表面淬火与化学热处理工艺异同点
工程材料复习题
⼯程材料复习题复习要点⼀、名词解释:晶格(空间点阵),同素异构现象(多形性)/同素异构转变(多形性转变),致密度,配位数,单晶体,多晶体,过冷现象/过冷度,⾃发形核,⾮⾃发形核,变质处理,合⾦,固溶体(置换固溶体,间隙固溶体,⾦属化合物/中间相),固溶强化,铁碳合⾦,铁素体,奥素体,渗碳体,莱⽒体,珠光体,热处理(完全退⽕,球化退⽕,正⽕,淬⽕,回⽕)⼆、⽐较异同点:晶体—⾮晶体,凝固与结晶,相—组织组成物,共晶反应—共析反应,淬透性/可淬性—淬硬性/可硬性,表⾯淬⽕—化学热处理,结晶—再结晶三、单⼀选择题1. T10A钢室温下的平衡组织为。
(a) F+ Fe3C (b) P+ Fe3C II(c)F+P (d) P+Fe3C2. 下列材料中不能锻造的材料是( );(a)灰⼝铸铁; (b)钢材; (c)铜合⾦; (d)铝合⾦3. 形变铝合⾦的强韧化措施是()。
(a) 淬⽕+回⽕ (b) 钠盐变质处理 (c) 固溶处理 (d) 淬⽕+时效4. 可选择()材料制造化⼯管道。
(a) 尼龙 (b) 聚四氟⼄烯 (c) 聚碳酸脂 (d) 聚苯⼄烯5. ⽐较45、40Cr和40CrNi三种牌号结构钢淬透性时,下列说法有误的是()。
(a) 40CrNi钢淬透性最好 (b) 45钢淬透性最差(c) 40CrNi钢淬透性最差 (d) 40CrNi钢淬透性优于40Cr钢6. 卧式铣床加⼯齿轮时,分度⼿柄转⼀周,则⼯件转( )(a)40周; (b)1/40周; (c)1周; (d) 10周7. 车床钻孔时,其主运动是( );(a)⼯件的旋转; (b)钻头的旋转; (c)钻头的纵向运动;(d) ⼯件的纵向运动8. 普通车床C6136中数字36表⽰( );(a)最⼤车削直径的1/10; (b)最⼤车削半径的1/10;(c)最⼤车削长度的1/10;(d) 最⼤车削直径9.减速机壳体是灰⼝铸铁制造的,它的⽑坯⽣产⽅式是( );(a)砂型铸造; (b)⾃由锻造; (c)模锻; (d)冲压10.⽤10mm厚度的钢板焊接⼀个压⼒容器,应选择( );(a)氧-⼄炔焊; (b)交流弧焊; (c)钎焊; (d)缝焊11.关于低碳钢正⽕⽬的说法错误的是。
热处理知识
球化退火球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。
将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。
这些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。
而经球化退火得到的是球状珠光体组织,其中的渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上,和片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小。
另外对于一些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷镦等)的亚共析钢有时也可采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm-(20~30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却。
在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。
因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证球化退火正常进行。
球化退火工艺方法很多,最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。
普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却,冷到500℃左右出炉空冷。
等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温,等温时间为其加热保温时间的1.5倍。
等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。
和普通球化退火相比,球化退火不仅可缩短周期,而且可使球化组织均匀,并能严格地控制退火后的硬度。
要知道 AC1线是什么,就一定要弄懂铁碳合金状态图。
见图。
因为A1线和A3线是铁碳合金状态图中的特性线。
AC1线和AC3线是略比A1线和A3线上移的类似特性线。
铁碳合金状态图表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。
[知识]表面淬火与化学热处理工艺异同点
表面淬火与化学热处理工艺异同点摘要:介绍表面淬火与化学热处理的工艺的不同以及各自的分类、加工方法。
关键词:表面淬火化学热处理异同点表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理,所以只改变表层的组织。
