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渗碳及渗碳层厚度的测定.pptx


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文档列表 文档介绍
一、实验目的
了解渗碳工艺及渗碳后热处理的组织特征。
掌握金相法测定渗碳层厚度的方法。
了解钢渗碳层厚度与渗碳温度和渗碳时间的关系。
二、实验原理概述
渗碳
定义:渗碳是将钢件置于渗碳介质中,加热到单相奥氏体区,保温一定时间使碳原子渗入钢件表面层的热处理工艺。
目的:经过渗碳处理的钢件在经过适当的淬火和回火处理后,可提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度,而心部则仍保持一定的强度和良好的塑性、韧性,主要用于受严重磨损和较大冲击载荷的零件。
分类:按照渗碳介质的状态,可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种。
二、实验原理概述
渗碳后的热处理
①直接淬火:渗碳后直接淬火,工艺简单,生产效率高,成本低,脱碳倾向小。
②一次淬火:在渗碳件冷却之后,重新加热到临界温度以上保温后淬火。
③二次淬火:对于力学性能要求很高或本质粗晶粒钢,应采用二次淬火。
二、实验原理概述
图1 渗碳后淬火回火工艺
(a)直接淬火(b)一次淬火; (c)二次淬火
二、实验原理概述
渗碳及渗碳淬火后的金相组织
①平衡状态的渗碳组织:钢件在高温(900-950℃)渗碳后,自渗碳温度缓慢冷却时,渗层中将发生与其碳浓度相对应的各种组织转变,得到平衡态的组织,即从工件表面层至心部,依次为过共析区、共析区、亚共析区以及心部原始组织的未渗碳区,如图2所示。
二、实验原理概述
图2 低碳钢渗碳后缓冷渗层组织
二、实验原理概述
过共析渗碳区:这是渗碳零件的最表层,其碳浓度最高,在一般正常的渗碳工艺条件下,%-%之间。
共析渗碳区:紧接着过共析区的是共析渗碳区,%。
亚共析过渡区:自渗碳零件表面向心部延伸,紧接着共析渗碳区的是亚共析渗碳区。
心部未渗碳区:此即渗碳零件原材料的组织区,对于低碳钢由铁素体和珠光体组成。
二、实验原理概述
②渗碳后淬火及回火组织
零件渗碳淬火后,由于淬火工艺和材料等有差异而得到不同组织。但自零件表面至心部的基本组织仍为:马氏体+碳化物(少量)+残余奥氏体→马氏体+残余奥氏体→马氏体→心部低碳马氏体(或屈氏体、索氏体+铁素体)。
渗碳零件淬火后的组织通常应为:渗碳层中有适量的粒状碳化物均匀分布在隐针(或细针)状马氏体基体上,另有少量(<5%)残余奥氏体,心部为低碳马氏体或屈氏体与索氏体,不允许有过多的大块状铁素体。
二、实验原理概述
渗碳层厚度的测定
渗碳过程是碳原子在中的扩散过程,根据扩散第二定律,如炉内的碳势一定,则渗碳层厚度与渗碳时间有如下关系:
二、实验原理概述
测量渗碳层厚度可用显微硬度法和金相法。
本实验采用金相法,即在显微镜下通过测微目镜测量。渗碳层的厚度是从表面量到刚出现钢材的原始组织为止。

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