鋼的熱處理工藝(表面熱處理與其他工藝)

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1、10.3其他類型熱處理10.3.1鋼的形變熱處理形變熱處理：形變熱處理的作用：形變熱處理分類：高溫形變熱處理低溫形變熱處理一.高溫形變熱處理1.高溫形變熱處理：AC3以上變形＋淬火2.高溫形變熱處理的應(yīng)用：3.影響高溫形變熱處理強(qiáng)化的因素（1）形變溫度（2）形變量4.高溫形變熱處理工藝：如圖10—13二.低溫形變熱處理1.低溫形變熱處理：AC1以下變形＋淬火2.低溫形變熱處理的應(yīng)用：3.低溫形變熱處理強(qiáng)化的原因：4.低溫形變熱處理工藝：如圖10—1410.3.2鋼的表面淬火表面淬火是通過快速加熱使鋼件表面達(dá)到臨界溫度（A

2、c1或Ac3）以上，不等熱量傳到工件內(nèi)層就迅速予以冷卻，只使表面獲得馬氏體，而內(nèi)層仍為塑韌性良好的調(diào)質(zhì)態(tài)組織的熱處理工藝。表面淬火的目的是使工件表面獲得高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，心部具有一定的強(qiáng)度、足夠的塑性和韌性。根據(jù)加熱方法的不同，表面淬火可分為感應(yīng)加熱淬火、火焰加熱淬火、激光加熱淬火、電子束加熱表面淬火、電解液加熱淬火、電接觸加熱淬火等工藝?；鹧婕訜岣袘?yīng)加熱一.感應(yīng)加熱表面淬火1、感應(yīng)加熱表面淬火(鏈接)利用在交變電磁場中工件表面產(chǎn)生的高密度的感生電流，將工件表面快速加熱到淬火溫度，并淬火冷卻獲得馬氏體的一種熱處理工

3、藝。感應(yīng)加熱表面淬火示意圖集膚效應(yīng)示意圖原理：電磁感應(yīng)、“集膚效應(yīng)”和熱傳導(dǎo)。①較高頻率的交變磁場使工件內(nèi)部感生出巨大的渦流.渦流是指工件在交變電磁場中，感生電流在工件表面形成封閉回路。②感應(yīng)電流在工件內(nèi)的分布是不均勻的，在工件表層電流密度最大，而心部密度為零，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。頻率越高，“集膚效應(yīng)”越顯著。③電流透入的深度與感應(yīng)電流的頻率有關(guān)。電流頻率越高，感應(yīng)電流透入深度越淺。④渦流在被加熱工件中的分布由表面向心部呈指數(shù)規(guī)律衰減。電流透入深度δ：δ熱=500·f-1/2δ冷=20·f-1/2感應(yīng)加熱表面淬火示意圖

4、集膚效應(yīng)示意圖2、感應(yīng)加熱原理3、感應(yīng)加熱表面淬火的分類（1）高頻感應(yīng)加熱表面淬火：頻率為250-300KHz，淬硬層深度0.5-2mm。（2）中頻感應(yīng)加熱表面淬火：頻率為2500-8000Hz，淬硬層深度2-10mm。（3）工頻感應(yīng)加熱表面淬火：頻率為50Hz,淬硬層深度10-15mm。各種感應(yīng)器感應(yīng)加熱表面淬火分類名稱頻率（HZ）淬硬深度（mm)適用零件高頻感應(yīng)加熱100~1000K0.2~2中小型，如小模數(shù)齒輪，直徑較小的圓柱型零件中頻感應(yīng)加熱500~100002~8中大型，如直徑較大的軸，大中等模數(shù)的齒輪工頻感應(yīng)

5、加熱5010~15以上大型零件，如直徑大于300mm的軋輥及軸類零件4、感應(yīng)加熱表面淬火的工藝感應(yīng)加熱表面淬火(鏈接)的工藝方法是將鋼件放入由紫銅管制作的與零件外形相似的感應(yīng)圈內(nèi)，隨后將感應(yīng)圈內(nèi)通入一定頻率的交變電流，這樣在感應(yīng)圈內(nèi)外產(chǎn)生相同頻率的交變磁場，同時(shí)在零件表面產(chǎn)生頻率相同的感生電流，該電流在工件表面形成封閉回路。由此產(chǎn)生的熱效應(yīng)將零件表快速加熱到淬火溫度，隨即噴水冷卻，使工件表面獲得馬氏體組織。（1）加熱溫度：比普通淬火高30～200℃（2）冷卻：噴射冷卻法（3）回火：爐中低溫回火或自回火5、感應(yīng)加熱表面淬火

6、的特點(diǎn)（1）組織：中碳鋼表面淬火后由表面往里面為：隱晶M→M＋F＋T→F＋P或S’。（2）加熱速度快，生產(chǎn)效率高,適于大批量生產(chǎn)，易實(shí)現(xiàn)自動化。淬火溫度高于一般淬火溫度。（3）殘余應(yīng)力分布為表層為壓應(yīng)力，心部為拉應(yīng)力?？娠@著提高疲勞強(qiáng)度（一般小尺寸零件可提高2~3倍，大尺寸零件可提高20%～30%）和降低缺口敏感性。（4）淬火后馬氏體晶粒細(xì)化，表面硬度高(表層硬度比普通淬火高2～3HRC，且脆性較小)，強(qiáng)度高，耐磨性高；沖擊韌性隨淬硬層增加而降低，沖擊韌性與淬硬層深、心部組織有關(guān)。（5）加熱速度快，保溫時(shí)間短或無，一般不

7、產(chǎn)生氧化和脫碳，工件變形小。淬硬層深度易于控制。（6）易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化。感應(yīng)加熱淬火后，為了減小淬火應(yīng)力和降低脆性，需進(jìn)行170～200℃低溫回火。（7）設(shè)備費(fèi)用高，零件形狀復(fù)雜時(shí)感應(yīng)器制造困難，不適于單件生產(chǎn)。6、感應(yīng)加熱表面淬火的材料和應(yīng)用（1）中碳鋼和中碳合金鋼。主要用于中碳鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼制造的齒輪和軸類零件，它們經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)（預(yù)先熱處理）后再表面淬火，心部具有良好的綜合力學(xué)性能，而表面具有較高的硬度和耐磨性。（2）工、模具鋼。用高碳鋼制造的、承受較小沖擊或交變載荷的工具和量具，也可采用表面淬火。（3）球

8、墨鑄鐵感應(yīng)加熱表面淬火舉例：鋼軌的熱處理、形變熱處理板簧、中頻調(diào)質(zhì)、表面淬火、齒輪表面淬火二.其它表面淬火1.火焰加熱表面淬火(鏈接)：其工藝方法是利用可燃?xì)怏w(如氧-乙炔)的火焰將工件表面快速加熱到淬火溫度，然后立即用水噴射冷卻，通過控制火焰噴嘴的移動速度可獲得不同厚度的淬硬層。此法適于單件或小批量零件的表面淬火。