而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能,这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。
表面淬火便于实现机械化、自动化,质量稳定,变形小,热处理周期短,费用少,成本低,还可用碳钢代替一些台金钢。
化学热处理是将工件表面渗进了某些化学元素的原子,改变了表层的化学成份,使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。
而心部组织成份不变,仍保留原来的高塑性。
高韧性的性能,这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。
化学热处理生产周期长,不便于实现机械化、自动化生产,工艺复杂,质量不够稳定,辅助材料消耗多、费用大、成本高,许多情况下还需要贵重的合金钢。
化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。
表面淬火:钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下,它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同,表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
三维网技术论坛3 N: A0 ? E/ p$ X+ i1 W! _1 K$ z感应加热表面淬火感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热• 感应加热的基本原理将工件放在感应器中,当感应器中通过交变电流时,在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场,在工件中相应地产生了感应电动势,在工件表面形成感应电流,即涡流。
这种涡流在工件的电阻的作用下,电能转化为热能,使工件表面温度达到淬火加热温度,可实现表面淬火。
四大热处理工艺
四大热处理工艺
热处理工艺是一种通过改变材料的物理结构、化学成分和性质来改善其性能的技术。
在热处理工艺中,有四项主要的工艺,分别是退火、淬火、回火以及表面处理。
这四种热处理工艺都具有不同的特点和应用范围,并被广泛应用于现代工业生产中。
1. 退火工艺
退火工艺是将金属材料加热到一定温度,然后缓慢冷却至室温的工艺。
此工艺可以减少材料中的残余应力和提高硬度,改善材料的延展性和韧性,提高材料的加工性能,适用于铸造、锻造和变形加工等多种材料加工领域。
退火的最佳温度和持续时间会因材料不同而异。
2. 淬火工艺
淬火是将金属材料加热到一定温度后,通过迅速冷却来改变材料的组织结构和性质的工艺。
此工艺可以提高材料的硬度、强度和耐磨性,适用于制造各种机械零部件、工具等。
淬火温度、冷却速度和时间会对最终的材料性能产生显著的影响。
3. 回火工艺
回火工艺是在淬火后,将已经变硬的材料重新加热到一定温度,然后缓慢冷却的工艺。
此工艺可以减轻材料的脆性,并使其具有较好的延展性和韧性,适用于制造各种高强度零部件,如弹簧、轴承、齿轮等。
回火的最佳温度、时间和冷却速度也会因材料不同而异。
4. 表面处理工艺
表面处理工艺是将材料表面进行改性的工艺,包括氮化、硬化、镀膜等多种方法。
通过这些方法可以改善材料表面硬度、抗腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性等,适用于制造各种高性能零部件和设备。
综上所述,四种热处理工艺在现代工业中都具有广泛的应用。
不同材料和加工要求会产生不同的需要,因此选择合适的热处理工艺不仅可以改善材料的性能,也可以提高生产效率,实现工业生产的可持续发展。
《金属材料热处理》思考题
《金属材料热处理》思考题(成型09级)第1章绪论第2章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型、特点2. 金属固态相变按(1)相变前后热力学函数、(2)原子迁移情况、(3)相变方式分为哪几类?3. 金属固态相变主要有哪些变化?4. 金属固态相变有哪些特点?5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么?加以说明。
6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么?加以说明。
7. 何谓热处理?热处理的目的是什么?热处理在机械加工过程中作用有那些?热处理与合金相图有何关系?8. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响?Ac1、Ar1、Ac3、Ar3、Accm、Arcm9. 一些概念:固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第3章钢的热处理原理与工艺第1节1、奥氏体的组织、结构和性能特点。
2、从成分和工艺角度说明如何细化奥氏体晶粒?3.以碳扩散的观点说明奥氏体的长大机理。
