我厂常用热处理工艺方法及分类.ppt
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不锈钢氮化后，氮化层均匀性较差，氮化 层也浅。往往因NH4Cl的加入量不合适造成 零件表面腐蚀。
因氮化工艺本身就是一个表面腐蚀的过程， 无论是不锈钢还是结构钢，氮化后应及时浸 油或吹砂，吹砂后应将表面吹干或浸防锈液， 否则极易生锈。
经氮化处理的零件一般变形较小，所以半精 加工与精加工之间应进行至少一次高温时效。
做退磁处理。
c. 沉淀硬化不锈钢：15-5PH、17-7PH、
17-4PH … 热处理方法：
沉淀硬化不锈钢预处理为固溶，固溶后硬度较 低（一般≤32HRC），便于机械加工；最终热处 理为时效，硬度一般≥40HRC。
不锈钢一般采用离子氮化，气体氮化性能 较差。气体氮化时，氮化前必须采用吹砂 清理表面；当零件为局部氮化时，不能采 用吹砂，必须加适量的NH4Cl，以破坏零件 表面钝化膜。
我厂常用钢及其热处理工艺方法
● 按化学成分 一、碳钢 1. 优质碳素结构钢
a.低碳钢：略 b.中碳钢：45#、50#、55#… 热处理方法：
热处理性能较差，淬火时采用水冷，硬度不 均匀，容易产生软点及开裂。一般预处理为 调质、正火；最终热处理为淬火，硬度可达 到50HRC以上，对于有效厚度小于8mm的 零件，可采用油淬，防止开裂。
个别材料渗碳淬火或碳氮共渗后，在磨削过程中， 极容易产生磨削裂纹，进刀量必须非常小。典型 材料为20Cr3MoWVA、 2Cr3WMoVA。
齿轮渗碳淬火（或碳氮共渗）后，齿顶、齿廓、 齿根的渗层及有效硬化层相差较大，
齿顶＞齿廓＞齿根
齿廓≈75%齿顶 齿根≈60~70%齿廓
尺寸较大（φ50以上）的实心零件：
热处理方法： 一般供货状态的冷拉钢丝硬度为54左右，在车 床绕制成弹簧后，进行去应力回火，温度为 280~300℃，水冷或空冷，即可恢复性。
二、合金钢 1. 合金结构钢 a. 低碳合金结构：20CrMo、20CrMnTi、20Cr、
20CrNiMo… 热处理方法：
热处理性能较好，一般预处理为正火，对于模 数较小的零件，为了防止滚齿撕伤，也可通过 调质以提高硬度。最终热处理为渗碳或碳氮共 渗，表面硬度为55~62HRC，心部硬度与零件 的有效厚度关系较大。
氮化层大于0.3mm时，特别是38CrMoAlA，氮化 后易产生白亮层，所以氮化后应磨齿顶及齿面消除 不合格组织，但磨削量不大于0.06mm。
3. 工具钢：GCr15、CrWMn、 60Si2Mn、 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、M42…
热处理Leabharlann Baidu法：
工具钢的预处理一般为球化退火，最终热处理 为淬火，硬度可达到60HRC以上。
2. 碳素工具钢：T7、T8、T9、 T10 … 热处理方法： 热处理性能较差，淬火时采用水冷，硬度不 均匀，容易产生软点及开裂。一般预处理为 球化退火，最终热处理为淬火，硬度可达到 55HRC以上，对于有 效厚度小于8mm的零 件，可采 用油淬，防止开裂。
3. 弹簧钢：Ⅱ组钢丝、70钢、65Mn （60Si2Mn）、 …
终热处理为淬火、氮化、高频淬火等。
中碳合金结构钢油火临界淬透性直径 举例：
40Cr
≤14mm
30CrMnSiA ≤40mm
42CrMo ≤25mm
40CrNiMo ≤70mm
38CrMoAl ≤25mm
零件的调质硬度与氮化后的表面硬度关系 较大，一般调质硬度越高氮化后表面硬度 就越高。常用材料氮化后表面硬度如下：
军品常用渗碳钢：18Cr2Ni4WA、12Cr2Ni4A、 12CrNi3A、20Cr3MoWVA、16CrNi4MoA … 此类材料合金元素含量高，渗碳后不能直接淬火， 一般热处理工序为： 正火+高温回火 渗碳 高温回火 机械加工 淬火 冰冷处理 低温回火
渗碳淬火的零件热处理要严格控制金相组织。特 别是模数较大的零件，碳化物较多时，在磨削过 程中容易产生磨削裂纹；工作中承载力大，容易 断裂失效。
38CrMoAlA 25Cr3Mo 40Cr 42CrMo 30CrMnSiA 18Cr2Ni4WA 40CrNiMoA
≥850 HV ≥650HV ≥500HV ≥550HV ≥600 HV ≥600 HV ≥550HV
2. 不锈钢： a. 马氏体不锈钢：1Cr13、 2Cr13、 3Cr13、
齿根≈50~60%齿廓
军品常用渗碳钢的淬透性均较好，通常空冷即可淬 硬，所以正火后硬度很高，无法车削，必须高温回 火以降低硬度。
b. 中碳合金结构钢：40CrNiMo 、40Cr 、 42CrMo 、30CrMnSiA、 35CrMnSiA、 38 CrMoAlA…
热处理方法： 热处理性能较好，一般预处理为调质，最
4Cr13、2Cr13Ni2、9Cr18、Cr12MoV… 热处理方法：
马氏体不锈钢的淬透性极强，一般空冷即可淬 硬。预处理采用退火、调质，最终热处理有淬 火、高频淬火、氮化等。
b. 奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9
