工程材料--钢淬透性.ppt

第 六 节 钢 的 淬 透 性,一、淬透性与淬透层（淬硬层） 1、淬透性：指钢经淬火获得M体的能力或钢淬火获得淬透（硬）层深度（h）的能力2、淬透层深度：从工件表面到50%M面层的距离3、淬硬性：钢淬火时能达到的最高硬度二、影响淬透性的因素,化学成分、奥氏体化温度、未溶第二相等三、淬透性的测定与表示方法,1、J 性测定（末端淬火法）：,2、J 性的表示方法,J性值法：,,J－淬透性值,d－测点到水冷端距离,HRC－d处的硬度,,,临界直径法：,D0－临界直径,X －淬火介质,例，某钢D0水＝20mm,表示该钢在水中淬火时，所能淬透的最大截面直径为20mm,四、淬透性与淬硬性的区别1、淬透性：主要取决于“C”曲线位置2、淬硬性：指钢经淬火处理所能达到的最大硬度值，主要取决于马氏体的含碳量C%↑→淬硬性↑,五、J 性的实际意义1、J性是零件选材和HT工艺制定的主要依据如截面较大、形状复杂、受力大的重要零件应选高J性钢，且需全部淬透使用如外层受力大，心部受力小的轴类零件应选较低J性钢2、钢材的“尺寸效应”J性作为钢的工艺性能之一，是确定的，可以比较的但实际工件的淬透层深度却同时与J性与外在因素（冷却条件，工件尺寸）有关。

图7-51 工件截面尺寸对淬透层深度的影响,第 七 节 钢 的 表 面 淬 火,工件若要求,,表面：强、硬、耐磨,心部：强韧综合性能好,一、表面淬火定义：,快速加热工件表面至奥氏体化，并立即淬火，使表面获得 M 体而心部组织不变的HT工艺二、加热方法,①感应加热：,②火焰加热,③接触加热、激光加热等,①感应加热 利用交变电流产生感应电流的集肤效应，在工件表面形成感应电流，加热工件高频淬火：200~300KHz 中频淬火： 2.5~8KHz 工频淬火： 50Hz,②火焰加热,三、适合钢种中碳钢或中碳合金钢（如45、40Cr） 四、表淬工件的典型制造工艺路线,下料,五、工件表淬处理后的组织和性能,表面：,细中C-M回，,HRC50~55，强、硬、耐磨,心部：,S回，,HB200~250，强且韧,调质处理+表面淬火+低温回火,第 八 节 化 学 热 处 理,一、化学热处理,将工件置于特定的介质中加热、保温，使介质 中的活性原子渗入工件表层，以改变表层的化学成 分、组织和性能的一种热处理工艺活性原子从工件表层向内部的扩散,化学热处理的基本过程:,渗剂分解出活性原子,→,工件表面吸收活性原子,→,常用化学热处理方法: 渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

适用钢种：WC=0.10～0.25％低碳钢、低碳合金钢,二、钢的渗碳,目的：使钢件表层获得高的硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性渗碳方法：固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳定义：将钢件置于渗碳介质中加热、保温，使活性 碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺1)固体渗碳,设备：固体渗碳箱，箱式电炉、反射式燃煤炉 常用的渗碳剂：木炭或骨炭等 常用的催渗剂：碳酸钡或碳酸钠,1. 渗碳方法简介,,,渗碳剂: 气态渗剂：天然气、丙烷、煤气等.液态渗剂：煤油、甲醇、乙醇、丙酮、苯等,2) 气体渗碳,2. 渗碳工艺 包括: 渗碳温度和渗碳时间 渗碳温度: 900~9500C; 根据渗层厚度而定.,(渗碳)+淬火＋低温回火,3. 渗碳后的热处理,常用的淬火方法,渗碳件常用的淬火方法,1）预冷直接淬火法,优点：操作简便、生产效率高、成本低；减少加热和冷却次数，故减小工件的淬火变形及表面氧化脱碳应用：本质细晶粒钢（如20CrMnTi、20MnVB 钢等）；载荷小、耐磨性要求较低的工件2）一次淬火法,淬火温度选择：应兼顾表面和心部的要求，通常：心部性能要求较高时：TH > Ac3， 以↑心部性能表面性能要求较高时：TH > Ac1， 以↑表面性能,应用：仅适用于本质细晶粒钢，如合金钢和不重要的碳钢，碳钢的淬火温度比合金钢可适当低一些。

渗碳后缓冷，重新加热淬火及低温回火目的：,防止Fe3CⅡ的过量析出 细化晶粒 防止变形,渗碳层的缓冷组织（由表面至心部）：,亚共析组织（P＋F）,渗碳件渗碳后淬火及低温回火后的组织：,4. 渗碳层的组织,消除淬火应力，↑韧性，保持高硬度与耐磨性3) 低温回火（160～200℃）,淬透时: 未淬透时:,M回＋Cem少＋A′(表面)+低碳M回(心部),表面:M回＋Cem少＋A′ 心部:低碳M回＋F+T/S,过共析组织（P＋Fe3CⅡ）,→,共析组织（P）,→,下料,→,锻造,正火,机加工,渗碳,淬火,低温回火,喷丸,磨削,→,→,→,→,→,→,→,6. 渗碳件的加工工艺路线,5. 常用的渗碳钢,20、20Cr、20CrMnTi、20CrMnMo等,,三、钢的氮化 四、氮碳共渗 五、碳氮共渗 六、其它化学热处理,七. 形变热处理,。