4、共析钢的奥氏体的形成包括哪几个过程?为什么说奥氏体形成是受碳扩散控制的?非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有何异同?为什么有剩余渗碳体溶解过程?5、影响奥氏体转变速度的因素有哪些?如何影响?合金钢的奥氏体转变的有什么特点?6、影响奥氏体晶粒度的因素有哪些?如何影响?注意合金元素的影响。
第2节1.试设计一种采用金相硬度法测定共析钢TTT图的方法。
(测定TTT图的原理和方法。
)2.请绘制含碳量为0.77%的钢的过冷奥氏体等温转变图,并回答下列问题:(1)说明图中各线、区的意义。
热处理和淬火介绍
热处理和淬火介绍金属热处理及淬火介绍金属热处理是机械制造中的重要过程之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的,所以,它是机械制造中的特殊工艺过程,也是质量管理的重要环节。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
处理过程综述热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。
这些过程互相衔接,不可间断。
加热加热是热处理的重要工序之一。
金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。
电的应用使加热易于控制,且无环境污染。
利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。
因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。
加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异,但一般都是加热到某特性转变温度以上,以获得高温组织。
另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。
采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
热处理的分类及特点
热处理的分类及特点热处理工艺按其工序位置可分为预备热处理和最终热处理。
预备热处理可以改善材料的加工工艺性能,为后续工序作好组织和性能的准备。
最终热处理可以提高金属材料的使用性能,充分发挥其性能潜力。
热处理的分类如下图:1.单液淬火工件加热到淬火温度后,浸入一种淬火介质中,直到工件冷至室温为止此法优点是操作简便,缺点是易使工件产生较大内应力,发生变形,甚至开裂适用于形状简单的工件,对于碳钢工件,直径大于5mm的在水中冷却,直径小于5mm的可以在油中冷却,合金钢工件大都在油中冷却双液淬火加热后的工件先放在水中淬火,冷却至接近Ms点(300一200℃)时,从水中取出立即转到油中(或甚至放在空气中)冷却利用冷却速度不同的两种介质,先快冷躲过奥氏体最不稳定的温度区间(650一550℃),至接近发生马氏体转变(钢在发生体积变化)时再缓冷,以减小内应力和变形开裂倾向主要适用于碳钢制成的中型零件和由合金钢制成的大型零件分级淬火工件加热到淬火温度,保温后,取出置于温度略高(也可稍低)于Ms点的淬火冷却剂(盐浴或碱浴)中停留一定时问,待表里温度基本一致时,再取出置于空气中冷却1.减小了表里温差,降低了热应力2.马氏体转变主要是在空气中进行,降低了组织应力,所以工件的变形与开裂倾向小3.便于热校直4.比双液淬火容易操作此法多用于形状复杂、小尺寸的碳钢和合金钢工件,如各种刀具。
对于淬透性较低的碳素钢工件,其直径或厚度应小于lomm等温淬火工件加热到淬火温度后,浸入一种温度稍高于Ms点的盐浴或碱浴中,保温足够的时间,使其发生下贝氏体转变后在空气中冷却与其他淬火比1.淬火后得到下贝氏体组织,在相同硬度情况下强度和冲击韧度高2.一般工件淬火后可以不经回火直接使用,所以也无回火脆性问题,对于要求性能较高的工件,仍需回火3.下贝氏体质量体积比马氏体小,减小了内应力与变形、开裂1.由于变形很小,因而很适合于处理—‘些精密的结构零件,如冷冲模、轴承、精密齿轮等2.由于组织结构均匀,内应力很小,显微和超显微裂纹产生的可能性小,因而用于处理各种弹簧,可以大大提高其疲劳抗力3.特别对于有显著的第一类回火脆性的钢,等温淬火优越性更大4.受等温槽冷却速度限制,工件尺寸不能过大5.球墨铸铁件也常用等温淬火以获得高的综合力学性能,一般合金球铁零件等温淬火有效厚度可达100mm或更高喷雾淬火工件加热到淬火温度后,将压缩空气通过喷嘴使冷却水雾化后喷到工件上进行冷却可通过调节水及空气的流量来任意调节冷却速度,在高温区实现快冷,在低温区实现缓冷。
热处理与表面处理
热处理与外表处理1、概述将原材料或半成品置于空气或特定介质中,用适当方式进行加热、保温和冷却,使之获得人们所需要的力学或工艺性能的工艺方法,称为热处理。
按其特点,可分为一般热处理、化学热处理和外表热处理三种。
〔1〕一般热处理2〕具体材料的热处理温度和所得到的硬度,这里不一一例举,可参见有关热处理的专业手册,或机械加工工艺手册的热处理章节。
