武汉理工工程材料8第二章课件

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1、毛坯生产毛坯生产 预备热处理预备热处理 机械加机械加工工 最终热处理最终热处理 机械精加工机械精加工预备热处理预备热处理 : 退火退火 ; 正火等正火等最终热处理最终热处理 : 淬火淬火+ 回火等回火等一般零件生产的工艺路线一般零件生产的工艺路线:2.4.3 2.4.3 钢的普通热处理钢的普通热处理The common heat treatment of steels武汉理工工程材料8第二章1. 1. 退火退火 Annealing图图 退火炉退火炉定义定义: 把零件加温到把零件加温到适当温度适当温度（通常是在（通常是在临界温度以上，临界温度以上，有时有时也会也会在临界温度在临界温度以下，以下，

2、根据需要而确定），根据需要而确定），保温一定时间，然后保温一定时间，然后缓慢冷却缓慢冷却（炉冷、坑（炉冷、坑冷、灰冷等方式），冷、灰冷等方式），以获得以获得接近平衡状态接近平衡状态组织组织的热处理工艺。的热处理工艺。武汉理工工程材料8第二章 退火目的退火目的 调整硬度。调整硬度。 （适合切削加工的硬度为（适合切削加工的硬度为170-250HBS）消除内应力（缓慢冷却）。消除内应力（缓慢冷却）。细化晶粒。细化晶粒。均匀成分。均匀成分。 （相对而言，使前面加工过程中造成粗大、不均（相对而言，使前面加工过程中造成粗大、不均匀的组织细化和均匀化）匀的组织细化和均匀化）武汉理工工程材料8第二章退火种类退

3、火种类退火退火重结晶重结晶退退 火火低温低温退火退火完全退火完全退火扩散退火扩散退火球化退火球化退火再结晶退火再结晶退火去应力退火去应力退火普通退火普通退火等温退火等温退火普通球化普通球化 退退 火火等温球化等温球化 退退 火火武汉理工工程材料8第二章退火工艺规范示意图退火工艺规范示意图武汉理工工程材料8第二章工艺参数工艺参数温温 度度 ( C )名名 称称Ac3 +2030完全退火完全退火Ac1 + 2030球化退火球化退火500600去应力退火去应力退火再结晶退火再结晶退火熔点熔点-100200扩散退火扩散退火650700武汉理工工程材料8第二章l定义：将工件加热到定义：将工件加热到Ac3

4、+2030，保温后，保温后缓慢缓慢冷却冷却的退火工艺。的退火工艺。完全退火又称为重结晶退火完全退火又称为重结晶退火(recrystallization annealing)，简称退火，这种退火主要用于，简称退火，这种退火主要用于亚共亚共析成分的各种碳钢和合金钢析成分的各种碳钢和合金钢。完全退火常作为某些工件的预先热处理，也可作完全退火常作为某些工件的预先热处理，也可作为一些不重要工件的最终热处理工艺。为一些不重要工件的最终热处理工艺。完全退火要点：完全退火要点：加热温度加热温度 Ac3 + 2030，缓冷，缓冷，适合适合亚共析钢亚共析钢。完全退火完全退火(Fully annealing)武汉理

5、工工程材料8第二章普通普通等温退火（等温退火（简称简称等温等温退火）退火） ：亚共析亚共析钢加热到钢加热到Ac3+2030，保温后，保温后快冷快冷到到Ar1以下某一温度以下某一温度等温等温保持，使奥氏体转变为保持，使奥氏体转变为珠光体组织，待相变完成后缓慢冷却或出珠光体组织，待相变完成后缓慢冷却或出炉空冷。炉空冷。等温退火等温退火转变过程较易控制，还可缩短工转变过程较易控制，还可缩短工件在炉内的停留时间，更适合孕育期长的件在炉内的停留时间，更适合孕育期长的合金钢。合金钢。等温退火等温退火(Isothermal Annealing )武汉理工工程材料8第二章 球化退火球化退火(Soft Anne

6、aling) 球化退火是使钢中碳化物（渗碳球化退火是使钢中碳化物（渗碳体）球状化的退火工艺。体）球状化的退火工艺。 操作：将工件加热到操作：将工件加热到Ac1+ 2030温度温度， 保温较长时间后保温较长时间后缓冷缓冷，或者加热后冷却到略低于，或者加热后冷却到略低于 Ar1 的温度下的温度下等温等温保持，保持，使二次使二次渗碳体和珠光体中的渗碳体渗碳体和珠光体中的渗碳体球状球状化化，然，然后出炉空冷。后出炉空冷。 球化退火主要用于球化退火主要用于过共析成分的过共析成分的碳钢及合金工具钢碳钢及合金工具钢（如制造刃具、（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。量具、模具所用的钢种）。武汉理工工程材料8

7、第二章球状珠光体球状珠光体球化退火要点：球化退火要点：加热到加热到Ac+ 2030，使使Fe3C 和和P中中Fe3C球化，球化，适用于适用于过共析钢。过共析钢。球化退火组织为铁素体基体球化退火组织为铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体上分布着颗粒状渗碳体（写作：（写作：F +球状球状Cm ），），称为称为球状珠光体球状珠光体, 用用P球球表示表示。加热温度略高于加热温度略高于Ac的好处：的好处：保留较多的未溶碳化物或较保留较多的未溶碳化物或较大的碳浓度分布的不均匀性。大的碳浓度分布的不均匀性。加热温度过高，加热温度过高， Fe3C慢冷慢冷时网状析出。时网状析出。武汉理工工程材料8第二章球化退火的主要

8、目的在于球化退火的主要目的在于降低硬度降低硬度，改，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。善切削加工性，并为以后淬火作好准备。 对于有网状二次渗碳体的过共析钢，球对于有网状二次渗碳体的过共析钢，球化退火前应先进行化退火前应先进行正火正火，以消除网状。，以消除网状。渗碳体球化是渗碳体球化是自发自发的过程，需要的过程，需要较长的较长的保温时间，奥氏体共析转变时温降足够保温时间，奥氏体共析转变时温降足够缓慢，以保证缓慢，以保证渗碳体完成自发球化。渗碳体完成自发球化。武汉理工工程材料8第二章普通等温退火与等温球化退火普通等温退火与等温球化退火等温球化退火：等温球化退火：过共析钢加热到过共析钢加热到Ac

