表面热处理与化学热处理.ppt

关于表面热处理与化学热处理
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第1页，讲稿共48张，创作于星期三
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主要内容
表面热处理
化学热处理
第2页，讲稿共48张，创作于星期三
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表面热处理
定义到相变点以上，激光移开后，高温薄层在基底冷却下，进行自冷淬火，从而产生相变硬化。
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（2）影响淬硬层的主要因素
材料成分：淬硬性和淬透性——深度、硬度。
如：钢—含碳量增加—马氏体含量增加—硬度高。
工艺参数：
淬火层宽度—光斑直径D
淬硬层深度——功率P、光斑直径D 、扫描速度V
表面预处理状态：
a、表面组织准备—细化
b、表面黑化处理—通过对激光的吸收率
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① 生产率高
② 变形很小，局部表面
③ 过热度大(50~200℃)，硬度高
④ 无介质、无污染
⑤ 不接触、光能照到就能淬火
⑥ 易于自动化
（3）特点：
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碳钢：20、35、40、45、T10、T12
合金结构钢：40Cr、30CrMnSiA、 40CrNiMoA、38CrNi3MoV
合金工具钢：GCr15、9SiCr，9CrWMn、CrWMn，4Cr5MoV1Si、 W302， W6Mo5Cr4V2、 W18Cr4V、 M42、W9Mo3Cr4V、R18、R6M5K5
不锈钢：2Cr13
铸铁：HT200、HT300、QT400-17、QT600-2
硬质合金：YG8、YG20
钛合金：TC4，铝合金：
激光相变硬化已研究的材料
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火车缸套
轧辊
（4）激光相变硬化应用
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柴油机缸套淬火
激光相变硬化应用
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抽油泵筒
激光相变硬化应用
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激光硬化区的表面形貌
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激光硬化区的横截面及深度
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激光相变区的金相组织
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硬化层的重叠
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搭接区的金相组织
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（1）定义：将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使介质中的一种或几种元素原子渗入工件表面，以改变钢件表层化学成分和组织的热处理工艺。
渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铝
（2）目的：
提高耐磨性、耐蚀性、抗氧化性以及疲劳强度等。
渗层的组织类型：固溶体、化合物
化学热处理
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（4）三个基本过程
①介质的分解：形成活性原子；
②表面吸收和溶解：形成固溶体或化合物；
③原子扩散：形成一定的扩散层。
（3）方法
气体法：应用最广
液体法：熔融液体，热浸锌
固体法：粉末、膏剂，渗硼
等离子法：低真空中辉光放电产生的离子轰击表面
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（1）渗碳：活性碳原子［C］渗入钢的表层。
（2）目的：增加表面C含量，淬火＋低温回火，
　　　　表面硬，心部韧
（3）渗碳方法：
气体、固体和液体渗碳
（4）适合的钢种：
低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr、20CrMnTi等
渗碳
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（5）工艺：
900~950℃，1h, ； 4h, 1mm
渗碳层厚度：从表面到过渡层的一半处，~
（6）热处理：
淬火（直接、一次和二次）＋低温回火
（7）组织与性能:
表层：高碳回火M＋碳化物＋A’
心部：低碳回火M或F、T
性能：表面硬度高，58HRC~64HRC；耐磨性好；心部
韧性好，硬度较低，疲劳强度高、表面压应力
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问题：缓冷组织？
P+碳化物、P、P+F，原始组织。
渗碳后的热处理示意图
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气体渗碳炉
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低碳钢缓冷后的显微组织
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