第五章5钢的表面热处理
钢的热处理及表面处理技术
• M体转变特点：
• ①无扩散型转变 • ②降温形成:连续冷却完成 • ③瞬时性 • ④转变的不完全性
Fe-1.8CF，e-1冷.8至C，-10冷0℃至-60℃
M形成时体积↑，造成很大 内应力。
• 冷处理：P42
1)无扩散 Fe 和 C 原子都不进展扩散，M是C过饱 和的体心立方的F体，固溶强化显著。
↓ • 总结：A体晶粒越粗大，那么晶界越少，
形核几率越小，那么A体越稳定，C曲线 右移。淬透性越好
• 三、钢的淬透性
• 〔三〕淬透性的测 定
四、钢的回火〔P127〕
1．概念(Conception)
将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度， 保温后冷却下来的一种热处理工艺。
2.目的(purpose) 〔1〕稳定工件组织、性能和尺寸 〔2〕减小或消除剩余应力，防止工件的 变形和开裂 〔3〕降低工件的强度、硬度，提高其塑 性和韧性，以满足不同工件的性能要求
C %↑→ M 硬度↑， 片状M 硬度高，塑韧性差。板条M 强度高，塑韧性较好
二、共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变
共
析
碳
钢
连
续
冷
却
水淬
无
M+AR
B
体
转变终止线
P 退火
T
S 正火
T+ 油淬 M
亚共析钢连续冷却转变 过共析钢连续冷却转变
炉冷→ F + P 空冷→ F(少量) + S 油冷→ T + M+AR 水冷→ M +AR
(三〕淬透性的测定
〔一〕钢的淬透性与淬硬性的概念
• 淬透性：钢在淬火时能够获得M体的能力，它是 钢材本身固有的属性，主要取决于M体的临界冷 却速度
钢的热处理原理和工艺
A1—Ac1—Ar1
Acm —Accm —Arcm
钢在加热和冷却时的临界温度
2.奥氏体的形成（以共析钢为例）
(1)奥氏体晶核的形成； (2)奥氏体晶核的长大；
（基本过程）
(3)残余渗碳体的溶解；
(4)奥氏体成分的均匀化。
共析钢中奥氏体形成过程示意图
a)形核；b)长大；c)残余渗碳体溶解；d)奥氏体均匀化
铁素体+渗碳体
组织特征：
铁素体 ——长成针片状，互不平行，有一定角度，形成分枝； 渗碳体 ——呈粒状或细小短条状分布在铁素体片内。
a）形成温度范围
350℃ ~ Ms
b）组织——下贝氏体（B下）
形态呈黑色针叶状
C）性能
硬度可达45 ~ 55HRC 具有较高的强度及
下贝氏体组织 630 ×
良好的塑性和韧性。
奥
4秒
氏
体
6秒
形
成
示
8秒
意
图
15秒
对于亚共析钢、过共析钢的奥氏体ห้องสมุดไป่ตู้过程： 1.亚共析钢：
F+P→F+A→A 2.过共析钢：
Fe3C + P → Fe3C + A → A
3.奥氏体晶粒的长大 晶粒的长大主要是依靠较大晶粒吞并较小
晶粒和晶界迁移的方式进行的。
晶粒的吞并与长大过程 为了防止晶粒长的粗大，严格控制加热温度和保温时间。
一、表面淬火 1.定义
是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部仍 保持未淬火前状态的一种局部淬火方法。 2.方法（快速加热）
火焰加热、感应加热、电接触加热、激光加热等 表面淬火方法。 目前生产上最常用是：
钢的热处理
3.残余渗碳体溶解
在奥氏体形成过程中 , 铁素体比渗碳体先消 失,因此奥氏体形成之 后,还残存未溶渗碳体。 这部分未溶的残余渗 碳体将随着时间的延 长,继续不断地溶入奥 氏体,直至全部消失。
• 4.奥氏体均匀化 • 渗碳体完全溶解后，奥
氏体中碳的浓度分布并 不均匀 ,原先是渗碳体 地方碳浓度高,原先铁 素体的地方碳浓度低。 必须继续保温,通过碳 的扩散,使奥氏体成分 均匀化。
共析钢奥氏体化过程
二、奥氏体晶粒大小及其控制
• 奥氏体的晶粒大小对钢随后的冷却转变及转变产 物的组织和性能都有重要影响。
• 粗大的奥氏体晶粒往往导致热处理后钢的强度与 韧性降低，并容易导致工件的变形和开裂，工程 上往往希望得到细小而成分均匀的奥氏体晶粒， 因此应在热处理加热时控制奥氏体的晶粒大小。
• 5.热处理分类 • 根据加热、冷却方式及钢组织性能变
化特点不同，将热处理工艺分类如下：
退火
普通热处理
正火 淬火
回火
表面淬火—感应加热、火焰加热、
热处理
表面热处理
电接触加热等 化学热处理—渗碳、氮化、碳氮
共渗、渗其他元素等
控制气氛热处理
其他热处理
真空热处理 形变热处理
激光热处理
热处理的三要素： 加热温度 保温时间 冷却方式
式中: n表示放大100倍时，1平方英寸（6.45cm2） 上的晶粒数。n越大，晶粒越细，晶粒度等级越 高。
2.实际晶粒度和本质晶粒度
✓ 某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体 的晶粒度叫实际晶粒度，它决定钢的性 能。
• 钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向用本质 晶粒度来表示。
• 钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却 后测得的晶粒度叫本质晶粒度。如果测得 的晶粒细小，则该钢称为本质细晶粒钢， 反之叫本质粗晶粒钢。