9、1+2030 ，保保温后温后快冷快冷到到Ar1以下某一温度以下某一温度等温等温保持，保持，使二次渗碳使二次渗碳体和珠光体中的渗碳体体和珠光体中的渗碳体球状化球状化，然，然后出炉空冷。后出炉空冷。武汉理工工程材料8第二章 共析钢短时间球化退火组织共析钢短时间球化退火组织 ( 化染化染 ) 700 武汉理工工程材料8第二章 T10钢球化退火组织钢球化退火组织 ( 化染化染 ) 500 武汉理工工程材料8第二章 将工件将工件加热到低于加热到低于AC1的某一温度（一般为的某一温度（一般为500600 ） ，保温后缓慢冷却。保温后缓慢冷却。 去应力退火又称为去应力退火又称为低温退火低温退火，这种退火主要

10、用，这种退火主要用来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件等的等的残余应力残余应力。如果这些应力不予消除，将会。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后或在随后的切削加工引起钢件在一定时间以后或在随后的切削加工过程中产生变形或开裂。过程中产生变形或开裂。去应力退火去应力退火(Stress-relief annealing )武汉理工工程材料8第二章 再结晶退火再结晶退火（Recrystallization Annealing ) 将工件将工件加热到加热到 TR （最低再结晶温度）以上某一（最低再结晶温度）以上某一温度温度 （为缩短处理时间，通常加

11、热到较高的温度，（为缩短处理时间，通常加热到较高的温度，一般为一般为650700 ） ，保温后缓慢冷却。保温后缓慢冷却。目的：目的：消除加工硬化现象，恢复金属塑性能力，消除加工硬化现象，恢复金属塑性能力，以便进行继续的塑性加工。以便进行继续的塑性加工。武汉理工工程材料8第二章 扩散退火扩散退火（Proliferation Annealing ) 将工件将工件加热至加热至略低于固相线略低于固相线温度，长时间保温并温度，长时间保温并缓缓慢冷却的退火工艺。慢冷却的退火工艺。扩散退火又称为扩散退火又称为均匀化退火均匀化退火，加热温度一般选在钢，加热温度一般选在钢的熔点以下的熔点以下100200 ，由于

12、扩散退火温度高，由于扩散退火温度高，退火后晶粒粗大，一般再进行完全退火或正火处理，退火后晶粒粗大，一般再进行完全退火或正火处理，以细化晶粒。以细化晶粒。目的：消除偏析，使目的：消除偏析，使化学成分和组织均匀化化学成分和组织均匀化。武汉理工工程材料8第二章举例：确定下列钢件的退火方法，并指出举例：确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后获得的组织。退火的目的及退火后获得的组织。1、经冷轧后的、经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。钢钢板，要求降低硬度。2、ZG35的铸造齿轮。的铸造齿轮。3、锻造过热的、锻造过热的60钢锻坯。钢锻坯。3、改善、改善T12钢的切削加工性能。钢的切削加工性能。武

13、汉理工工程材料8第二章正火是将正火是将亚共析钢加热到亚共析钢加热到Ac3+3050，共析钢加，共析钢加热到热到Ac1+3050，过共，过共析钢加热到析钢加热到Accm+3050，保温适当的时间后，保温适当的时间后空冷空冷（在自由流动的空气（在自由流动的空气中均匀冷却）的热处理工艺。中均匀冷却）的热处理工艺。正火比退火冷却速度大。正火比退火冷却速度大。目的是使钢的组织正常化，目的是使钢的组织正常化，又称为常化处理。又称为常化处理。 正火温度的选择范围正火温度的选择范围2. 正火正火 Normalizing武汉理工工程材料8第二章 工艺参数工艺参数:温温 度度 ( C )名名 称称Ac3 + 30

14、50亚共析钢亚共析钢Ac1 + 3050共析钢共析钢Accm + 3050过共析钢过共析钢武汉理工工程材料8第二章 正火工艺规范正火工艺规范武汉理工工程材料8第二章 书中书中P123解释：解释：减少亚共析钢中铁素体含量、减少亚共析钢中铁素体含量、减少过共析钢中减少过共析钢中Fe3C量，量，Why？ 答：空气中冷却较快，形成了答：空气中冷却较快，形成了伪珠光体伪珠光体组织。组织。 钢在正火处理后的组织：钢在正火处理后的组织： w(c)0.75） ：硬度太高，难以切削，：硬度太高，难以切削，球化退火可降低硬度；球化退火可降低硬度；中碳钢中碳钢（ w(c) =0.5%0.75）：退火或正火。：退火或

15、正火。 经济性因素经济性因素正火周期短，能耗少，操作简便，在满足切削加工正火周期短，能耗少，操作简便，在满足切削加工性能的条件下尽可能以正火代替退火。性能的条件下尽可能以正火代替退火。武汉理工工程材料8第二章武汉理工工程材料8第二章使珠光体中的片状使珠光体中的片状渗碳体和网状二次渗碳体和网状二次渗碳体球化，以降渗碳体球化，以降低硬度、改善切削低硬度、改善切削加工性能；加工性能；获得均得均匀匀组织，改善，改善热处理工理工艺性能，性能，为以以后淬火作后淬火作组织准准备用于共析用于共析钢、过共析共析钢和合和合金工具金工具钢铁素体基素体基体上均匀体上均匀分布的粒分布的粒状渗碳体状渗碳体组织-球球状珠光

16、体状珠光体将将过共析碳共析碳钢加加热到到A Ac c1 1以上以上20203030，保温，保温2 24h4h，使片状，使片状渗碳体渗碳体发生不完全溶解断开成生不完全溶解断开成细小的小的链状或点状，弥散分布状或点状，弥散分布在奥氏体基体上，在随后的在奥氏体基体上，在随后的缓冷冷过程中，或以原有的程中，或以原有的细小的小的渗碳体渗碳体质点点为核心，或在奥氏核心，或在奥氏体中富碳区体中富碳区产生新的核心，形生新的核心，形成均匀的成均匀的颗粒状渗碳体。粒状渗碳体。球化球化退火退火与完全退火相同，与完全退火相同，所需所需时间可可缩短一短一半，且半，且组织较均匀均匀用于奥氏体比用于奥氏体比较稳定的合金定的

