钢的热处理总结由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“钢的热处理实例”。
1、热处理
定义：把固态金属材料通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。
目的及意义：金属材料改变性能的方法，改变使用性能和工艺性能，充分利用材料的潜能，控制产品质量，节省资源和材料，缩短生产周期、降低成本
2、固态相变
定义：成分、温度、压力等因素改变时，固态物质内部发生的组织结构变化。研究意义：控制过程→获得预期的组织→得到预期性能。三种基本变化：成分；结构；有序度
主要特点：相变阻力大，相界面结构关系，存在一定的位向关系和惯习面，非均匀、缺陷处形核，新相有特定形状`，原子迁移率低
驱动力：新/旧两相自由能差,晶体缺陷能 阻力：1，界面能
界面能产生原因：界面有一定厚度和体积；原子错排；结合键受破坏→能量高 三种界面类型：完全共格：界面原子完全匹配，除孪晶外，少见。半共格：界面能与位错密度、错配度有关，借助弹性畸变保持界面的匹配。非共格：界面能最大
2，应变能
产生原因：新/旧相比容不同（比容差应变能）。界面错配→新/旧相硬匹配（共格应变能） 共格界面应变能最大，非共格最小
比容差应变能与新相几何形状有关，球形应变能最大，针状居中，片状最小
3、奥氏体
性能
力学性能：塑性好、强度低。
物理性能：顺磁性。比容小。热膨胀系数大。导热性能差。 化学性能:抗腐蚀；耐热。
形成条件：（1）Ac1、Ac3、Accm以上，有一定的过热度。（2），过热度大，容易形成（3），实际相变温度与加热速度有关，不是固定值，加热速度越快，Ac1、Ac3、Accm越高。
奥氏体形成（1）形核
球化体：优先在晶界的F/碳化物界面上形成，其次在晶内的F/碳化物界面上形成 片状P：优先在P团的界面上形成，其次 在F/碳化物界面上形成 相界形核原因
碳浓度起伏，如 F中高浓度区有利于 向A转变 结构起伏→晶体结构改组容易
能量起伏→杂质、晶体缺陷多→形核→降低界面能、应变能
（2）长大
球化体：A包围碳化物，使碳化物与F分开，A形成F/A和C/A两个界面，双向推进长大。 片状P：垂直片方向（在A、F中存在碳浓度差，引起碳在以上两相中的扩散。为维持相界碳浓度的平衡，原始组织F和碳化物相就会不断溶解）。示意图
平行片方向（体扩散+界面扩散）
界面迁移路程短，是主要长大方式→平行方向长大速度快
（3）残余碳化物的溶解（4）奥氏体成分均匀化 影响A形成速度的因素
（1），加热温度 ： T↑→ A化速度↑。（2），加热速度 ： V↑→ 转变温度↑，转变时间↓。（3），含碳量 亚共析钢C%↑→ 界面多 → 转变快
过共析钢（半A化）C%↑→ 碳化物多 → 转变慢
（4），合金元素 ： 改变相变点；影响扩散系数，碳化物稳定性好，A形成速度慢，合金元素自扩散慢，A形成速度慢
（5），原始组织： P 片间距小 → 相界面多 →A化速度↑
球状P →A化速度↓
4、晶粒度: 设n为放大100倍时每平方英寸面积内的晶粒数，G即为晶粒度。
n=2 G-1 晶粒越细，晶粒度G数字越大。
评定方法：测定尺寸
对比评级照片
截距法：单位长度上与晶粒相交的数目, 5，钢的冷却转变
按发生转变的温度范围可分为：
高温转变：Fe，C原子能充分扩散（珠光体转变）。中温转变：Fe难以扩散，C原子能扩散（贝氏体转变）。低温转变：Fe、C原子均不能充分扩散（马氏体转变）6，珠光体
定义：共析成分的奥氏体冷却到A1以下时，将分解为铁素体和渗碳体的混合物 形态：片状P【珠光体P索氏体S屈氏体（托氏体）T】
粒状P，Ac1附近长时保温获得
性能：片状P：渗碳体呈片状；间距越小→强度、硬度高；Fe3C%多→塑性、韧性降低；C%↑→韧脆转化温度↑；适合切削加工，连续冷却组织不均匀会影响切削性能。