机械制造基础第五章碳素钢与钢的热处理习题解答
第五章碳素钢与钢的热处理习题解答5-1 在平衡条件下，45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度、塑性、韧性哪个大、哪个小? 变化规律是什么? 原因何在?答：平衡条件下，硬度大小为：45钢<T8钢<T12钢，强度大小为：45钢<T12钢<T8钢，塑性及韧性大小为：45钢>T8钢>T12钢。
变化规律为：随着碳含量的增加钢的硬度提高，塑性和韧性则下降，因为随着含量的增加组织中硬而脆的渗碳体的量也在增加；随碳含量增加，强度也会增加，但当碳含量到了0.9%后，强度则会随碳含量的增加而下降，因为碳含量超过0.9%后，钢的平衡组织中出现了脆而硬的网状二次渗碳体，导致了强度的下降。
5-2 为什么说碳钢中的锰和硅是有益元素? 硫和磷是有害元素?答：锰的脱氧能力较好，能清除钢中的FeO，降低钢的脆性；锰还能与硫形成MnS，以减轻硫的有害作用。
硅的脱氧能力比锰强，在室温下硅能溶人铁素体，提高钢的强度和硬度。
硫在钢中与铁形成化合物FeS，FeS与铁则形成低熔点(985℃) 的共晶体分布在奥氏体晶界上。
当钢材加热到1100～1200℃进行锻压加工时，晶界上的共晶体己熔化，造成钢材在锻压加工过程中开裂，这种现象称为“热脆”。
磷可全部溶于铁素体，产生强烈的固溶强化，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性显著降低。
这种脆化现象在低温时更为严重，故称为“冷脆”。
磷在结晶时还容易偏析，从而在局部发生冷脆。
5-3 说明Q235A、10、45、65Mn、T8、T12A各属什么钢? 分析其碳含量及性能特点，并分别举一个应用实例。
答：Q235A属于碳素结构钢中的低碳钢；10钢属于优质碳素结构钢中的低碳钢；45钢属于优质碳素结构钢中的中碳钢；65Mn属于优质碳素结构钢中的高碳钢且含锰量较高；T8属于优质碳素工具钢；T12A属于高级优质碳素工具钢。
Q235A的w C =0.14% ~ 0.22%，其强度、塑性等性能在碳素结构钢中居中，工艺性能良好，故应用较为广泛，如用于制造机器中受力不大的螺栓。
机械工程材料专升本习题集
第一章材料的性能一、是非题 (1)一切材料的硬度越高，其强度也越高。
( )(2)静载荷是指大小不可变的载荷，反之则一定不是静载荷。
( )(3)所有的金属材料均有明显的屈服现象。
((4)HRc测量方便，能直接从刻度盘上读数。
((5)生产中常用于测量退火钢、铸铁及有色金属的硬度方法为布氏硬度法。
( )(6)材料的强度高，其塑性不一定差。
( )(7)材料抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。
( )(8)只要零件的工作应力低于材料的屈服强度，材料不会发生塑性变形，更不会断裂。
( )(9)蠕变强度是材料的高温性能指标。
( )(10)断裂韧性是反应材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。
( )二、选择题(1)机械零件在正常工作情况下多数处于( )。
A．弹性变形状态B．塑性变形状态C．刚性状态D．弹塑性状态(2)下列四种硬度的表示方法中，最恰当的是( )。
A．600~650 HBS B．12~15 HRCC．：170~230 HBS D．80~90 HRC(4)ak值小的金属材料表现为( )。
A．塑性差B．强度差C．疲劳强度差D．韧性差(5) 下面( )不是洛氏硬度法的优点。
A．测量迅速简便B．压痕小c．适应于成品零件的检测D．硬度范围的上限比布氏、维氏硬度高(7)涂层刀具表面硬度宜采用( )法进行测量。
A．布氏硬度(HBS) B．布氏硬度(HBW)C．维氏硬度D．洛氏硬度(1)材料常用的塑性指标有和，其中用___ 来表示塑性更接近材料的真实变形。
(2)在外力作用下，材料抵抗和的能力称为强度。
(3)工程上的屈服比指的是和的比值。
(4)表征材料抵抗冲击性能的指标是，其单位是。
(5) 测量HBS值时所采用的压头是，(6)检验淬火钢常采用的硬度指标为，布氏硬度常用来测量的硬度。
（8）常用的硬度试验法有、、；测定半成品铸铁件的硬度应采用。
（9）检验各种淬火钢的硬度应采用，用符号表示；HB是的符号，它主要用于测量硬度在以下的材料。
钢的热处理
3．处理温度低，变形极小，比渗碳及表面淬火的变形小得多，一般渗氮是加工路线中最后一道工序，氮化后最多需要精磨或研磨抛光
4．具有很高的抗腐蚀性
缺点：1.渗碳时间太长，2强化渗氮必须采用特殊的合金钢
另外，由于氮的渗入，工件会略有“长大”现象。在设计尺寸要求极为严格的工件时应考虑补救
这种方法易行，设备简单，但火焰加热温度不易控制，淬火质量不够稳定
适用于单件或小批量生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮、凹槽小孔等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中谈合金钢，如40Cr、65Mn等，还可用于灰铸铁件、合金铸铁件。碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金过高，则易脆裂，因此，以含碳量在0.35%~0.5%之间的碳素钢最适宜
