《钢的化学热处》ppt课件

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1、第八节钢的化学热处理一、钢的渗碳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。化学热处理的基本过程:分解→吸收→扩散渗碳通常是指向低碳钢制造的工件表面渗入碳原子，使工件表面达到高碳钢的含碳量。其目的是使工件在热处理后表面具有高硬度和高的耐磨性，而心部仍保持低碳钢良好的塑性、韧性。渗碳用钢：合金渗碳钢含碳量0.15～0.25％之间。例15、20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等1．渗碳方法（1）固体渗碳依所用渗碳剂的不同，钢的渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。2C+O2→2

2、CO2CO→[C]+CO2（2）气体渗碳工艺方法：将工件放入密封的加热炉中，加热到临界温度以上（通常为900~930℃）按一定流量滴入液体渗碳剂（如煤油、苯、甲醇、丙酮等），有机液体在高温下，通过下列反应：CH4→[C]+2H22CO→[C]+CO2CO+H2→[C]+H2O从而提供活性碳原子，吸附在工件表面并向钢的内部扩散而进行渗碳。2.气体渗碳工艺操作3．渗碳后的成分、组织和厚度渗碳缓冷后组织如图所示。即由工件表面到心部依次为：过共析组织（Fe3CⅡ+P）→共析组织（P）→亚共析组织（P+F）的过渡层→心部原始组织（F+P少量）。表面28HRC厚度

3、材料强度τmax至表面距离（b）应力应力材料强度至表面距离（a）τmax4．渗碳后的热处理1）直接淬火法淬火+150～200℃低温回火，表面硬度58～62HRC图3-43直接淬火工艺示意图180-200℃渗碳900-930℃回火温度/℃时间淬火A12）一次淬火法渗碳淬火＋低温回火后的组织：表层组织：M回＋粒状碳化物＋少量AR硬度为58～62HRC心部组织：低碳钢P类+F,硬度为10～15HRC低碳合金钢低碳M回＋F,硬度为35～45HRC具有较高强度和足够高的韧性一般渗碳件的加工工艺路线为：锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→精磨二、钢的渗氮1.

4、气体渗氮氮化的目的在于更大地提高钢件表面的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。渗氮在钢的临界温度以下进行，加热温度为550℃2NH3（氨）→3H2+2〔N〕↓渗入钢中氮化零件的工艺路线如下：锻造→退火→粗加工→调质→精加工→除应力→粗磨→氮化→精磨或研磨氮化温度低，一般为500℃～600℃。工件变形小。氮化具有很高的硬度（1000HV～1100HV），在600～650℃下保持不下降，所以具有很高的耐磨性和热强性。耐蚀性好。疲劳强度大大提高。氮化工艺复杂，时间长(20～50小时)，成本高。用于耐磨性和精度都要求较高的零件，或要求抗热、抗蚀的耐磨件，例如发

5、动机汽缸、排气阀、精密机床丝杠、镗床主轴、气轮机阀门、阀杆等。值得注意的是:N2在普通渗氮温度下不能分解出活性氮原子，因此不能作为渗碳的渗剂。工艺特点：应用：氮碳共渗，以渗氮为主，因渗层硬度提高不多，故称为软淡化。氮碳共渗温度为520－580℃。尿素在500℃以上发生热分解：（NH2）2CO=CO+2H2+2[N]2CO=CO2+2[C]2.软氮化（氰化）工艺特点：时间短，通常只需1～2小时。不需专用的渗氮钢。渗层的脆性较小，不易发生剥落。3.离子氮化氮化速度快，无污染。4、碳氮共渗碳氮共渗，以渗碳为主。共渗温度为820～860℃。工艺过程：碳氮共渗淬

6、火低温回火20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线表面：高碳回火马氏体+残余奥氏体+碳化物中心：铁素体+索氏体+低碳回火马氏体磨齿正火工艺渗碳工艺练习四、分析45钢得到下列组织的热处理工艺1、 粗片状珠光体+铁素体；2、 细片状珠光体+少量铁素体；3、细小的球状索氏体；4、表面是回火马氏体，心部是回火索氏体TheEndof3.8&Chapter3