球状P：硬度、强度
片状P；疲劳强度>片状P；韧脆转化温度优于（低于）片状P；形态细、圆、均匀好；适合 低、中碳钢冷挤压、冷拔、冷镦；适合高碳钢切削。
综上所述：不宜制造重要零件，通常是加工、成形时所需要的组织，共析钢P的性能 主要取决于形成温度冷却温度对组织与性能的影响
特定条件下过冷奥氏体分解：A1以上：奥氏体化温度较低，保温时间较短，加热转变未充分进行，奥氏体中有许多残留碳化物（Ｋ）（组织愈不均匀愈容易得球状P）
A1以下：转变为Ｐ的等温温度高，等温时间长或冷速极慢
影响P转变的动力学其他因素： A晶粒度：细→P形成快 A成分：（1）碳：
亚共析钢：碳%增加→F形成困难→ P形成慢 过共析钢：碳%增加→Fe3C形成容易→ P形成快 共析钢：P形成最慢（C曲线最右）
（2）合金
溶入A中，除Co、> 2.5 Al %外，其他→慢 未熔碳化物→促进
除Mn、Ni外，其他元素→鼻温升高（3）、A均匀化程度：未溶F、渗碳体、杂质→促进
（4）、应力状态：A处于拉应力→促进先共析相→形核，长大，但长大速度几乎不受影响；A处于压应力→反之
7、退火（Annealing）
定义：将工件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火主要用于铸、锻、焊毛坯或半成品零件。
目的：降低钢的硬度，提高塑性，改善其切削加工性能；均匀钢的成分，细化晶粒，改善组织与性能；消除工件的内应力，防止变形与开裂；为最终热处理作准备。分类：
完全退火：加热使钢完全得到A后慢冷的工艺
1、目的：改善组织；调整硬度；去除应力
2、工艺：碳钢选用Ac3以上30～50℃，合金钢选用Ac3以上50～90℃。→A化→炉冷550 ℃
→出炉空冷
3、加热速度：碳钢的加热速度常用150～200℃/小时，合金钢加热速度常用50～100℃/小时。
4、时间：经验值，得到比较均匀的奥氏体。
5、冷却方式：随炉冷却，冷速＜30°C/h6、适用范围：中C钢铸件、焊接件、热轧或热锻件
等温退火 ： 温度与完全退火相同，冷却时则在Ar1以下的某一温度等温，使之发生P转变，然后出炉空冷到室温。
目的：同上
工艺：Ac3+20~40℃→A化→Ar1以下等温
特点：时间短、组织均匀。所用时间比完全退火缩短约1/3，并能得到均匀的组织和性能。 适用范围：亚共析、过共析碳钢，合金钢的铸件、锻件等。球化退火
目的：为最终热处理作组织准备；调整硬度以便成形加工 组织：片Fe3C → 球状
球化体组织：具有最佳塑性、最低硬度 获得球化体的途径：
• P球化：片Fe3C → 球状 • A →球化体 • M在Ac1下分解
适用范围：低、中、高C钢
影响球化因素：冷却速度慢、组织细（不能有网状碳化物）、A成分不均匀→球化容易 扩散退火（均匀化退火）
目的：消除钢锭、铸件的成分偏析
工艺：Ac3或Acm+150~300℃，长时间（1050～1150℃高温） 特点：远高于Ac3，一般为1100－1200°C，成本高、周期长；粗晶
适用：高合金钢铸锭和铸件。其它钢轧制时适当延时。均匀化退火后，钢件晶粒粗大，应进行完全退火或正火。低温（去应力）退火
目的：消除机加工、热处理、焊接等工艺的残余应力 工艺：Ac1以下， 冷却：炉冷 组织：无变化 再结晶退火
目的：恢复冷变形金属塑性，降低硬度 工艺：Ac1以下50-150℃~T再+30-50℃ T再＝（0.35～0.40）T熔 组织：晶粒外形变化
7、正火（Normalizing）
定义：将钢加热到Ac3或Accm以上30－50°C保温，然后空气中自然冷却。获得细珠光体组织 目的：细化晶粒，使组织均匀化，改善铸件的组织和低碳钢的切削加工性 工艺： Ac3 或 Accm + 30～50℃完全A化→缓冷→接近平衡组织
特点：方便、经济、高效；组织细，索氏体%多；
性能：强度、硬度> 退火态；塑性略有降低，残余应力> 退火态 应用
