变材料性能的主要途径.pptVIP

（1）火焰加热表面淬火 常用氧－乙炔焰快速加热零件表面，使其达到奥氏体化温度，并迅速喷水冷却，使其表层获得一定深度的淬硬层。 火焰加热表面淬火的淬硬层深度为2～6mm。 常用材料为中碳钢、中碳合金钢，如35、40Cr、65Mn，也可用于铸铁的表面淬火。 火焰加热表面淬火设备简单、投资小、成本低、灵活性大。 缺点：生产率低，工件表面加热温度和加热层深度不易控制，易过热、淬火质量不稳定。应用：适用于单件与小批量生产及大型零件的表面淬火或局部表面淬火，如大型轴类、大模数齿轮，机床导轨等。 * （2）感应加热表面淬火 装置见教材P76，图3-55. 工件表层在交变磁场的作用下，将相应产生相同频率但方向相反的感应电流。 感应电流在工件中分布是不均匀的，表层电流密度大于心部电流密度，产生集肤效应。 集肤效应随电流频率的升高而加强，由于钢本身具有电阻，因而集肤在工件表层的电流，可使表层迅速地加热到淬火温度，而心部仍未加热，立即喷水（合金钢浸油）快速冷却，从而在工件表层获得具有一定深度的淬硬层，即达到表面淬火地目的。 * 感应加热表面淬火 * 感应加热热处理 * 三种感应加热方式 ①高频加热：采用电子管或高频设备，频率：200～300KHz，淬硬层0.5～2mm，适于小直径轴和小模数齿轮的淬火。 ?②中频加热：采用可控硅变频器，频率：2.5～8KHz。淬硬层2～10mm，适于较大直径的轴和齿轮淬火。 ③工频加热：采用工频发电机，频率：50Hz，淬硬层10～20mm，适于大直径轴类淬火，直径300mm以上，如轧辊、火车轮等。 为保证淬火后的表面硬度和心部强韧性，一般采用中碳钢或中碳合金钢，如45、40Cr、35CrMo等。 在表淬前应预先进行正火或调质处理。淬火后，一般需进行180～200℃的低温回火，以减少淬火内应力和降低脆性。 感应表淬易实现操作机械化与自动化，且质量稳定，设备投资大，维修与调整困难，不适用单件生产。 * （3）接触加热表面淬火 利用一个变压器获得低电压大电流，次级回路的一端接零件，另一端接一个紫铜滚轮作电极与零件淬火表面接触，通电时滚轮与零件接触处产生电阻热将零件该处加热至淬火温度，滚轮转离后，因周围金属温度低，而加热处迅速被冷却而达到淬火目的。 淬硬层达0.15～0.35mm，硬度均匀，且变形小，目前主要用于导轨的强化。 * （4）激光加热表面淬火 利用激光束扫描零件表面，使表面迅速被加热到淬火温度，激光束离开后，依靠零件自身的导热将加热处冷却而达到淬火目的。 淬硬层0.3～0.5mm，变形很小，获得的马氏体极细，耐磨性很好，主要用于不规则零件表面的淬火。 * （5）局部淬火 ????某些零件只要求局部具有高硬度，其余部位不要求或不允许硬度过高，这时可采用局部淬火。通常只对要求淬硬的部位加热，一般都采用火焰加热，大量生产时可采用盐浴加热，迅速加热至淬火温度立即冷却，以防其他部位温度升高而发生组织变化。 ? 淬火后应进行低温回火。 * 6．表面化学热处理 将工件置于一定化学活性介质中加热保温，使介质中一种或几种元素原子渗入工件表面，改变表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。 主要种类有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。机械制造中最常用的渗碳和渗氮。 化学热处理与表面淬火都属于表面热处理，但表面淬火只改变表层组织，而化学热处理不仅使表层改变组织而且还改变表层的化学成分，因而能更有效地提高表层的性能。 化学热处理能有效地提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性以及疲劳强度等。是目前发展很快的热处理工艺。 * 6．表面化学热处理——渗碳 目的：提高钢件表层的碳质量分数和一定的碳浓度梯度，在经淬火后表层具有很高的硬度，而心部具有较高的塑性、韧性。 渗碳用钢都采用低碳钢和低碳合金钢，以保证心部的性能要求，是向低碳（0.1％～0.25%C）的碳钢或合金钢的表面渗入碳原子的过程。 渗碳后还应进行淬火和低温回火处理。 渗碳主要用于承受较大冲击载荷和严重磨损条件下工作的零件，如齿轮、活塞销、轴类等零件。 * 6．表面化学热处理——渗碳 * 6．表面化学热处理——渗碳 常用渗碳工艺：气体渗碳、固体渗碳和气体碳氮共渗 * 6．表面化学热处理——渗碳 气体渗碳 * 6．表面化学热处理——渗碳 渗碳后热处理：钢经渗碳后若缓慢冷却至室温，由表及里均呈现平衡组织，其各项性能指标都较低，必须再经淬火及低温回火后才能充分提高材料的性能，体现渗碳处理效果。 渗碳后常用的淬火工艺为：直接淬火法、一次淬火法、二次淬火法。 ①直接淬火法：将工件从渗碳炉中取出，直接淬入水或油中。也可将工件从渗碳温度预冷到略高于Ar3的某一温度（约830～850℃），淬入水或油中。 渗碳淬火后表层组织为：粗大M+Ar+Fe3