17、合金钢珠光体珠光体将奥氏体化后的将奥氏体化后的钢快冷至珠光快冷至珠光体形成温度等温保温，使体形成温度等温保温，使过冷冷奥氏体奥氏体转变为珠光体，空冷至珠光体，空冷至室温。室温。等温等温退火退火细化晶粒，消除内化晶粒，消除内应力，降低硬度便力，降低硬度便于随后的切削加工于随后的切削加工用于用于亚共析共析钢铁素体素体珠光体珠光体将将亚共析碳共析碳钢加加热到到A Ac c3 3以上以上20203030，保温，炉冷或随炉，保温，炉冷或随炉缓冷到冷到600600以下，出炉空冷。以下，出炉空冷。完全完全退火退火目目 的的应 用用 场 合合组 织热 处 理理 工工 艺名称名称5757表：退火和正火的热处理工

18、艺表：退火和正火的热处理工艺武汉理工工程材料8第二章对于低碳于低碳钢、低碳低、低碳低合金合金钢，细化晶粒，化晶粒，提高硬度（提高硬度（140140190HBS190HBS），改善切削），改善切削加工性能；加工性能；对于于过共共析析钢，消除二次网状，消除二次网状渗碳体，有利于球化渗碳体，有利于球化退火的退火的进行行适用于碳素适用于碳素钢及中、及中、低合金低合金钢，因，因为高合高合金金钢的奥氏体非常的奥氏体非常稳定，即使在空气中冷定，即使在空气中冷却也会却也会获得得马氏体氏体组织亚共析钢亚共析钢F+PF+P共析钢共析钢P P过共析钢过共析钢P+FeP+Fe3 3c c将将亚共析碳共析碳钢加加热到到

19、A Ac c3 3以上以上30305050，共析碳，共析碳钢加加热到到A Ac c1 1以上以上30305050，过共析碳共析碳钢加加热到到A Ac ccmcm以上以上30305050，保，保温，空气中冷却。温，空气中冷却。正正 火火消除残余内消除残余内应力，提力，提高工件的尺寸高工件的尺寸稳定性，定性，防止防止变形和开裂形和开裂用于用于铸件、件、锻件、件、焊接件、冷冲接件、冷冲压件及机件及机加工件加工件组织不不组织不不变变将工件随炉将工件随炉缓慢加慢加热到到500500600600，保温，随炉，保温，随炉缓慢冷却慢冷却至至200200出炉空冷。出炉空冷。去去应力退力退火火高温高温长时间保温，

20、使保温，使原子充分原子充分扩散，消除散，消除晶内偏析，使成分均晶内偏析，使成分均匀化匀化用于高用于高质量要求的量要求的优质高合金高合金钢的的铸锭和和成分偏析成分偏析严重的合金重的合金钢铸件件晶粒粗大晶粒粗大加加热到到11001100左右，保温左右，保温101015h15h，随炉，随炉缓冷到冷到350350，再出，再出炉空冷。工件炉空冷。工件经扩散退火后，散退火后，奥氏体晶粒十分粗大，需要奥氏体晶粒十分粗大，需要进行完全退火或正火来行完全退火或正火来细化晶粒，化晶粒，消除消除过热缺陷。缺陷。扩散（均散（均匀化）退匀化）退火火目目 的的应 用用 场 合合组 织 热 处 理理 工工 艺名名 称称表：

21、退火和正火的热处理工艺表：退火和正火的热处理工艺武汉理工工程材料8第二章3. 3. 淬火淬火 Quenching 淬火是将钢件加热到淬火是将钢件加热到相变温度以上相变温度以上，保温一定时间后以大于，保温一定时间后以大于V Vk k的的速速度冷却，使度冷却，使奥氏体转变为马氏体奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。的热处理工艺。 淬火是应用最广泛的热处淬火是应用最广泛的热处理工艺之一。理工艺之一。 淬火目的是为了获得马氏淬火目的是为了获得马氏体组织，提高钢件的性能。体组织，提高钢件的性能。 真空淬火炉真空淬火炉必要条件必要条件：冷速冷速 Vk 武汉理工工程材料8第二章武汉理工工程材料8第二章淬火的三项

22、基本原则淬火的三项基本原则淬硬淬硬：目的是得到马氏体。马氏体硬度：目的是得到马氏体。马氏体硬度取决于马氏体中的碳含量。取决于马氏体中的碳含量。淬透淬透：目的是使零件内部与表面组织均：目的是使零件内部与表面组织均匀一致，这样零件沿整个截面性能才能均匀一致，这样零件沿整个截面性能才能均匀一致。匀一致。冷速适当，只要冷速适当，只要k k即可。即可。目的是避目的是避免过大的冷却速度，以免产生较大的淬火免过大的冷却速度，以免产生较大的淬火应力。淬火应力会导致零件的变形与开裂，应力。淬火应力会导致零件的变形与开裂，从而使零件失去应有的性能和功能。从而使零件失去应有的性能和功能。武汉理工工程材料8第二章（1

23、 1）淬火温度）淬火温度亚共析钢亚共析钢淬火温度为淬火温度为Ac3+30-50。预备热处理组织为预备热处理组织为退火或正火组织。退火或正火组织。武汉理工工程材料8第二章 亚共析钢淬火组织：亚共析钢淬火组织： W W(c)(c) 0.6%0.6%时，为时，为M M（+ A+ A） W W(c)(c) 0.6%0.6%时，为时，为M+AM+A45钢【钢【W(c) =0.45%】正常淬火组织正常淬火组织65MnV钢【钢【W(c) =0.65%】淬火组织淬火组织武汉理工工程材料8第二章 亚共析钢在亚共析钢在Ac1 Ac3之间之间的加热淬火称为的加热淬火称为亚温淬火亚温淬火。35钢钢含含W(c) =0.

24、35%亚温淬火组织亚温淬火组织 亚温淬火的组织亚温淬火的组织为为F+M，由于自由，由于自由F F的存在，钢的强的存在，钢的强度、硬度降低，但度、硬度降低，但塑性、韧性较好塑性、韧性较好。武汉理工工程材料8第二章 共析钢共析钢 淬火温度为淬火温度为Ac1+30-50；淬火组织为；淬火组织为M+A。武汉理工工程材料8第二章 过共析钢过共析钢 淬火温度为淬火温度为: Ac1+30-50。 淬火组织为淬火组织为: M+Fe3C颗粒颗粒+A。（过共析钢淬火前一般要过共析钢淬火前一般要先进行预备热处理先进行预备热处理球化退火，组织为球化退火，组织为P球球）T12钢【含钢【含W(c) =1.2%】正常淬火组

