材料与热处理项目七分析.pptx

项目七项目七 钢的化学热处理钢的化学热处理7.1 渗碳渗碳7.2 渗氮渗氮7.3 碳氮共渗碳氮共渗本篇小结本篇小结7.1 渗碳渗碳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。其目的是通过渗碳及随后的淬火和低温回层的工艺称为渗碳。其目的是通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使工件表面具有高的硬度、耐磨性和良好的抗疲劳性能，火，使工件表面具有高的硬度、耐磨性和良好的抗疲劳性能，而心部具有较高的强度和良好的韧性。渗碳广泛用于在磨损情而心部具有较高的强度和良好的韧性。渗碳广泛用于在磨损情况下工作并承受冲击载荷、交变载荷的工件，如汽车、拖拉机况下工作并承受冲击载荷、交变载荷的工件，如汽车、拖拉机的传动齿轮，内燃机的活塞销等。的传动齿轮，内燃机的活塞销等。下一页返回7.1 渗碳渗碳7.1.1渗碳处理的原理与形式渗碳处理的原理与形式1.渗碳方法渗碳方法根据所用渗碳介质的工作状态，渗碳方法一般分为气体渗碳、固体根据所用渗碳介质的工作状态，渗碳方法一般分为气体渗碳、固体渗碳、真空渗透和盐浴渗碳等。常用的是气体渗碳和固体渗碳，尤渗碳、真空渗透和盐浴渗碳等。常用的是气体渗碳和固体渗碳，尤其是气体渗碳法。其是气体渗碳法。(1)气体渗碳。气体渗碳法是将工件放入密封的渗碳炉内，加热到气体渗碳。气体渗碳法是将工件放入密封的渗碳炉内，加热到900 950，然后向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，然后向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，或直接通入煤气、石油液化气等气体，通过化学反应产生活性碳原或直接通入煤气、石油液化气等气体，通过化学反应产生活性碳原子，使钢件表面渗碳，如子，使钢件表面渗碳，如图图7-1所示。渗碳使低碳所示。渗碳使低碳(碳质量分数为碳质量分数为0.15%-0.30%)钢件表面获得高浓度的碳。气体渗碳法的优点钢件表面获得高浓度的碳。气体渗碳法的优点是生产效率高，渗层质量好，劳动强度低，便于直接淬火。是生产效率高，渗层质量好，劳动强度低，便于直接淬火。上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳(2)固体渗碳。固体渗碳法是将工件埋在固体渗碳剂中，装箱固体渗碳。固体渗碳法是将工件埋在固体渗碳剂中，装箱密封，放入一般的加热炉中加热到渗碳温度保温，使工件表面密封，放入一般的加热炉中加热到渗碳温度保温，使工件表面增碳，是一种古老的方法。增碳，是一种古老的方法。固体渗碳剂是由主渗剂固体渗碳剂是由主渗剂(木炭粒木炭粒)和催渗剂和催渗剂(BaC03)组成的组成的混合物。在渗碳温度下，渗碳剂发生如下反应混合物。在渗碳温度下，渗碳剂发生如下反应:上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳 固体渗碳法的渗碳速度，大约每保温一小时，平均渗入固体渗碳法的渗碳速度，大约每保温一小时，平均渗入0.1 mm。固体渗碳的优点是设备简单，成本较低，大小零件都可用。缺固体渗碳的优点是设备简单，成本较低，大小零件都可用。缺点是渗碳速度慢，生产效率低，劳动条件差，渗碳后不易直接点是渗碳速度慢，生产效率低，劳动条件差，渗碳后不易直接淬火。淬火。(3)真空渗碳。真空渗碳是将零件放入特制的真空渗碳炉中，真空渗碳。真空渗碳是将零件放入特制的真空渗碳炉中，先抽真空达到一定的真空度，然后将炉温升至渗碳温度，再通先抽真空达到一定的真空度，然后将炉温升至渗碳温度，再通入一定量的富化气进行渗碳。由于炉内无氧化性气体等其他不入一定量的富化气进行渗碳。由于炉内无氧化性气体等其他不纯物质，零件无吸附气体，因而工件表面活性大，通入富化气纯物质，零件无吸附气体，因而工件表面活性大，通入富化气后，渗碳速度快后，渗碳速度快(获得同样渗层厚度，渗碳时间约为普通气体获得同样渗层厚度，渗碳时间约为普通气体渗碳的渗碳的1/3)，而且表面光亮。，而且表面光亮。上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳2.