第五章 钢的热处理7.8节
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感应加热表面淬火
感应淬火机床
5、表面淬火常用加热方法 ⑴ 感应加热: 利用交变电 感应加热 流在工件表面感应巨大涡 流，使工件表面迅速加热 的方法。 的方法。
感应加热 表面淬火 示意图
高 频 感 应 加 热 表 面 淬 火
感应加热分为： 感应加热分为： ① 高频感应加热 频 率 为 200-300KHz ， 淬硬层深度0.5-2mm 淬硬层深度
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
火焰加热表面淬火示意图
激 光 表 面 热 处 理
第八节 钢的化学热处理
化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温， 化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使 是将工件置于特定介质中加热保温 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, 化学成分和组织 进而改变其性能 的热处理工艺。 热处理工艺。
渗 碳 回 Fra Baidu bibliotek 炉
可控气氛渗碳炉
一、化学热处理的基本过程 1、介质 渗剂 的分解 分解 介质(渗剂 的分解: 渗剂)的分解 的同时释放出活性原子。 的同时释放出活性原子。 如：渗碳 CH4→2H2+[C] 氮化 2NH3→3H2+2[N] 2、工件表面的吸收 活性原 工件表面的吸收: 子向固溶体溶解或与钢中某 些元素形成化合物。 些元素形成化合物。 3、原子向内部扩散。 、原子向内部扩散。
气体渗碳 法示意图
⑵ 固体渗碳法
将工件埋入渗剂中， 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳 渗剂为木炭。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。 缺点：渗速慢，劳动条件差。
⑶ 真空渗碳法
将工件放入真空渗碳炉中， 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后 通入渗碳气体加热渗碳。 通入渗碳气体加热渗碳。 优点: 表面质量好, 渗碳速度快。 优点 表面质量好 渗碳速度快。
经 渗 碳 的 机 车 从 动 齿 轮
3、渗碳方法 、 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内， 将工件放入密封炉内， 在高温渗碳气氛中渗碳。 在高温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体 (煤气、液 煤气、 煤气 化气等)或有机液体 煤 化气等 或有机液体(煤 或有机液体 油、甲醇等)。 甲醇等 。 优点: 质量好, 效率高； 优点 质量好 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控制。 缺点 渗层成分与深度不易控制。
各种感应器
感应加热表面淬火的特点
1、加热速度快 2、晶粒细 3、残余应力 4、速度快、时间短不氧化；变形小 5、生产率高
火焰加热: ⑵ 火焰加热 利用乙炔火焰直 接加热工件表面的方法。 接加热工件表面的方法。成本 低，但质量不易控制。 但质量不易控制。 激光热处理: 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。 的方法。效率高，质量好。
第五章 钢的热处理
第七节 钢的表面淬火
表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情 况下， 况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以 强化零件表面的热处理方法。 强化零件表面的热处理方法。
感
火焰加热
应 加 热
表面淬火目的： 表面淬火目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限 心部在保持一定的强度、硬度的条件下， ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有 足够的塑性和韧性 塑性和韧性。 表硬里韧。 足够的塑性和韧性。即表硬里韧。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。 承受弯曲
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
机床导轨
表面淬火齿轮
1、预备热处理 、 ⑴工艺： 工艺： 对于结构钢为调质或正火。 对于结构钢为调质或正火。 调质或正火 前者性能高， 前者性能高，用于要求高的 重要件，后者用于要求不高 重要件， 的普通件。 的普通件。 ⑵目的: 目的 ①为表面淬火作组织准备； 为表面淬火作组织准备； 获得最终心部组织。 ② 获得最终心部组织。
索氏体 回火索氏体
2、表面淬火后的回火 、 采用低温回火，温度不高于 采用低温回火，温度不高于200℃。 ℃ 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 降低内应力 高硬度 3、表面淬火+低温回火后的组织 、表面淬火 低温回火 低温回火后的组织 表层组织为M回；心部组织为S回(调质 或F+S(正火 。 表层组织为 心部组织为 调质)或 正火)。 调质 正火
真空渗碳炉
4、渗碳温度：为900-950℃。 、渗碳温度： ℃ 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： 一般为0.5-2mm。 。 一般为 渗碳层表面含碳量： 渗碳层表面含碳量： 以0.85-1. 05为最好。 为最好。 渗碳缓冷后组织： 渗碳缓冷后组织： 表层为P+网状 表层为 网状 Fe3CⅡ; 心部为 心部为F+P; 中间为过渡区。 中间为过渡区。
与表面淬火相比， 与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组 织，还改变其化学成分。 还改变其化学成分。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、 渗碳 化、多元共渗、渗其他元素等。 多元共渗、渗其他元素等
火 感 应 器 传 动 轴 连 续 淬
感应加热表面淬火齿轮的截面图
② 中频感应加热 频 率 为 25008000Hz， 淬硬层 ， 深度2-10mm。 。 深度
各种感应器 中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
③ 工频感应加热 频率为50Hz,淬硬 淬硬 频率为 层深度10-15 mm 层深度
感应穿透加热
氮化扩散层
二、钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。 1、渗碳目的 、 提高工件表面硬度、 提高工件表面硬度、 耐磨性及疲劳强度， 耐磨性及疲劳强度， 同时保持心部良好 的韧性。 的韧性。 2、渗碳用钢 、 为含0.1-0.25%C的低碳钢。碳高则心部韧性降低。 的低碳钢。碳高则心部韧性降低。 为含 的低碳钢