低温碳氮共渗主要是为了提高合金工具钢、高速钢制工具、刀具的热硬性和耐磨性，这种碳氮共渗的结果和渗氮相似，共渗层深度可达0.02~0.06mm
中温碳氮共渗主要适用于承受压力不是很大而只受磨损的中碳结构钢零件。共渗层深度一般为0.3~0.8mm
高温碳氮共渗主要用于承受压力很大的中碳钢及合金钢的小型结构零件，也可用于低碳钢件代替渗碳，层获得1~2mm的共渗层；中温或高温碳氮共渗用于提高表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能
3．稳定工件尺寸
钢的表面热处理
是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性及表面硬度比化学热处理更高的处理方法
名称
操作
特点
目的和应用
感应加热表面淬火
是利用感应电流通过工件表面所产生的热效应，使表面加热并经行快速冷却的淬火工艺。
3.适用于汽车、机车、柴油机、纺织机械、农业机械、机床、齿轮、枪炮、工具、模具等各种要求耐磨、耐蚀、耐疲劳的零件
第5章 模具钢料的热处理-模具表面处理技术
第二节模具表面处理工艺概述模具是现代工业之母。
随着社会经济的发展，特别是汽车、家电工业、航空航天、食品医疗等产业的迅猛发展，对模具工业提出了更高的要求。
如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本，成为各模具厂及注塑厂当前迫切需要解决的问题。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果；模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能的系统工程。
从表面处理的方式上，又可分为：化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。
在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
◆提高模具的表面的硬度、耐磨性、摩擦性、脱模性、隔热性、耐腐蚀性；◆提高表面的高温抗氧化性；◆提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能；减少冷却液的使用；◆提高模具质量，数倍、几十倍地提高模具使用寿命。
减少停机时间；◆大幅度降低生产成本与采购成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能。
◆减少润滑剂的使用；◆涂层磨损后，还退掉涂层后，再抛光模具表面，可重新涂层。
在模具上使用的表面技术方法多达几十种，从表面处理的方式上，主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD化学气相淀积、PVD物理气相沉积、PACVD离子加强化学气相沉积、CVA铝化化学气相沉积、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
下面综述模具表面处理中常用的表面处理技术：一、物理表面处理法：表面淬火是表面热处理中最常用方法，是强化材料表面的重要手段，分高频加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光表面淬火。
金属材料热处理原理 第五章 马氏体转变
二、马氏体转变的主要特点 1. 切变共格和表面浮凸现象
钢因马氏体转变而产生的表面浮凸
马氏体形成时引起的表面倾动
马氏体是以切变方式形成的，马氏体与奥氏体 之间界面上的原子既属于马氏体，又属于奥氏体， 是共有的；并且整个相界面是互相牵制的，这种界 面称之为“切变共格”界面。
马氏体和奥氏体切变共格交界面示意图
4. 马氏体转变是在一个温度范围内完成的
马氏体转变量与温度的关系
Ms—马氏体转变开始温度；Mf—马氏体转变终了点； A、B—残留奥氏体。
5. 马氏体转变的可逆性
在某些铁合金中，奥氏体冷却转 变为马氏体，重新加热时，已形成的 马氏体又可以逆马氏体转变为奥氏体， 这就是马氏体转变的可逆性。一般将 马氏体直接向奥氏体转变称为逆转变。 逆转变开始点用As表示，逆转变终了 点用Af表示。通常As温度比Ms温度高。
2. 马氏体转变的无扩散性
马氏体转变的无扩散性有以下实验证据：
(1) 碳钢中马氏体转变前后碳的浓度没有 变化，奥氏体和马氏体的成分一致，仅发生晶 格改组：
γ-Fe(C) → α-Fe(C)
面心立方 体心正方
(2) 马氏体转变可以在相当低的温度范围 内进行，并且转变速度极快。
3. 具有一定的位向关系和惯习面
西山关系示意图
③ G-T关系
{111}γ∥{110}α′ 差1°；<110>γ∥<111>α′ 差2°。
(2) 惯习面
马氏体转变时，新相总是在母相的某个晶面族上 形成，这种晶面称为惯习面。在相变过程中从宏观上 看，惯习面是不发生转动和不畸变的平面，用它在母 相中的晶面指数来表示。
