【2017年整理】常用材料的热处理工艺.ppt

常用材料的热处理工艺;;*;瓷器;（3）固体渗碳制钢术; 中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王—刘胜生前的佩剑,经过表面渗碳处理，获得心部柔韧表面硬化的良好使用性能，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了表面热处理工艺——渗碳;*;实际中的应用;油钢或铬钢锯条采用直接油淬、低温回火、空冷，退火后加工成型，再淬火+低温回火等一系列热处理方式不但可以增强锯条的刚度还能增加韧性以及耐磨性和刀刃的锋利性。;二. 热处理的分类及工艺特点;;退火？;完全退火;完全退火 (重结晶退火);所谓“完全”是指退火时钢的内部组织全部进行了重结晶。通过完全退火来细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，便于切削加工，并为加工后零件的淬火作好组织准备。; 等温退火;等温退火可使钢材组织均匀，硬度降低，防止产生白点，多用于中碳合金钢和某些高碳合金钢的重型铸锻件及冲压体等。（组织与硬度相比完全退火更为均匀）;球化退火;如在淬火前实施球化退火，即可获得下列效果：　　轴承钢　　淬火效果均一；　　减少淬火变形；　　提高淬火硬度；　　改善工件切削性能；　　提高耐磨性和抗点蚀性等轴承的性能。　　;车刀;方法是在材料不发生熔化的前提下 ，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓慢冷却的热处理工艺（也称均匀化退火）。?;去应力退火;?不同的工件去应力退火工艺 参数见下表;再结晶退火;重结晶和再结晶的区别 重结晶和再结晶最本质的区别是前者发生了相变，是属于从低温相（铁素体）升温转变为高温相（奥氏体）在降温发生相变，形核形成晶粒，这一过程为重结晶。再结晶一般是指较大变形量的金属材料在随后的加热过程中（回火，再结晶退火），严重变形的晶粒发生回复，行核长大，形成细小的等轴晶粒，这一过程不会发生相变，只有应变能的释放。;正火？;工艺名称;正火可避免在淬火时产生裂纹;淬火？;各种淬火方法示意图;淬火的目的;淬火方式;方式;水淬;回火？;;回火可提高螺栓和轴的强度以及韧性和塑性;回火可释放拉丝和卷簧过程中造成的残余应力;表面热处理;1. 感应加热;感应加热分为： 高频感应加热：高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。频率为250-300KHz，淬硬层深度0.5-2mm;链轮;中频感应加热 用于加热金属零件及表面局部淬火，频率为2500-8000Hz，淬火层深度2mm-15mm，如金刚石锯片、钻头、车刀、硬质合金、齿轮、汽车万向节、曲轴、紧固件等。;加热轴类;?1. 高频淬火淬硬层浅（1.5~2mm），硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产效率高，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为45号钢、40Cr）； ?2. 中频淬火淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨铸铁）。;2. 火焰加热;火焰加热表面淬火;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。效率高，质量好。;激光表面加热淬火实例;化学热处理;机械零件的失效和破坏，大多数都萌发在工件的表面层，特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件，其表面层的性能就显得尤为重要。经化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料。;化学热处理的目的;渗碳、渗氮、软氮化和碳氮共渗等方法，都可使钢零件在表面强化的同时，在零件表面形成残余压应力，有效地提高零件的疲劳强度。;目前生产中最常用的化学热处理是渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼和渗铝等。 ;渗碳种类;渗碳气氛中的主要组成物都是CO、CO2、CH4、H2和H2O等5种气体；其中CO和CH4起渗碳作用，其余的起脱碳作用。;1.工件表面必须清洁； 2.炉气需要具有良好的循环：活性碳原子被吸收后，剩下的CO2、H2或H2O等脱碳气氛需要被及时排出； 3.控制好分解和吸收两个阶段的速度，使之恰当配合：如果分解速度大于吸收速度，将在工件表面形成积碳，从而影响吸收速度。;渗碳工艺参数;固体渗碳是将工件和固体渗碳剂装入渗碳箱中，用盖子和耐火泥封好，然后放在炉中加热至900～950 ℃，保温足够长时间，得到一定厚度的渗碳层。;固体渗碳的优缺点;类别;活塞销;离合器轴;(1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织，使表面粗糙度变细，消除材料流线不合理状态。正火工艺：用860--980C空冷、179--217HBS. (2)渗碳后需进行机械加工的工件，硬度不应高于30HRC。 (3)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