感应淬火机床
5、表面淬火常用加热方法 ⑴ 感应加热: 利用交变电 感应加热 流在工件表面感应巨大涡 流，使工件表面迅速加热 的方法。 的方法。
感应加热 表面淬火 示意图
高 频 感 应 加 热 表 面 淬 火
感应加热分为： 感应加热分为： ① 高频感应加热 频 率 为 200-300KHz ， 淬硬层深度0.5-2mm 淬硬层深度
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
火焰加热表面淬火示意图
激 光 表 面 热 处 理
第八节 钢的化学热处理
化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温， 化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使 是将工件置于特定介质中加热保温 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, 化学成分和组织 进而改变其性能 的热处理工艺。 热处理工艺。
渗 碳 回 Fra Baidu bibliotek 炉
可控气氛渗碳炉
一、化学热处理的基本过程 1、介质 渗剂 的分解 分解 介质(渗剂 的分解: 渗剂)的分解 的同时释放出活性原子。 的同时释放出活性原子。 如：渗碳 CH4→2H2+[C] 氮化 2NH3→3H2+2[N] 2、工件表面的吸收 活性原 工件表面的吸收: 子向固溶体溶解或与钢中某 些元素形成化合物。 些元素形成化合物。 3、原子向内部扩散。 、原子向内部扩散。
气体渗碳 法示意图
⑵ 固体渗碳法
将工件埋入渗剂中， 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳 渗剂为木炭。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。 缺点：渗速慢，劳动条件差。
⑶ 真空渗碳法
将工件放入真空渗碳炉中， 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后 通入渗碳气体加热渗碳。 通入渗碳气体加热渗碳。 优点: 表面质量好, 渗碳速度快。 优点 表面质量好 渗碳速度快。
经 渗 碳 的 机 车 从 动 齿 轮
3、渗碳方法 、 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内， 将工件放入密封炉内， 在高温渗碳气氛中渗碳。 在高温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体 (煤气、液 煤气、 煤气 化气等)或有机液体 煤 化气等 或有机液体(煤 或有机液体 油、甲醇等)。 甲醇等 。 优点: 质量好, 效率高； 优点 质量好 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控制。 缺点 渗层成分与深度不易控制。
各种感应器
感应加热表面淬火的特点
1、加热速度快 2、晶粒细 3、残余应力 4、速度快、时间短不氧化；变形小 5、生产率高
火焰加热: ⑵ 火焰加热 利用乙炔火焰直 接加热工件表面的方法。 接加热工件表面的方法。成本 低，但质量不易控制。 但质量不易控制。 激光热处理: 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。 的方法。效率高，质量好。
第五章 钢的热处理
第七节 钢的表面淬火
表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情 况下， 况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以 强化零件表面的热处理方法。 强化零件表面的热处理方法。
感
火焰加热
应 加 热
表面淬火目的： 表面淬火目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限 心部在保持一定的强度、硬度的条件下， ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有 足够的塑性和韧性 塑性和韧性。 表硬里韧。 足够的塑性和韧性。即表硬里韧。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。 承受弯曲
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
机床导轨
表面淬火齿轮
1、预备热处理 、 ⑴工艺： 工艺： 对于结构钢为调质或正火。 对于结构钢为调质或正火。 调质或正火 前者性能高， 前者性能高，用于要求高的 重要件，后者用于要求不高 重要件， 的普通件。 的普通件。 ⑵目的: 目的 ①为表面淬火作组织准备； 为表面淬火作组织准备； 获得最终心部组织。 ② 获得最终心部组织。
索氏体 回火索氏体
2、表面淬火后的回火 、 采用低温回火，温度不高于 采用低温回火，温度不高于200℃。 ℃ 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 降低内应力 高硬度 3、表面淬火+低温回火后的组织 、表面淬火 低温回火 低温回火后的组织 表层组织为M回；心部组织为S回(调质 或F+S(正火 。 表层组织为 心部组织为 调质)或 正火)。 调质 正火
真空渗碳炉
4、渗碳温度：为900-950℃。 、渗碳温度： ℃ 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： 一般为0.5-2mm。 。 一般为 渗碳层表面含碳量： 渗碳层表面含碳量： 以0.85-1. 05为最好。 为最好。 渗碳缓冷后组织： 渗碳缓冷后组织： 表层为P+网状 表层为 网状 Fe3CⅡ; 心部为 心部为F+P; 中间为过渡区。 中间为过渡区。
与表面淬火相比， 与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组 织，还改变其化学成分。 还改变其化学成分。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、 渗碳 化、多元共渗、渗其他元素等。 多元共渗、渗其他元素等
火 感 应 器 传 动 轴 连 续 淬
感应加热表面淬火齿轮的截面图
② 中频感应加热 频 率 为 25008000Hz， 淬硬层 ， 深度2-10mm。 。 深度
各种感应器 中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
③ 工频感应加热 频率为50Hz,淬硬 淬硬 频率为 层深度10-15 mm 层深度
感应穿透加热
氮化扩散层
二、钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。 1、渗碳目的 、 提高工件表面硬度、 提高工件表面硬度、 耐磨性及疲劳强度， 耐磨性及疲劳强度， 同时保持心部良好 的韧性。 的韧性。 2、渗碳用钢 、 为含0.1-0.25%C的低碳钢。碳高则心部韧性降低。 的低碳钢。碳高则心部韧性降低。 为含 的低碳钢