25、织正常淬火组织武汉理工工程材料8第二章 过共析钢淬火加热温度选在过共析钢淬火加热温度选在Ac1 + 3050 ，Why？ 过共析钢淬火温度在过共析钢淬火温度在Ac1 以上以上Accm 以下，好处有：以下，好处有： 组织中会保留少量二次渗碳体，有利于钢的硬度和耐组织中会保留少量二次渗碳体，有利于钢的硬度和耐磨性；磨性； 降低奥氏体中碳含量，可以改变降低奥氏体中碳含量，可以改变M的形态，板条的形态，板条M增增多，降低多，降低M脆性；脆性； 降低奥氏体中碳含量，可减少残余降低奥氏体中碳含量，可减少残余A量；量； 淬火温度低，淬火温度低， M细小，力学性能好；细小，力学性能好； 淬火温度低，淬火应力小

26、，减少变形和开裂。淬火温度低，淬火应力小，减少变形和开裂。 武汉理工工程材料8第二章淬火温度归纳淬火温度归纳1、亚共析钢亚共析钢 Ac3 + 3050， 得到得到M（+ A）；）；亚共析钢如果加热到亚共析钢如果加热到Ac3温度以下，则淬火组织中会温度以下，则淬火组织中会保留自由保留自由F，使钢强度、硬度下降，使钢强度、硬度下降。2、过共析钢加热到过共析钢加热到Ac1 + 3050 ，得到得到M + Fe3C粒粒 + A，硬度大，耐磨性好。，硬度大，耐磨性好。过共析钢加热过共析钢加热温度若高于温度若高于Accm，则奥氏体晶粒粗大、，则奥氏体晶粒粗大、含碳量高，淬火后马氏体晶粒粗大、含碳量高，淬火

27、后马氏体晶粒粗大、A量增多，钢的量增多，钢的硬度、耐磨性下降，硬度、耐磨性下降，淬火应力大，淬火应力大，脆性大，变形和开脆性大，变形和开裂倾向增加。裂倾向增加。武汉理工工程材料8第二章淬火工艺规范淬火工艺规范武汉理工工程材料8第二章热处理后的组织热处理后的组织 : M+Fe3C+A残残 Ac1+3050过共析钢过共析钢 M + A残残 Ac1+3050共析钢共析钢 M + A残残 Ac3+3050亚共析钢亚共析钢Wc0.6% M（+ A残残） Ac3+3050亚共析钢亚共析钢Wc0.6% 最终组织最终组织淬火温度淬火温度() 钢种钢种武汉理工工程材料8第二章(2) (2) 淬火介质淬火介质 理

28、想的冷却曲线应在理想的冷却曲线应在C C曲线鼻尖曲线鼻尖处处快冷快冷，而在，而在高温高温、在、在MsMs附近附近尽量尽量缓冷缓冷，以达到既能获得，以达到既能获得马氏体组织，又可减小马氏体组织，又可减小内应力的目的。内应力的目的。 目前还没有找到这种理想的淬火介质。目前还没有找到这种理想的淬火介质。武汉理工工程材料8第二章理想的淬火冷却介质理想的淬火冷却介质时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf武汉理工工程材料8第二章水水的冷却能力强，的冷却能力强， C C曲线鼻尖曲线鼻尖处处理想，但低温区冷理想，但低温区冷却能力也太大

29、，淬火应力大，适用于形状简单的碳却能力也太大，淬火应力大，适用于形状简单的碳钢件。钢件。油油在在低温低温区冷却能力较区冷却能力较理想理想，但但C C曲线鼻尖曲线鼻尖处冷却能处冷却能力太力太小小，常使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。，常使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。熔盐熔盐作为淬火介质称为盐浴，冷却能力介于水和油作为淬火介质称为盐浴，冷却能力介于水和油之间，用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。之间，用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。常用的淬火介质有盐水、水、油、熔盐、熔碱常用的淬火介质有盐水、水、油、熔盐、熔碱等。等。聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常用的聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常用的淬火介质

30、。淬火介质。冷却速度比较：冷却速度比较： 盐水盐水 水水 盐浴盐浴 油。油。武汉理工工程材料8第二章（3）常用的淬火方法）常用的淬火方法单液淬火单液淬火双液淬火双液淬火分级淬火分级淬火等温淬火等温淬火B下下时间时间温度MsA1武汉理工工程材料8第二章 双液淬火法双液淬火法（Double quenching ） 工件先在一种冷却能力强的介质中冷却，躲过鼻工件先在一种冷却能力强的介质中冷却，躲过鼻尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马尖后，再在另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变，氏体转变，如水淬油冷，油淬空冷。如水淬油冷，油淬空冷。优点是冷却优点是冷却速度理想，缺点是不易掌握，用于形状速

31、度理想，缺点是不易掌握，用于形状复杂的碳复杂的碳钢件及大型合金钢件。钢件及大型合金钢件。 单液淬火法单液淬火法（Single-stage quenching） 加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。 优点是优点是操作简单，易实现自动化。缺点是水淬变形操作简单，易实现自动化。缺点是水淬变形开裂倾向大，油淬冷却速度小，大件淬不硬。开裂倾向大，油淬冷却速度小，大件淬不硬。武汉理工工程材料8第二章 分级淬火法分级淬火法（Step quenching） 先在先在MsMs附近的盐浴或碱浴中淬火，待工件内外附近的盐浴或碱浴中淬火，待工件内外温度均匀后（与

32、介质温度相同），再取出缓冷。温度均匀后（与介质温度相同），再取出缓冷。优点是有效地优点是有效地减少内应力，适用于小尺寸工件。减少内应力，适用于小尺寸工件。 盐浴炉盐浴炉武汉理工工程材料8第二章 将工件在将工件在稍高于稍高于Ms 的盐浴或碱浴中等温保持足够的盐浴或碱浴中等温保持足够长时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。长时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。 等温淬火后零件具有良好的综合力学性能，淬火应等温淬火后零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小力小, ,适用于形状复杂及要求较高的小型工件。适用于形状复杂及要求较高的小型工件。等温淬火法等温淬火法（Isothermal quenching

33、）等温淬火的等温淬火的B下下武汉理工工程材料8第二章(4) (4) 钢的淬透性钢的淬透性 淬透性是钢的主要热处理性能，是选材和制订淬透性是钢的主要热处理性能，是选材和制订热处理工艺的重要依据之一热处理工艺的重要依据之一。网带式淬火炉网带式淬火炉武汉理工工程材料8第二章 淬透性的概念淬透性的概念淬透性淬透性是指钢在淬火时获得是指钢在淬火时获得淬硬层深度淬硬层深度的能力。的能力。其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。淬透性淬透性表征钢在淬火时形成表征钢在淬火时形成M的能力（或者说淬的能力（或者说淬火时获得火时获得M的难易程度）。同样淬火条件下，的难易程度）。同样