低C钢：提高硬度→以便切削
高C钢：消除网状碳化物→保证后续球化质量
中C钢：细化晶粒，提高性能（代替完全退火）→结构钢预备热处理 普通结构钢零件的最终热处理 返修、消除缺陷
8、退火与正火工艺的选用
根据钢种、冷热加工工艺、使用性能、经济性综合考虑
低于0.25C%→正火
0.25~0.5C% →正火代替退火 0.5~0.75C%；中碳合金钢→完全退火 0.75C%以上→球化退火
9、立方结构中C可能所处的位置及分布：
面心、棱边中点，即扁八面体中心 分布不均匀
80%位于Z轴扁八面体中心
wc%>0.2% →体心正方
正方度c/a 体心立方：c/a＝1 M的正方度与碳含量有关，总是大于1 wc %高→ c/a 大（线性关系4-1公式 反常正方度
反常正方度：M转变时，c/a与C%的关系不符合4-1式 反常低(Mn 钢) 低温时a≠b（正交），碳在A中部分无序分布，∴c/a低 室温时，碳在A中重新分布，有序度增加，c/a接近4-1公式。
反常高(高Al 钢) 低温时，碳处于同一组空隙位置（完全有序状态）∴ c/a高 室温时，温度回升，碳无序分布，∴ c/a下降
10、马氏体
转变的特点：表面浮凸和切变共格；无扩散性；新/母相取向关系及惯习面；转变不完全性；可逆性
组织形态：钢中马氏体根据成分（含碳量）和冷却条件呈现不同的形态 按照亚结构分为位错型马氏体、孪晶马氏体
根据形态分为板条马氏体、针片状马氏体、蝶状马氏体、薄板状马氏体、薄片状马氏体 分类：板条M（Lath）
（1）构成：
板条：窄而细的M单晶；基本单元；条/ 条之间小角度，平行成群分布；有残余A薄膜 束：尺寸相近、平行、成群分布的板条群，它们的惯习面指数相同（4个方向对应于4个{111}γ）。束/束之间大角度。 块：在一个束中黑白相间的板条，有时不存在。惯习面指数、与母相取向关系相同的板条构成。块/块之间大角度。
（2）亚结构：位错，又称位错M（3）晶体学取向：K-S（4）惯习面：{111}γ、{225}γ（5）形成温度高，又称高温M（6）含碳%低，又称低碳M（7）A化温度（晶粒大小）对板条宽度影响不大；但对束尺寸有影响（8）板条各自单独形核，随后长大合并
透镜片（针）状M（Lenticular）
形貌：立体为透镜状、相互不平行，中间分布残余A。形成时容易产生撞击，故韧性差。 亚结构：中脊→孪晶（形成温度越低此区大）、边缘→少量位错。又称孪晶M 惯习面与形成温度有关：
温度较高时为{225}γ，位向关系符合K-S关系 温度较低时为{259}γ，位向关系符合西山关系
形成温度低，又称低温M 碳%高，又称高碳M11、Ms 物理意义：M相变所需要的最小过冷度对应的温度 工程意义
制订等温、分级淬火……的依据
Ms点的高低决定残余AR %，影响变形…… Ms点的高低决定M的形态、亚结构，影响性能
影响Ms的因素 A的成分
碳：影响显著，随C%↑，Ms，Mf↓，且Mf比Ms下降得快 氮：与碳相似 合金：
除Co、Al外，其余使Ms下降
以碳化物形式存在影响不大（比如过共析钢） 各种元素相互影响（经验公式）
应力和塑性变形
拉应力：Ms升高→诱发M 应变诱发M：
Md~Ms之间塑性变形→Ms升高→诱发M 原因：产生的晶体缺陷有利于M形核 变形量↑→诱发M%↑，但抑制后续M转变
Md：高于该温度形变不再能诱发马氏体的形成，与成分、工艺有关。少量变形→促进后面M转变。反之，阻碍M的形成。 Ms以下塑性变形影响同上 奥氏体化条件
温度↑、时间↑
成分均匀 →母相强化 →Ms↓
晶粒粗大、碳偏聚少
→易切变→Ms↑
完全A化后，温度升高、时间增加→ Ms略升高，影响不明显 成分一定时，A细晶→Ms降低，但不明显 先形成组织对M转变的影响
先形成的P →A贫碳→ Ms升高 先形成B → A富碳→ Ms降低
机械性能 ：硬度：M中的C%↑→硬度↑；强度高；韧性：C%增加→塑性、韧性降低 强化机理：
