材料性能和热处理PPT课件

《材料性能和热处理PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料性能和热处理PPT课件（44页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、机械设计基础多媒体课件编 辑：李光玲动画制作：李光玲文 字：李光玲1.4 1.4 金属材料的性能金属材料的性能1 1、金属材料的性能、金属材料的性能使用性能：使用性能： 指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能力学性能、物理性能物理性能和和化学性能化学性能。工艺性能：工艺性能： 指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。工和热处理的性能。2 2、金属材料金属材料力学性能力学性能 包括包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性

2、能和热处理工艺性能加工性能和热处理工艺性能等。等。 指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有强度、塑性、强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度硬度、冲击韧度和疲劳强度等。等。强度一、材料的拉伸曲线一、材料的拉伸曲线1 1、oeoe段：直线、弹性变性段：直线、弹性变性2 2、eses段：曲线、弹性变形段：曲线、弹性变形+ +塑性变形塑性变形5 5、b b点：出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低，点：出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低，拉伸力达到最大值，试样即将断裂。拉伸力达到最大值，试样即将断裂。( (强化阶段强化阶段) )

3、3 3、s ss s段：水平线（略有波动）明显段：水平线（略有波动）明显的塑性变形屈服现象，作用的力基本不的塑性变形屈服现象，作用的力基本不变，试样连续伸长。变，试样连续伸长。4 4、s sb b曲线：弹性变形曲线：弹性变形+ +均匀塑性变形均匀塑性变形1.4.1金属材料的力学性能金属材料的力学性能低碳钢的拉伸曲线图(a)原始试样 （b)拉伸后试样 圆形拉伸试样长试样:l0=10d0 短试样l0=5d0低碳钢的拉伸过程强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。二、强度的指标二、强度的指标3 3、抗拉强度、抗拉强度b 指试样拉断前所承受的最大拉应力。指试样拉断前所承

4、受的最大拉应力。其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力。2 2、屈服点、屈服点b = F Fb b/S/S0 0 当材料的内应力当材料的内应力b b时，材料将产生断裂。时，材料将产生断裂。b b常用作脆性材料的选材和设计的依据。常用作脆性材料的选材和设计的依据。s s = = F Fs s/S/S0 0 1 1、弹性极限、弹性极限e ee e = = F Fe e/S/S0 0 没有明显屈服现象的金属材料（铸铁、高碳钢）：工程上规定 用用条件屈服点（条件屈服点（ 0.2 ）来表示来表示: : 产生产生0.2%0.2%残余应变时的应力值。残余应变时的

5、应力值。 4.低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能塑性塑性 塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。断后伸长率和断面收缩率。1 1、断后伸长率、断后伸长率2 2、断面收缩率、断面收缩率指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。L0:L0:标距标距Lk:Lk:拉断后的试件标距。将断口密合在一起，

6、用卡尺直接量出。拉断后的试件标距。将断口密合在一起，用卡尺直接量出。S S0 :0 :试件原横截面积。试件原横截面积。SkSk: :断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。 %10000lllk%10000sssk5%5%为为塑性材料，塑性材料， 5% 5%为脆为脆材料材料硬度1 1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和压痕或划痕的能力。它是衡量、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和压痕或划痕的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。2 2、硬度的测试方法、硬度的测试方法 （1 1）布氏硬度）

7、布氏硬度 （2 2）洛氏硬度）洛氏硬度 （3 3）维氏硬度）维氏硬度 （4 4）肖氏硬度）肖氏硬度1 1、布氏硬度试验、布氏硬度试验（布氏硬度计） 原理原理: :用一定直径的球体（淬火钢球或硬质用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。痕硬度试验方法。2 2、布氏硬度值、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。用球面压痕单位面积上所承受有

8、平均压力表示。 如：120HBS（用钢球压头 ） 500HBW（硬质合金球） 4 4、测量范围、测量范围 用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等. .3 3、优缺点、优缺点（1 1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（2 2）可）可测的硬度值不高（测的硬度值不高（3 3）不测试成品与薄件（）不测试成品与薄件（4 4）测量费时，效率低）测量费时，效率低南山学院南山学院1 1、洛氏硬度试验、洛氏硬度试验（洛氏硬度计） 原理原理: : 用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压

9、入试样表面，用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。种压痕硬度试验。 2 2、洛氏硬度值、洛氏硬度值 用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读出。用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读出。如：如：50HRC50HRC 4 4、测量范围、测量范围 用于测量用于测量淬火钢、硬质合金淬火钢、硬质合金等材料等材料. .3 3、优缺点、优缺点（1 1）试验简单、方便、迅速（）试验简单、方便、迅速（2 2）压痕小，可测成品，薄件（）压痕小，可测成品