34、淬火条件下，淬淬硬层深度越大，说明钢的硬层深度越大，说明钢的淬透性越好。淬透性越好。影响钢淬透性的因素主要是影响钢淬透性的因素主要是临界冷却速度临界冷却速度VK ， VK 越小，钢淬火时越容易得到越小，钢淬火时越容易得到M，淬透性越好，淬透性越好，获得的淬透层深度越大。获得的淬透层深度越大。武汉理工工程材料8第二章工件淬透层与冷却速度的关系工件淬透层与冷却速度的关系武汉理工工程材料8第二章M M量和硬度随量和硬度随深度的深度的变化变化淬硬层深淬硬层深度是指由度是指由工件表面工件表面到半马氏到半马氏体区的距体区的距离。离。半马氏体：半马氏体：（50%M + 50%P）武汉理工工程材料8第二章淬透

35、性与淬硬层深度的关系淬透性与淬硬层深度的关系 同一材料的淬硬层深度与实际工件尺寸、冷却同一材料的淬硬层深度与实际工件尺寸、冷却介质等外在因素有关。工件尺寸小、介质冷却介质等外在因素有关。工件尺寸小、介质冷却能力强，淬火获得的淬硬层深度大。能力强，淬火获得的淬硬层深度大。 淬透性淬透性是材料的一种物理属性，同一材料的淬是材料的一种物理属性，同一材料的淬透性是相同的，用规定条件下淬硬层深度表示。透性是相同的，用规定条件下淬硬层深度表示。淬透性与工件尺寸、冷却介质淬透性与工件尺寸、冷却介质等外在因素等外在因素无关。无关。 淬透性只用于相同条件下不同材料之间的比较。淬透性只用于相同条件下不同材料之间的

36、比较。在尺寸、冷却介质相同的情况下，以淬火获得在尺寸、冷却介质相同的情况下，以淬火获得的淬硬层深度大小来比较。的淬硬层深度大小来比较。 武汉理工工程材料8第二章影响淬透性的因素影响淬透性的因素 钢的淬透性取决于临界钢的淬透性取决于临界冷却速度冷却速度V Vk k ， V Vk k越越小小， 则则钢淬火时越容易得到钢淬火时越容易得到M，淬透性越淬透性越高高。 V Vk k取决于取决于C C曲线的位置，曲线的位置，C C曲线越靠右，曲线越靠右，V Vk k越小。越小。 如图所示如图所示: V: Vk2 k2 V Vk1k1 凡是影响凡是影响C曲线的因素都是影响淬透性的因素。曲线的因素都是影响淬透性

37、的因素。武汉理工工程材料8第二章碳含量碳含量 共析钢的过冷奥氏体最稳定，共析钢的过冷奥氏体最稳定，C C曲线最靠右，曲线最靠右，淬透性最好淬透性最好。亚共析钢随含碳量的增加，亚共析钢随含碳量的增加，C C曲线右移，曲线右移，钢的淬透性钢的淬透性提高提高。过共析钢随含碳量的增加，过共析钢随含碳量的增加，C C曲线左移，曲线左移，钢的淬透性钢的淬透性降低降低。 合金元素合金元素 除除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素都使外，凡溶入奥氏体的合金元素都使C曲线右移，提高曲线右移，提高钢的淬透性。钢的淬透性。奥氏体化条件奥氏体化条件 奥氏体化温度高、保温时间长，奥氏体化温度高、保温时间长，使奥氏体成分均匀、

38、晶粒使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少，增加过冷奥氏体的稳定性，使粗大、未溶碳化物减少，增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲曲线右移，提高线右移，提高钢的淬透性钢的淬透性。未溶第二相未溶第二相 作为非自发形核的核心，促进过冷奥氏体的分解，使作为非自发形核的核心，促进过冷奥氏体的分解，使C曲线曲线左移，降低左移，降低钢的淬透性。钢的淬透性。影响淬透性的因素影响淬透性的因素武汉理工工程材料8第二章淬硬性的概念淬硬性的概念 淬硬性淬硬性是是钢在淬火时形成的钢在淬火时形成的M所能达到的最高硬度。所能达到的最高硬度。淬硬性淬硬性表征钢淬火时的硬化能力，即表征钢淬火时的硬化能力，即在正常淬火情在正常淬火

39、情况下，钢以超过临界冷却速度况下，钢以超过临界冷却速度VK的速度冷却，得到的速度冷却，得到的所能达到的最高硬度。的所能达到的最高硬度。 淬火所能达到的最高硬度值越高，淬火所能达到的最高硬度值越高，淬硬性越好。淬硬性越好。影响钢淬硬性的因素影响钢淬硬性的因素最高硬度值最高硬度值主要取决于主要取决于马氏体的含碳量马氏体的含碳量。武汉理工工程材料8第二章淬硬性与淬透性之间的关系淬硬性与淬透性之间的关系:淬透性淬透性淬硬性淬硬性钢钢 种种小小低低碳素结构钢碳素结构钢 ( 20 )小小高高碳素工具钢碳素工具钢( T12A )大大低低低碳合金结构钢低碳合金结构钢( 20Cr2Ni4A )大大高高高碳高合金

40、工具钢高碳高合金工具钢( W18Cr4V )武汉理工工程材料8第二章淬透性的应用淬透性的应用钢的淬透性是机械设计中选材时应予考虑的重钢的淬透性是机械设计中选材时应予考虑的重要因素之一。要因素之一。大截面零件、承受动载的重要零件、承受拉力大截面零件、承受动载的重要零件、承受拉力和压力的重要零件（螺栓、拉杆、锻模、锤杆和压力的重要零件（螺栓、拉杆、锻模、锤杆等），要求表面和心部力学性能一致，故应选等），要求表面和心部力学性能一致，故应选用用淬透性高淬透性高的材料。的材料。心部力学性能对使用寿命无明显影响的零件心部力学性能对使用寿命无明显影响的零件（承受弯曲或扭转的轴类），可选用（承受弯曲或扭转的轴