钢中马氏体的惯习面随碳含量及形成温度不同而 异，常见的有三种：(1) 含碳量小于0.6%时，为{111}γ； (2) 含碳量在0.6%~1.4%之间时，为{225}γ；(3) 含碳 量高于1.4%时，为{259}γ。随马氏体形成温度下降， 惯习面有向高指数变化的趋势。
精选钢的热处理工艺课程
保温时间： 与钢种和偏析程度有关，一般为（30～60）min/25mm，或（1.5～2.5）min/mm 按装炉量Q计算： τ＝８.5＋Ｑ/４（小时） Ｑ—装炉量（吨） 一般为10～15ｈ
（４）、问题： 一般扩散退火加热温度高，时间长，晶粒会粗大（不能作为淬火的预备组织），扩散退火之后要进行一次完全退火或正火来进行细化晶粒，消除过热缺陷。高温扩散退火周期长、能耗大、氧化脱碳严重、成本高 故：尺寸不大的铸件或碳钢铸件，有时可采用完全退火来代替（偏析轻）。
３、适用钢种：碳钢，低、中合金钢； ４、工艺参数： 加热温度：Ａc3（或ＡCcm）＋30～50℃ 一些合金钢，Ａc3＋100～150℃(20CrMnTi)； 原则：晶粒不粗化的前提； 加热时间：工件烧透，采用经验公式即可， 考虑成分、原始组织、装炉量和加热设备。 冷却：空冷、风冷、
3、 淬火冷却介质
1.理想淬火冷却介质
650℃以上应缓冷，以降低淬火的热应力；650~400℃应快冷，以通过过冷奥氏体最不稳定区；400℃以下缓冷，以减小马氏体转变时产生的组织应力；
（2）淬火应力 ①热应力：工件加热或冷却时由于内外温差导致热胀冷缩不一致而产生的内应力。 将工件加热到Ac1以下保温后快速冷却，其表面和心部温度及热应力。 影响因素---冷速↑、加热温度↑、截面尺寸↑、导热系数↑、线膨胀系数↑，热应力↑ 。
图2-3
（2）组织应力 工件在冷却过程中，由于内外温差造成组织转变不同时，引起内外比容的不同变化，而产生的内应力。 奥氏体→珠光体→贝氏体→马氏体，比容逐渐增大，体积膨胀。 与热应力正好相反。表面：拉→压影响因素：化学成分、冶金质量、钢件结构尺寸、导热性以及在马氏体温度范围的冷速和钢的淬透性等。
５、扩散退火（均匀化退火） 定义：将钢锭、铸件或锻坯加热到稍低于固相线的温度，长时间保温，然后缓冷以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。（１）目的：消除有害气体的危害，如氢致白点；使合金元素扩散均匀，改善或消除铸锭中的枝晶偏析及区域偏析，轧锻材中的带状组织；消除轴承钢中的液析碳化物，均匀成分，均匀组织（２）适用钢种：一些优质中、高合金钢或偏析严重的合金钢铸件及铸锭（３）工艺参数： 加热温度：Ac3（Accm）+150～300℃ 碳钢 1100 ～1200 ℃； 合金钢 1200 ～1300 ℃。
机械工程材料 第五章 钢的热处理.答案
30s
650 550
2s
40s
2s 5s
10s
2、C 曲线的分析 ⑴ 转变开始线与纵
坐标之间的距离为
孕育期。
孕育期越小，过冷
奥氏体稳定性越小.
孕育期最小处称C
曲线的“鼻尖”。
碳钢鼻尖处的温度
为550℃。
在鼻尖以上, 温度较 高，相变驱动力小.
在鼻尖以下，温度
较低，扩散困难。
从而使奥氏体稳定
为板条与针状的混合
组织。
0.2%C 0.45%C 1..2%C
3、马氏体的性能 高硬度是马氏体性 能的主要特点。 马氏体的硬度主要 取决于其含碳量。 含碳量增加，其硬
C%
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
度增加。
当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。
合金元素对马氏体硬度的影响不大。
℃
温 度 ，
共析钢奥氏体化曲线（875℃退火）
体成分趋于均匀。
共析钢奥氏体化过程
亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢基本
相同。但由于先共析 或
二次Fe3C的存在，要获得
全部奥氏体组织，必须相
应加热到Ac3或Accm以上.
二、奥氏体晶粒长大及其影响因素
1、奥氏体晶粒长大 奥氏体化刚结束时的 晶粒度称起始晶粒度, 此时晶粒细小均匀。
(a)940淬火+220回火（板条M回+A‘少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A’少） (e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条状F+A‘少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F）
钢的热 处理
发生马氏体型转变. 形成马氏体组织. 如图５ －６ 所示. 发生马氏体 转变时. 过冷度极大. 转变温度低.
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第二节 钢在冷却时的组织转变
• 只有γ － Ｆｅ向α － Ｆｅ 晶格改组. 碳原子来不及进行扩散而被保留 在α － Ｆｅ晶格中. 所以马氏体是碳在α － Ｆｅ中的过饱和固溶体. 用符号Ｍ 表示. 它具有高的强度、硬度与耐磨性. 是钢热处理强化的 主要应用手段.
