課件之機(jī)電工程學(xué)院在熱處理中，冷卻過程非常重要，熱處理轉(zhuǎn)變曲線可以形象表述冷卻速度與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間的關(guān)系。

熱處理方法：淬火、回火、退火、正火等。此外，還有表面熱處理和表面化學(xué)熱處理等方法。

第六章鋼的熱處理及表面熱處理本章要點(diǎn):加熱或加熱后冷卻的方法來調(diào)節(jié)和改善其材料組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，達(dá)到充分發(fā)揮材料的性能潛力目的。09:24:286.1概述6.2鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變6.3鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變6.4鋼的退火和正火6.5鋼的淬火6.6鋼的淬透性6.7鋼的回火6.8鋼的表面淬火6.9鋼的化學(xué)熱處理6.10熱處理零件的結(jié)構(gòu)工藝性6.11鋼鐵的表面處理6.12熱處理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

主要內(nèi)容09:24:286.1概述1.鋼的熱處理(heattreatment)一、概念是指在固態(tài)下通過對(duì)鋼進(jìn)行不同的加熱、保溫、冷卻來改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要性能的一種工藝。2.熱處理工藝確定熱處理加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻介質(zhì)等工藝參數(shù)稱為熱處理工藝。09:24:28二、依據(jù)鋼在加熱和冷卻過程中組織轉(zhuǎn)變規(guī)律單相合金從高溫到低溫只存在一種組織狀態(tài)，這類金屬在加熱和冷卻過程中不發(fā)生組織變化，當(dāng)然其性能采用熱處理也無法改變。對(duì)于鋼鐵材料（如碳鋼、鑄鐵、一般合金鋼等）在固態(tài)下都會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，鋼在固態(tài)下的共析反應(yīng)，就是熱處理的依據(jù)。09:24:28大部分機(jī)械零件都需要進(jìn)行合適的熱處理。三、分類鋼的熱處理普通熱處理：退火、正火、淬火、回火表面熱處理：表面淬火、表面化學(xué)熱處理（作用）（工藝方法）預(yù)先熱處理最終熱處理作為機(jī)械零件切削加工前的一個(gè)中間工序，以改善切削加工性能及為后續(xù)工序做組織準(zhǔn)備的熱處理。為獲得零件最終使用性能的所有熱處理。如：軸的調(diào)質(zhì)處理特殊熱處理：形變、真空、光亮09:24:28特點(diǎn)：它不改變工件的形狀和尺寸；只改變其組織和性能。它是保證工件內(nèi)在質(zhì)量的重要工序。四、特點(diǎn)與目的熱處理的重要意義在于，它是賦予工件最終性能的關(guān)鍵工序。不少重要零件加工成型后，并不能直接使用，而必須進(jìn)行熱處理，以獲得最優(yōu)的使用性能。例如，汽車、拖拉機(jī)后橋主動(dòng)齒輪（20CrMnTi）經(jīng)過熱處理，其使用壽命可達(dá)6000h以上，而未經(jīng)處理的使用壽命僅1500h以下。可見同樣鋼材制造的齒輪經(jīng)熱處理后壽命成倍的增加。在機(jī)床制造中，70%的零件要進(jìn)行熱處理；在汽車、拖拉機(jī)制造中，70~80%的零件要熱處理；各類工具（刃具、量具、模具等）和滾動(dòng)軸承，則是100%需要熱處理。因此，熱處理能有效的發(fā)揮材料的潛在能力，做到“物盡其用”。09:24:28五、設(shè)備箱式爐、臺(tái)車爐、推桿爐、輸送帶爐、流態(tài)粒子爐、可控氣氛爐、真空爐等爐子的質(zhì)量、性能和自動(dòng)化程度等是熱處理質(zhì)量保證的重要條件。09:24:28箱式電阻爐臺(tái)車式電阻爐連續(xù)式熱處理爐09:24:28溫度時(shí)間Tc六、加熱工藝09:24:28在鐵一碳平衡相圖中的A1、A3、Acm是熱處理中常用的三條相變線。連續(xù)加熱溫度要比平衡態(tài)高一個(gè)過熱度稱為Ac1、Ac3、Accm。連續(xù)冷卻時(shí)要比平衡態(tài)低一個(gè)過冷度稱為Ar1、Ar3、Arcm。6.2鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變變溫度，鋼在加熱和保溫階段，將發(fā)生室溫下的組織向奧氏體轉(zhuǎn)變，稱為奧氏體化。鋼熱處理后的組織和性能以及熱處理缺陷都與奧氏體化的實(shí)際情況（化學(xué)成分、均勻性和晶粒大小等）密切相關(guān)，因此了解奧氏體形成規(guī)律是很必要的。09:24:28奧氏體的形成也成為奧氏體化是通過成核及長(zhǎng)大的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。成核和長(zhǎng)大的過程靠鐵原子和碳原子的擴(kuò)散,屬于擴(kuò)散型相變。以共析鋼為例，其轉(zhuǎn)變過程如圖分四步。一、奧氏體的形成A形核A長(zhǎng)大殘余Fe3C溶解A均勻化09:24:28亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼的區(qū)別是有先共析相。其奧氏體的形成過程是先完成珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，然后再進(jìn)行先共析相的溶解。這個(gè)P→A的轉(zhuǎn)變過程同共析鋼相同，也是經(jīng)過前面的四個(gè)階段。對(duì)于亞共析鋼，平衡組織F+P，當(dāng)加熱到AC1以上溫度時(shí)，P→A，在AC1～AC3的升溫過程中，先共析的F逐漸溶入A，同樣，對(duì)于過共析鋼，平衡組織是Fe3CⅡ+P，當(dāng)加熱到AC1以上時(shí)，P→A，在AC1～ACCM的升溫過程中，二次滲碳體逐步溶入奧氏體中。09:24:28起始晶粒度是指加熱時(shí)各種原始組織剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)的晶粒度。實(shí)際晶粒度是指鋼在具體的熱處理或熱加工條件下實(shí)際獲得的奧氏體晶粒度的大小。它直接影響鋼的性能，實(shí)際晶粒度一般總比起始晶粒度大，通常結(jié)構(gòu)鋼的奧氏體晶粒度分為10級(jí)。1級(jí)最粗，10級(jí)最細(xì)。本質(zhì)晶粒度是用來表示奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。不同冶煉工藝的鋼，奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向是不同的。本質(zhì)粗晶粒鋼：A晶粒度隨溫度升高不斷迅速長(zhǎng)大；本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：A晶粒不容易長(zhǎng)大。本質(zhì)晶粒度不是用來表示晶粒大小，而用來表述鋼在規(guī)定的加熱條件下奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向性的大小。二、奧氏體晶粒度和奧氏體晶粒長(zhǎng)大及其影響因素1.奧氏體晶粒度起始晶粒度、實(shí)際晶粒度和本質(zhì)晶粒度。09:24:28晶粒度的測(cè)定方法：930±10℃保溫3~8小時(shí)(100×)本質(zhì)粗本質(zhì)細(xì)09:24:2809:24:281.加熱溫度：隨加熱溫度的提高,奧氏體化速度加快。

