热处理工艺学课件--第12章 表面淬火强化

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1、第十二章表面淬火强化8/4/2021热处理工艺学§12-1表面淬火的分类热流密度≥102W/cm2表面淬火工艺能量密度(W/cm2)最大输出功率(KW)硬化层深度(mm)感应加热10～15000≤10000.05~15火焰加热10～1000－2~10电阻表面加热≤100～1000＜20~50＜0.3激光加热＜109一般103~1042~10＜0.2电子束加热＜109一般103~104＞2＜0.2太阳能加热（4~5）×103＜2＜18/4/2021热处理工艺学§12-2快速加热对相变的影响相变临界点Ac

2、3、Accm升高奥氏体晶粒度细小奥氏体均匀化不均匀过冷奥氏体转变降低残余奥氏体的稳定性；提高Ms；改变M形态回火转变回火温度一般比普通回火低8/4/2021热处理工艺学§12-3表面淬火后的组织、性能组织：呈梯度分布45钢为例：完全淬硬层（M）＋过渡层（M＋P/B/F）＋心部（P＋F）性能表面硬度：提高2～5HRC耐磨性：显著提高耐磨性疲劳强度：显著提高8/4/2021热处理工艺学§12-4表面淬火工艺感应加热基本原理：电磁感应、表面效应工艺：预先热处理：心部组织准备（调质或正火）感应加热：温度－高于

3、普通处理30~200℃；加热方式－同时加热、连续加热冷却方式：喷射冷却、浸液冷却回火：炉中回火（150～180℃）、自回火8/4/2021热处理工艺学感应加热原理电磁感应e=-K×dφ/dt（磁通变化率）Q=I2Rt表面效应Ix=I0exp(-x/δ)δ=50300×（ρ/μf）1/2ρ：电阻率μ：相对磁导率f：频率8/4/2021热处理工艺学感应加热分类工频加热f＝50Hz中频加热f<10kHz高频加热f=30～100kHz超高频加热f≤200～300kHz8/4/2021热处理工艺学感应器8/4/

4、2021热处理工艺学感应加热万向节球内孔曲轴齿轮8/4/2021热处理工艺学感应加热淬火的预先热处理调质处理高强度、塑性的综合性能正火对心部要求不高的零件预先热处理应严格控制表面脱碳保证表面淬火质量8/4/2021热处理工艺学预先热处理对硬度的影响8/4/2021热处理工艺学感应表面淬火后回火炉中回火为保证感应淬火后表面保留较高残余压应力，回火温度比普通回火低，一般不超过200℃，回火时间1～2h。自回火通过控制冷却时间，使硬化区内层热量传导至硬化层，达到回火目的的方法。感应加热回火为降低过渡层拉应力

5、，加热层深度比硬化层深（中频/工频）。感应回火加热时间短、碳化物弥散度大，耐磨性好，冲击韧性好。8/4/2021热处理工艺学燃料：氧－乙炔氧－C、H化合物氧－煤油性能：同于感应加热特点火焰淬火后一般过渡层较宽、硬化层硬度分布较平缓火焰加热8/4/2021热处理工艺学激光热处理能量密度高、加热速度快、自激冷却可选区局部淬火表面光亮，晶粒细小，残余压应力可进行局部表面合金化处理对深孔等光线不可及的区域处理困难8/4/2021热处理工艺学激光加热方式冷却方式：自激冷却8/4/2021热处理工艺学电子束热处理

6、需在真空中进行能量传输不如激光方便、可控性较差X射线防护转换效率高（90%）无需表面黑化处理设备较激光器便宜，因而具有一定竞争力8/4/2021热处理工艺学