机械工程材料-第三章2.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Ⅱ、表面化学热处理 钢的碳氮共渗---氰化处理 　　( Carbonitriding of steel ) 定义：向钢的表面同时渗入碳和氮原子的过程。 目的：获得具有表硬里韧性能的零件。 方法： 固体碳氮共渗 气体碳氮共渗 液体碳氮共渗 高温 中温 低温 Ⅱ、表面化学热处理 工艺： 合金结构钢 HRC53～60 中温气体碳氮共渗 800～860 1～8 以渗碳为主 0.5～0.8mm 淬火+低温回火 合金工具钢 HRC54～63 低温气体碳氮共渗 500～600 1～6 以渗氮为主 0.1～0.4mm 不需要 材料 性能 名称 温度(℃) 时间(h) 作用 渗层 热处理 五、表面热处理新技术 Ⅰ、真空热处理 　　在不同真空度下：退火、淬火、渗碳； 　　作用：表面保护、净作、脱脂、脱气； 　　优点：工件变形小、力学性能好、工件尺寸精度高。 Ⅱ、可控气氛热处理 　　保护钢不氧化、不脱碳气氛； 　　不同气体作用不同、化学反应不同、脱碳不同； 　　优点：改善热处理质量。 Ⅲ、形变热处理 　　塑性变形与热处理操作相互结合，同时进行； 　　相变前、相变中、相变后→可获得不同组织。 五、表面热处理新技术 Ⅳ、热喷涂技术 　　热喷涂材料加热到熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾化并喷射到工件表面形成涂层的工艺。 　　方法：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂。 Ⅴ、气相沉积法 ①、物理气相沉积（ＰＶＤ） 　在真空条件下，用物理的方法使材料气化成原子、分子或电离成离子，通过气相过程在材料表面沉积成薄膜的技术。 ②、化学气相沉积（ＣＶＤ） 　在一定温度下，混合气体与基体表面相互作用而在基体表面形成金属或者化合物薄膜的方法。　 五、表面热处理新技术 Ⅵ、三束表面改性技术 ①、激光束： 　　表面淬火、表面合金化。 ②、电子束： 　　电子把产生的高能密度和高速运动的电子流轰击金属表面，由表至里自冷却，形成表面合金化。 ③、离子注入： 　　离子高速打在工件表面，进入工件表面，形成固溶体或者化合物。 知识要点 （1）过冷奥氏体的定义。 （2）过冷奥氏体的等温转变曲线，等温转变产物及其性能；等温转变曲线的应用。 （3）钢的普通热处理工艺及应用。 （4）钢的表面热处理工艺及应用。 （5）编写典型零件（如轴、齿轮）的工艺路线。 作业 P115－116页 　　 第7, 8, 14题 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Ⅳ、钢的回火 高温回火 回火温度（500～650℃） →回火S (等轴状F +粒状Fe3C ) 综合机械性能最好, 即强度、塑性和韧性都较好。 调质处理 —— 淬火 + 高温回火 回火S　× 7500 S 　× 1000 Ⅳ、钢的回火 回火时性能的变化 回火温度↑ → 硬度、强度↓ ， 塑性↑ Ⅳ、钢的回火 回火的应用 低温回火：主要用于各种工具、滚动轴承、渗碳件和表面淬火件。共析钢低温回火后硬度可达58?62HRC。 中温回火：主要用于各种弹簧和热作模具等。共析钢中温回火后硬度可达40～50HRC。 高温回火：主要用于汽车、拖拉机、机床等机械中的重要结构件，如轴、齿轮、连杆等。 淬火+高温回火称为调质处理，硬度通常为25～35HRC。 Ⅳ、钢的回火 低温回火 刀具 回火马氏体 淬火马氏体 Ⅳ、钢的回火 中温回火 弹簧 　　 　 热锻模 回火托氏体 托氏体 Ⅳ、钢的回火 高温回火 回火索氏体 索氏体 凸轮轴 变速箱 Ⅳ、钢的回火 回火脆性 　　回火过程中，有些钢在某一温度范围内回火时，其冲击韧度比在较低温度回火时反而显著下降，这种脆化现象称为回火脆性。 在250℃～350℃的脆性称为第一类回火脆性。无法消除。 在500℃～650℃的脆性称为第二类回火脆性。加入Mo、W或回火后快冷可避免这类回火脆性产生。 四、钢的表面热处理 　　某些在冲击载荷、交变载荷及摩擦条件下工作的机械零件，如曲轴、凸轮轴、齿轮、主轴等，其表层承受较高的应力。因此，要求工件表层具有高强度、硬度、耐磨性及疲劳强度，而心部要具有足够的塑性和韧性。 目的：使零件具有“表硬心韧” 的性能特点。 分类 表面淬火 表面化学热处理 Ⅰ、表面淬火 表面淬火：将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量尚未达到心部时立即迅速冷却，使表面得到一定深度的淬硬层，而心部仍保持原始组织的一种局部淬火方法。 目的：提高表面强、硬度，保持心部良好的塑、韧性。 材料及典型零件：中碳钢（Wc＝0.4-0.5%）, 如40、4