2.加熱速度：加熱速度越快，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短。3.鋼中碳含量

：碳含量增加，鐵素體和滲碳體的相界面增大，轉(zhuǎn)變速度加快。4.合金元素

鈷、鎳等加快奧氏體化過程；鉻、鉬、釩等減慢奧氏體化過程；硅、鋁、錳等不影響奧氏體化過程。

由于合金元素的擴(kuò)散速度比碳慢得多，所以合金鋼的熱處理加熱溫度一般較高，保溫時(shí)間更長(zhǎng)。

5.原始組織

原始組織中滲碳體為片狀時(shí)奧氏體形成速度快，滲碳體間距越小，轉(zhuǎn)變速度越快。三、影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素09:24:28在A1以上溫度奧氏體是穩(wěn)定的。過冷至A1以下就成為不穩(wěn)定的過冷奧氏體，以符號(hào)A冷表示。隨著過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生三種類型轉(zhuǎn)變：即珠光體型轉(zhuǎn)變，貝氏體型轉(zhuǎn)變和馬氏體型轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)以共析碳素鋼為例，對(duì)三種類型轉(zhuǎn)變以及珠光體、貝氏體和馬氏體組織形態(tài)與性能分別進(jìn)行討論。6.3鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變一、冷卻方式鋼在奧氏體化后，冷卻的方式通常有兩種：(1)等溫處理

即將鋼迅速冷卻到臨界點(diǎn)以下的給定溫度，進(jìn)行保溫，使其在該溫度下恒溫轉(zhuǎn)變。(2)連續(xù)冷卻

即鋼以某種速度從高溫到低溫度連續(xù)冷卻，在臨界點(diǎn)以下變溫連續(xù)轉(zhuǎn)變。09:24:28(1)珠光體(pearlite)類型的組織形態(tài)及性能溫度范圍：A1～～550℃組織形態(tài)：鐵素體和滲碳體層片相間的機(jī)械混合物。由于轉(zhuǎn)變溫度不同，原子擴(kuò)散能力不同形成的片層厚度也不同，根據(jù)層片的厚薄，這類組織可細(xì)分為：

珠光體、索氏體、托氏體三種類型。下面分別來看一下三種組織。二、珠光體型轉(zhuǎn)變06032909:24:28形成溫度：A1～650℃片層厚度：>0.4μm硬度：約為160HBS～250HBS。在500倍以下的光學(xué)金相顯微鏡下即可分辨片層，用符號(hào)P表示。①珠光體3800X09:24:28形成溫度：650℃～600℃片層厚度：0.2μm～0.4μm之間硬度：約25HRC～35HRC。一般在800～1000倍光學(xué)金相顯微鏡下才可分辨片層，用符號(hào)S表示。②索氏體(sorbite)③托氏體(troostite)形成溫度：600℃～550℃片層厚度：<0.2μm硬度：約35HRC～48HRC只有在高倍的電子顯微鏡下才能分辨出片層，用符號(hào)T表示，8000X09:24:28（2）珠光體轉(zhuǎn)變過程奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w也是成核和長(zhǎng)大過程。首先在奧氏體晶界上產(chǎn)生滲碳體晶核。片狀滲碳體晶核向縱向和橫向長(zhǎng)大時(shí)吸收兩側(cè)奧氏體中的碳原子，從而使?jié)B碳體片兩側(cè)奧氏體的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低，為鐵素體成核創(chuàng)造了條件，形成鐵素體。新形成的鐵素體片伴隨著滲碳體生長(zhǎng)，由于鐵素體成核溶碳能力低，在橫向生長(zhǎng)時(shí)，必須向側(cè)面的奧氏體中排除多余的碳。為形成另二片滲碳體創(chuàng)造條件。09:24:28珠光體型轉(zhuǎn)變是一種典型的擴(kuò)散型相變。轉(zhuǎn)變時(shí)有兩個(gè)物理過程同時(shí)進(jìn)行：一是碳原子和鐵原子遷移產(chǎn)生高碳的滲碳體和低碳的鐵素體；二是晶格重構(gòu)，由面心立方的奧氏體轉(zhuǎn)變成體心立方的鐵素體和復(fù)雜立方的滲碳體。09:24:28(1)貝氏體(bainite)組織形態(tài)和性能過冷奧氏體在550℃～Ms溫度范圍內(nèi)將轉(zhuǎn)變成貝氏體類型組織，貝氏體用符號(hào)“B”表示。由于轉(zhuǎn)變溫度的不同，貝氏體的組織形態(tài)也不同，可分為上貝氏體（B上）和下貝氏體（B下）。三、貝氏體型轉(zhuǎn)變①上貝氏體形成溫度在550℃～350℃，上貝氏體形態(tài)呈羽毛狀。09:24:28形成溫度范圍在350℃～Ms。下貝氏體形態(tài)呈竹葉狀。在電子顯微鏡下可以看出，下貝氏體是由針片狀過飽和α固溶體和與其共格的ε碳化物（Fe2.4Ｃ）組成，F(xiàn)e2.4Ｃ呈短條狀，分布在過飽和的α固溶體針的內(nèi)部排列成行，并與α過飽和固溶體針的長(zhǎng)軸約呈55°～60°角。②下貝氏體(lowerbainite)09:24:28貝氏體力學(xué)主要取決于組織形態(tài)。上貝氏體塑變抗力較低，易引起脆裂，因此上貝氏體的強(qiáng)度和韌性均不高，在生產(chǎn)中基本不使用。下貝氏體除有較高的強(qiáng)度和硬度外，還有較好的塑性和韌性，即具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，是生產(chǎn)上常用的組織。獲得下貝氏體組織是強(qiáng)化鋼材的重要途徑之一。③貝氏體的力學(xué)性能09:24:28發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，首先在過冷奧氏體的貧碳區(qū)形成α過飽和固溶體晶核（其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，是過飽和狀態(tài)），然后隨碳原子的擴(kuò)散逐漸長(zhǎng)大，在貝氏體轉(zhuǎn)變過程中，由于轉(zhuǎn)變溫度低，只發(fā)生碳原子擴(kuò)散，大質(zhì)量的鐵原子基本不擴(kuò)散，屬于半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。(2)貝氏體轉(zhuǎn)變過程當(dāng)溫度較高(550℃～350℃)時(shí)，條狀α過飽和固溶體從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長(zhǎng)，形成上貝氏體組織。B上=過飽和碳