10、，薄件（3 3）数据）数据不够准确，应测三点取平均值（不够准确，应测三点取平均值（4 4）不应测组织不均匀材料，如铸铁。）不应测组织不均匀材料，如铸铁。洛氏硬度测量原理图洛氏硬度测量原理图 将金刚石压头将金刚石压头(或钢球压头或钢球压头), 在先后施加两个载荷在先后施加两个载荷(预载荷预载荷F0和总载和总载荷荷F)的作用下压入金属表面。总载荷的作用下压入金属表面。总载荷F为预载荷为预载荷F0和主载荷和主载荷F1之和。卸之和。卸去主载荷去主载荷F1后后, 测量其残余压入深度测量其残余压入深度h, h, 用用h h与与h h0 0之差之差h h来计算洛氏硬度来计算洛氏硬度值。值。h h 越大越大,

11、 表示材料硬度越低表示材料硬度越低, 实际测量时硬度可直接从洛氏硬度实际测量时硬度可直接从洛氏硬度计表盘上读得。根据压头的种类和总载荷的大小洛氏硬度常用的表示方计表盘上读得。根据压头的种类和总载荷的大小洛氏硬度常用的表示方式有式有HRA、HRB、HRC三种。三种。韧性 韧性是指材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性。韧性是指材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性。用摆锤冲击弯曲试验来测定。用摆锤冲击弯曲试验来测定。测得试样测得试样冲击吸收冲击吸收功功, ,用符号用符号 A Ak k 表表示。示。 用冲击吸收功除以试样缺口处截面积用冲击吸收功除以试样缺口处截面积 S S0 0 , , 即

12、得到材料的即得到材料的冲冲击韧度击韧度 a ak k。 冲击吸收功:AK=mgh1-mgh2 (J) 不用计算,从试验机上获得AK越大,材料的韧性越好冲击韧度:k=AK /S 疲劳强度疲劳强度 在交变应力作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过在交变应力作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作而产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为金属的疲劳。较长时间的工作而产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为金属的疲劳。 材料承受的交变应力材料承受的交变应力( )与材料断裂前承受交变应力的循环次数与材料断裂前承受交变应力的循环次数(N)之间之间的关系可用疲劳曲线来表示。金

13、属承受的交变应力越大的关系可用疲劳曲线来表示。金属承受的交变应力越大, 则断裂时应力循环次则断裂时应力循环次数数N越少。当应力低于一定值时越少。当应力低于一定值时, 试样可以经受无限周期循环而不破坏试样可以经受无限周期循环而不破坏, 此应力此应力值称为材料的值称为材料的疲劳极限疲劳极限(亦叫疲劳强度亦叫疲劳强度)，用，用r表示。表示。 1.4.2 1.4.2 金属材料的加工工艺性能金属材料的加工工艺性能 金属材料的一般加工过程如下：金属材料的一般加工过程如下： 1. .焊接性能焊接性能 金属材料对焊接加工的适应性称金属材料对焊接加工的适应性称焊接性焊接性。也就是在一定的焊接工艺条也就是在一定的

14、焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。件下，获得优质焊接接头的难易程度。 钢材的碳含量是焊接性好坏的主要因素。低碳钢和碳的质量分数低于钢材的碳含量是焊接性好坏的主要因素。低碳钢和碳的质量分数低于0.18 %0.18 %的合金钢有较好的焊接性能。碳含量和合金元素含量越高的合金钢有较好的焊接性能。碳含量和合金元素含量越高, , 焊接性焊接性能越差。能越差。 2.2.切削性能切削性能 切削加工性能一般用切削后的表面质量切削加工性能一般用切削后的表面质量(以表面粗糙度高低衡量以表面粗糙度高低衡量)和刀具寿命来表示。和刀具寿命来表示。 金属材料具有适当的硬度金属材料具有适当的硬度(170 HBS2

15、30 HBS)和足够的脆性时切削性良好。和足够的脆性时切削性良好。 改变钢的化学成分改变钢的化学成分(如加入少量铅、磷等元素如加入少量铅、磷等元素)和进行适当的热处理和进行适当的热处理(如低碳钢进行正如低碳钢进行正火，高碳钢进行球化退火火，高碳钢进行球化退火)可提高钢的切削加工性能。铜有良好的切削加工性能。可提高钢的切削加工性能。铜有良好的切削加工性能。 3.3.压力加工性能压力加工性能 金属材料在外力的作用下变形成为零件的加工方法称为压力加工。压力加工分为金属材料在外力的作用下变形成为零件的加工方法称为压力加工。压力加工分为热压力加工（锻造）和冷压力加工（冲压）。压力加工性能是指材料是否易于