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第三节 钢的热处理工艺
• 去应力退火工艺: 将钢件随炉缓慢加热(１００ ~ １５０℃ / ｈ) 至５ ００℃ ~ ６５０℃. 保温一段时间后. 随炉缓慢冷却(５０ ~１００℃ / ｈ) 至２００℃ ~３００℃以下出炉. 从以上工艺可以看出.由于加热 温度低于Ａｃ１ . 所以在去应力退火中钢的组织并无变化.
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项目七 钢的化学热处理
• 7.1 渗碳 • 7.2 渗氮 • 7.3 碳氮共渗 • 本篇小结
7.1 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 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， 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 的传动齿轮，内燃机的活塞销等。
第五章 钢的热处理
• 第一节 钢在加热时的组织转变 • 第二节 钢在冷却时的组织转变 • 第三节 钢的热处理工艺 • 第四节 钢的表面热处理 • 第五节 其他热处理工艺简介 • 第六节 热处理零件的结构工艺性
材料科学基础试题及答案
金属中常见的晶格类型有哪三种；1、体心立方晶格2、面心立方晶格3、密排立方晶格金属有铬、钨、钼、钒、及&铁属于（体心立方晶格）金属有铜、铝、银、金、镍、y铁属于（面心立方晶格）金属有铍、镁、锌、钛等属于（密排立方晶格）金属的晶体缺陷：按照缺陷的几何特征，一般分为以下三类：1.空位和间隙原子（点缺陷）2.位错（线缺陷）3.晶界和亚晶界（面缺陷）一般来说，在常温下细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、硬度、塑性和韧性。
工业中常用以下方法细化晶粒1.增加过2.变质处3.附加振动4.降低浇注速度1.铁素体(F)碳溶入&铁中的间隙固溶体称为铁素体，2.奥氏体（A）碳溶入y铁中的间隙固溶体称为奥氏体，3.渗碳体（Fe3C）铁与碳组成的金属化合物称为.渗碳体，第四章铁碳合金相图根据相图中S点碳钢可以分为以下几类1.共析钢（含碳量小于0.0218%）的铁碳合金，其室温组织为铁素体。
2亚共析钢（含碳量等于0.0218%到2.11%）的铁碳合金，其室温组织为珠光体+铁素体。
3过共析钢（含碳量等于0.77%到2.11%）的铁碳合金，其室温组织为+二次渗碳第五章钢的热处理一般加热时的临界点用Ac1、Ac3、Accm来表示；冷却时的临界点用Ar1、Ar3、Arcm来表示。
共析碳钢的过冷奥氏体在三个不同的温度转变，可发生三种不同的转变：珠光体型转变、贝氏体型转变、马氏体型转变。
珠光体型转变有区别起见，又分为珠光体、索氏体、和托氏体三单晶体的塑性变形的方式有两种：滑移和孪生（孪晶），而滑移是单晶体塑性变形的主要方式。
多晶体的塑性变形的方式有两种：晶内变形和晶间变形。
二、填空题1．珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物共析组织)。
2．莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(共晶组织)。
3．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达2.11%，在727℃时碳的质量分数为0.77%。
4. 根据室温组织的不同，钢可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。
钢的整体热处理
(1)作为普通结构零件的最终热处理。因为正火可消除铸造、 锻造中产生的过热缺陷，细化组织，提高力学性能，能满足普 通结构零件的使用性能的要求。
(2)改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性能。正火后组织为 细珠光体，其硬度提高，从而改善切削加工中的“黍占刀”现 象，并使工件表面粗糙度值也提高。
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5.1 钢的退火
变成球状(颗粒状)的渗碳体。这种在铁素体基体上均匀分布着 球状渗碳体的组织，称为球状珠光体，如图5 -2所示。对于存 在有严重网状二次渗碳体的钢，可在球化退火前先进行一次正 火处理，将渗碳体网破碎。
4.均匀化退火（扩散退火） 将铸锭、铸件或锻坯加热到Ae3 + (150℃~200 ℃)以上，
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项目七 钢的化学热处理
7.1 渗碳 7.2 渗氮 7.3 碳氮共渗 本篇小结
7.1 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 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， 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 的传动齿轮，内燃机的活塞销等。
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7.1 渗碳
7.1.1渗碳处理的原理与形式
1.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。 (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 900 ℃~950 ℃，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 原子，使钢件表面渗碳，如图7-1所示。渗碳使低碳(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 点是生产效率高，渗层质量好，劳动强度低，便于直接淬火。
金属热处理习题及答案
第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？4.晶面指数和晶向指数有什么不同？5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？8.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词：加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。