α-Fe條狀+Fe3C細(xì)條狀過飽和碳α-Fe條狀Fe3C細(xì)條狀羽毛狀

09:24:28B下=過飽和碳

α-Fe針葉狀+Fe3C細(xì)片狀過飽和碳

α-Fe針葉狀Fe3C細(xì)片狀針葉狀當(dāng)溫度較低(350℃～Ms)時(shí)，形成下貝氏體組織形貌。貝氏體轉(zhuǎn)變速度主要受碳原子擴(kuò)散速度影響。轉(zhuǎn)變溫度越低，碳原子遷移越困難，因而形成貝氏體的速度也就越慢。09:24:28（1）馬氏體(martensite)組織形態(tài)和性能轉(zhuǎn)變溫度：Ms以下（對(duì)于共析鋼為230℃以下）獲得馬氏體，是鋼件強(qiáng)韌性的重要基礎(chǔ)。由于鋼的種類、成份不同，以及熱處理?xiàng)l件的差異，使馬氏體的形態(tài)和內(nèi)部精細(xì)結(jié)構(gòu)以及形成裂紋的傾向性等發(fā)生很大變化，這些變化對(duì)馬氏體力學(xué)性能影響很大因此掌握馬氏體的組織形態(tài)以及了解影響馬氏體形態(tài)的各種因素是十分重要的。四、馬氏體型轉(zhuǎn)變09:24:28①馬氏體晶體結(jié)構(gòu)

馬氏體是過飽和的固溶體，用M表示c/a>1稱為馬氏體的正方度含碳量高，正方度大09:24:28馬氏體組織形態(tài)主要有兩種類型。一類是板條狀馬氏體(1athmartensite)，一類是針片狀馬氏體(acicularmartensite)。板條狀馬氏體的立體形狀細(xì)長(zhǎng)板條狀。顯微組織呈一束束的細(xì)條狀組織，每束內(nèi)條與條之間大致平行排列，束與束之間有較大的晶格位向差。在一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)可以形成幾個(gè)位向不同的馬氏體束。在透射鏡下，馬氏體板條內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)是高密度的位錯(cuò),因而也稱位錯(cuò)馬氏體。②馬氏體的組織形態(tài)09:24:28針狀馬氏體的立體形態(tài)呈雙凸透鏡狀，顯微組織為針片狀，是立體形態(tài)的截面。片與片之間有較大的位相差。在一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)，先形成的馬氏體片橫貫奧氏體晶粒，但不能穿越晶界，后形成的馬氏體片不能穿過先形成的馬氏體片，所以越是后形成的馬氏體片也就越小。顯然，奧氏體晶粒越細(xì)，馬氏體片的尺寸也就越小。在透射電下，針片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，因而這種馬氏體又稱孿晶馬氏體。實(shí)際淬火操作時(shí)，由于加熱溫度比較低，奧氏體晶粒非常細(xì)小，淬火后馬氏體的組織也非常細(xì)小，馬氏體形態(tài)在光學(xué)顯微鏡下難以分辨，這種馬氏體稱為隱晶馬氏體。09:24:28當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.2%時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變后的組織全部是板條馬氏體，當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于1%時(shí)，則幾乎全部是片狀馬氏體，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.2%～1%之間時(shí)是板條馬氏體和針狀馬氏體的混合組織。馬氏體的形態(tài)主要取決于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。09:24:28主要特點(diǎn)：高硬度高強(qiáng)度。馬氏體的硬度主要受碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.6%以上，其硬度變化趨于平緩。③馬氏體性能馬氏體強(qiáng)化的主要原因是由于過飽和碳原子引起的品格畸變，即固溶強(qiáng)化。此外馬氏體在轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生的大量晶體缺陷(如位錯(cuò)、孿晶等)和引起的組織細(xì)化，以及碳以彌散碳化物形式析出都對(duì)鋼的強(qiáng)化有不同程度的貢獻(xiàn)。合金元素存在對(duì)鋼中馬氏體的硬度影響不大。09:24:28馬氏體轉(zhuǎn)變是在較低的溫度下進(jìn)行的，因而具有一系列的特點(diǎn)，主要有：（2）馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)①無擴(kuò)散性②切變共格和表面浮凸現(xiàn)象③變溫形成④高速長(zhǎng)大⑤轉(zhuǎn)變不完全09:24:28Ms和Mf點(diǎn)的溫度與冷卻速度有關(guān)，主要取決于奧氏體的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。09:24:28由于轉(zhuǎn)變溫度不同，過冷奧氏體將按不同機(jī)理轉(zhuǎn)變成不同組組織（珠光體、貝氏體、馬氏體）。雖然轉(zhuǎn)變類型主要取決于轉(zhuǎn)變溫度，但是轉(zhuǎn)變量和速度又與時(shí)間密切相關(guān)。通?？梢杂脺囟?、時(shí)間、和轉(zhuǎn)變量之間關(guān)系的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線表示。五、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線1.過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線（TTT曲線）將奧氏體迅速冷至臨界溫度（A1）以下的一定溫度，并在此溫度下進(jìn)行等溫，在等溫過程中所發(fā)生的相變稱為奧氏體等溫轉(zhuǎn)變。曲線綜合反映了過冷奧氏體在不同過冷度下等溫轉(zhuǎn)變過程：轉(zhuǎn)變開始和終了時(shí)間，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物和轉(zhuǎn)變量與溫度和時(shí)間的關(guān)系。由于等溫轉(zhuǎn)變曲線通常呈“C”形狀，故又稱C曲線。09:24:28(1)等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立金相法將轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)a和轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)b標(biāo)在同一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度-時(shí)間的坐標(biāo)圖上，并分別連接各轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)和轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)，標(biāo)出轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，可得該曲線，即C曲線。09:24:28貝氏體轉(zhuǎn)變