渗碳后的组织渗碳后的组织 常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如20,20Cr,20CrMnTi,12CrNi3等。渗碳后渗层中的含碳量表面最高等。渗碳后渗层中的含碳量表面最高(约约1.0%，由表及里逐渐降低至原始含碳量。所以渗碳后缓，由表及里逐渐降低至原始含碳量。所以渗碳后缓冷组织自表面至心部依次为冷组织自表面至心部依次为:过共析组织过共析组织(珠光体珠光体+碳化物碳化物)、共、共析组织析组织(珠光体珠光体)、亚共析组织、亚共析组织(珠光体珠光体+铁素体铁素体)的过渡层，直的过渡层，直至心部的原始组织。对于碳钢，渗层深度规定为至心部的原始组织。对于碳钢，渗层深度规定为:从表层到过渡从表层到过渡层一半层一半(50%P+50%F)的厚度。的厚度。图图7-2为低碳钢渗碳缓冷为低碳钢渗碳缓冷后的显微组织。后的显微组织。根据渗层组织和性能的要求，一般零件表层含碳量最好控制在根据渗层组织和性能的要求，一般零件表层含碳量最好控制在0.85%-1.05%，若含碳量过高，会出现较多的网状或块，若含碳量过高，会出现较多的网状或块状碳化物，则渗碳层变脆，容易脱落状碳化物，则渗碳层变脆，容易脱落;上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳 含碳量过低，则硬度不足，耐磨性差。含碳量过低，则硬度不足，耐磨性差。渗碳层含碳量和渗碳层深度依靠控制通入的渗碳剂量、渗碳时渗碳层含碳量和渗碳层深度依靠控制通入的渗碳剂量、渗碳时间和渗碳温度来保证。间和渗碳温度来保证。当渗碳零件有不允许高硬度的部位时，如装配孔等，应在设计当渗碳零件有不允许高硬度的部位时，如装配孔等，应在设计图样上予以注明。该部位可采取镀铜或涂抗渗涂料的方法来防图样上予以注明。该部位可采取镀铜或涂抗渗涂料的方法来防止渗碳，也可采取多留加工余量的方法，待零件渗碳后在淬火止渗碳，也可采取多留加工余量的方法，待零件渗碳后在淬火前去掉该部位的渗碳层前去掉该部位的渗碳层(即退碳即退碳)。3.渗碳后的热处理渗碳后的热处理工件渗碳后，必须经过淬火和低温回火，才能达到性能要求。工件渗碳后，必须经过淬火和低温回火，才能达到性能要求。根据工件材料和性能要求的不同，其淬火方法有三种。根据工件材料和性能要求的不同，其淬火方法有三种。上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳(1)延时淬火法。工件渗碳后出炉，自渗碳温度预冷到略高于延时淬火法。工件渗碳后出炉，自渗碳温度预冷到略高于心部心部Ar3的温度后立即淬火。这种方法不需重新加热淬火，因的温度后立即淬火。这种方法不需重新加热淬火，因而减少了热处理变形，节省了时间和费用。但由于渗碳温度高，而减少了热处理变形，节省了时间和费用。但由于渗碳温度高，加热时间长，因而奥氏体晶粒易粗大，淬火后残余奥氏体量较加热时间长，因而奥氏体晶粒易粗大，淬火后残余奥氏体量较多。所以只适用于本质细晶粒钢和性能要求不高的工件。多。所以只适用于本质细晶粒钢和性能要求不高的工件。(2)一次淬火法。一次淬火法是将工件渗碳后缓冷，然后再重一次淬火法。一次淬火法是将工件渗碳后缓冷，然后再重新加热进行淬火。淬火温度的选择应兼顾表层和心部，使表层新加热进行淬火。淬火温度的选择应兼顾表层和心部，使表层不过热而心部得到充分的强化。有时也偏重于心部或强化表层，不过热而心部得到充分的强化。有时也偏重于心部或强化表层，如强化心部则加热到如强化心部则加热到Ar3以上完全淬火，如要强化表层则应加以上完全淬火，如要强化表层则应加热到热到Ar1以上不完全淬火。以上不完全淬火。上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳(3)二次淬火。二次淬火是将工件渗碳缓冷后再进行两次淬火二次淬火。二次淬火是将工件渗碳缓冷后再进行两次淬火或正火加一次淬火。第一次淬火或正火是为了细化心部晶粒和或正火加一次淬火。第一次淬火或正火是为了细化心部晶粒和消除网状渗碳体，加热温度应高于心部消除网状渗碳体，加热温度应高于心部Ar3温度。第二次淬火温度。第二次淬火选在表层选在表层Ar1以上加热，这样可细化表层组织，对于心部影响以上加热，这样可细化表层组织，对于心部影响不大。两次淬火法工艺复杂，周期长，成本高，且工件变形、不大。两次淬火法工艺复杂，周期长，成本高，且工件变形、氧化脱碳倾向增大，应尽量少用。