热处理工艺学课件--第12章 表面淬火强化.pptVIP

热处理工艺学 第十二章 表面淬火强化 §12-1 表面淬火的分类 热流密度≥102W/cm2 §12-2 快速加热对相变的影响 相变临界点 Ac3、Accm升高 奥氏体晶粒度 细小 奥氏体均匀化 不均匀 过冷奥氏体转变 降低残余奥氏体的稳定性；提高Ms；改变M形态 回火转变 回火温度一般比普通回火低 §12-3 表面淬火后的组织、性能 组织：呈梯度分布 45钢为例：完全淬硬层（M）＋过渡层（M＋P/B/F）＋心部（P＋F） 性能 表面硬度：提高2～5HRC 耐磨性：显著提高耐磨性 疲劳强度：显著提高 §12-4 表面淬火工艺 感应加热 基本原理：电磁感应、表面效应 工艺： 预先热处理：心部组织准备（调质或正火） 感应加热：温度－高于普通处理30~200℃；加热方式－同时加热、连续加热 冷却方式：喷射冷却、浸液冷却 回火：炉中回火（150～180℃）、自回火 感应加热原理 电磁感应 e=-K×dφ/dt（磁通变化率） Q=I2Rt 表面效应 Ix=I0exp(-x/δ) δ=50300×（ρ/μf）1/2 ρ：电阻率 μ：相对磁导率 f ：频率 感应加热分类 工频加热 f＝50Hz 中频加热 f10kHz 高频加热 f=30～100kHz 超高频加热 f≤ 200～300kHz 感应器 感应加热 感应加热淬火的预先热处理 调质处理 高强度、塑性的综合性能 正火 对心部要求不高的零件 预先热处理应严格控制表面脱碳 保证表面淬火质量 预先热处理对硬度的影响 感应表面淬火后回火 炉中回火 为保证感应淬火后表面保留较高残余压应力，回火温度比普通回火低，一般不超过200℃，回火时间1～2h。 自回火 通过控制冷却时间，使硬化区内层热量传导至硬化层，达到回火目的的方法。 感应加热回火 为降低过渡层拉应力，加热层深度比硬化层深（中频/工频）。感应回火加热时间短、碳化物弥散度大，耐磨性好，冲击韧性好。 火焰加热 燃料： 氧－乙炔 氧－C、H化合物 氧－煤油 性能：同于感应加热 特点 火焰淬火后一般过渡层较宽、硬化层硬度分布较平缓 激光热处理 能量密度高、加热速度快、自激冷却 可选区局部淬火 表面光亮，晶粒细小，残余压应力 可进行局部表面合金化处理 对深孔等光线不可及的区域处理困难 激光加热方式 电子束热处理 需在真空中进行 能量传输不如激光方便、可控性较差 X射线防护 转换效率高（90%） 无需表面黑化处理 设备较激光器便宜，因而具有一定竞争力 * * ＜1 ＜2 （4~5）×103 太阳能加热 ＜0.2 ＞2 ＜109一般103~104 电子束加热 ＜0.2 2~10 ＜109一般103~104 激光加热 ＜0.3 ＜20~50 ≤100～1000 电阻表面加热 2~10 － 10～1000 火焰加热 0.05~15 ≤1000 10～15000 感应加热 硬化层深度(mm) 最大输出功率(KW) 能量密度(W/cm2) 表面淬火工艺 万向节球 内孔 曲轴 齿轮 冷却方式：自激冷却