只有C擴(kuò)散B下B上B馬氏體轉(zhuǎn)變

非擴(kuò)散切變M珠光體轉(zhuǎn)變

Fe、C擴(kuò)散＞0.4μm＜0.2μm0.4~0.2μmPSTP孕育期最短過冷奧氏體區(qū)0.5110102103104105MsMf7006005004003002001000-100時(shí)間(s)溫度(℃)Ar1過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能（C曲線分析）09:24:28①碳的影響形狀(產(chǎn)物)位置(穩(wěn)定性)(2)影響C曲線的因素亞共析鋼的的C曲線隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加向右移。過共析鋼的C曲線隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加向左移。09:24:28②合金元素的影響形狀、位置、Co左移，其它右移，部分(Cr、Mo、W、V)雙C曲線09:24:28③加熱溫度和保溫時(shí)間的影響溫度高、時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致奧氏體成分均勻、晶粒粗大，未溶碳化物減少，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，C曲線右移。09:24:282奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變C曲線CCT曲線Continuous、

Cooling、

Transformation只有P、M轉(zhuǎn)變?chǔ)詋為臨界冷卻速度09:24:28連續(xù)冷卻與等溫冷卻的比較孕育期不同過冷度不同轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用09:24:28過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線

在連續(xù)冷卻中的應(yīng)用

1---爐冷A→P

2---空冷A→S

3---油淬A→T+M+A′

4---水冷A→M＋A′

k---臨界冷卻速度kPSMT09:24:28應(yīng)用場(chǎng)合：預(yù)先熱處理：安排在鑄鐵和鍛造之后，切削（粗）加工之前，用以消除前一工序所帶來的某些缺陷，為隨后工序作組織準(zhǔn)備。最終熱處理：要求不高的工件。6.4鋼的退火和正火退火和正火都是應(yīng)用非常廣泛的熱處理工藝。09:24:28①調(diào)整硬度以便進(jìn)行切削加工，經(jīng)適當(dāng)退火和正火后，可使工件硬度調(diào)整到170HBS～250HBS，該硬度值具有最佳的切削加工性能。②消除殘余內(nèi)應(yīng)力，可減少工件后續(xù)加工中的變形和開裂。③細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能。正火可以消除過共析鋼中網(wǎng)狀Fe3C。④為最終熱處理（如淬火）做好組織準(zhǔn)備。退火和正火的主要目的:09:24:281.概念：

將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。一、退火(annealing)2.分類：退火根據(jù)鋼的成分和工藝目的不同分完全退火等溫退火球化退火均勻化退火（擴(kuò)散退火）去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火09:24:28將鋼完全奧氏體化（Ac3以上20℃～30℃），隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織的退火工藝。完全退火又稱重結(jié)晶退火和普通退火。特點(diǎn)：周期比較長(zhǎng)。應(yīng)用場(chǎng)合：主要用于亞共析成分的中碳鋼，大中型合金鋼的鑄、鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。一般是作為重要件的預(yù)先熱處理，也可作為一些不重要工件的最終熱處理。①完全退火09:24:28

●通過完全重結(jié)晶，使熱加工造成的粗大、不均勻的組織均勻化和細(xì)化，以提高性能；

●使中碳以上的碳鋼和合金鋼得到接近平衡狀態(tài)的組織，以降低硬度，改善切削加工性能；

●由于冷卻速度緩慢，還可消除內(nèi)應(yīng)力。完全退火的目的：09:24:28使鋼中碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。應(yīng)用場(chǎng)合：球化退火是一種不完全退火（加熱溫度略高于Ac1

），主要用于共析和過共析碳素鋼及合金工具鋼。目的：是使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化（退火前正火將網(wǎng)狀滲碳體破碎），降低硬度，改善切削加工性能，并為后續(xù)的淬火作組織準(zhǔn)備。②球化退火組織：鐵素體基本上彌散分布著顆粒狀滲碳體的組織，成為粒狀珠光體。T10鋼球化退火組織(化染)500