氧化脱碳倾向增大，应尽量少用。渗碳件经淬火和渗碳件经淬火和170 200低温回火后，表层组织为回低温回火后，表层组织为回火马氏体火马氏体+粒状碳化物粒状碳化物+少量残余奥氏体，硬度可达少量残余奥氏体，硬度可达58 64HRC。心部组织淬透时为低碳回火马氏体，未淬透时为。心部组织淬透时为低碳回火马氏体，未淬透时为索氏体索氏体+铁素体。铁素体。上一页 下一页返回7.1 渗碳渗碳7.1.2渗碳处理的注意事项渗碳处理的注意事项(1)渗碳前的预处理正火。目的是改善材料原始组织、减少带渗碳前的预处理正火。目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织，使表面粗糙度变细，消除材料流线不合理状、消除魏氏组织，使表面粗糙度变细，消除材料流线不合理状态。正火工艺状态。正火工艺:用用860980空冷、空冷、179217 HBS。(2)渗碳后需进行机械加工的工件，硬度不应高于渗碳后需进行机械加工的工件，硬度不应高于30 HRC。(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件，薄壁沟槽处不能先于渗对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件，薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。碳之前加工。(4)不得用镀锌的方法防渗碳。不得用镀锌的方法防渗碳。上一页返回7.2 渗氮渗氮渗氮俗称氮化，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件渗氮俗称氮化，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，表层的化学热处理工艺。目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，并可提高疲劳强度和耐腐蚀性。与渗碳相比，渗氮处理后零件并可提高疲劳强度和耐腐蚀性。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有具有:(1)高的硬度高的硬度(10001 200HV)和耐磨性。和耐磨性。(2)高的疲劳强度。高的疲劳强度。(3)变形小，体积稍有胀大。变形小，体积稍有胀大。(4)并具有良好的热硬性，并具有良好的热硬性，(60065 0)仍有较高的仍有较高的硬度，较好的抗蚀性。硬度，较好的抗蚀性。下一页返回7.2 渗氮渗氮渗氮的缺点是周期长、成本高、渗层薄而脆，不能承受太大的渗氮的缺点是周期长、成本高、渗层薄而脆，不能承受太大的接触应力和冲击载荷。因此，它主要用于耐磨性及精度均要求接触应力和冲击载荷。因此，它主要用于耐磨性及精度均要求很高的传动件，或要求耐热、耐磨及耐腐蚀的零件。例如，高很高的传动件，或要求耐热、耐磨及耐腐蚀的零件。例如，高精度机床丝杠、撞床及磨床主轴、精密传动齿轮和轴、汽轮机精度机床丝杠、撞床及磨床主轴、精密传动齿轮和轴、汽轮机阀门及阀杆等。阀门及阀杆等。上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮7.2.1渗氮处理的原理与形式渗氮处理的原理与形式1.渗氮处理的原理渗氮处理的原理 渗氮是由分解、吸收、扩散三个基本过程所组成。渗氮是由分解、吸收、扩散三个基本过程所组成。渗氮时分解出的活性氮原子被钢表面吸收，首先溶入固溶体，渗氮时分解出的活性氮原子被钢表面吸收，首先溶入固溶体，然后与铁和合金元素形成化合物，最后向心部扩散，形成一定然后与铁和合金元素形成化合物，最后向心部扩散，形成一定厚度的渗氮层。钢不能吸收氮分子，分解氮气来得到活性氟原厚度的渗氮层。钢不能吸收氮分子，分解氮气来得到活性氟原子也非常困难，所以渗氮过程中要利用氨气在高于子也非常困难，所以渗氮过程中要利用氨气在高于300的高的高温下与工件接触，在工件表面氨分解出活性氮原子供给氮化件温下与工件接触，在工件表面氨分解出活性氮原子供给氮化件吸收，氨作为气体渗剂，其分解反应为吸收，氨作为气体渗剂，其分解反应为:上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮工件表面吸收了活性氮原子，先形成含固氮溶体，随着固溶体工件表面吸收了活性氮原子，先形成含固氮溶体，随着固溶体氮浓度达到饱和后再形成氮化物。