16、用压力热压力加工（锻造）和冷压力加工（冲压）。压力加工性能是指材料是否易于用压力加工方法制成零件的性能。如锻造性能。它主要取决于金属的塑性和变形抗力。加工方法制成零件的性能。如锻造性能。它主要取决于金属的塑性和变形抗力。 1.4.2 1.4.2 金属材料的加工工艺性能金属材料的加工工艺性能流动性流动性 熔融金属的流动能力称为熔融金属的流动能力称为流动性流动性。 流动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰流动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件。的铸件。 收缩性收缩性 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象称为铸件在凝固和冷却过程中，其

17、体积和尺寸减少的现象称为收缩性收缩性。 铸件收缩不仅影响尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开铸件收缩不仅影响尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷。故铸造用金属材料的收缩率越小越好。裂等缺陷。故铸造用金属材料的收缩率越小越好。 偏析偏析 金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析偏析。 偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。 1.4.2 1.4.2 金属材料的加工工艺性能金属材料的加工工艺性能4.铸造性能铸造性能 金属

18、材料铸造成形获得优良铸件的能力称为金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量。用流动性、收缩性和偏析来衡量。5. .热处理性能热处理性能 金属经热处理可使性能顺利改善的性质称为热处理性能。金属经热处理可使性能顺利改善的性质称为热处理性能。钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性, 即钢接受淬火的能力。含Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬透性比较好, 碳钢的淬透性较差。 铝合金的热处理要求较严。 铜合金只有几种可以用热处理强化。1.5 1.5 钢的热处理方法及目的钢的热处理方法及目的1 1、热处理的概念、热处理的概念 2 2、热处理的目的、热处理的目的 将固

19、态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织与性能的工艺。所需组织与性能的工艺。（1 1）提高钢的力学性能）提高钢的力学性能（2 2）改善钢的工艺性能）改善钢的工艺性能钢的热处理原理钢的热处理原理根据工艺类型、工艺名称和实现工艺的加热将热处理分为：根据工艺类型、工艺名称和实现工艺的加热将热处理分为：1、整体热处理、整体热处理2、表面热处理、表面热处理表面淬火、气相沉积表面淬火、气相沉积3 3、化学热处理：渗碳、氮化、碳氮共渗、化学热处理：渗碳、氮化、碳氮共渗退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火1.5 钢的热处理钢的热处理热处理

20、的理论依据热处理的理论依据1.5 钢的热处理钢的热处理钢的退火与正火1、概念：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后在炉中缓慢地冷却的热处理工艺。2、目的： 1）降低硬度，提高塑性，改善加工性能； 2）细化晶粒，消除组织缺陷； 3）消除内应力 。1.5 钢的热处理钢的热处理3、分类： 根据钢的成分和处理目的的不同，可分为完全退火、球化退火和去应力退火。（1）完全退火 1、定义：将钢加热Ac3以上3050C,完全奥氏体后，保温一定时间随之缓慢冷却到500C以下，出炉空冷。 2、目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度，、目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度，以利于切削加工。以利于切削加工。 3、适用

21、范围：亚共析钢型材、适用范围：亚共析钢型材。1.5 钢的热处理钢的热处理（2）球化退火 1、定义：将钢加热到Ac1以上2030 C,保温后随炉缓冷至600 C，出炉空冷。 2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能。 3、适用范围：主要用于过共析钢及合金工具钢。1.5 钢的热处理钢的热处理（3）去应力退火 1、定义：将钢加热到500-600 C,保温后随炉缓冷至200-300 C出炉空冷。又称低温退火。 2、目的：消除铸件、锻件和焊接件的内应力 。（没有发生组织变化） 3、适用范围：用于所有的钢。1.5 钢的热处理钢的热处理二、钢的正火二、钢的正火1、概念：、概念： 将钢件加热到将钢件加热

22、到Ac3Ac3或或AccmAccm线以上线以上3050 3050 C C ，保温适当的时间后，在空，保温适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。气中冷却的热处理工艺。2 2、目的：、目的： 1 1）对低碳钢，可细化晶粒，提高硬度，改善加工性能；）对低碳钢，可细化晶粒，提高硬度，改善加工性能； 2 2）对中碳钢，可提高硬度和强度，作为最终热处理；）对中碳钢，可提高硬度和强度，作为最终热处理； 3 3）对高碳钢，可为球化退火作准备）对高碳钢，可为球化退火作准备 。1.5 钢的热处理钢的热处理退火与正火的加热温度范围退火与正火的加热温度范围1.5 钢的热处理钢的热处理n 正火和退火比较:n正火的冷却