09:24:28是將鋼件或毛坯加熱到高于Ac3（或Ac1）溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快的冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的某一溫度保持使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織，然后在空氣中冷卻的退火工藝。特點(diǎn)：等溫退火使工件在爐內(nèi)的停留時(shí)間大大縮短，提高熱處理爐的使用率，縮短生產(chǎn)周期，應(yīng)用場(chǎng)合：特別適合某些合金鋼的小型工件。例如，高速鋼采用普通退火需要15h～20h，而采用等溫退火所需要時(shí)間大大縮短，高速鋼的普通退火工藝比較。③等溫退火等溫退火對(duì)于亞共析鋼可替代完全退火，對(duì)于共析鋼、過共析鋼，可代替球化退火。但是，裝爐量不宜多。09:24:28均勻化退火是將鑄件加熱到略低于固相線的溫度為Ac3+150℃-200℃長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。均勻化退火主要是用于消除某些具有化學(xué)成分偏析的鑄鋼件及鍛軋件。④均勻化退火（擴(kuò)散退火）⑤去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火是將工件加熱至Ac1以下某一溫度（根據(jù)具體需要確定）保溫后隨爐冷卻到160℃以下出爐空冷。去應(yīng)力退火是一種無相變的退火，主要用于消除鑄、鍛、焊件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止后續(xù)工序中工件變形和開裂。09:24:28正火是將鋼材或鋼件加熱到Ac3（或Accm）以上30℃～50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。二、正火(normalizing)正火與退火的主要區(qū)別：是冷卻速度不同，正火后的組織比較細(xì)，比退火強(qiáng)度、硬度有所提高，而且生產(chǎn)周期短，操作簡(jiǎn)單。過共析鋼正火后可消除網(wǎng)狀碳化物，所以正火是最常用的消除網(wǎng)狀碳化物熱處理工藝；低碳鋼正火可顯著改善切削加工性能。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.4%以下的中碳鋼都可用正火代替完全退火。因此，正火是一種優(yōu)先采用的預(yù)先熱處理工藝。一些大直徑工件也可以用正火作為最終熱處理。各種退火、正火加熱范圍，09:24:28退火和正火的選擇（1）從切削加工性上考慮切削加工性包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及對(duì)刀具的磨損等。對(duì)于低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預(yù)先熱處理比較合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼則以退火為宜。至于合金鋼，由于合金元素的加入，使鋼的硬度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削性。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進(jìn)行淬火和回火，那么往往用正火來提高其機(jī)械性能，但若零件的形狀比較復(fù)雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險(xiǎn)，應(yīng)采用退火。（3）從經(jīng)濟(jì)上考慮正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗能少，且操作簡(jiǎn)便，故在可能的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮以正火代替退火。

09:24:28退火與正火的規(guī)范09:24:28鋼的淬火(quenching)是將鋼件加熱到Ac3或Ac1相變點(diǎn)以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然后以大于

K的速度冷卻獲得馬氏體和（或）下貝氏體組織的熱處理工藝。主要目的：通過先獲得馬氏體或貝氏體，再為以后獲得各種力學(xué)性能的實(shí)用回火組織做準(zhǔn)備。6.5鋼的淬火09:24:28碳素鋼的淬火溫度可利用Fe-Fe3C相圖來選擇。為防止奧氏體粗大，一般淬火溫度不宜太高，一般規(guī)定淬火溫度在臨界點(diǎn)以上30℃～50℃。1.亞共析鋼:淬火溫度Ac3+30℃～50℃。如果淬火溫度過高，出現(xiàn)粗大馬氏體組織。同時(shí)引起鋼件較嚴(yán)重的變形或開裂。如果淬火溫度過低，在淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體，造成鋼的硬度不足強(qiáng)度不高。

一、淬火溫度的選擇09:24:282.共析鋼和過共析鋼，淬火溫度為Ac1+30℃～50℃是部分奧氏體化，加之共析鋼和過共析鋼都是經(jīng)過球化退火處理，因而淬火后的組織為細(xì)馬氏體加顆粒狀滲碳體和少量殘余奧氏體。如果淬火溫度過高，奧氏體晶粒粗大，淬火后的馬氏體也粗大，且殘余奧氏體量提高，這不僅降低硬度，耐磨性和韌性，而且會(huì)增大變形和開裂傾向。3.合金鋼，一般為臨界點(diǎn)以上50℃～100℃，提高淬火溫度有利于合金元素在奧氏體中充分溶解和均勻化，以取得較好的淬火效果。由于大多數(shù)合金元素（Mn、P除外）有阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，因而淬火溫度允許比碳素鋼高09:24:28在淬火工藝中所采用的冷卻介質(zhì)稱為淬火介質(zhì)。淬火介質(zhì)可以是液體或氣體。淬火介質(zhì)對(duì)保證淬火工藝的實(shí)施起至關(guān)重要作用。由C曲線上可知，淬火介質(zhì)的冷卻能力必須保證工件以大于臨界冷卻速度（νk）冷卻才能實(shí)現(xiàn)淬火，冷速越快，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力越大，易引起工件變形和開裂。較為理想的淬火介質(zhì)應(yīng)該是在C曲線“鼻尖”附近快冷，使冷卻曲線不與C曲線相交，而在Ms點(diǎn)附近應(yīng)盡量慢冷，以減少馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的組織內(nèi)應(yīng)力。這樣既保持較高的淬火冷卻速度，又不致形成較大的淬火應(yīng)力。理想的淬火冷卻速度，見圖。但到目前為止，尚找不到這種理想冷卻介質(zhì)。