氮浓度达到饱和后再形成氮化物。渗氮有多种方法，常用有气体渗氮、离子渗氮和抗蚀渗氮。渗氮有多种方法，常用有气体渗氮、离子渗氮和抗蚀渗氮。(1)气体渗氮。气体参氮可采用等温渗氮或多段气体渗氮。气体参氮可采用等温渗氮或多段(二段、三段二段、三段)渗氮法。等温渗氮是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率渗氮法。等温渗氮是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。温度一般在保持不变。温度一般在480520,氨气分解率为氨气分解率为15%30%，保温时间近，保温时间近80 h。这种工艺适用于渗层浅、。这种工艺适用于渗层浅、畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。二段渗氮是渗氮温度分两段控制的渗氮过程。第一阶段在较低二段渗氮是渗氮温度分两段控制的渗氮过程。第一阶段在较低温度温度(510 520)和较低的氨分解率和较低的氨分解率(18%25%)下，下，渗氮渗氮15 20 h，使工件表面形成弥散度大的氮化物。，使工件表面形成弥散度大的氮化物。上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮第二阶段将温度提高到第二阶段将温度提高到5505 60，加速氮原子扩散，加速氮原子扩散，增加渗氮层深度。其特点是表面硬度比等温渗氮低些，变形增增加渗氮层深度。其特点是表面硬度比等温渗氮低些，变形增大，但比一段渗氮速度快。大，但比一段渗氮速度快。三段渗氮是在二段渗氮的基础上发展起来的，其特点是适当提三段渗氮是在二段渗氮的基础上发展起来的，其特点是适当提高第二阶段的温度，加速渗氮过程。三段渗氮能进一步提高渗高第二阶段的温度，加速渗氮过程。三段渗氮能进一步提高渗氮速度，但在硬度、脆性、变形等方面都比等温渗氮差。氮速度，但在硬度、脆性、变形等方面都比等温渗氮差。(2)离子渗氮。离子渗氮是一种较为先进的渗氮工艺。其方法离子渗氮。离子渗氮是一种较为先进的渗氮工艺。其方法是以真空容器为阳极，工件为阴极，通以是以真空容器为阳极，工件为阴极，通以400 700 V的直的直流电压，迫使电离后的氮离子高速轰击工件表面，使工件表面流电压，迫使电离后的氮离子高速轰击工件表面，使工件表面温度升高到温度升高到450650。同时氮离子在阴极上捕获电子形。同时氮离子在阴极上捕获电子形成氮原子，渗入工件表面并向内层扩散而形成氮化层。成氮原子，渗入工件表面并向内层扩散而形成氮化层。上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮离子渗氮的特点是离子渗氮的特点是:可适当缩短渗氮周期，仅为气体渗氮的可适当缩短渗氮周期，仅为气体渗氮的1/41/3，例如，例如，38CrMoALA钢，氮化层深度若达到钢，氮化层深度若达到0.530.7mm，气体氮化一般需，气体氮化一般需70 h;而离子渗氮仅需而离子渗氮仅需1520 h;渗氮层脆性小渗氮层脆性小;可节约能源和氨的消耗量可节约能源和氨的消耗量;对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮;离子轰击离子轰击有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜，可使不锈钢、耐热有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜，可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。钢工件直接渗氮。渗层厚度和组织可以控制。离子渗氮发展渗层厚度和组织可以控制。离子渗氮发展迅速，已用于机床丝杆、齿轮、模具等工件。迅速，已用于机床丝杆、齿轮、模具等工件。(3)抗蚀渗氮。提高工件抗蚀性的渗氮过程称为抗蚀渗氮。抗抗蚀渗氮。提高工件抗蚀性的渗氮过程称为抗蚀渗氮。抗蚀渗氮过程与强化渗氮过程基本相同。不过它只要求在工件表蚀渗氮过程与强化渗氮过程基本相同。不过它只要求在工件表面形成一层致密的面形成一层致密的相层。相层。相比相比 相具有更高的化学稳定性。相具有更高的化学稳定性。