钢的表格面热处理.doc

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1、科目金属材料与热处理备课教师王春青课题钢的表面热处理授课时间2012.9.12教学目标1、掌握钢的表面热处理概念、两种方法；2、掌握钢的渗碳的原理及热处理方法；3、掌握钢的渗氮和碳氮共渗的原理及方法学生问题预测教学手段与方法讲述，视频演示教学重点与难点表面热处理的方法及应用教具、材料准备视频资料教材板书设计钢的表面热处理的方法课堂小结钢热处理的基本方法：四把火及应用:课后作业习题册习题教学反思本节内容比较简单，通过举例，激发学生的学习兴趣，教学效果显著，学生学习热情高涨。收到了良好的教学效果。教学过程说明及时间安排温故知新1、钢的普通热处理包括哪些工艺?正火、

2、退火、淬火和回火，统称“四把火”。2、什么是调质？调质处理后钢的组织和性能怎样？淬火后高温回火的复合热处理工艺称调质。调质后的组织为回火索氏体，具有综合力学性能3、什么是钢的淬透性？钢在淬火条件下得到M组织或淬透层深度的能力，是钢的固有属性。概述：在机械设备中，有许多零件（如齿轮、活塞销、曲轴等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的。这类零件表面必须具有高硬度和耐磨性，而心部要有足够的塑性和韧性。这类零件要进行表面热处理常用的表面热处理方法有：表面淬火及化学热处理。一、表面淬火  对工件表面进行淬火的工艺称为表面淬火。心部：硬度低，韧性高表面：硬度高，耐磨在生产

3、中，有很多零件要求表面和心部具有不同的性能，一般是表面硬度高，有较高的耐磨性和疲劳强度；而心部要求有较好的塑性和韧性表面和心部性能要求不同的零件实例在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理方法，都有不能满足其要求。低碳钢：可满足心部要求，表面要求不能满足；高碳钢：可满足表面要求，心部要求不能满足；仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理,也叫表面淬火。化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求的热处理过程。1、火焰加热表面淬火按照实现方式，表面淬

4、火可分为：火焰加热表面淬火感应加热表面淬火激光加热表面淬火火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧等火焰加热工件表面，进行淬火。   火焰加热表面淬火和高频感应加热表面淬火相比，具有设备简单，成本低等优点。但生产率低，零件表面存在不同程度的过热，质量控制也比较困难。因此主要适用于单件、小批量生产及大型零件（如大型齿轮、轴、轧辊等）的表面淬火。火焰加热表面淬火示意图2、感应加热表面淬火感应线圈中通以交流电时，即在其内部和周围产生一与电流相同频率的交变磁场。若把工件置于磁场中，则在工件内部产生感应电流，并由于电阻的作用而被加热。由于交流电的集肤效应，靠近工件表面的电

5、流密度大，而中心几乎为零。工件表面温度快速升高到相变点以上，而心部温度仍在相变点以下。感应加热后，采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶液喷射淬火，淬火后进行180-200℃低温回火，以降低淬火应力，并保持高硬度和高耐磨性。电流频率与淬硬深度的关系在淬火温度状态下，电流透入的深度与感应电流的频率有关，电流频率越高，电流透入深度越薄，淬火后硬化层也就越薄。感应加热表面淬火分类感应加热表面淬火应用范围一般用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、轴类零件的表面硬化，提高耐磨性。为零件心部的性能，感应加热淬火的预备热处理常采用正火或调质。感应加热淬

6、火零件的加工工艺路线为：下料-----锻造-----调质或正火------切削加工-----感应加热淬火+低温回火-----精加工-----检验感应加热表面淬火特点高频感应加热时，钢的奥氏体化是在较大的过热度（Ac3以上80℃～150℃)进行的,因此晶核多,且不易长大，组织细小。表面层淬得马氏体后,由于体积膨胀在工件表面层造成较大的残余压应力,显著提高工件的疲劳强度。因加热速度快，没有保温时间，工件的氧化脱碳少。另外，由于内部未加热，工件的淬火变形也小。加热温度和淬硬层厚度（从表面到半马氏体区的距离）容易控制，便于实现机械化和自动化。工艺设备较贵，维修调整困难

7、，对于形状复杂的零件的感应器不易制造。二、化学热处理将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理的作用主要有以下两个方面，一方面是提高工件表层的某些力学性能，如表层硬度、耐磨性、疲劳极限等。另一方面是保护工件表面，提高工件表层的物理、化学性能，如耐高温、耐腐蚀等。按渗入的元素不同，化学热处理可分为：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属等。渗入元素介质可以是固体、液体和气体1、分解2、吸收3、扩散钢的渗碳：钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入到钢表层的化学热处理工艺叫渗碳。目的

8、：提高表层的硬度的耐磨性，并保持心部良