41、类），可选用淬透性低淬透性低的材料，获得的材料，获得1/21/4的淬硬层深度。的淬硬层深度。武汉理工工程材料8第二章4. 4. 淬火钢的回火淬火钢的回火 回火回火是指将淬火钢加热到是指将淬火钢加热到A A1 1以下的某一温度，保以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。螺杆表面的淬火裂纹螺杆表面的淬火裂纹Transformation of quenched steel in tempering process 未经淬火的钢没有回火未经淬火的钢没有回火一说，无实际意义。而一说，无实际意义。而淬火钢若不回火，在放淬火钢若不回火，在放置、使用过

42、程中易变形置、使用过程中易变形或开裂。或开裂。钢件淬火后应钢件淬火后应立即进行回火立即进行回火。武汉理工工程材料8第二章回火的目的回火的目的 减少或消除淬火内应力。减少或消除淬火内应力。淬火钢存在内应力，容易淬火钢存在内应力，容易产生变形或开裂。产生变形或开裂。 稳定组织和尺寸。稳定组织和尺寸。淬火得到的淬火得到的M和和A都是非平衡都是非平衡态组织，有自发向平衡组织转变的倾向。回火可使态组织，有自发向平衡组织转变的倾向。回火可使M与与A转变为平衡或接近平衡状态的组织，防止使转变为平衡或接近平衡状态的组织，防止使用过程中出现变形或开裂。用过程中出现变形或开裂。 获得要求的力学性能。获得要求的力学

43、性能。淬火得到的淬火得到的M一般都硬度高，一般都硬度高，脆性大，回火可根据需要调整硬度、塑性和韧性，脆性大，回火可根据需要调整硬度、塑性和韧性，以满足零件的使用要求。以满足零件的使用要求。 武汉理工工程材料8第二章钢在回火时的转变钢在回火时的转变 淬火钢回火时组淬火钢回火时组织转变主要发生织转变主要发生在加热阶段。在加热阶段。随随着加热温度的升着加热温度的升高，淬火钢的组高，淬火钢的组织主要发生四个织主要发生四个阶段的变化。阶段的变化。 透射电镜下回火马氏体形貌透射电镜下回火马氏体形貌武汉理工工程材料8第二章淬火钢淬火钢回火时的组织转变回火时的组织转变 马氏体的分解马氏体的分解 100100回

44、火时，钢的组织无变化。回火时，钢的组织无变化。 加热到加热到100-200100-200时，马氏体将发生分解，时，马氏体将发生分解，从马氏体中析出从马氏体中析出 - -碳化物碳化物( ( -Fe-FeX XC)C)，使马氏，使马氏体的过饱体的过饱和度降低。析出的碳化物以细片状和度降低。析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马氏体，氏体，用用M回回表示。表示。武汉理工工程材料8第二章残余奥氏体分解残余奥氏体分解 加热到加热到200-300200-300时，时，由于马氏体分解，奥由于马氏体分解，奥氏体所受的压力下降氏体所受的压力下降, , A

45、 A分解为分解为 - 碳化物碳化物和过饱和的铁素体，和过饱和的铁素体，组织仍然为组织仍然为M回回。回火马氏体回火马氏体武汉理工工程材料8第二章 加热到加热到250-400时，时， -碳化物溶解于碳化物溶解于F中，并从中，并从铁素体中析出铁素体中析出Fe3C，马，马氏体内碳含量降到铁素氏体内碳含量降到铁素体的平体的平衡成分，内应力衡成分，内应力大量消除，大量消除，M回回转变为转变为回回火屈氏体，用火屈氏体，用T回回表示。表示。这种组织是在保持马氏这种组织是在保持马氏体形态的铁素体基体上体形态的铁素体基体上分布着细粒状分布着细粒状Fe3C。 回火屈氏体的形成回火屈氏体的形成回火屈氏体回火屈氏体武汉

46、理工工程材料8第二章 回火索氏体的形成回火索氏体的形成 加热到加热到400400以上以上, Fe, Fe3 3C C开开始聚集长大始聚集长大, ,同时铁素体发同时铁素体发生多边形化，由针片状变生多边形化，由针片状变为多边形为多边形状状。这种在多边。这种在多边形铁素体基体上分布着颗形铁素体基体上分布着颗粒状粒状Fe3C的组织称为的组织称为回火回火索氏体，用索氏体，用S回回表示。表示。 回火索氏体回火索氏体武汉理工工程材料8第二章淬火钢硬度随回火温度的变化淬火钢硬度随回火温度的变化4040钢力学性能与回火温度的关系钢力学性能与回火温度的关系 淬火钢回火时的性能变化淬火钢回火时的性能变化 淬火钢回火

47、时力学性能变化总的趋势为：淬火钢回火时力学性能变化总的趋势为：随回火温随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。武汉理工工程材料8第二章回火的分类回火的分类根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。 .汽车，拖拉机，机床等的汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类零件。螺栓，齿轮及轴类零件。各种高碳的切削各种高碳的切削刃具，量具，冷刃具，量具，冷冲模具，滚动轴冲模具，滚动轴承以及渗碳件等承以及渗碳件等 应应 用用获得良好的综合力学性能，获得良好的综合力学性能，即在

48、保持较高的强度同时，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。具有良好的塑性和韧性。 提高提高 e及及 s，同时使工件具同时使工件具有一定韧性有一定韧性 保留高硬度、保留高硬度、高耐磨性的同高耐磨性的同时，降低内应力时，降低内应力回火目的回火目的S回回 T回回 M回回 回火组织回火组织500-650350-500150-250 回火温度回火温度 高温回火高温回火 中温回火中温回火 低温回火低温回火 适用于各种适用于各种弹簧的热处理弹簧的热处理HRC5864硬硬 度度HRC3550 HBS200330 武汉理工工程材料8第二章低温回火低温回火（150250） 回火回火M (过饱和过饱和F +

49、薄片状薄片状FeXC ) + A残残 ；淬火应力；淬火应力，韧性，韧性，保持，保持淬火后的高硬度。用于高碳工具钢等。淬火后的高硬度。用于高碳工具钢等。中温回火中温回火（350500） 回火回火T (马氏体形态马氏体形态F +细粒状细粒状Cm )；弹性极限和屈服强度；弹性极限和屈服强度，韧性和硬，韧性和硬度中等。用于各类弹簧。度中等。用于各类弹簧。高温回火高温回火（500650） 回火回火S (等轴多边形等轴多边形F +粒状粒状Cm ) ；综合机械性能最好，即强度、塑性；综合机械性能最好，即强度、塑性和韧性都较好。用于重要零件。和韧性都较好。用于重要零件。调质处理调质处理 淬火淬火 + 高温回火