4Cr14Ni14W2Mo … ★奥氏体不锈钢一般不进行热处理，特殊要求时可
因氮化工艺本身就是一个表面腐蚀的过程， 无论是不锈钢还是结构钢，氮化后应及时浸 油或吹砂，吹砂后应将表面吹干或浸防锈液， 否则极易生锈。
经氮化处理的零件一般变形较小，所以半精 加工与精加工之间应进行至少一次高温时效。
做退磁处理。
c. 沉淀硬化不锈钢：15-5PH、17-7PH、
17-4PH … 热处理方法：
沉淀硬化不锈钢预处理为固溶，固溶后硬度较 低（一般≤32HRC），便于机械加工；最终热处 理为时效，硬度一般≥40HRC。
不锈钢一般采用离子氮化，气体氮化性能 较差。气体氮化时，氮化前必须采用吹砂 清理表面；当零件为局部氮化时，不能采 用吹砂，必须加适量的NH4Cl，以破坏零件 表面钝化膜。
我厂常用钢及其热处理工艺方法
● 按化学成分 一、碳钢 1. 优质碳素结构钢
a.低碳钢：略 b.中碳钢：45#、50#、55#… 热处理方法：
热处理性能较差，淬火时采用水冷，硬度不 均匀，容易产生软点及开裂。一般预处理为 调质、正火；最终热处理为淬火，硬度可达 到50HRC以上，对于有效厚度小于8mm的 零件，可采用油淬，防止开裂。
个别材料渗碳淬火或碳氮共渗后，在磨削过程中， 极容易产生磨削裂纹，进刀量必须非常小。典型 材料为20Cr3MoWVA、 2Cr3WMoVA。
齿轮渗碳淬火（或碳氮共渗）后，齿顶、齿廓、 齿根的渗层及有效硬化层相差较大，
齿顶＞齿廓＞齿根
齿廓≈75%齿顶 齿根≈60~70%齿廓
尺寸较大（φ50以上）的实心零件：
热处理方法： 一般供货状态的冷拉钢丝硬度为54左右，在车 床绕制成弹簧后，进行去应力回火，温度为 280~300℃，水冷或空冷，即可恢复性。
二、合金钢 1. 合金结构钢 a. 低碳合金结构：20CrMo、20CrMnTi、20Cr、
20CrNiMo… 热处理方法：
热处理性能较好，一般预处理为正火，对于模 数较小的零件，为了防止滚齿撕伤，也可通过 调质以提高硬度。最终热处理为渗碳或碳氮共 渗，表面硬度为55~62HRC，心部硬度与零件 的有效厚度关系较大。
氮化层大于0.3mm时，特别是38CrMoAlA，氮化 后易产生白亮层，所以氮化后应磨齿顶及齿面消除 不合格组织，但磨削量不大于0.06mm。
3. 工具钢：GCr15、CrWMn、 60Si2Mn、 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、M42…
热处理Leabharlann Baidu法：
工具钢的预处理一般为球化退火，最终热处理 为淬火，硬度可达到60HRC以上。
2. 碳素工具钢：T7、T8、T9、 T10 … 热处理方法： 热处理性能较差，淬火时采用水冷，硬度不 均匀，容易产生软点及开裂。一般预处理为 球化退火，最终热处理为淬火，硬度可达到 55HRC以上，对于有 效厚度小于8mm的零 件，可采 用油淬，防止开裂。
3. 弹簧钢：Ⅱ组钢丝、70钢、65Mn （60Si2Mn）、 …
终热处理为淬火、氮化、高频淬火等。
中碳合金结构钢油火临界淬透性直径 举例：
40Cr
≤14mm
30CrMnSiA ≤40mm
42CrMo ≤25mm
40CrNiMo ≤70mm
38CrMoAl ≤25mm
零件的调质硬度与氮化后的表面硬度关系 较大，一般调质硬度越高氮化后表面硬度 就越高。常用材料氮化后表面硬度如下：
军品常用渗碳钢：18Cr2Ni4WA、12Cr2Ni4A、 12CrNi3A、20Cr3MoWVA、16CrNi4MoA … 此类材料合金元素含量高，渗碳后不能直接淬火， 一般热处理工序为： 正火+高温回火 渗碳 高温回火 机械加工 淬火 冰冷处理 低温回火
渗碳淬火的零件热处理要严格控制金相组织。特 别是模数较大的零件，碳化物较多时，在磨削过 程中容易产生磨削裂纹；工作中承载力大，容易 断裂失效。
38CrMoAlA 25Cr3Mo 40Cr 42CrMo 30CrMnSiA 18Cr2Ni4WA 40CrNiMoA
≥850 HV ≥650HV ≥500HV ≥550HV ≥600 HV ≥600 HV ≥550HV
2. 不锈钢： a. 马氏体不锈钢：1Cr13、 2Cr13、 3Cr13、
齿根≈50~60%齿廓
军品常用渗碳钢的淬透性均较好，通常空冷即可淬 硬，所以正火后硬度很高，无法车削，必须高温回 火以降低硬度。
b. 中碳合金结构钢：40CrNiMo 、40Cr 、 42CrMo 、30CrMnSiA、 35CrMnSiA、 38 CrMoAlA…
热处理方法： 热处理性能较好，一般预处理为调质，最
4Cr13、2Cr13Ni2、9Cr18、Cr12MoV… 热处理方法：
马氏体不锈钢的淬透性极强，一般空冷即可淬 硬。预处理采用退火、调质，最终热处理有淬 火、高频淬火、氮化等。
b. 奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9
4Cr14Ni14W2Mo … ★奥氏体不锈钢一般不进行热处理，特殊要求时可