快速水淬，水温应在1030C之间；4、淬火后的试样依次用砂轮机、预磨机磨去外层氧化皮，打磨光亮，；5、测定试样的表面硬度值和不同深度位置的洛氏硬度，分析其变化规律五、实验内容及数据处理渗碳硬度折线图硬1、渗碳实验数据12345距离表面12345硬度HRC857.63810.537
5、83.66710.34.690.56.2、渗硼实验数据渗硼硬度折线图系列112345距离表面12345硬度HV1002.55989.59975.43965. 22951. 57五、思考题1、实验过程中应该有哪些注意事项？(1) 试样在放入电阻炉前应先去除表面的氧化物，避免碳与氧化物结合而影响渗 碳结果。(2) 在加热过程中要避免温度过高或过低、碳势过高或过低影响渗碳质量。(3) 渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于 30HRC.(4) 对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工.(5) 不得用镀锌的方法防渗碳.2、分析导致渗碳后试样外层硬度偏低的影响因素？(1) 金相组织
6、表面有脱碳层，脱碳是因为淬火后保护不当，产生表面脱碳现象。(2) 冷却速度太低。(3) 渗碳和淬火的温度过高，造成淬火后表面残余奥氏体过多。(4) 试样的脆透性差。(5) 保温时间过长。3、对比分析渗硼处理试样渗碳处理试样的硬度曲线？渗碳、渗硼 都随距离表面距离的减小而增大，并且渗硼的硬度大于渗碳的硬度4、分别阐述固体渗硼处理、液体渗硼处理的优缺点？ 固体渗硼处理的优缺点：粉末渗硼时可获得耐磨又不脱落的 Fe2B 相表面层，质 量稳定，操作简便。膏剂渗硼不仅可以获得与炉子加热条件相同的渗硼层，而且 大大缩短了渗硼时间。液体渗硼处理的优缺点：电解渗硼的优点是成本低，速度 快，容易调节，缺点是渗层均匀度差。盐浴渗硼后粘附于试样的盐垢在处理后， 甚至到淬火后仍可局部残存，要仔细清洗