〔2〕化学热处理将工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外表的工艺,称化学热处理。
如:渗碳和渗氮。
〔3〕外表热处理快速加热工件,使外表组织迅速相变,转变成奥氏体,经淬火冷却,使外表淬硬而心部〔1〕复杂性:①工艺类别②装备水平③刀具结构④选择的工艺参数⑤冷却液性能〔2〕规律性:降低材料硬度、均匀组织,提高切削脆性是改善材料加工性能的重要措施。
2、热处理变形工件的热处理变形产生于外力的作用和内应力状态的变化。
外力是指工件在热处理加热过程中由于自重、摆放方法不当或其他外部加载的力量。
内应力是指工件在热处理过程中,由于热胀冷缩和组织转变不均匀性引起的工件内部应力。
不同部位热胀冷缩的不均匀性所产生的内应力称为热应力,组织转变不均匀性产生的内应力称为组织应力。
无论是外力或是内应力,都要引起工件的变形。
当应力超过材料的屈服点时,就会产生塑性变形或称永久变形。
三种:即体积、形状和翘曲变形。
而具体到一个工件上,往往显示出三种类型的综合交叉形式。
3、金属外表处理外表处理一般指化学处理、电化学处理、物理处理及机械处理等方法,通过使用金属外表生成一层金属或非金属覆盖层,用以提高金属工件的防蚀、装饰、耐磨或其他功能。
3.1电镀是一种在工件外表通过电沉积的方法生成金属覆盖层,使获得装饰、防腐及某些特殊性能的工艺方法。
化学镀是借助于溶液中的复原剂使金属离子被复原成金属状态,并沉积在工件外表上的一种镀覆方法,其优点是任何外形复杂的工件都可获得厚度均匀的镀层、镀层改密、孔隙小,并有较高的硬度,常用的有化学镀铜和化学镀镍。
工程材料学—作业习题与答案
第一章思考作业题1.一铜棒的最大拉应力为70MPa,若要承受2000kgf的载荷,它的直径是多少?2.有一直径15mm的钢棒所能承受的最大载荷为11800kgf,问它的强度是多少。
3.一根2米长的黄铜棒温度升高80℃,伸长量是多少?要使该棒有同样的伸长,问需要作用多少力?(黄铜线膨胀系数为20×10-6/℃,平均弹性模量为110000MPa)4.一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定,因此不能发生收缩。
问当温度下降到9℃时,钢轨内产生的应力有多大?(钢的线膨胀系数为12×10-6/℃,弹性模量为206000MPa)5.零件设计时,选取σ0.2(σS)还是选取σb,应以什么情况为依据?6.δ与ψ这两个指标,哪个能更准确地表达材料的塑性?并说明以下符号的意义和单位:σe;σs(σ0.2);σb;δ;ψ;σ-1;ɑk7.常用的测量硬度的方法有几种?其应用范围如何?8.有一碳钢制支架刚性不足,有人要用热处理强化方法;有人要另选合金钢;有人要改变零件的截面形状来解决。
哪种方法合理?为什么?参考答案:1.18.9mm 2.871MPa 3.3.2mm,176MPa 4.64.3MPa第二章思考作业题1.从原子结合的观点来看,金属、高分子和陶瓷材料有何主要区别?在性能上有何表现?2.单晶体与多晶体有何差别?为什么单晶体具有各向异性,而多晶体材料通常不表现出各向异性?3.简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。
4.晶体缺陷有哪些?对材料有哪些影响?对所有的材料都有影响吗?5. 分别说明以下概念:晶格;晶胞;晶格常数;致密度;配位数;晶面;晶向;单晶体;多晶体;晶粒;晶界;各向异性;同素异构。
6.在立方晶格中,如果晶面指数和晶向指数的数值相同,该晶面与晶向间存在着什么关系?第三章思考作业题1.金属结晶的基本规律是什么?结晶过程是怎样进行的?2.过冷度与冷却速度有何关系?它对金属结晶后的晶粒大小有何影响?3.如果其它条件相同,试比较在下列条件下,铸件晶粒的大小:(1)砂型铸造与金属铸造;(2)厚壁铸件与薄壁铸件;(3)加变质剂与不加变质剂;(4)浇注时振动与不振动。
工程材料试题答案
工程材料试题答案【篇一:工程材料试卷及答案】一、名词解释:奥素体p43,渗碳体,莱氏体,珠光体,热处理p65(完全退火,球化退火,正火,淬火,回火p70),加工硬化。
二、比较异同点:晶体—非晶体,凝固与结晶,相—组织组成物,共晶反应—共析反应,淬透性/可淬性—淬硬性/可硬性,表面淬火—化学热处理,结晶—再结晶三、单一选择题1. t10a 钢室温下的平衡组织为 b。
(a) f+ fe3c (b) p+ fe3cii(c)f+p (d) p+fe3c2. 下列材料中不能锻造的材料是( a);(a)灰口铸铁; (b)钢材; (c)铜合金; (d)铝合金3. 形变铝合金的强韧化措施是( d)。
(a) 淬火+回火 (b) 钠盐变质处理 (c) 固溶处理 (d) 淬火+时效4. 可选择( b )材料制造化工管道。
(a) 尼龙 (b) 聚四氟乙烯 (c) 聚碳酸脂 (d) 聚苯乙烯5. 比较45、40cr 和40crni 三种牌号结构钢淬透性时,下列说法有误的是( c)。