2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？8．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。
试分析强化原因。
第三章合金的结构与二元状态图1．解释下列名词：合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别：1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物；3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?Si、C、N、Cr、Mn4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？6. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？9. 已知A（熔点600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态300℃时A溶于B 的最大溶解度为30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在300℃时，含40% B 的液态合金发生共晶反应。
工程材料与热处理 第5章作业题参考答案
1.奥氏体晶粒大小与哪些因素有关？为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能？奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。
（1）加热温度和保温时间。
加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。
（2）加热速度。
加热速度越快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度的比值增大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。
（3）钢的化学成分。
在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。
（4）钢的原始组织。
钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。
传统多晶金属材料的强度与晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系，即σs=σ0+kd-1/2，其中σ0和k是细晶强化常数，σs是屈服强度，d是平均晶粒直径。
显然，晶粒尺寸与强度成反比关系，晶粒越细小，强度越高。
然而常温下金属材料的晶粒是和奥氏体晶粒度相关的，通俗地说常温下的晶粒度遗传了奥氏体晶粒度。
所以奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。
奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物的也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。
2．过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物？试列表比较它们的组织和性能。
3.共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么550℃的孕育期最短，转变速度最快？因为过冷奥氏体的稳定性同时由两个因素控制：一个是旧与新相之间的自由能差ΔG；另一个是原子的扩散系数D。
等温温度越低，过冷度越大，自由能差ΔG也越大，则加快过冷奥氏体的转变速度；但原子扩散系数却随等温温度降低而减小，从而减慢过冷奥氏体的转变速度。
高温时，自由能差ΔG起主导作用；低温时，原子扩散系数起主导作用。
钢的热处理(五火)
钢的热处理金属材料进行热处理是改善和提高零件性能的重要方法，因此在零件的制造过程中，热处理是不可缺少的。
一、常用的金属材料——钢与铸铁金属材料包括纯金属及其合金（即在一种金属中加入其它元素所形成的金属材料）。
工业上又把金属材料分为两大类：一类为黑色金属，它包括铁、锰、铬及其合金，其中以铁基合金（即钢和铸铁）应用最广；另一类为有色金属，是指除黑色金属以外的所有金属及其合金。
在工业上使用的金属材料中，以钢和铸铁使用最多。
钢和铸铁（总称为钢铁材料）是以铁为主，加入碳等其它合金元素所组成的，故称为铁碳合金材料。
一般把含碳量小于2%的铁碳合金称为钢；大于2%的铁碳合金称为铸铁。
1.钢的分类、编号及性能特点：根据成分不同钢可分为碳素钢（简称碳钢）和合金钢两类。
（1）碳素钢碳素钢中以铁和碳为主要元素，但常含有Mn、Si、S、P等杂质元素，其中S、P对钢的性能危害很大。
因此根据硫、磷含量多少，把钢分为：普通质量钢（S≤00.0%,P≤0.005%）优质钢（S≤0.03%,P≤0.035%），高级优质钢（S≤0.02%,P≤0.003%）等。
碳钢的性能主要绝定于含碳量的高低，随着含碳量的增多，碳钢的强度、硬度提高，塑性和韧性降低。
根据含碳量的多少，碳钢分为低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（C=0.3～0.6%）和高碳钢（C>0.6%）。
所以低碳钢的强度、硬度低，塑性韧性好，常用于受力较小的冲压件（如皮带轮罩壳、垫圈、自行车的挡泥板等）、焊接件等；高碳钢的强度高，塑性低，常用于制造受力较大的弹簧等零件；中碳钢既有一定强度，也有一定塑性，常用于制备受力较大、较复杂的轴类零件等。
工业上根据用途不同，将碳素钢分为碳素结构钢和碳素工具钢。
（a）碳素结构风该类钢主要用于各种结构件。
根据钢的质量不同（即S、P含量）分为碳素结构钢和优质碳素结构钢。
碳素结构钢是属于普通质量钢，其牌号表示方法为Q+三位数字。
Q为“屈”字的汉语拼音子首，后面三位数为表示该钢的屈服点（MPa）数值，如常用的Q235，表示屈服点为235MPa的普通质量钢。
钢的五种热处理工艺
钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺：1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。
2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。
