第13章 化学热处理.ppt

第十三章化学热处理
§13-1 化学热处理概论
定义:将金属或合金置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入工件的表面,从而改变表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。
目的:强化表面(高硬、高强、高耐磨、高疲劳强度)、保护表面(耐蚀)
分类:按渗入元素、性能、介质物理形态
§13-2 化学热处理原理
基本过程
渗剂中的反应
渗剂中的扩散
相界面反应
金属工件中的内扩散
金属中的反应
加速化学热处理过程的途径
化学催渗:加入催渗剂
物理催渗:高温;真空化学处理;离子轰击
§13-3 钢的渗碳
定义:为了增加工件表面的含碳量及一定的碳浓度梯度,将工件放在渗碳介质中加热并保温,使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。
目的:获得高的表面强度、硬度,高的接触疲劳和弯曲疲劳强度
分类:固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳
应用:承受磨损、交变接触应力及弯曲应力和冲击载荷的零件(表层:高硬、耐磨;心部:足够的强度和韧性)
渗碳用钢
低碳钢C%:~%
低碳合金钢:Cr、Mn、B、Ni-提高淬透性;W、Mo、V、Ti-细化晶粒
常用钢种:20CrMnTi
渗碳件主要要求
表面碳浓度:~%
渗碳层深度:~
表面碳浓度分布:过渡区宽度占总宽度的1/2~1/3
淬火后硬度要求:低碳、低合金:60~64HRC;中高合金:56~60HRC
渗碳
渗碳工艺(气体渗碳)
时间
温度
装炉
排气升温
强渗
扩散
降温
均温
930℃,6小时
840~860℃
油淬
气体渗碳的温度930℃:考虑到奥氏体溶碳能力(溶解度)以及碳在不同组织、温度下的扩散系数;温度过高会导致奥氏体晶粒异常长大。
直接淬火+低温回火
减少加热工序,防止氧化脱碳。但本质晶粒粗大的钢易长大为粗晶
一次淬火+低温回火
渗碳后取出重新加热淬火,多用于固体渗碳件
二次淬火+低温回火
工艺复杂,成本高
渗碳后热处理
§13-4 钢的渗氮
定义:在一定温度下(一般在Ac1以下),使活性N原子渗入工件的化学热处理工艺
目的:高硬度(HV1000~1200)、高耐磨、高弯曲疲劳强度,接触疲劳强度不及渗碳
分类:普通氮化、离子氮化