(a) 40crni 钢淬透性最好 (b) 45 钢淬透性最差(c) 40crni 钢淬透性最差 (d) 40crni 钢淬透性优于40cr 钢6. 卧式铣床加工齿轮时,分度手柄转一周,则工件转(b )(a)40 周; (b)1/40 周; (c)1 周; (d) 10 周7. 车床钻孔时,其主运动是( a);(a)工件的旋转; (b)钻头的旋转; (c)钻头的纵向运动; (d) 工件的纵向运动8. 普通车床c6136 中数字36 表示(a );(a) 最大车削直径的1/10; (b) 最大车削半径的1/10;(c) 最大车削长度的1/10; (d) 最大车削直径9.减速机壳体是灰口铸铁制造的,它的毛坯生产方式是( a);(a)砂型铸造; (b)自由锻造; (c)模锻; (d)冲压10.用10mm 厚度的钢板焊接一个压力容器,应选择( b);(a)氧-乙炔焊; (b)交流弧焊; (c)钎焊; (d)缝焊11. 关于低碳钢正火目的说法错误的是 d。
钢的表面淬火,化学热处理特点
钢的表面淬火,化学热处理特点
钢的表面淬火是对钢材表面进行加热,然后快速冷却,以达到增加钢材硬度的目的。
淬火的化学热处理特点主要体现在以下几个方面:
首先,淬火可以改变钢材的组织结构,使其成为马氏体。
在钢材变为马氏体的金相组织中,分散着碳化物和/或含硫化物。
这些碳化物/含硫化物的分散可以提高
钢材的硬度和耐磨性。
其次,淬火可以提高钢材的强度。
热处理的目的之一是增强材料的强度。
在淬火过程中,钢材的晶粒细化,强度得到提高。
此外,淬火还可以改善钢材的韧性。
虽然淬火可以显著提高钢材的硬度和强度,但热处理过程中,钢材的韧性相对较差。
因此,通过淬火以后的回火或其他处理,可以提高钢材的韧性,保持高强度的同时,不牺牲钢材的韧性。
综上所述,钢的表面淬火是一种重要的化学热处理方式,它可以改善钢材的硬度、耐磨性、强度和韧性。
通过对不同工况下的钢材进行淬火处理和回火等后续
处理,可以满足不同用途的需求。
钣金表面处理工艺
四、热处理的工艺性
热处理时机的确定: 预备热处理一般安排在毛坯生产之后,切
削加工之前 正火和退火:消除热加工时毛坯的内应力、
细化晶粒、调整组织、改善切削加工性 调质:提高零件综合性能,为最终热处理
做组织上的准备
钣金表面处理工艺
最终热处理(淬火+回火或化学热处理): 一般放在半精加工之后,磨削加工之前。 热处理工艺对零件结构的要求
多弧离子镀膜机
钣金表面处理工艺
物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛;工艺简 单、省材料、无污染;获得的膜层膜基附着力强、膜层厚度 均匀、致密、针孔少等优点。
广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备 耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、 超导等薄膜。
钣金表面处理工艺
⑶ 激光热处理: 利用高能量密度的 激光对工件表面进行加热的方法。 效率高,质量好。
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
钣金表面处理工艺
火焰加热表面淬火示意图
钣金表面处理工艺
一、表面热处理
2、化学表面热处理
化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温,使 介质中活性原子 渗入工件表层从 而改变工件表层 化学成分和组织, 进而改变其性能 的热处理工艺。
火轴 感连
感应加热表面淬火齿轮的截面图
钣金表面处理工艺
中频感应加热 频 率 为 25008000Hz,淬硬层深 度2-10mm。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
钣金表面处理工艺
各种感应器
工频感应加热 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加热
各种感应器
钣金表面处理工艺
⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加 热工件表面的方法。成本低,但质 量不易控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
表面淬火与化学热处理工艺异同点
摘要:介绍表面淬火与化学热处理的工艺的不同以及各自的分类、加工方法。
关键词:表面淬火化学热处理异同点
表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理,所以只改变表层的组织。
而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能,这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。
表面淬火便于实现机械化、自动化,质量稳定,变形小,热处理周期短,费用少,成本低,还可用碳钢代替一些台金钢。
化学热处理是将工件表面渗进了某些化学元素的原子,改变了表层的化学成份,使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。
