专题六 化学热处理及热处理新技术与新工艺（课件）-山东省职教高考《金属加工基础》（机工版）专题复习讲练测

专题六.化学热处理及热处理新技术与新工艺 《金属加工基础》（机工社） 专题复习讲练测 1 目录 01 考纲解读 03 考题讲解 05 归纳小结 02 知识点梳理 04 课内练习 2 常见考点： 1. 化学热处理的渗碳和渗氮过程中的影响因素及调控方法。 2. 不同热处理工艺对材料性能的影响，如硬度、强度、韧性等。 3. 清洁热处理的环境友好性和节能性。 4. 真空热处理和气氛控制热处理的区别与应用范围。 5. 激光淬火和电子束淬火相比传统淬火的优势和局限性。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2. 理解离子化学热处理的原理及其在材料改性中的应用。 02 3. 能够解释真空热处理、形变热处理、电解热处理等技术的原理和应用。熟悉激光淬火、电子束淬火等高级热处理方法的工艺特点和优缺点。 03 1. 理解化学热处理的基本原理，包括渗碳和渗氮过程。掌握热处理新技术与新工艺的分类和基本特点，如清洁热处理、精密热处理等。 4 易考题型： 1. 简答题：解释渗碳和渗氮的原理及影响因素。阐述清洁热处理的环保意义及其应用前景。 2. 计算题：计算不同温度下材料的淬火冷却速率。根据材料的淬火曲线，确定最佳淬火工艺参数。 3. 应用题：分析激光淬火和传统淬火在零件表面硬化处理中的优劣势。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、化学热处理 1.渗碳 渗碳是为了提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。渗碳层的深度一般为0.5~2.5mm，碳的质量分数一般控制在wc=1%左右。渗碳所用的钢种一般是碳的质量分数为0.10%~0.25%的低碳钢和低合金钢，如15钢、20钢、20Cr钢、20CrMnTi钢、20CrMnMo钢等。工件经渗碳后，其表面硬度和耐磨性等并不能达到技术要求，还需要进行淬火和低温回火，才能使工件表面获得高硬度(56~64HRC)、高耐磨性和高疲劳强度，而心部仍保持一定的强度和良好的韧性。渗碳工艺被广泛用于要求表面硬而心部韧的工件，如齿轮、凸轮轴、活塞销、铁道车辆滚动轴承、模具、量具等。根据渗碳介质物理状态的不同，渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳，其中气体 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 渗碳应用最广泛。气体渗碳是将工件置于气体渗碳介质(甲烷、内烧、煤油、内丽、中醇、大然气等厂中进行惨恢的工艺。它是将工件放入密封的加热炉中(如井式气体渗碳炉)，通入气体渗碳剂进行渗碳的，如图3-15所示。渗碳时，渗碳剂在炉内高温(920~930℃)的作用下分解出的活性碳原子被工件表面吸收，通过碳原子的扩散最终在工件表面形成一定深度的渗碳层。渗碳时间可根据工件所要求的渗碳层深度来确定。生产中一般按每小时渗0.2~0.25mm的速度进行估算。实际生产中，常用检验试棒来确定渗碳的时间的长短。一般气体渗碳的时间在8h左右，固体渗碳的时间在10h左右。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 2.渗氮 渗氮是在一定温度下于一定渗氮介质中，使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。目前常用的渗氮方法主要有气体渗氮和离子渗氮两种。渗氮介质有无水氨气、氨气与氢气、氨气与氮气。渗氮层深度一般为0.6~0.7mm。常用渗氮钢有38CrMoAIA、38CrWVA、25CrNi3MoAl等。渗氮广泛用于处理各种高速传动的精密齿轮、精密模具、高精度机床主轴与丝杠、受循环应力作用要求具有高疲劳强度的零件(如高速柴油机曲轴)，以及要求变形小和具有一定耐热、耐蚀能力的耐磨零件(如阀门)等。但是渗氮层薄而脆，不能承受较大的冲击和振动，而且渗氮工艺周期长(气体渗氮一般需要70h，离子渗氮约需17h)，生产成本较高。钢件渗氮后一般不需进行热处理(如淬火)，渗氮后的表面硬度可达68~72HRC。对于零件上不需要渗氮的部分可以采用镀锡或镀铜进行保护，也可以预留1mm的加工余量，在渗氮后磨去。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 重点概念复习： 1. 渗碳和渗氮的化学反应机制及其影响因素。 2. 不同工艺条件下材料组织的演变过程。 3. 热处理中的相变规律及其与材料性能的关系。 4. 高级热处理技术的能量传递方式和作用机理。 5. 热处理工艺参数的优化方法和工艺控制技术。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 1. 清洁热处理相对于传统热处理的一个优势是： A. 处理时间更长 B. 使用的设备更简单 C. 无需特殊环境条件 D. 处理效果更差 答案：C. 清洁热处理相对于传统热处理的一个优势是无需特殊环境条件。 三.常考习题练习与讲解