4－4 钢的表面热处理(课件）- 高二《金属材料与热处理（第六版）》同步教学（劳动版）

§4－4 钢的表面热处理 一、表面淬火 二、化学热处理 汽车变速齿轮 传动齿轮轴 Flash动画，表现开关通断时灯泡发光 一、表面淬火 表面淬火——仅对工件表层进行淬火的热处理工艺。 原理：通过快速加热，使钢的表层奥氏体化，在热量尚未充分传到零件中心时就立即予以冷却淬火。 适用：中碳钢、中碳合金钢。 方法：火焰加热表面淬火、感应加热表面淬、电接触加热表面淬火、激光加热表面淬火。 1．火焰加热表面淬火 应用氧－乙炔（或其他可燃气体）火焰对零件表面进行快速加热并随之快速冷却的工艺。 特点：加热温度及淬硬层深度不易控制，易产生过热和加热不均匀，淬火质量不稳定。不需要特殊设备，适用于单件或小批量生产。 2．感应加热表面淬火 利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面受到局部加热，并进行快速冷却的淬火工艺。 特点： （1）加热速度快。 （2）淬火质量好。 （3）淬硬层深度易于控制，易实现机械化和自动化，适用于大批量生产。 二、化学热处理 化学热处理——将工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。 不仅改变了钢的组织，而且表面层的化学成分也发生了变化，因而能更有效地改变零件表层的性能。 根据渗入元素分：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属等。 1．化学热处理的过程 分解 吸收 扩散 2．钢的渗碳 钢的渗碳——将钢件置于渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺。 目的：提高钢件表层的含碳量。 渗碳后处理：淬火及低温回火。 工艺路线： 锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火+低温回火 分类：固体渗碳、盐浴渗碳、气体渗碳 气体渗碳——将工件置于气体渗碳剂中进行渗碳的工艺。 低碳钢渗碳后缓冷的渗碳层显微组织 由表面向中心： 过共析组织、共析组织、亚共析组织（过渡层），中心仍为原来的亚共析组织。 3．钢的渗氮 渗氮——在一定温度下，�使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。 目的：提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。 （1）渗氮与渗碳相比具有以下特点： 渗氮层具有很高的硬度和耐磨性 渗氮层具有渗碳层所没有的耐蚀性 渗氮比渗碳温度低，工件变形小 渗氮工件的工艺路线： （2）渗氮方法 气体渗氮 工件在气体介质中进行渗氮。它将工件放入密闭的炉内，加热到500～600℃，通入氨气（NH3），氨气分解出活性氮原子。 离子渗氮 在低于一个大气压的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间产生的辉光放电现象进行渗氮的工艺。 渗氮层及HV测痕 渗氮层中致密的针状氮化物（白色） 4．碳氮共渗 碳氮共渗——在一定温度下，将碳、氮原子同时渗入工件表层奥氏体中，并以渗碳为主的化学热处理工艺。 $$