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1、第八节 钢的化学热处理,一、钢的渗碳,将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理的基本过程:,分解吸收扩散,渗碳通常是指向低碳钢制造的工件表面渗入碳原子，使工件表面达到高碳钢的含碳量。其目的是使工件在热处理后表面具有高硬度和高的耐磨性，而心部仍保持低碳钢良好的塑性、韧性。渗碳用钢：合金渗碳钢含碳量0.150.25之间。例15、20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB 等,1渗碳方法,（1）固体渗碳,依所用渗碳剂的不同，钢的渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。,2C+O2 2CO 2CO C+CO2,（2）
2、气体渗碳,工艺方法：将工件放入密封的加热炉中，加热到临界温度以上（通常为900930）按一定流量滴入液体渗碳剂（如煤油、苯、甲醇、丙酮等），有机液体在高温下，通过下列反应：CH4 C+2H2 2CO C+CO2 CO+H2 C+H2O从而提供活性碳原子，吸附在工件表面并向钢的内部扩散而进行渗碳。,2.气体渗碳工艺操作,3渗碳后的成分、组织和厚度,渗碳缓冷后组织如图所示。即由工件表面到心部依次为：过共析组织（Fe3C+P）共析组织（P）亚共析组织（P+F）的过渡层心部原始组织（F+P少量）。表面28HRC,厚度,4渗碳后的热处理,1）直接淬火法,淬火+150200低温回火，表面硬度5862HRC
3、,2）一次淬火法,渗碳淬火低温回火后的组织：,表层组织：M回粒状碳化物少量AR 硬度为5862HRC心部组织：低碳钢 P类+F,硬度为1015HRC低碳合金钢 低碳M回F,硬度为3545HRC 具有较高强度和足够高的韧性,一般渗碳件的加工工艺路线为：锻造正火机加工渗碳淬火低温回火精磨,二、钢的渗氮1.气体渗氮,氮化的目的在于更大地提高钢件表面的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。,渗氮在钢的临界温度以下进行，加热温度为5502NH3（氨）3H2+2N 渗入钢中,氮化零件的工艺路线如下：锻造退火粗加工调质精加工除应力粗磨氮化精磨或研磨,氮化温度低，一般为500600。工件变形小。氮化具有很高的硬
4、度（1000HV1100HV），在600650下保持不下降，所以具有很高的耐磨性和热强性。耐蚀性好。疲劳强度大大提高。氮化工艺复杂，时间长(2050小时)，成本高。,用于耐磨性和精度都要求较高的零件，或要求抗热、抗蚀的耐磨件，例如发动机汽缸、排气阀、精密机床丝杠、镗床主轴、气轮机阀门、阀杆等。值得注意的是:N2在普通渗氮温度下不能分解出活性氮原子，因此不能作为渗碳的渗剂。,工艺特点：,应用：,氮碳共渗，以渗氮为主，因渗层硬度提高不多，故称为软淡化。,氮碳共渗温度为520580。尿素在500 以上发生热分解：（NH2）2CO=CO+2H2+2N 2CO=CO2+2C,2.软氮化（氰化）,工艺特点：时间短，通常只需12小时。不需专用的渗氮钢。渗层的脆性较小，不易发生剥落。,3.离子氮化,氮化速度快，无污染。,4、碳氮共渗,20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线,正火工艺,渗碳工艺,练习,四、分析45钢得到下列组织的热处理工艺1、粗片状珠光体+铁素体；2、细片状珠光体+少量铁素体；3、细小的球状索氏体；4、表面是回火马氏体，心部是回火索氏体,The End,of 3.8&Chapter 3,
