436-7 钢的表面淬火一、感应加热表面淬火集肤效应:电流频率越高,涡流集中的表面层越薄. 高频感应加热淬火 200300KHz 0.50.2mm 中小模数齿轮、中小尺寸轴类 中频感应加热淬火 2500800Hz 210mm 大中模数齿轮、较大尺寸轴类 工频感应加热淬火 50Hz 1015mm大直径轧辊、火车车轮适用材料：中碳钢、中碳合金钢 45 40Cr 40MnB预先处理：正火或调质感应加热表面淬火特点 过热度大（Ac3 以上 80150） ，得到细隐晶马氏体，硬度高2HRC3HRC。 残余压应力，提高疲劳强度。 氧化脱碳少，变形小。 温度、淬硬层易于控制。二、火焰加热表面淬火44特点： 设备简单、成本低、灵活性大。 易过热、质量较难控制。 单件、小批量生产，大型零件表面淬火。6-8 钢的化学热处理将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素深入其表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能的工艺。 渗碳 渗氮 碳氮共渗一、渗碳目的：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。心部仍保持良好的塑性和韧性。应用：受磨损和较大冲击载荷的零件。（齿轮、活塞销、套筒）渗碳方法气体渗碳介质：煤油、苯、甲醇反应：2CO CO2+CH2+CO H2O+CCnH2n nH2+nC固体渗碳介质：木炭、碳酸盐（BaCO3 Na2CO3）反应：C+O2 CO2BaCO3 BaO+CO2CO2+C 2CO特点：设备简单、容易实现，生产率低，劳动条件差，45质量不易控制。渗碳工艺温度：900950时间：决定于渗层厚度要求低碳钢渗碳缓冷后的显微组织渗碳层厚度：表面到过渡层一半处过渡层：出现铁素体开始至心部原始组织为止。渗碳后的热处理直接淬火 工艺简单、生产效率高。 节约能源、成本低。脱碳倾向小。 组织粗大、残余奥氏体多，耐磨性低。 变形较大。为了减少淬火时的变形, 渗碳后常将工件预冷到 830850后淬火。 适用于本质细晶粒钢。 一次淬火 心部要求高的合金钢，略高于心部 Ac3； 受载不大但表面性能要求高的零件，Ac1 以上 3050。 适用本质细晶粒钢。二次淬火 力学性能要求很高的零件或本质粗晶粒钢； Ac3 以上 3050，改善心部组织，消除表面网状二次渗碳体； Ac1 以上 3050 ，表层获得细马氏体和均匀分布的粒状渗碳体； 工艺复杂，生产率低，成本高，变形大，只用于要求表面高耐磨性和心部高韧性的零件。46渗碳件的一般工艺路线锻造正火机械加工渗碳淬火+低温回火精加工局部镀铜钢渗碳、淬火、回火后的组织和性能组织：表层 高碳回火马氏体+碳化物+残余奥氏体；心部 低碳回火马氏体（或含铁素体、屈氏体）表面硬度高，58HRC64HRC，耐磨性好；心部韧性好，硬度较低。未淬硬：137HB183HB淬 硬：30HRC45HRC疲劳强度高。图纸上要标明渗碳层厚度、渗碳层和心部的硬度，重要零件还要表明对渗碳层显微组织的要求，渗碳件中不允许硬度高的部位应注明。二、渗氮气体渗氮氨被加热分解出活性氮原子，氮原子被钢吸收并溶入表面，在保温过程中向内扩散，形成渗氮层。常用的氮化钢：35CrAlA, 38CrMoAlA, 38CrWVAlA 等。 2NH3 3H2+2N与渗碳相比特点：温度低（500600 ）时间长（20h50h） ，0.3mm0.5mm氮化前需要调质处理，保证较高的强度和韧性氮化件的组织和性能高硬度（1000HV1100HV） ，高耐磨性、热硬性（Fe4N,Fe2N） 。表面压应力提高疲劳强度。温度低，变形小。耐蚀性好（水、过热蒸汽、碱溶液） 。氮化用钢35CrAlA,38CrMoAlA,38CrWVAlA 等应用发动机汽缸、排气阀、精密机床丝杠、镗床主轴、气轮机阀门等要求耐磨性、精度、耐热、耐蚀件。47离子氮化在低真空度的容器内，保持氮气的压强为（110）133.32Pa，在400700V 的直流电压作用下，使电离后的电离子高速冲击钢件（阴极） ，使其渗入钢件表层。周期短，仅为气体渗氮 1/31/4；表层不易形成白色脆性层。离子氮化三、碳氮共渗工艺介质：煤油、氨气温度：830 850 时间：12h渗层：0.2mm0.5mm性能含氮马氏体耐磨性好。比渗碳具有更高的疲劳强度和耐蚀性。6-9 热处理工艺缺陷与零件结构一、热处理工艺缺陷及防止措施1）硬度不足或出现软点 亚共析钢加热温度低或保温时间不充分，淬火组织中有残留铁素体。 表面氧化、脱碳，淬火后局部出现非马氏体组织。 冷却速度不足或冷却不均匀。 淬火介质不清洁或工件表面不干净，影响冷却速度。2）零件变形与开裂 正确选材、合理设计。 淬火前进行相应的退火或正火，细化晶粒、均匀组织。 严格控制淬火加热温度。 采用适当的淬火方法。 淬火后立即回火。二、 热处理零件的结构工艺性设计倒角避免厚薄悬殊形状对称48三、 热处理工序位置的安排退火、正火的工序位置毛坯生产 退火或正火 机械加工调质的工序位置下料 锻造 正火（或退火） 机械粗加工 调质 机械精加工 淬火的工序位置下料 锻造 正火（或退火） 机械粗加工淬火、回火 磨削感应加热表面淬火的工序位置下料 锻造 退火（正火） 机械粗加工 调质 机械半精加工 感应加热表面淬火、低温回火 磨削渗碳的工序位置下料 锻造 正火 机械粗加工 局部渗碳时其它部位镀铜 渗碳、淬火低温回火磨削