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《熱處理鋼的化學(xué)熱處理課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第四章鋼的化學(xué)熱處理4.1概述4.2鋼的滲碳4.3鋼的氮化4.1概述何為化學(xué)熱處理？工業(yè)上有哪些應(yīng)用？它解決哪些問題？強(qiáng)化表面,保護(hù)零件表面將零件放在特定的介質(zhì)中加熱、保溫、以改變其表層化學(xué)成分和組織，從而獲得所需力學(xué)或化學(xué)性能的工藝總稱。表面和心部性能要求不同的零件4.1概述化學(xué)熱處理的優(yōu)點(diǎn)？能有效改善鋼表面的成分、組織和性能不受工件形狀限制很多化學(xué)熱處理的零件具有變形小，精度高，尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)一、化學(xué)熱處理基本過程三個(gè)過程：滲劑的分解（產(chǎn)生活性原子）零件表面對活性原子的吸收活性原子從零件表面向內(nèi)部擴(kuò)散預(yù)備階段：氣氛的形成吸附4.1概述一、化學(xué)熱處理基
2、本過程預(yù)備階段——?dú)夥盏男纬刹捎靡欢ǖ臐B劑，在一定的工藝條件下，滲劑經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，形成一定的氣氛。如氣體滲碳時(shí)，向爐內(nèi)滴入煤油，甲醇或丙酮，在滲碳溫度下裂解，形成CO,CO2,H2,CH4,H2O等組成的爐氣。一、化學(xué)熱處理基本過程預(yù)備階段——吸附吸附----物質(zhì)在相界面上自動(dòng)聚集過程。固體吸附----固體物質(zhì)自發(fā)地把周圍介質(zhì)中分子、原子或離子吸附到固體表面現(xiàn)象。物理吸附----分子間作用力，不具備選擇性；吸附化學(xué)吸附----吸附劑與吸附質(zhì)間相互作用的化學(xué)結(jié)合，具有選擇性。吸附量Γ=X/mX吸附氣體溶質(zhì)量m吸附劑質(zhì)量吸附時(shí)，鐵對于氣氛分解產(chǎn)生活性原子具有催化作
3、用。2COCO2+[C]如：鐵的存在促進(jìn)了CO的分解，被吸附的CO的C-O鍵被明顯削弱。Fe·CO吸附＋CO氣體Fe·[C]+CO2Fe＋CO氣體→Fe·CO吸附CO氣體分子Fe原子CO2Fe原子[C]吸附能力與鋼的表面活性有關(guān)，表面缺陷多（位錯(cuò)、晶界露頭），粗糙，干凈無污染則表面活性高，吸附力強(qiáng)，可促進(jìn)化學(xué)熱處理。1、基本過程——分解反應(yīng)此過程滲劑進(jìn)一步分解，析出活性滲入原子。如：2CO[C]+CO2CH4[C]+2H22NH32[N]+3H2滲劑反應(yīng)通式：aA+bBc[C]+dDV1V2化學(xué)平衡常數(shù)：K=PcC*PdD/PaA*PbB=Z·exp(-E/
4、RT)E----激活能，Z----頻率因子一、化學(xué)熱處理基本過程要加快分解反應(yīng)：應(yīng)升高溫度，加大反應(yīng)物濃度，加入催滲劑。2、基本過程——吸收活性原子克服表面能壘進(jìn)入金屬表面，形成固溶體或化合物。一、化學(xué)熱處理基本過程溶解化合一、化學(xué)熱處理基本過程擴(kuò)散層厚度δ與溫度關(guān)系：擴(kuò)散層厚度δ與時(shí)間關(guān)系：A，a—實(shí)驗(yàn)系數(shù)溫度的影響遠(yuǎn)大于時(shí)間3、基本過程——擴(kuò)散活性原子被吸收后，造成表面－內(nèi)部的濃度差，引起滲入原子向內(nèi)擴(kuò)散。整個(gè)化學(xué)熱處理速度取決于擴(kuò)散速度(1)活性原子擴(kuò)散宏觀規(guī)律服從Fick第一定律Fick第二定律5、擴(kuò)散(2)擴(kuò)散機(jī)制交換型擴(kuò)散相鄰點(diǎn)陣位置原子依靠熱振
5、動(dòng)互換位置的擴(kuò)散方式。一、化學(xué)熱處理基本過程間隙型擴(kuò)散間隙原子在點(diǎn)陣中躍遷的擴(kuò)散。環(huán)形旋轉(zhuǎn)型擴(kuò)散處于某一晶面的同一平面上幾個(gè)原子能夠繞瞬時(shí)軸旋轉(zhuǎn)的擴(kuò)散。一、化學(xué)熱處理基本過程空位型擴(kuò)散○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○原子跳躍到相鄰空位，又形成新的空位的原子擴(kuò)散?？瘴豢瘴灰?、化學(xué)熱處理基本過程（3）擴(kuò)散層形成規(guī)律a、純擴(kuò)散金屬中滲入某種元素時(shí)，它們之間形成固溶體，隨擴(kuò)散進(jìn)行，只有固溶體濃度變化，而無晶體結(jié)構(gòu)的改變。γαT℃CFeC0CS950C%至表面距離表面C0τ1τ2τ3CSA（3）擴(kuò)散層形成規(guī)律T1CmCminAT
6、/℃Cmax1234CmCminCmaxAnBm由表至里距離AnBmAnBm′α表面αAAnBm′αAAnBm′αAAnBmT1溫度下擴(kuò)散層組織變化過程b、反應(yīng)擴(kuò)散（滲劑B向金屬A擴(kuò)散為例）當(dāng)滲入元素濃度超過溶解度極限，會(huì)有新相形成。T1溫度下擴(kuò)散層組織AnBm′αAAnBm冷卻到室溫后擴(kuò)散層組織AnBm′αAAnBm快冷慢冷AnBm′AnBm′+αAAnBmαT1CmCminAT/℃CmaxAnBmAnBm′α第四章鋼的化學(xué)熱處理一、化學(xué)熱處理基本過程二、化學(xué)熱處理后性能硬度耐磨損性能抗摩減摩性能抗疲勞性能耐腐蝕性能第四章鋼的化學(xué)熱處理一、化學(xué)熱處理基本過
7、程二、化學(xué)熱處理后性能三、化學(xué)熱處理分類固體法：粉末法、涂滲法（膏劑、熔劑）、噴涂+擴(kuò)散退火液體法：熔鹽法（熔鹽浸漬、熔鹽電解）、熱浸鍍、電鍍+擴(kuò)散退火氣體法：氣體擴(kuò)散法、真空蒸發(fā)法離子法：離子滲按化學(xué)熱處理進(jìn)行時(shí)組織狀態(tài)分類：奧氏體狀態(tài)：滲碳、碳氮共滲、滲硼及硼基共滲、滲鉻及鉻基共滲、滲鋁及鋁基共滲、滲硅、滲釩、滲鈮、滲鈦等。鐵素體狀態(tài)：滲氮、氧氮共滲、碳氮氧共滲、滲硫及硫基共滲、滲鋅等。4.2鋼的滲碳把零件放在具有增碳活性的介質(zhì)中加熱保溫，以增加工件表面含碳量的熱處理工藝。問題：在什么狀態(tài)下滲碳？A還是F？4.2鋼的滲碳基本思路：在Fe—C相圖中，α-F
8、e中碳的最大溶解度0.0218%，而γ-Fe中碳的最