3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油）快速冷却叫淬火。
◆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。
感应表面淬火后的性能: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。
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。
◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。
总之退火组织是接近平衡状态的组织。
?退火的目的①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。
热处理
Al、Ti、Zr、V、W、Mo、Cr、Si、Ni、Cu 强 弱
③ ④
原始组织 新工艺
2．影响奥氏体晶粒大小的因素
（1）加热温度和保温时间 加热温度增加,加热时间延长，奥氏体晶粒会自发地长大。
（2）钢的成分 奥氏体中碳含量的增加，晶粒的长大倾向也增加； 锰和磷促进奥氏体晶粒长大 碳以未溶碳化物的形式存在时，则有阻碍晶粒长大的作用。 钢中能形成稳定碳化物、氧化物或氮化物的元素，有利于获得 细晶粒
两种奥氏体晶粒长大倾向的示意图
钢在加热时的转变
三、奥氏体晶粒的长大及控制
奥氏体晶粒度的概念
①
起始晶粒度
实际晶粒度 本质晶粒度
本质粗晶粒钢
本质细晶粒钢
②
③
1～4
5～8
钢在加热时的转变
影响奥氏体晶粒度的因素
（控制奥氏体晶粒大小的措施）
① ②
TA、tA 成分
C：两方面的影响 Me：除Mn、P，均阻碍A长大
1．珠光体型转变
温度：A1-550℃ 转变过程：
钢在冷却时的转变
一、过冷奥氏体等温转变（共析钢）
珠光体转变（高温转变）
温度范围：A1 ～550（Ar1 ～550℃） 转变特征：扩散型转变 转变过程： （A
珠光体转变
P）
贫碳区
富碳区
钢在冷却时的转变
珠光体转变（高温转变）
转变产物：P（片层状 F 和 Fe3C 的机械混合物）
1 概述
定义：钢的热处理(heat
treatment)是指将钢在固 态下采用适当的方式进行 加热(heating)、保温和冷 却(cooling)，通过改变钢 的内部组织结构而获得所 需性能的工艺方法。 三个阶段：钢的热处理工 艺都包括加热、保温和冷 却。 热处理工艺曲线： 温度— —时间曲线
第五章钢的热处理
第五章钢的热处理一、名词解释1.过冷：结晶只有在理论结晶温度以下才能发生，这种现象称为过冷。
2.枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内不均匀的现象叫做枝晶偏析。
3.二次相：由已有固相析出的新固相称为二次相或次生相。
4.铁素体：碳在α—Fe中的固溶体称为铁素体。
5.奥氏体：碳在γ—Fe中的固溶体称为奥氏体。
6.莱氏体：转变产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，称为莱氏体。
7.珠光体：转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物，称为珠光体。
8.变质处理：又称为孕育处理，是一种有意向液态金属中加入非自发形核物质从而细化晶粒的方法。
9.共晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变过程。
10.包晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相包着一定成分的固相，发生反应后生成另一一定成分新固相的反应。
二、填空题1、金属的结晶过程由晶核形成和晶核长大两个基本过程组成。
2、金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有控制过冷度、变质处理和振动、搅拌3、当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出来的枝晶轴含有较多的高熔点组元。
4、在实际生产中，若要进行热锻或热轧时，必须把钢加热到奥氏体相区。
5、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度低强度低。
三、选择题1.铸造条件下，冷却速度越大，则（A.过冷度越大，晶粒越小）2.金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度（B.越低）3.如果其他条件相同，下列各组铸造条件下，哪种铸锭晶粒细？（A.金属模铸造B.低温铸造A.铸成薄片A.浇注时振动）4.同素异构体转变伴随着体积的变化，其主要原因是（致密度发生变化）5.实际金属结晶时，可通过控制形核N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，要获得细晶粒，应采用（A.增大N/G值）6.二元合金在发生共晶转变时，各相组成是（D.三相共存）7.二元合金在发生共析转变时，各相的（B.质量固定，成分发生变化）10.产生枝晶偏析的原因是由于（D.液、固相线间距大，冷却速度也大）11.二元合金中，铸造性能最好的是（B.共晶合金）14.在下列方法中，可使晶粒细化的方法是（D.变质处理）四、判断题1。
钢的表面热处理
热处理工艺的应用
热处理技术条件是指对零件采用的热处理方法以及所应达到的
性能要求的技术性的文件。具体应根据零件性能要求，在零件 图样上标出，内容包括最终热处理方法（如调质、淬火、回火、 渗碳等）以及应达到的力学性能判据等，作为热处理生产及检 验时的依据。力学性能通常只标出硬度值，且有一定误差范围， 如弹簧淬火回火硬度45～50HRC。
表4－7 加热方式及代号
加热 方式
可控气 氛（气
体）Leabharlann 真 空盐浴 （液 体）
感 应
火 激 电子 等离 固体 液态 电接 焰 光 束 子体 装箱 床 触
代号
01
0 2
03
04 05 06 07 08 09 10 11
表4－8 退火工艺及代号
退火 工艺
代号
去应 力退
火
St
均匀 化退
火
H
再结 晶退
火
R
石墨 化退
• 不仅改变了钢表面的组织，而且表面层的化学成分也发生了 变化，因而能更有效地改变零件表层的性能。
• 根据渗入元素分类：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属 等。
• 化学热处理的基本过程
分解
吸收
扩散
（1）钢的渗碳及其应用