二、淬火介質(zhì)目前常用的冷卻介質(zhì)仍是水和油。06040309:24:28三、常用的淬火方法單液淬火：直冷，簡(jiǎn)單易操作雙液淬火：先快后慢，降低應(yīng)力分級(jí)淬火：快-恒-快，應(yīng)力極低等溫淬火：得到B下〔工模具、彈簧〕局部淬火：量具等的局部區(qū)域冷處理：-70～-80℃，降低A殘%，穩(wěn)定尺寸09:24:28局部淬火方法09:24:281.淬透性的基本概念6.6鋼的淬透性所謂鋼的淬透性(hardenability)是指規(guī)定條件下，鋼材獲得淬硬層深度的能力。它是鋼材固有的一種屬性。鋼件能否淬透與鋼的淬火臨界冷卻速度(υK)有關(guān)。09:24:28淬透性對(duì)鋼的力學(xué)性能影響很大，如果工件淬透了，表里的性能均勻一致，能充分發(fā)揮鋼材的力學(xué)性能潛力；如果未淬透，表里的性能便存在差異，尤其在高溫回火后，心部的強(qiáng)韌性將比表層低。2淬透性對(duì)鋼力學(xué)性能的影響各種結(jié)構(gòu)零件根據(jù)其工作條件的不同，對(duì)鋼的淬透性有不同的要求。如彈簧、熱鍛模等，要求淬透，而齒輪等要求可以不淬透。09:24:28影響鋼的淬透性的決定性因素是臨界冷卻速度(υK)。臨界冷卻速度小，鋼的淬透性就越大，臨界冷速與鋼的化學(xué)成分和奧氏體化溫度之間有密切關(guān)系。3影響淬透性的因素合金元素使C曲線右移，降低vk，提高鋼的淬透性。是影響淬透性的最主要因素。含碳量碳鋼中的含碳量愈接近共析成分，其C曲線愈靠右。vk愈小，淬透性越好。奧氏體化溫度提高奧氏體化溫度，將使奧氏體晶粒長(zhǎng)大，成分均勻化，從而減少珠光體的形核率，降低鋼的vk，增大其淬透性。鋼中未溶第二相碳化物、氮化物及其它非金屬夾雜物，可成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，使vk增大，降低淬透性。09:24:28目前測(cè)定鋼的淬透性的最常用的方法之一是末端淬火法，簡(jiǎn)稱端淬法。此法通常用于測(cè)定優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，也可用于測(cè)定彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼的淬透性。4淬透性的測(cè)定和表示方法鋼的淬透性值可用J表示。其中J表示末端淬透性，d表示至水冷端的距離．，HRC為該處測(cè)得的硬度值。鋼的淬透性有時(shí)也用臨界淬透直徑(D0)表示，把鋼加熱到A相區(qū)，隨后在同一淬火介質(zhì)中淬火，心部得到全部M的最大直徑即D0。比較D0也可判斷鋼的淬透性。

例如J表示距水冷端10mm處試樣硬度值是30HRC～35HRC。09:24:28淬硬性是指鋼在正常淬火條件下，所能達(dá)到的最高硬度，淬硬性主要與鋼中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)。更確切地說它取決于淬火加熱時(shí)固溶于奧氏體中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。奧氏體中固溶的碳越多，淬火后馬氏體的硬度也就越高。由此可見，淬硬性與淬透性的含意是不同的，淬硬性高的鋼，其淬透性不一定高，而淬硬性低的鋼，其淬透性也不一定低。5淬硬性與淬透性09:24:28受力情況：軸向拉壓、彎曲與扭轉(zhuǎn)重要與否：重要的軸、齒輪、連桿彈簧：要求大的屈強(qiáng)比(σs/σb)階梯軸：可初車后淬火焊接件：不宜選擇淬透性高的鋼材6.淬透性的應(yīng)用：鋼的淬透性是設(shè)計(jì)工件、合理選擇鋼材和正確制定熱處理工藝的重要依據(jù)。09:24:28回火(tempering)是指將淬火后的鋼再加熱到不超過Ac1的溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。6.7鋼的回火1.回火的概念鋼經(jīng)過淬火后

必須回火?。。?9:24:28回火的主要目的是：(1)降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力。防止鋼件繼續(xù)發(fā)生變形甚至開裂。(2)獲得工件所要求的力學(xué)性能。調(diào)整硬度，減少脆性，得到所需要的韌性和塑性。(3)穩(wěn)定工件尺寸。淬火M和A殘是不穩(wěn)定的組織，他們會(huì)自發(fā)地向穩(wěn)定的鐵素體和滲碳體或碳化物的兩相混合物組織轉(zhuǎn)變，引起工件的尺寸和形狀的繼續(xù)變化。利用回火處理可以促使他們充分轉(zhuǎn)變到一定程度，使其組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，以保證工件在以后使用過程中不再發(fā)生尺寸和形狀的改變。(4)調(diào)質(zhì)球化。對(duì)于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火后（或正火后）在進(jìn)行較高溫回火，使鋼中M→F，碳化物也適當(dāng)球化，將硬度降低，以利切削加工，這種工藝稱為調(diào)質(zhì)球化。09:24:28回火其實(shí)質(zhì)：是淬火的馬氏體分解以及碳化物析出，聚集長(zhǎng)大的過程，是由非平衡態(tài)組織趨向平衡態(tài)組織的轉(zhuǎn)變。淬火碳素鋼回火過程：大致包括M分解(80～200℃)，A殘轉(zhuǎn)變(200～300℃)

