博物馆热处理厅化学热处理.pptx

The chemical heat treatment Process化学热处理 目 录 一、定义与特点 三、渗碳工艺 二、基本过程 四、渗氮工艺 五、应用实例 一、定义与特点 将钢件置于一定的化学介质中加热、保温，使介质中一种或几种元素的原子渗入工件表层，以改变钢件表层化学成分和组织且又能有更高强韧性的热处理工艺。 （一）定义 （二）特点 （1）通过改变表面成分，使工件表层组织与性能皆发生变化。 （2）有效地提高钢件表面硬度、耐磨性及抗疲劳性能，其工序地位均属于最终热处理。 二、基本过程 注：（1）上述三个过程同时发生并相互制约。加热温度越高，整个过程越快，渗层越深。但过高会使奥氏体晶粒粗化，使钢的性能变差。 （2）化学热处理的种类：渗碳和渗氮。 化学介质的分解 释放 待渗元素的活性原子 钢件表面吸收和溶解 原子向内部扩散 控制保温时间 控制扩散层深度 三、渗碳工艺 定义 将低碳钢放入高碳介质中，在900~950℃加热保温，使活性碳原子渗入钢的表面以获得高碳表层的化学热处理工艺。 渗碳的主要目的 提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时保持心部的良好韧性。 渗碳用钢 渗碳钢含碳量一般为0.1％～0.3％，常用的渗碳钢有20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3 、20MnVB等。 渗碳的用途 主要用于那些对表面有较高耐磨性要求，并承受较大冲击载荷的零件，如齿轮、轴类、链条、摩擦片等 三、渗碳工艺（续） 方法 渗碳后的热处理 三、渗碳工艺（续） 一般规定，从表面到过渡层一半处的厚度为渗碳层的厚度 表面耐磨性差，疲劳抗力小 渗层变脆，易剥落 渗碳层的厚度应根据工件的工作条件及具体尺寸来确定 含碳量过低 含碳量过高 渗碳件的技术要求 表面含碳量 回火后为58~64HRC 渗碳层表面的含碳量以0.85％~1.05％为最好 渗层太薄 引起表层疲劳剥落 渗层太厚 耐冲击载荷的能力降低 0.85~1.05% 表面硬度 四、氮化工艺 　 氮化是指在A1以下温度，一般为520~600℃使活性氮原子渗入工件表面，以形成高氮硬化层的化学热处理工艺。 气体氮化 气体氮化是利用氨气加热时分解出的活性氮原子被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。 分解反应 2NH3→3H2十2[N] 氮化用钢 　 通常是含A1、Cr、Mo、Ti、V等合金元素的钢，最常用的氮化钢是38CrMoAl 四、氮化工艺 （1）氮化件表面硬度高(1000-2000HV)，耐磨性好，还具有高的热硬性。 （2）氮化件疲劳强度高。 （3）氮化件变形小。 （4）氮化件耐蚀性好。 （5）氮化的缺点是工艺复杂，成本高，氮化层薄。 氮化特点 五、应用实例 （一） 例如T8钢（切削刀具），退火后硬度为163~187HBS（小于20HRC），经淬火+低温回火，硬度可达60~64HRC，且具有高的耐磨性。 例如45钢（轴类），正火后力学性能为：250 HBS， σs =320 MPa， σb=750 MPa，δ =18%，αk=70 J/cm2，经淬火+高温回火后， 250 HBS，σs =450 MPa， σb=800 MPa，δ =23%，αk=100 J/cm2 （二） 五、应用实例（续） （一） 例如T8钢（切削刀具），退火后硬度为163~187HBS（小于20HRC），经淬火+低温回火，硬度可达60~64HRC，且具有高的耐磨性。 例如45钢（轴类），正火后力学性能为：250 HBS， σs =320 MPa， σb=750 MPa，δ =18%，αk=70 J/cm2，经淬火+高温回火后， 250 HBS，σs =450 MPa， σb=800 MPa，δ =23%，αk=100 J/cm2。 （二） 谢谢观看