23、速度稍快一些，正火组织比较细， 其硬度高，强度高；n操作简便，生产周期短，能耗少。n 选择:n一般情况下，优先考虑采用正火；n当零件复杂时，则用退火；n正火作为较重要零件的预先热处理 （正火球化退火或淬火）n正火作为一般零件的最终热处理。2 2、目的：、目的： 提高钢的硬度、强度和耐磨性并保持足提高钢的硬度、强度和耐磨性并保持足够的韧性。够的韧性。1 1、概念：、概念： 将钢件加热到将钢件加热到Ac3Ac3或或Ac1Ac1以上某一温度，保持一定以上某一温度，保持一定时间后，快速冷却的热处理工艺。时间后，快速冷却的热处理工艺。 1.5 钢的热处理钢的热处理3 3、淬火剂：水、矿物油、盐水和碱水等

24、。、淬火剂：水、矿物油、盐水和碱水等。 为了保证获得所需淬火组织，又要防止变形为了保证获得所需淬火组织，又要防止变形和开裂，必须采用已有的淬火介质再配以各种冷和开裂，必须采用已有的淬火介质再配以各种冷却方法才能解决。通常的淬火方法包括单液淬火、却方法才能解决。通常的淬火方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火等，如图所示。双液淬火、分级淬火等，如图所示。4. 4. 淬火方法淬火方法: :1.5 钢的热处理钢的热处理4 4、淬火方法：、淬火方法： （1 1）单液淬火：将加热后的零件投入一种）单液淬火：将加热后的零件投入一种 冷却冷却 剂中冷却至室温。剂中冷却至室温。 特点：操作简单，容易实现自动化。

25、特点：操作简单，容易实现自动化。 （2 2）双液淬火：先水后油，或先油后空气。）双液淬火：先水后油，或先油后空气。 特点：可防止变形与开裂。特点：可防止变形与开裂。 （3 3）分级淬火：先放入一定温度的盐浴或碱浴中，）分级淬火：先放入一定温度的盐浴或碱浴中，再空冷。再空冷。 特点：有效减小内应力，防止变形与开裂；特点：有效减小内应力，防止变形与开裂； 但只适于小尺寸工件。但只适于小尺寸工件。1.5 钢的热处理钢的热处理四、钢的回火1 1、回火的概念：、回火的概念： 将淬火后钢件再加热到将淬火后钢件再加热到Ac1Ac1以下的某一温度，保以下的某一温度，保 温一定时间后，然后冷却到室温的热处理工艺

26、温一定时间后，然后冷却到室温的热处理工艺 。2、回火的目的： 降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度，消降低淬火钢的脆性，提高韧性，调整硬度，消除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力学性除内应力，稳定工件的尺寸，获得所需要的力学性能。能。1.5 钢的热处理钢的热处理3、回火的种类按回火温度的不同，回火可分以下三种： 低温回火：150 C 250 C 中温回火：350 C 500 C 高温回火：500 C 650 C 1.5 钢的热处理钢的热处理1、低温回火（低温回火（150250150250）C C 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应

27、力力, ,减减少钢的脆性。硬度为少钢的脆性。硬度为58-64HRC58-64HRC。 主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火主要用于：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火 件和表面淬火件。件和表面淬火件。 2 2、中温回火（、中温回火（350500350500）C C 目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。 又称弹性处理。硬度为又称弹性处理。硬度为35-45HRC.35-45HRC. 主要用于：弹性零件及热锻模具等。主要用于：弹性零件及热锻模具等。 3 3、高温回火（、高温回火（500650500650）C C 目的：获得良好的综合力学

28、性能。目的：获得良好的综合力学性能。 又称调质处理。硬度为又称调质处理。硬度为25-35HRC.25-35HRC. 主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。主要用于：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。 1.5 钢的热处理钢的热处理类型类型目的目的回火回火温度硬度温度硬度用途用途低温低温回火回火保持淬火钢的高硬度保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬和高耐磨性，降低淬火应力火应力,减少钢的脆性。减少钢的脆性。150250C5864HRC刃具、量具、刃具、量具、模具、滚动模具、滚动轴承轴承中温中温回火回火获得高的弹性极限、获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。屈服点和较好的韧性。350500