，碳化物聚焦長(zhǎng)大(250～400℃)和

固溶體的回復(fù)與再結(jié)晶(400℃以上)等四個(gè)階段。2回火種類及應(yīng)用根據(jù)工件所需的力學(xué)性能要求，按回火溫度范圍，可將回火分為以下幾種得到組織：回火M、回火T、回火S和回火P四種組織。回火轉(zhuǎn)變是擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。09:24:28低溫回火（150～250℃）回火M(低過飽和F針＋ε-Fe2.4C)保證高硬度，用于工模具等HRC58~64中溫回火（350～500℃）回火屈氏體，F(xiàn)針＋Fe3C極細(xì)粒狀HRC35~45，用于各種彈性元件高溫回火（500～650℃）回火索氏體，F(xiàn)多邊形＋Fe3C細(xì)粒狀HRC25~35淬火+高溫回火——調(diào)質(zhì)09:24:283回火脆性淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象稱為回火脆性，或低溫回火脆性。淬火鋼在回火時(shí)，一般是隨回火溫度的增高，強(qiáng)度、硬度降低，塑性、韌性升高。回火溫度與沖擊韌度的關(guān)系曲線第一類回火脆性，不可逆第二類回火脆性，可逆40機(jī)械性能隨回溫的變化09:24:28鋼的表面淬火目的是使零件獲得高硬度和高耐磨性，而心部仍保持原來良好的韌性和塑性的一類熱處理方法，表面淬火不改變零件表面化學(xué)成分,只是通過表面快速加熱淬火，改變表面層的組織來達(dá)到強(qiáng)化表面的目的。6.8鋼的表面淬火根據(jù)加熱方法不同，表面淬火可分為感應(yīng)加熱表面淬火，火焰加熱表面淬火，電接觸加熱表面淬火以及激光加熱表面淬火等幾種。工業(yè)上應(yīng)用最多的應(yīng)為感應(yīng)加熱和火焰加熱表面淬火。09:24:28碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.4％～0.5％的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是最適宜于表面淬火。這是由于中碳鋼經(jīng)過預(yù)先熱處理（正火或調(diào)質(zhì)）以后再進(jìn)行表面淬火處理，即可以保持心部原有良好的綜合力學(xué)性能，又可使表面具有高硬度和耐磨性。若碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高，盡管淬火后的表面硬度、耐磨性提高，但硬化層的脆性增大，心部的塑性和韌性較低。而低碳鋼由于表面強(qiáng)化效果不顯著，均很少采用表面淬火工藝?；w組織相當(dāng)于中碳鋼的普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和合金鑄鐵原則上均可進(jìn)行表面淬火，但以球墨鑄鐵工藝性為最好。09:24:28感應(yīng)表面淬火使采用電磁感應(yīng)方法使零件表面迅速加熱，然后迅速噴水冷卻的一種熱處理操作方法。優(yōu)點(diǎn)：是加熱速度快，熱處理質(zhì)量好，比普通淬火硬度稍高（2HRC～3HRC），脆性小，不易氧化脫碳，變形小，生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化。1感應(yīng)表面淬火（1）感應(yīng)加熱基本原理當(dāng)工件放入感應(yīng)器中，感應(yīng)器通過中頻或高頻交流電流后，在感應(yīng)器周圍形成交變磁場(chǎng)，工件在磁場(chǎng)中感應(yīng)產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電流，由于鋼本身具有電阻，因而集中在工件表面的電流可使表層迅速被加熱，在數(shù)秒內(nèi)可使工作表面溫度達(dá)到800℃～1000℃，而心部溫度仍停在室溫。09:24:28感應(yīng)電流的特性是，在工件表面電流密度極大，心部電流密度幾乎等于0，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。頻率越高，感應(yīng)加熱深度越淺，09:24:28高頻70～1000KHz，常用200～300KHz，淬硬深度為0.5～2mm。中小模數(shù)齒輪、軸類零件等。中頻500～10000Hz，常用2500～8000Hz，淬硬深度2～10mm，直徑較大的軸類和較大模數(shù)的齒輪等。工頻50Hz，淬硬深度達(dá)10～15mm。直徑大于300mm的軋輥及軸類零件等。超音頻20～40KHz，(音頻<20KHz)，淬硬深度在2mm以上，適用于模數(shù)為3～6的齒輪及鏈輪、花鍵軸、凸輪等。

（2）感應(yīng)加熱的頻率09:24:28感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)淬火溫度高：(Ac3+80～150℃)表面硬、脆性低：高2～3HRC，低的脆性。疲勞強(qiáng)度高：表面產(chǎn)生體積膨脹而形成壓應(yīng)力。表面質(zhì)量好、變形小：不易氧化、脫碳，變形小。生產(chǎn)過程易于控制：適用于大批量生產(chǎn)。不足：設(shè)備較貴、復(fù)雜零件的感應(yīng)器不易制造。09:24:282其它表面加熱淬火方法(1)火焰加熱表面淬火淬硬層深度一般是2mm～6mm，過深的淬硬層會(huì)使工件表面組織過熱，易產(chǎn)生淬火裂紋。火焰淬火方法簡(jiǎn)便，當(dāng)單件或小批生產(chǎn)的大型工件(2)電接觸加熱表面淬火采用低電壓、大電流，通過壓緊在工件表面的滾輪與工件形成回路，靠接觸電阻熱實(shí)現(xiàn)快速加熱，滾輪移去后即進(jìn)行自激冷淬火。09:24:28（3）激光加熱表面淬火能量密度104～108W/cm2

淬硬深度0.3～0.5mm形狀復(fù)雜、盲孔等均可09:24:286.9鋼的化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理的概念：

將金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其表面化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理的主要特點(diǎn)是：

表層不僅有組織的變化，而且有成分的變化，故性能改變的幅度大。其主要作用是強(qiáng)化和保護(hù)金屬表面。09:24:28加熱——將工件加熱到一定溫度使之有利于吸收滲入元素活性原子；分解——由化合物分解或離子轉(zhuǎn)變而得到滲入元素活性原子；吸收——活性原子被吸附并溶入工件表面形成固溶體或化合物；擴(kuò)散——滲入原子在一定溫度下，由表層向內(nèi)部擴(kuò)散形成一定深度的擴(kuò)散層。

化學(xué)熱處理的基本過程為：09:24:28化學(xué)熱處理方法：滲碳、碳氮共滲可提高鋼的硬度、耐磨性及疲勞性質(zhì)；滲氮、滲硼、滲鉻使工件表面特別硬，可顯著提高耐磨性和耐蝕性；滲鋁可提高耐熱抗氧化性；滲硫可提高減摩性；滲硅可提高耐酸性等。最常用：滲碳、滲氮和碳氮共滲及氮碳共滲。