而心部组织成份不变,仍保留原来的高塑性。
高韧性的性能,这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。
化学热处理生产周期长,不便于实现机械化、自动化生产,工艺复杂,质量不够稳定,辅助材料消耗多、费用大、成本高,许多情况下还需要贵重的合金钢。
化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。
表面淬火:
钢的表面淬火
有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下,它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同,表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
三维网技术论坛3 N: A0 ? E/ p$ X+ i1 W! _1 K$ z
感应加热表面淬火
感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热• 感应加热的基本原理
将工件放在感应器中,当感应器中通过交变电流时,在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场,在工件中相应地产生了感应电动势,在工件表面形成感应电流,即涡流。
这种涡流在工件的电阻的作用下,电能转化为热能,使工件表面温度达到淬火加热温度,可实现表面淬火。
感应表面淬火后的性能三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa6 _/ }% H% H. `( y
1.表面硬度:经高、中频感应加热表面淬火的工件,其表面硬度往往比普通淬火高 2~3 个单位(HRC)。
2.耐磨性:高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。
这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小,碳化物弥散度高,以及硬度比较高,表面的高的压应力等综合的结果。
5 N# K6 E; M9 ~! m) r
3.疲劳强度:高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高,缺口敏感性下降。
对同样材料的工件,硬化层深度在一定范围内,随硬化层深度增加而疲劳强度增加,但硬化层深度过深时表层是压应力,因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降,并使工件脆性增加。
一般硬化层深δ=(10~20)%D。
较为合适,其中D。
为工件的有效直径。
化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
渗碳法之种类渗碳法按使用之渗碳剂而可分为如下三大类:
(1)固体渗碳法:以木炭为主剂的渗碳法。
(2)液体渗碳法:以氰化钠为主剂之渗碳法。
(3)气体渗碳法:以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。
固体渗碳法:将表面渗碳钢作成的工件,连同渗碳剂装入渗碳箱而密闭,装入加热炉,加热成沃斯田铁状态,使碳从钢表面侵入而扩散,处理一定时间后,连同渗碳箱冷却,只取出渗碳处理工件,进行一次淬火、二次淬火、施行回火。
液体渗碳法:
液体渗碳法为将工作件浸渍于盐浴中行渗碳之方法。
因盐浴之淬火性良好,因此可减少工作件之变形,并可使处理件加热均匀。
升温迅速,操作简便,便于多种少量的生产。
尤其在同一炉,可同时处理不同渗碳深度的处理件。
液体渗碳是以氰化钠为主成分,所以同时能渗碳亦能氰化,所以亦称为渗碳氮化,有时亦称为氰化法。
处理温度约以700℃界,此温度以下以氮化为主,渗碳为辅,700℃以上则渗碳为主,氮化为辅,氮化之影响极低。
一般工业上使用时,系以渗碳作用为主。
气体渗碳法:
气体渗碳,由于适合大量生产化,作业可以简化,品质管制容易算特点,目前最普遍被采用。
此法有变成气体(或称发生气体)及滴注式之两种。
变成气体方式之方法是将碳
化气体(C4H10,C3H8,CH4等)和空气相混合后送入变成炉,在炉内1000~1100℃之高温下,使碳化氢和空气反应而生成所谓变成气体,由变成炉所生成的气体有各种称呼,本文方便上叫做变成气体。
变成气体以CO、H2、N2,为主成份,内含微量CO2、H2O、CH4,然后将此气体送进无外气泄入的加热炉内施行渗碳。
渗碳时,因所需的渗碳浓度不同,在变成气体内添加适当量的C4H10、C3H8、CH4等以便调渗碳浓度。
气体渗碳氮化法:
气体渗碳氮化时,渗碳和渗氮作用同时行。
气体渗碳用的气体渗碳用的气体用来产生渗碳作用,而N H3气体用产生渗氮作用。
气体渗碳氮化温度为704~900℃,其处理时间比气体渗碳法短,得较薄的硬化层,所得渗碳氮化结果类似于液体渗碳氮化所得者。
参考文献:《机械工程材料基础》吴一江机械工业出版社
《机械工程材料》沈莲机械工业出版社。