29、C3550HRC弹簧弹簧高温高温回火回火获得良好的综合力学获得良好的综合力学性能。性能。500650C200330HBW机器中的机器中的重重要零件（连要零件（连杆、齿轮、杆、齿轮、轴、螺栓）轴、螺栓）n 回火的种类五五 钢的表面热处理钢的表面热处理 为了兼顾零件表面和心部两种不同性能为了兼顾零件表面和心部两种不同性能要求要求, ,生产中广泛采用表面热处理的方法生产中广泛采用表面热处理的方法, ,即表面淬火和化学热处理即表面淬火和化学热处理. .1 1、表面淬火、表面淬火 1)1)、概念：指仅改变钢的表层组织的局、概念：指仅改变钢的表层组织的局部热处理工艺。部热处理工艺。 1.5 钢的热处理钢的

30、热处理 2)、种类 火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火 ： 用氧用氧乙炔火焰喷射到工件表面，使其被快乙炔火焰喷射到工件表面，使其被快速加热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法。速加热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法。 适用于含适用于含C 0.35%0.7%C 0.35%0.7%的中碳钢和中碳合金的中碳钢和中碳合金钢，如钢，如4545，40Cr40Cr。 感应加热表面淬火感应加热表面淬火 ： 用一定频率的感应电流使工件表面被快速加用一定频率的感应电流使工件表面被快速加热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法。热到淬火温度，并立即喷水冷却的操作方法。 适用于含适用于含C 0.4%0.5%C 0.4

31、%0.5%的中碳钢和中碳合金钢，的中碳钢和中碳合金钢，如如4040，40Cr40Cr。1.5 钢的热处理钢的热处理六 钢的化学热处理引言 1、概念：将钢置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入其表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。 2、分类：渗碳、渗氮、 碳氮共渗1.5 钢的热处理钢的热处理钢的渗碳 概念：将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层概念：将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。的工艺称为渗碳。 目的：通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨目的：通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使表面具有高的硬度

32、、耐磨性和抗疲劳性能，而心部具有一定的强度和良好的韧性配合性和抗疲劳性能，而心部具有一定的强度和良好的韧性配合。 渗碳方法：渗碳方法有气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。目前广泛应渗碳方法：渗碳方法有气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。目前广泛应用的是气体渗碳法。用的是气体渗碳法。 渗碳用钢：含碳量为渗碳用钢：含碳量为0.1%0.1%0.25%0.25%的低碳钢和低碳合的低碳钢和低碳合 金钢。金钢。 1.5 钢的热处理钢的热处理钢的渗氮 概念：概念：渗氮俗称氮化，是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的渗氮俗称氮化，是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的热处理工艺。热处理工艺。 目的：是提高零件表面

33、硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性等。目的：是提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性等。 渗氮方法渗氮方法：气体渗氮、离子渗氮等。生产中应用较多的是气体渗氮。：气体渗氮、离子渗氮等。生产中应用较多的是气体渗氮。 渗氮用钢：优质碳素结构钢，如渗氮用钢：优质碳素结构钢，如2020，4040等；一般合金结构钢，如等；一般合金结构钢，如40Cr40Cr等；渗等；渗氮氮专用钢，如专用钢，如38CrMoAlA38CrMoAlA。 1.5 钢的热处理钢的热处理其它化学热处理方法：碳氮同时渗入工件表层。提高表面硬度、抗疲劳性和耐磨性，碳氮同时渗入工件表层。提高表面硬度、抗疲劳性和耐磨性，并兼具

34、渗碳和渗氮的优点。并兼具渗碳和渗氮的优点。 渗铬：渗铬：有较好的耐蚀性和优良的抗氧化性、硬度和耐磨性，可代替不锈钢有较好的耐蚀性和优良的抗氧化性、硬度和耐磨性，可代替不锈钢和耐热钢用于机械和工具制造。和耐热钢用于机械和工具制造。 渗硼：渗硼：十分优秀的耐磨性、耐腐蚀磨损和泥浆磨损的能力，耐磨性明显十分优秀的耐磨性、耐腐蚀磨损和泥浆磨损的能力，耐磨性明显优于渗氮、碳和碳氮共渗层，但不耐大气和水的腐蚀。主要用于泥浆泵零优于渗氮、碳和碳氮共渗层，但不耐大气和水的腐蚀。主要用于泥浆泵零部件、热作模具和工件夹具。部件、热作模具和工件夹具。 1.5 钢的热处理钢的热处理时效时效 时效是指先将钢件加热至不大于120-130度，长时间保温后再让其随炉或在空气中冷却的工艺，用来消除或减小工件的微观应力，防止其变形和开裂，稳定工件的形状和尺寸。