50、。高温回火。回火的分类回火的分类武汉理工工程材料8第二章回火马氏体金相图回火马氏体金相图武汉理工工程材料8第二章回火屈氏体金相图回火屈氏体金相图武汉理工工程材料8第二章回火索氏体金相图回火索氏体金相图武汉理工工程材料8第二章回火脆性回火脆性 淬火钢的韧性并不淬火钢的韧性并不 总是随着温度升高总是随着温度升高而提高。而提高。 在某些温度范围内在某些温度范围内回火时，会出现冲回火时，会出现冲击韧性明显下降的击韧性明显下降的现象，称现象，称回火脆性回火脆性。武汉理工工程材料8第二章 第一类回火脆性第一类回火脆性 淬火钢在淬火钢在250250350350回火时出现的脆性，称为第回火时出现的脆性，称为第

51、一类回火脆性。一类回火脆性。 这种回火脆性是这种回火脆性是不可不可逆逆的，的，又称为不可逆又称为不可逆回火脆性。回火脆性。只要在此只要在此温度范围内回火就会温度范围内回火就会出现，目前尚无有效出现，目前尚无有效的的办法办法消除，消除，回火时回火时应避开这一温度范围。应避开这一温度范围。武汉理工工程材料8第二章 第二类回火脆性第二类回火脆性 淬火钢在淬火钢在500500650650范围内范围内回火后缓冷时出现的脆性，回火后缓冷时出现的脆性，称为称为第二类回火脆性。第二类回火脆性。回火回火后快冷，抑制杂质元素在晶后快冷，抑制杂质元素在晶界偏聚，可防止发生，是可界偏聚，可防止发生，是可逆的。第二类回

52、火脆性又称逆的。第二类回火脆性又称为为可逆回火脆性可逆回火脆性。 防止办法：防止办法：l回火后快冷。回火后快冷。l加入合金元素加入合金元素W (约约1%)、 Mo(约约0.5%)。武汉理工工程材料8第二章表面硬度高，耐磨性好，以保证精度；表面硬度高，耐磨性好，以保证精度；心部要具有足够的塑性和韧性，以防止断裂心部要具有足够的塑性和韧性，以防止断裂。动载和摩擦条件下工作的机械零件，性能要求动载和摩擦条件下工作的机械零件，性能要求:2.4.4 2.4.4 钢的表面热处理钢的表面热处理The Surface Heat Treatment of Steels通过选材和普通热处理是无法满足上述要求的。通

53、过选材和普通热处理是无法满足上述要求的。如选用高碳钢进行淬火如选用高碳钢进行淬火+低温回火，表面硬度低温回火，表面硬度高，耐磨性好，但心部韧性差；如选用中碳钢高，耐磨性好，但心部韧性差；如选用中碳钢进行调质处理，心部塑性和韧性好，但表面硬进行调质处理，心部塑性和韧性好，但表面硬度不够，耐磨性差。度不够，耐磨性差。 武汉理工工程材料8第二章 表面淬火表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织的是指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。以强化零件表面的热处理方法。火焰加热火焰加热火焰加热火

54、焰加热 感应加热感应加热感应加热感应加热武汉理工工程材料8第二章 表面淬火的目的：表面淬火的目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; 心部在保持一定强度、硬度的条件下，具有足心部在保持一定强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。够的塑性和韧性。工艺的核心是使零件具有工艺的核心是使零件具有“表硬内韧表硬内韧”的力学性的力学性能。能。 轴的感应加热表面淬火轴的感应加热表面淬火轴的感应加热表面淬火轴的感应加热表面淬火武汉理工工程材料8第二章 表面淬火常用材料表面淬火常用材料 0.4-0.5%C的中碳钢的中碳钢或中碳低合金钢。或中碳低合金钢。 如如40、45

55、、40Cr、40MnB等。等。 如含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降；如含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降； 如含碳量过高，则心部韧性下降。如含碳量过高，则心部韧性下降。 表面淬火齿轮表面淬火齿轮 机床导轨机床导轨武汉理工工程材料8第二章 预备热处理预备热处理 工艺：工艺： 对于结构钢，预备热处理为对于结构钢，预备热处理为调质或正火。调质或正火。 调质性能较高，用于要求高调质性能较高，用于要求高的重要件，正火用于要求不的重要件，正火用于要求不高的普通件。高的普通件。 目的目的: : 为表面淬火作组织准备；为表面淬火作组织准备； 获得最终的心部组织。获得最终的心部组织。 回火索氏体回火索氏体索氏

56、体索氏体武汉理工工程材料8第二章表面淬火后的组织表面淬火后的组织 表层组织为表层组织为M M； 心部组织为心部组织为S S回回( (调质调质) )或或S S（+F+F）( (正火正火) )。表面淬火后的回火表面淬火后的回火 采采用低温回火，用低温回火，温度不高于温度不高于200200。 回火目的为降低内应力，保留高硬度、耐磨性。回火目的为降低内应力，保留高硬度、耐磨性。表面淬火表面淬火+ +低温回火后的组织低温回火后的组织 表层组织为表层组织为M M回回； 心部组织为心部组织为S S回回( (调质调质) )或或S S（+F+F）( (正火正火) )。武汉理工工程材料8第二章生产特点生产特点优点

57、：优点：1、 淬火件的质量、性能好淬火件的质量、性能好; 2、工件变形小、不易氧化及脱碳、工件变形小、不易氧化及脱碳;3、淬火层容易控制、淬火层容易控制;4、生产率高。、生产率高。缺点：缺点：设备投资大，不适于复杂形状零件和小批量生产。设备投资大，不适于复杂形状零件和小批量生产。武汉理工工程材料8第二章 表面淬火常用加热方法表面淬火常用加热方法 感应加热感应加热: 利用交变电流在工件表面产生感应电流，利用交变电流在工件表面产生感应电流，由于集肤效应，使工件表面被迅速加热。由于集肤效应，使工件表面被迅速加热。*淬火层深度淬火层深度()与电流频率与电流频率( f )的关系是的关系是: = 500