• 渗碳——将钢件置于渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗 入工件表层的化学热处理工艺。
热处理工艺分类及代号热处理工艺分类及代号工艺总称总称代号工艺类型类型代号工艺名称名称代号整体热处理表面热处理化学热处理表47加热方式及代号加热方式可控气固体装箱液态代号01030405060708091011表48退火工艺及代号退火工艺脱氢退火退火等温退火完全退火不完代号st表49淬火冷却介质和冷却方法及代号冷却介热处理工序位置安排11预先热处理工序位置退火正火调质预先热处理工序位置退火正火调质安排在毛坯生产之后切削加工之前或粗加工之后半精加安排在毛坯生产之后切削加工之前或粗加工之后半精加工之前
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编号：QMSD/JWC-13-10
江苏省技工学校教案首页
课题§5-6钢的表面热处理
教学目的、要求：表面热处理方法的方法及特点
教学重点、难点：表面热处理方法的特点
授课方法：讲解、练习
教学参考及教具（含电教设备）：挂图、配套教参
授课执行情况及分析：2教时
学生较感兴趣，学习效果较好
板书设计或授课提纲
【导入】
复习：热处理的基本方法
【新授】
§5－6 钢的表面热处理
有些零件表面须具有高硬度和耐磨性，心部要有足够的塑性及韧性，这类零件要进行热处理。
表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种。
一、表面淬火
仅对工件表层进行淬火的工艺称为表面淬火。
1．火焰加热表面淬火
（1）概念
应用氧—乙炔火焰对零件表面进行快速加热，随之快速冷却的工艺，称为火焰加热表面淬火。
（2）特点
加热温度及淬硬层深度不易控制，淬火质量不稳定，但不需要特殊设备。
一般适用于单件或小批量生产。
2．感应加热表面淬火
（1）概念
利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面局部加热，然后快速冷却的淬火工艺，称为感应加热表面淬火。
原理如图6-23所示
由于涡流的趋肤效应，使涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度大，心部电流密度小，感应器中的电流频率越高，涡流越趋于工件的表层。
大量的电阻热，使工件表层迅速达到淬火温度 (心部温度仍接近室温)，随即快速冷却，就可达到表面淬火的目的。
（2）特点
▲加热速度快。
▲淬火质量好。
▲淬硬层深度易于控制。
（3）应用
表面淬火主要适用于中碳钢、中碳合金钢。
含碳量太低，淬火后硬度低；而含碳量过高，则容易淬裂。
二、化学热处理
1．概念
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人它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺，称为化学热处理。
2．特点
不仅改变了钢的组织，而且钢表层的化学成分也发生了变化。
3．分类
化学热处理有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等多种。
4．过程
三个基本过程:
▲分解介质在一定的温度下，发生化学分解，产生渗入元素的活性原子。
▲吸收活性原子被工件表面吸收。
▲扩散渗人的活性原子，由表面向中心扩散，形成一定厚度的扩散层 (即渗层)。
5．钢的渗碳
（1）概念
将工件置于渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗人工件表层的化学热处理工艺称为渗碳。
（2）目的
提高工件表层的含碳量。
（3）热处理
渗碳后，经淬火及低温回火。
使零件表面获得高硬度和耐磨性，而心部仍保持一定强度及较高的塑性和韧性。
（4）应用
渗碳零件必须用低碳钢或低碳合金钢来制造。
（5）渗碳方法
可分为固体渗碳、盐浴渗碳及气体渗碳三种。
（6）气体渗碳
▲是将工件置于气体渗碳剂中迸行渗碳的工艺。
图6-24所示为气体渗碳示意图。
▲过程
工件置于密封的加热炉中，加热到900～950℃，滴人煤油、丙酮、甲醇等渗碳剂。
活性碳原子溶人钢表面奥氏体中，并向内部扩散，最后形成一定深度的渗碳层。
渗碳层的组织由表面向中心依次为:过共析区、共析区、亚共析区(过渡层)，中心仍为原来组织。
图6-25为低碳钢渗碳后缓冷的渗碳层组织。
▲渗碳后组织
渗碳后还必须进行热处理，常用的是淬火后低温回火。
渗碳零件经淬火及低温回火后，表层微组织为细针回火马氏体和均匀分布的细粒渗碳体，硬度高达58～64 HRC；心部是低碳钢，其显微组织仍为铁素体和珠光体 (某些低碳合金钢，其心部组织为低碳回火马氏体及铁素体)，具有较高的韧性和适当的强度。
6．钢的渗氮
（1）概念
在一定温度下，使活性氮原子渗人工件表面的化学热处理工艺称为渗氮。
（2）目的
提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。
（3）气体渗氮
工件在气体介质中进行渗氮称为气体渗氮。
（4）渗氮与渗碳相比，有如下优点:
▲渗氮层具有很高的硬度和耐磨性，工件渗氮后不用淬火表面就可得到高硬度。
▲渗氮温度低 (一般约570℃)，工件变形小。
▲渗氮零件具有很好的耐蚀性，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。
（5）渗氮缺点
生产周期长，成本高，渗氮层薄而脆，不宜承受集中的重载荷，使渗氮的应用受到一定限制。
在生产中渗氮主要用来处理重要和复杂的精密零件，
如精密丝杠、锺杆、排气阀、精密机床的主轴等。
渗氮用钢是含有Al，Cr,Mo等合金元素的钢，通常用的是38CrMoAl，35CrMo,18CrNiW 等。
7．碳氮共渗
（1）概念
在一定温度下，将碳、氮同时渗人工件表层奥氏体中(以渗碳为主)的化学热处理工艺，称为碳氮共渗。
常用的为气体碳氮共渗。
（2）特点
碳氨共渗同渗碳相比，具有很多优点。
▲加热温度低，零件变形小，生产周期短。
▲渗层具有较高的硬度、耐磨性和疲劳强度。
工厂里常用来处理汽车和机床上的齿轮、蜗杆和轴类等零件。
【课堂练习】
1．哪些零件需要表面热处理？常用的有哪两种方法？
2．何谓表面淬火？常用的有哪两种方法？
3．表面淬火适用于什么钢？
4．何谓化学热处理？试述化学热处理的基本过程。
5．渗碳处理的主要目的是什么？渗碳适用于什么钢？渗碳后须进行何种热处理？
6．渗氮处理的目的是什么？与渗碳相比渗氮有何特点？
【小结】
1．表面热处理常用的两种方法。
2．表面淬火常用的两种方法。
3．化学热处理及化学热处理的基本过程。
4．渗碳处理及渗氮处理。
【作业】
练习册。