上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮 当在工件表面获得深达当在工件表面获得深达0.0150.02 mm的致密二相层时，的致密二相层时，便能使工件在潮湿空气、过热蒸汽、海水、气体燃烧产物及弱便能使工件在潮湿空气、过热蒸汽、海水、气体燃烧产物及弱碱溶液等介质中具有不同程度的抗腐蚀能力。抗蚀渗氮适用于碱溶液等介质中具有不同程度的抗腐蚀能力。抗蚀渗氮适用于碳钢和及一般的合金结构钢。碳钢和及一般的合金结构钢。上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮7.2.2渗氮处理的注意事项渗氮处理的注意事项(1)渗氮前的预备热处理调质。渗氮工件在渗氮前应进行调质渗氮前的预备热处理调质。渗氮工件在渗氮前应进行调质处理，以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗处理，以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。氮温度。(2)渗氮前的预备热处理和去应力处理。渗氮前应尽量消除机渗氮前的预备热处理和去应力处理。渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力，以稳定零件尺寸。消除应力的温械加工过程中产生的内应力，以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度，保温时间比回火时间要长些，再缓慢冷度均应低于回火温度，保温时间比回火时间要长些，再缓慢冷却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采用淬火回火，不得用退火。用淬火回火，不得用退火。上一页 下一页返回7.2 渗氮渗氮(3)渗氮零件的表面粗糙度渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于应小于1.6 m，表面不得有，表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护，拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护，以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。(4)含有尖角和锐边的工件，不宜进行氮化处理。含有尖角和锐边的工件，不宜进行氮化处理。(5)局部不氮化部位的保护，不宜用留加工余量的方法。局部不氮化部位的保护，不宜用留加工余量的方法。(6)表面未经磨削处理的工件，不得进行氮化。表面未经磨削处理的工件，不得进行氮化。上一页返回7.3 碳氮共渗碳氮共渗 钢的碳氮共渗，就是将碳、氮同时渗入工件表层的化学热处钢的碳氮共渗，就是将碳、氮同时渗入工件表层的化学热处理过程。按渗剂不同，碳氮共渗可分成气体、液体和固体三种。理过程。按渗剂不同，碳氮共渗可分成气体、液体和固体三种。国内多采用气体法。按共渗温度不同，又可分为低温国内多采用气体法。按共渗温度不同，又可分为低温(500560、中温、中温(800880)和高温和高温(900 950)三种。三种。碳氮共渗是渗碳和渗氮工艺的综合，兼有两者的长处，这种碳氮共渗是渗碳和渗氮工艺的综合，兼有两者的长处，这种工艺有逐步代替渗碳的趋势。主要优点如下。工艺有逐步代替渗碳的趋势。主要优点如下。(1)渗层性能好。共渗层比渗碳层的耐磨性和疲劳强度更高，渗层性能好。共渗层比渗碳层的耐磨性和疲劳强度更高，比渗氮层有更高的抗压强度和较低的表面脆性。比渗氮层有更高的抗压强度和较低的表面脆性。下一页返回7.3 碳氮共渗碳氮共渗(2)渗入速度快。由于氮的渗入不仅降低了渗层的临界点，同渗入速度快。由于氮的渗入不仅降低了渗层的临界点，同时还增加了碳的扩散速度。时还增加了碳的扩散速度。(3)变形小碳氮共渗温度比渗碳低，晶粒不会长大，适宜于直变形小碳氮共渗温度比渗碳低，晶粒不会长大，适宜于直接淬火，可以减小变形。接淬火，可以减小变形。(4)不受钢种限制。各种钢铁材料都可以进行碳氮共渗。碳氮不受钢种限制。各种钢铁材料都可以进行碳氮共渗。碳氮共渗的缺点是共渗层较薄，易产生黑色组织。共渗的缺点是共渗层较薄，易产生黑色组织。上一页 下一页返回7.3 碳氮共渗碳氮共渗7.3.1低温气体氮碳共渗低温气体氮碳共渗低温气体氮碳共渗也称低温气体氮碳共渗也称“气体软氮化气体软氮化”。