09:24:28滲碳：將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱并保溫使碳原子滲入表層的化學(xué)熱處理工藝。目的是使低碳(wc=0.10~0.25%)鋼件表面得到高碳(wc=1.0~1.2%)，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚?淬火+低溫回火)后獲得表面高硬度、高耐磨性；而心部仍保持一定強(qiáng)度及較高的塑性、韌性，適用于同時(shí)受磨損和較大沖擊載荷的低碳、低合金鋼零件，如齒輪、活塞銷、套筒及要求很高的噴油嘴偶件等。09:24:28鋼的滲碳原理示意圖09:24:281、氣體滲碳（1）方法：滴注式滲碳介質(zhì)：苯、醇、煤油等液體工藝：將工件裝在密封的滲碳爐中，加熱到900～950℃(常用930℃)，向爐內(nèi)滴入煤油、苯、甲醇、丙酮等有機(jī)液體，在高溫下分解成CO、CO2、H2及CH4等氣體組成的滲碳?xì)夥?，在高溫下與工件接觸時(shí)便在工件表面進(jìn)行下列反應(yīng)，生成活性碳原子。09:24:281、氣體滲碳（2）生成活性碳原子：2CO→[C]+CO2CH4→[C]+2H2CO+H2→[C]+H2O隨后活性碳原子被鋼表面吸收而溶入奧氏體中，并向內(nèi)部擴(kuò)散而形成一定深度的滲碳層。氣體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是：

生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件好，滲碳過程容易控制，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適用于大批量生產(chǎn)。09:24:282、固體滲碳滲碳工藝：工件+滲碳劑密封裝入滲碳箱中，

加熱至900～950℃保溫。固體滲碳劑：碳粉和碳酸鹽(BaCO3或Na2CO3)

的混合物。化學(xué)反應(yīng)：

C+O2→2CO

BaCO3或Na2CO3→BaO（或Na2O）+CO2

CO2+C

→2CO2CO→[C]+CO209:24:283、滲碳層的組織及熱處理表面的含碳量最高：wc=1.0%左右，由表及里，

含碳量逐漸降低，直至原始含碳量。組織由表及里為：

(P+Fe3CⅡ)→(P)→(P+F)→(F+P)滲碳層的深度：

碳鋼——從表面到過渡區(qū)亞共析組織一半處的深度為滲碳層的深度；

合金鋼——從表面到過渡區(qū)亞共析組織終止處的深度作為滲碳層的深度。

09:24:28滲碳層的組織過共析組織(P+Fe3CⅡ)共析組織(P)過渡區(qū)亞共析組織(P+F)原始亞共析組織(F+P)09:24:28滲碳層的熱處理（1）直接淬火法預(yù)冷至850～880℃后直接淬入油中或水中，180～200℃進(jìn)行低溫回火。

預(yù)冷目的：減少淬火變形及開裂，使表層析出碳化物，降低奧氏體的含碳量，從而降低淬火后的殘余奧氏體量，提高表層硬度。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、成本低，生產(chǎn)率高，但在高溫下長(zhǎng)期保溫，奧氏體晶粒易長(zhǎng)大，影響淬火后工件的性能，故只適用于滲碳件的心部和表層都不過熱的情況下；此外預(yù)冷過程中，二次滲碳體沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀析出，對(duì)工件淬火后的性能不利。用途：大批量生產(chǎn)的汽車、拖拉機(jī)齒輪常用此法。

09:24:28滲碳層的熱處理（2）一次淬火法：

工件經(jīng)滲碳空冷后，再重新加熱至淬火溫度（如830～860℃）進(jìn)行淬火，然后在180～200℃回火。這種方法在工件重新加熱時(shí)奧氏體晶粒得到細(xì)化，使鋼的性能得到提高。用途

適用于比較重要的零件，如高速柴油機(jī)齒輪等。09:24:28滲碳層的熱處理（3）二次淬火法滲碳空冷后，先加熱到Ac3以上(一般為850～900℃)油淬，使心部組織細(xì)化，消除表層網(wǎng)狀滲碳體；然后再加熱到Ac1以上(一般為750～800℃)油淬，最后在180～200℃進(jìn)行回火。二次淬火法使工件表層和心部組織被細(xì)化，從而獲得較好的力學(xué)性能。但工藝復(fù)雜，成本高；工件經(jīng)反復(fù)加熱冷卻后易產(chǎn)生變形和開裂。所以只適用于少數(shù)對(duì)性能要求特別高的工件。09:24:28滲碳工件的一般工藝路線鍛造（問題）→正火（目的）→機(jī)械加工【可否與滲碳工藝倒置】→滲碳（組織）→淬火+低溫回火→精加工09:24:28滲碳工件的最終組織淬火+低溫回火：

針狀回火馬氏體+碳化物+少量殘余奧氏體

硬度為58～64HRC，而心部則隨鋼的淬透性而定。對(duì)于低碳鋼如15、20鋼，其心部組織為鐵素體+珠光體，硬度相當(dāng)于10～15HRC；對(duì)于低碳合金鋼如20CrMnTi，心部組織為回火低碳馬氏體+鐵素體，硬度為35～45HRC。09:24:28滲碳工件的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)條件：滲碳層深度、表面硬度、心部硬度及不允許滲碳的部位等，

不允許滲碳的部位：可采用鍍銅的方法來防止?jié)B碳或多留加工余量。09:24:28二、鋼的氮化（滲氮）滲氮一般在Ac1溫度以下使活性氮原子滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝。目的提高工件表面硬度、耐磨性、疲勞性質(zhì)、耐蝕性及熱硬性。分類氣體滲氮和離子滲氮。09:24:281、氣體氮化（1）氣體滲氮在氣體介質(zhì)中進(jìn)行滲氮的工藝稱為氣體滲氮。工藝過程在滲氮爐內(nèi)通入氨氣，在380℃以上氨分解出活性氮原子:2NH3→3H2+2[N]活性氮原子被工件表面吸收并溶入表面，在保溫過程中向里擴(kuò)散，形成滲氮層。09:24:281、氣體氮化（2）工藝特點(diǎn)：溫度低：500～600℃〔常用550～570℃〕，遠(yuǎn)低于滲碳溫度。由于氮在鐵素體中有一定的溶解能力，無需加熱到高溫。時(shí)間長(zhǎng)：20～50h，氮化層厚度為0.4～0.6mm。需調(diào)質(zhì)預(yù)處理：改善機(jī)加工性能和獲得均勻的回火索氏體組織，保證較高的強(qiáng)度和韌性。09:24:281、氣體氮化（3）滲氮件的性能〔表面強(qiáng)化和表面保護(hù)〕高硬度、高