钢固体渗碳工艺研究

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1、需要全套设计及图纸请联系：731767310目录1绪论11.1金属热处理11.1.1金属热处理的定义11.1.2金属热处理工艺11.1.3金属热处理的分类11.2化学热处理21.2.1化学热处理的概念21.2.2化学热处理的目的21.2.3化学热处理的类别31.2.4化学热处理的基本过程31.3渗碳工艺41.3.1渗碳的历史41.3.2渗碳的原理41.3.3渗碳的种类和特点51.3.4三种渗碳方式的比较61.3.5固体渗碳71.4影响渗碳工件质量的因素111.5渗碳处理的意义111.6课题研究的内容11220钢固体渗碳的过程112.1实验前的准备112.1.1实验材料的选用112.1.2渗碳

2、方法的选择122.1.3实验设备的选用122.1.4渗碳工艺参数的确定152.1.5实验试样的制备16需要全套设计及图纸请联系：7317673102.2渗碳实验方案203渗碳实验结果分析213.1渗碳以后硬度的分析213.1.120钢经不同热处理以后硬度的测定213.1.2硬度的分析213.2渗碳以后金相分析223.2.1金相观察223.2.2金相分析24结论26参考文献27致谢2820钢固体渗碳工艺研究1绪论1.1金属热处理1.1.1金属热处理的定义金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部

3、的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。1.1.2金属热处理工艺金属热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的，所以，它是机械制造中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容[3]。

4、另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能1.1.3金属热处理的分类金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。1)整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。2)-27-表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和

5、感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。1)化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。1.2化学热处理1.2.1化学热处理的概念化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理

6、工艺[4]。由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表面层，特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件，表面层的性能尤为重要。经化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料。心部为原始成分的钢，表层则是渗入了合金元素的材料。心部与表层之间是紧密的晶体型结合，它比电镀等表面复护技术所获得的心、表部的结合要强得多。1.2.2化学热处理的目的1）提高零件的耐磨性采用钢件渗碳淬火法可获得高碳马氏体硬化层[2]；合金钢件用渗氮方法可获得合金氮化物的弥散硬化表层。用这两种方法获得的钢件表面硬度分别可达HRC58～62及HV800～1200。另一途径是在钢件表面形成减磨、抗粘结薄膜以

7、改善摩擦条件，同样可提高耐磨性。例如，蒸汽处理表面产生四氧化三铁薄膜有抗粘结的作用;表面硫化获得硫化亚铁薄膜,可兼有减磨与抗粘结的作用。近年来发展起来的多元共渗工艺,如氧氮渗，硫氮共渗，碳氮硫氧硼五元共渗等,能同时形成高硬度的扩散层与抗粘或减磨薄膜，有效地提高零件的耐磨性，特别是抗粘结磨损性。-27-2）提高零件的疲劳强度渗碳、渗氮、软氮化和碳氮共渗等方法，都可使钢零件在表面强化的同时，在零件表面形成残余压应