低温气体碳氮共渗以渗。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。常用氨气和氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。常用氨气和渗碳气体的混合气、尿素等作共渗剂。共渗温度为渗碳气体的混合气、尿素等作共渗剂。共渗温度为520 570，由于处理温度低，实质上以渗氮为主。但因为有活性，由于处理温度低，实质上以渗氮为主。但因为有活性碳原子与活性氮原子同时存在，渗氮速度大为提高。一般保温时碳原子与活性氮原子同时存在，渗氮速度大为提高。一般保温时间为间为13 h，渗层深度为，渗层深度为0.O1 0.02 mm。工件经氮碳共渗。工件经氮碳共渗后，其共渗层的硬度比纯气体氮化低，但仍具有较高的硬度、耐后，其共渗层的硬度比纯气体氮化低，但仍具有较高的硬度、耐磨性和高的疲劳强度。渗层韧性好而不易剥落，并有减摩的特点，磨性和高的疲劳强度。渗层韧性好而不易剥落，并有减摩的特点，在润滑不良和高磨损条件下，有抗咬合、抗擦伤的优点，耐磨性在润滑不良和高磨损条件下，有抗咬合、抗擦伤的优点，耐磨性也有明显提高。由于处理温度低，时间短，所以零件变形小。也有明显提高。由于处理温度低，时间短，所以零件变形小。上一页 下一页返回7.3 碳氮共渗碳氮共渗7.3.2中温气体碳氮共渗中温气体碳氮共渗 中温气体碳氮共渗以渗碳为主，其工艺与渗碳相似。中温气中温气体碳氮共渗以渗碳为主，其工艺与渗碳相似。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。最常用的方法是在井式气体渗碳炉内滴入煤油，并通入氨气。最常用的方法是在井式气体渗碳炉内滴入煤油，并通入氨气。在共渗温度下，煤油和氨除了前述的渗碳和氮化的作用外，它在共渗温度下，煤油和氨除了前述的渗碳和氮化的作用外，它们之间相互作用还生成了们之间相互作用还生成了C和和N活性原子，活性碳、氮原活性原子，活性碳、氮原子被工件表面吸收并向内扩散形成共渗层。一般共渗温度子被工件表面吸收并向内扩散形成共渗层。一般共渗温度820860，保温时间取决于要求的共渗层深度。，保温时间取决于要求的共渗层深度。工件经共渗处理后，需进行淬火和低温回火，才能提高表面工件经共渗处理后，需进行淬火和低温回火，才能提高表面硬度和心部强度。由于共渗温度不高，钢的晶粒不会长大，故硬度和心部强度。由于共渗温度不高，钢的晶粒不会长大，故一般都采用直接淬火。一般都采用直接淬火。上一页 下一页返回7.3 碳氮共渗碳氮共渗 碳氮共渗件淬火并低温回火后，渗层组织为含碳、氮的回火碳氮共渗件淬火并低温回火后，渗层组织为含碳、氮的回火马氏体马氏体+少量的碳氮化合物少量的碳氮化合物+少量残余奥氏体。心部组织为低少量残余奥氏体。心部组织为低碳或中碳回火马氏体。淬透性差的钢也可能出现极细珠光体和碳或中碳回火马氏体。淬透性差的钢也可能出现极细珠光体和铁素体。铁素体。与渗碳相比，共渗层的硬度与渗碳层接近或略高，耐磨性和与渗碳相比，共渗层的硬度与渗碳层接近或略高，耐磨性和疲劳强度则优于渗碳层，且具有处理温度低、变形小、生产周疲劳强度则优于渗碳层，且具有处理温度低、变形小、生产周期短等优点。目前，常用于处理形状较复杂、要求热处理变形期短等优点。目前，常用于处理形状较复杂、要求热处理变形小的小型零件，如缝纫机、纺织机零件及各种轻载齿轮等。小的小型零件，如缝纫机、纺织机零件及各种轻载齿轮等。上一页返回本篇小结本篇小结 本篇主要介绍合金相图的建立、钢的整体热处理、化学热处本篇主要介绍合金相图的建立、钢的整体热处理、化学热处理等内容。在合相图分析的基础上，重点介绍钢的热处理的工理等内容。在合相图分析的基础上，重点介绍钢的热处理的工艺过程，退火、正火、淬火、回火等热处理工艺的概念、工艺、艺过程，退火、正火、淬火、回火等热处理工艺的概念、工艺、特点及应用，同时，还介绍了表面热处理、化学热处理等热处特点及应用，同时，还介绍了表面热处理、化学热处理等热处理方法。通过本篇学习，学生能够掌握材料热处理的目的、改理方法。通过本篇学习，学生能够掌握材料热处理的目的、改变材料性能的方法。变材料性能的方法。返回图图7-1图图7-1 气体渗碳示意图气体渗碳示意图返回图图7-2图图7-2 低碳钢渗碳缓冷后的显微组织低碳钢渗碳缓冷后的显微组织返回