新8(表面淬火)

八、钢的表面淬火不改变钢的化学成分及心部组织,利用快速加热将表面层奥氏体化后进行淬火，以强化零件表面.1.表面淬火目的（表硬里韧）①使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限;②心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。2.表面淬火用材料⑴0.4-0.5%C的中碳钢，中碳合金钢（调质钢）•含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。•含碳量过高，心部韧性下降；⑵铸铁提高其表面耐磨性。机床导轨表面淬火齿轮下料锻造正火（退火）机加工调质表面淬火低温回火精加工成品3.加工路线：4.组织表层组织为M回；心部组织为S回或F+S（1）感应加热表面淬火①基础电磁感应、集肤效应和热传导三项基本原理；交流电→交变磁场→感应电流→涡流→集肤效应→表面加热、心部不加热；5.方法③特点a.温度高(速度快、过热度大)；b.工件表层为细小的隐晶M组织；c.表面质量好(不被氧化，不易变形)；d.生产效率高；e.设备昂贵，维修困难。②种类a.高频感应加热：250~300KHZ0.5~2.0mm深，中小模数齿轮b.中频感应加热：2500~800HZ2~10mm深，适于较大尺寸的轴和大中模数齿轮c.工频感应加热：50HZ10~15mm深，适于较大直径零件的穿透加热（2）其它方法①火焰加热表面淬火：热源：氧→乙炔火焰优点：设备简单、成本低；缺点：生产率低，质量难控制(单件、小批量)。②电接触加热表面淬火：热源：电阻热优点：表面耐磨性好，设备费用低，工件变形小，工艺简单，不需回火；缺点：硬化层薄。④激光热处理热源：激光特点：a.能量密度大，加热速度极快，淬火自冷；b.局部淬火；c.应力应变小，表面光亮；d.进行局部表面合金化处理。(细M组织)激光表面热处理九、钢的化学热处理工件置于特定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，从而改变表层的化学成分和组织来改变性能的一种工艺。1、渗碳（1）适用于Wc0.25%低碳钢、低碳合金钢（渗碳钢）（2）参数渗碳温度900~930ºC，A体化，时间1~8小时。表面碳含量：0.85%~1.05%；心部碳含量：0.25%。（3）方法气体渗碳：煤气、石油气、天然气；液体渗碳：煤油、酒精、丙酮；固体渗碳（4）加工路线下料锻造正火机加工渗碳淬火+低温回火精加工成品（5）渗碳后的热处理方式①直接淬火：渗碳温度→(预冷)Ar3温度(心部）→淬火→低温回火(160~180℃)优点：不需重新加热，减少热处理变形，省时；缺点：A晶粒粗大，A残多(T高，t长)，性能下降。应用：本质细晶粒钢组织：表层：M回＋Fe3CII＋A残心部：淬透时M回(低C)未淬透F＋S②一次淬火：渗碳工件缓冷(正火)→(升温)加热→淬火心部要求高时，温度（心部）＞Ac3，晶粒细化，组织：心部：M(低C)，表层：M回＋A残表层要求高时，温度（表层）Ac1~Ac3，组织：表层M回＋Fe3C(粒)＋A残，心部：M回＋F③两次淬火：渗碳工件缓冷（正火）＋两次淬火第一次淬火：温度（心部）＞Ac3细化心部晶粒，消除表层Fe3C网，此时表层晶粒粗大。第二次淬火：温度（表层）＞Ac1，细化表层晶粒，不影响心部。特点：工艺复杂，周期长，工件易变形。渗碳后的热处理示意图2.渗氮在一定温度下(Ac1以下)使活性氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。气体氮化：2NH3→3H2+2[N](NH3在200℃以上分解)温度：550~570℃，时间：20~50h为改善心部力学性能，渗氮前经调质处理；钢种：含碳0.15%~0.45%的合金结构钢，如38CrMoAl，渗氮后硬度极高用途：耐磨性和精密度很高的零件(镗床主轴、精密传动齿轮、分配式油泵转子)缺点：周期长，成本高。3.碳氮共渗使工件表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺，又称氰化。第八章合金钢1.合金钢的分类（1）按化学成分分类①按化学元素种类分铬钢、锰钢、硼钢、硅锰钢等；②按合金元素含量分：低合金钢(2.5%)、中合金钢(2.5%~10%)、高合金钢(10%)（2）按用途分类合金结构钢、合金工具钢、特殊性能用钢2、合金钢的编号方法：（1）合金结构钢①36Si2Mn含C0.36%，Si2%，Mn1.5%“两位数字＋元素符号＋数字”含C量，万分之几合金元素符号，百分之几WMe＜1.5%时，钢号中只标元素符号；WMe≥1.5%、2.5%、3.5%、……，在元素符号后标2、3、4…….②50CrVA高级优质钢后加“A”；③12CrMoV12Cr1MoV同钢种不同含量，主要区别元素含量都＜1.5%，含量较高者后标“1”；（2）合金工具钢和高速工具①9Mn2V含C0.9%，Mn2%，V1.5%“一位数字＋元素符号＋数字”含C量，千分之几合金元素符号，百分之几②CrMn含C1%,不标。特例Cr06(合金元素含量低，两位数，千分之几表示）W18Cr4V（含C量为0.7%~0.8%,不标)③滚动轴承GCr15Cr很低，千分之几表示，1.5%总结（1）除结构钢，碳万分之几表示外，工具钢、特殊钢，碳千分之几表示；（2）合金元素百分之几表示，Cr很低时，千分之几表示常用碳钢的牌号及应用新旧低合金结构钢标准牌号对照表常用合金结构钢的牌号及应用常用合金工具钢的牌号及应用常用特殊性能钢的牌号及应用•碳素工具钢：牌号有T7、T8、T10、T12等，热硬性差，适合于制造简单的手工工具，如：锉刀、锯条等•合金工具钢：牌号有9SiCr、9Mn2V、CrWMn等，热硬性较差，适合于制造低速成型刀具，如丝锥、铰刀等•高速钢：牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等，热硬性优良，适合于制造较高速精加工刀具，如铣刀、车刀、钻花等•硬质合金：常用的硬质合金有：YT类硬质合金：YT5、YT15、YT30，适合于加工钢的零件YG类硬质合金：YG3、YG6、YG8，适合于加工铸铁、青铜零件常用刀具材料马氏体不锈钢1Cr132Cr133Cr134Cr13铬不锈钢耐蚀结构钢耐蚀性稍差淬火+高温回火淬火+低温回火S回M气轮机叶片工具钢、医疗器械锅炉管附件铁素体不锈钢0Cr131Cr173Cr17Ti1Cr28铬不锈钢应用于硝酸和氮肥工业奥氏体不锈钢0Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9Ti铬镍不锈钢应用于硝酸和氮肥工业加工：M、F不锈钢加工不太难；A不锈钢加工难不锈钢常用铸铁的牌号及应用思考？汽车后桥螺旋锥齿轮（20CrMoH）烧伤的原因?