表面工程学复习资料.doc

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1、1）表面淬火技术的特点：生产效率高，能耗小；加热快，冷却快：组织细，硬度高；组织均匀性差（渗碳体来不及溶解和扩散）；表面组织细，硬度高，中部硬度低，韧性好。2）感应加热淬火原理：将工件紧靠在有足够功率输出的感应圈附近,感应圈通电，在高频(中频)交流磁场的作用下（如果工件与线圈的间隙非常小）由于集肤效应，在工件表面产生很大的涡流，大小与线圈电流相等，方向相反。涡流产生热量，将工件表面加热迅速加热到淬火温度，并用冷却介质快速冷却，达到对工件表面淬火的目的。3）感应加热淬火技术特点：效率高；变形小；深度可控；需要

2、制作特定的线圈电源功率大；“尖角”效应4）火焰淬火原理：用火焰快速将工件表面加热到淬火温度，并快速冷却，使工件表面得到淬火组织。控制参数：火焰大小、火焰与工件的相对距离和相对移动速度淬火深度：钢淬透性、加热深度和冷却条件等5）火焰加热表面淬火优点：设备简单；操作灵活；操作简单；适用于各种形状的小批量零件或大型；零件的局部淬火；火焰加热表面淬火技术；缺点：生产效率低；难以控制，需要丰富的经验；淬火层的均匀性差；变形大6）激光加热淬火技术加热原理：用激光束加热材料表面，使之迅速生高到相变温度以上，当激光束移开后

3、表层自行快速冷却，并转变为马氏体。7）激光加热的特点：能量密度高，加热速度快、温度高，且容易控制。激光加热可有多种用途:（1）激光淬火：加热材料表面到相变点以上温度，自行快速冷却转变为马氏体。（2）激光重熔：加热材料表面使之熔化，表层快速冷却，形成白口组织或高硬度相。（3）激光非晶态处理：用激光束熔化材料表面，然后快速冷却，形成非晶态组织8）激光加热淬火技术优点：工件变形小；能量集中，热影响区小；加热深度和轨迹容易控制；适用于表面重熔，甚至可以熔化陶瓷；为了不使材料熔化，激光淬火时能量密度一般为1000~6

4、000J/cm2。缺点：存在回火软化带，对要求大面积均匀硬化层的工件不利。9）变形强化机理：塑性变形←位错运动→位错增殖→位错交结→强度提高塑性变形→马氏体相变→强度提高。10）渗碳：增碳活性气氛中，将工件加热到高温，低碳钢或低合金钢一般加热900~950℃，使碳原子渗入工件表面，形成高碳层。11）渗碳优点：提高硬度和耐磨性的同时，心部能保持相当高的韧性，可承受冲击载荷，疲劳强度较高。缺点：处理温度高，工件畸变大。12）热扩渗—定义：将工件放在特殊的介质（气体、液体或固体）中，使介质中的某一种或几种元素渗入

5、工件表面，形成一定厚度的扩散层（或掺杂层），从而改变材料成分、组织和性能的方法。13）渗碳优点—优点：提高硬度和耐磨性的同时，心部能保持相当高的韧性，可承受冲击载荷，疲劳强度较高。缺点：处理温度高，工件畸变大。14）渗氮—优点：氮化层硬度高达950~1200Hv，耐磨性、疲劳强度、红硬性、抗咬合性能和减摩性能优于渗碳层。低温渗氮：500~600℃渗氮，工件变形小。缺点：时间长，数十到上百小时。渗层薄（500μm），脆性高15）离子渗氮工艺：辉光电压：保温阶段为500~700V电流密度：0.5~15mA/cm

6、2。电流密度大，升温快，但易出现打弧。炉内真空度：266~533Pa。炉内压力太低，加热太慢；炉内压力太高，易出现打弧。渗氮气氛：液氮或氮氢混合气。液氮使用简单，但渗层脆性大；体积比为1:3的氮氢混合气可改善渗层性能。调整氮氢混合气的氮势，可控制渗层相组成。16）热喷涂技术：采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物以及它们的复合材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，并喷射到经过预处理的工件表面，形成附着牢固的表面层的加工方法。17）涂层结构：由无数

7、变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起的层状组织结构18）涂层结构特点：涂层是层状结构，是一层一层堆积而成；涂层的性能具有方向性，垂直和平行涂层方向上的性能是不一致的；部分孔隙或空洞，其孔隙率一般在4%~20%之间，涂层中伴有氧化物和夹杂；涂层经适当处理后，结构会发生变化（如重熔）。19）涂层结合机理：涂层的结合包括涂层与基体表面的结合和涂层内部的结合。结合力：涂层与基体表面的结合强度。内聚力：涂层内部的结合强度。20）涂层机械结合机理：碰撞成扁平状，与凹凸不平的表面互相嵌合，形成机械钉扎而结合。涂层与基体的结

8、合以机械结合为主。机械结合为主的结合决定了热喷涂的结合强度较。2）冶金—化学结合：喷涂热量、撞击能量和放热反应，使表面局部产生高温，使涂层和基体表面局部出现扩散和焊合，形成冶金结合。结合面上的金属间化合物或固溶体为冶金结合的产物。重熔或喷焊时，喷焊层与基体的结合主要是冶金结合。3）物理结合：颗粒对基体表面的紧密结合，形成范德华力或次价键形成的结合。4）主要热喷涂方法和特性：不同的方法，适用于不同的材料；不同的材料