58、/ f （mm） 武汉理工工程材料8第二章感感应应加加热热表表面面淬淬火火示示意意图图集肤效应示意图集肤效应示意图武汉理工工程材料8第二章武汉理工工程材料8第二章 火焰加热火焰加热: : 利用乙炔火焰直接加热工件表面的方利用乙炔火焰直接加热工件表面的方法。这种方法成本低，但质量不易控制。法。这种方法成本低，但质量不易控制。 激光热处理：利用高能量密度的激光对工件表面激光热处理：利用高能量密度的激光对工件表面进行加热的方法。这种方法效率高，质量好。进行加热的方法。这种方法效率高，质量好。激光表面热处理激光表面热处理武汉理工工程材料8第二章2.4.5 2.4.5 钢的化学热处理钢的化学热处理The

59、 Chemical Heat Treatment of Steels 化学热处理化学热处理是将工件置是将工件置于特定介质中加热、保于特定介质中加热、保温，使温，使介质中活性原子介质中活性原子渗入工件表层，从而改渗入工件表层，从而改变工件表层变工件表层化学成分和化学成分和组织，进而改变性能的组织，进而改变性能的热处理工艺。热处理工艺。武汉理工工程材料8第二章与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。织，还改变其化学成分。化学热处理也是获得化学热处理也是获得“表硬内韧表硬内韧”性能的方法之一。性能的方法之一。根据渗入的元素不同，化

60、学热处理可分为渗碳、氮根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、渗硼、渗铬、渗铝、多元共渗等。化、渗硼、渗铬、渗铝、多元共渗等。可控气氛渗碳炉可控气氛渗碳炉渗碳回火炉渗碳回火炉武汉理工工程材料8第二章 化学热处理的基本过程化学热处理的基本过程 介质介质( (渗剂渗剂) )的分解：的分解：介质分介质分解的同时释放出活性原子。解的同时释放出活性原子。 如：渗碳如：渗碳 CH CH4 42H2H2 2+C+C 氮化氮化 2NH 2NH3 33H3H2 2+2N+2N 工件表面的吸收工件表面的吸收: : 活性原子活性原子在工件表面被吸收、溶解或与在工件表面被吸收、溶解或与钢中某些元素形成化合物。

61、钢中某些元素形成化合物。 原子向内部扩散。原子向内部扩散。溶入的原溶入的原子在浓度梯度作用下由表及里子在浓度梯度作用下由表及里扩散，形成一定的扩散层。扩散，形成一定的扩散层。 氮化扩散层氮化扩散层武汉理工工程材料8第二章 渗渗 碳碳 （1 1）渗碳目的）渗碳目的 提高工件表面硬度、提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，耐磨性及疲劳强度，同时保持心部良好同时保持心部良好的韧性。的韧性。（2）渗碳用钢）渗碳用钢 w w(c)=0.10-0.25%(c)=0.10-0.25%的低碳钢或的低碳钢或低碳合低碳合金钢。金钢。碳含量高则碳含量高则心部韧性会降低。心部韧性会降低。 经渗碳的机车从动齿轮经渗碳的机

62、车从动齿轮渗碳渗碳是指向钢件的表面渗入碳原子的过程。是指向钢件的表面渗入碳原子的过程。武汉理工工程材料8第二章 （3 3）渗碳方法）渗碳方法 气体渗碳法气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在将工件放入密封炉内，在高温渗碳气氛中渗碳。高温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体渗剂为气体( (煤气、液化煤气、液化气等气等) )或有机液体或有机液体( (煤油、煤油、甲醇等甲醇等) )。 优点优点: 质量好质量好, 效率高；效率高；缺点缺点: : 渗层成分与深度渗层成分与深度不易控制。不易控制。 气体渗碳法示意图气体渗碳法示意图武汉理工工程材料8第二章 固体渗碳法固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，密封后在高温下加热渗碳

63、。将工件埋入渗剂中，密封后在高温下加热渗碳。 常用渗剂为木炭。常用渗剂为木炭。 优点：操作简单；优点：操作简单； 缺点：渗碳速度慢，劳动条件差。缺点：渗碳速度慢，劳动条件差。 真空渗碳法真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后通入渗碳气体加热渗碳。真空后通入渗碳气体加热渗碳。 优点优点: : 渗层表面质量好渗层表面质量好, , 渗碳渗碳速度快。速度快。 真空渗碳炉真空渗碳炉武汉理工工程材料8第二章 （4 4）渗碳温度：）渗碳温度：900-950900-950。 渗碳层厚度：一般为渗碳层厚度：一般为0.5-2mm0.5-2mm。 渗碳层表面含碳量：在渗碳层表面含碳量

64、：在0.85-1.05%0.85-1.05%范围范围最好。最好。 1.0%CP+Fe3C0.2%C F + P少少表面表面中心中心零件零件PP+F渗碳缓冷后组织：表层为渗碳缓冷后组织：表层为P+P+网状网状FeFe3 3C C; ; 心部为心部为F+P; F+P; 中间为过渡区。中间为过渡区。武汉理工工程材料8第二章 低碳钢渗碳缓冷后的组织低碳钢渗碳缓冷后的组织武汉理工工程材料8第二章 （5 5）渗碳后的热处理）渗碳后的热处理 淬火淬火+ +低温回火。低温回火。 渗碳后工件的淬火方法有多种。渗碳后工件的淬火方法有多种。 通常是渗碳缓冷后重新加热到通常是渗碳缓冷后重新加热到AcAc1 1+30-

65、50+30-50， 回火温度为回火温度为160-180160-180。武汉理工工程材料8第二章 渗碳淬火后的表层组织渗碳淬火后的表层组织渗碳淬火后的心部组织渗碳淬火后的心部组织渗碳后渗碳后淬火淬火+低温回火后的组织为：低温回火后的组织为：表层：高碳表层：高碳M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A(少量少量) 心部：低碳心部：低碳M回回（+F）（淬透时）（淬透时）武汉理工工程材料8第二章小小 结结重点要求重点要求1、四种常规热处理工艺（退火、正火、淬火、四种常规热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）的目的、工艺参数、加热后获得的组回火）的目的、工艺参数、加热后获得的组织、冷却后获得的组织、性能及应用。织、冷却后获得的组织、性能及应用。2、淬火加热温度及淬火方法。、淬火加热温度及淬火方法。3、淬透性和淬硬性的概念。淬透性和淬硬性的概念。4、回火的分类、获得的组织及应用。回火的分类、获得的组织及应用。5、表面热处理的目的、获得的组织和性能。表面热处理的目的、获得的组织和性能。6、渗碳的目的、获得的组织和性能。、渗碳的目的、获得的组织和性能。武汉理工工程材料8第二章of 2.4of 2.4 武汉理工工程材料8第二章