固溶强化：碳作用大，0.4C%以上→效果↓ ；合金作用小
亚结构强化：低C→ C钉扎位错；高C、合金→Ms低 →孪晶强化 时效强化：低碳钢自回火→C偏聚或析出引起；C%高→ 效果显著 细晶强化：作用不显著
稳定化：指A在外界因素作用下，由于内部结构发生某种变化而使A向M的转变呈现迟滞现象。 特征：引起残余A增加，使硬度下降，零件尺寸稳定性下降。 产生条件：冷却过程中，在Ms点上、下某温度：
停留 缓冷
一定的塑性变形(冷加工或相变时) 影响因素：
Ms以上，停留温度高→明显，高于某温度→反稳定化 C%增加→明显 停留时间增加→明显
冷却速度增加→稳定化不明显
影响M形态及亚结构的因素
成分：C%：0.3~1.0%为混合M；缩小γ区的合金元素→板条M增加；降低层错能的合金元素→ ε马氏体增加
形成温度（MS）：随温度降低→板条M减少（C%）；合金钢MS 低→板条M减少 A的层错能：低→不容易形成孪晶M → 容易形成板条M、ε马氏体
A的强度（Ms点时）：A的屈服强度 206MPa → 强度高的片M {259}
12、贝氏体
组织形态及亚结构
上贝氏体
形成温度：中、高温区 形成：A晶界形核，向晶内长大
形态：F成束的、大体平行的板条状；渗碳体分布在F条间，呈粒状或条状。
金相→羽毛状
电镜→板条之间+碳化物，板条成束、大致平行 温度降低、C%增加→铁素体变薄 铁素体尺寸大小→影响强度、韧性
亚结构：铁素体中存在位错 铁素体中C%近平衡 表面有浮凸 晶体学
F、碳化物与A均有不同取向 F/A惯习面{111} γ
成分→中、高碳钢容易出现，碳化物形态随碳含量变化 含Si、Al时，延缓碳化物析出，称准上B 下贝氏体
在B形成温度的低温区 一般在A晶界或晶内形成 形态：F形态与马氏体相似，亦与碳含量有关。碳化物分布在F内，由于极细，无法在光镜下分辨，电镜下呈短杆状，沿着F长轴成55－60°角的方向整齐排列。
F+碳化物+有时残余A F金相：低碳→板条；高碳→针状；中碳→混合
电镜：F内有方向性分布的碳化物 表面有浮凸
亚结构→F中有大量位错，不存在孪晶（与M不同） C%过饱和度大于上B F与母向有晶体学关系；惯习面复杂 C%↑→碳化物增多，有时有AR 成分→C%范围较宽 粒状贝氏体
形成温度→接近Bs，高于上B转变温度 形态
板条F+富碳岛状A 冷却转变：F+K；M+残余A；残余A 有浮凸；C%接近平衡； F中有亚单元
成分：低、中碳合金钢（Cr、Ni、Mo）
冷却：焊接、正火、热轧钢在一定的冷速范围连续冷却出现
与粒状组织区别：块F+富C岛状A（无取向、无浮凸），与粒B共存 贝氏体的力学性能
同一强度级别下，B下的韧性大于M。在高碳钢中，回火M的韧性低于同强度贝氏体。 连续冷却或等温淬火可以得到B 通常B以混合类型存在 B性能与其形态、粗细、分布、亚结构有关
下B强度高，因为：F板条细；位错密度高；碳化物弥散；C的过饱和度大
13、魏氏组织性能：
强度、塑性、韧性差；脆性转化温度高；属于缺陷组织；正火、退火可以消除 形成条件（魏氏F）
等温、连续冷却均可以形成 一定的冷却速度→W 冷速快→C扩散难→ 短程→容易形成网状F 冷速慢→形核率低→ 短程→容易形成块状
过热、粗晶→形核少→网状F不容易→ 形成W Wc% >0.6% →容易伪共析→W难出现 Cr、Mo、Si →阻碍W；Mn →促进W 细晶→C从晶界到晶内短程扩散→ 形成网状F → Ws↓ 随Wc%升高→Ws低；晶粒细→Ws低 Ws
与B相似
与无碳B相当
F切变、共格→ Ws小于A3
A细晶→F容易形核→F形成后→A中C%↑ →A3↓、Ws↓ →W不容易形成 还有其他机理 14,、各种C曲线测图方法：
金相法：特点：准确、直观；不连续、繁琐 膨胀法：特点：高效、可测先共析相；不直观
15、影响C曲线的因素（1）、碳
亚共析钢→C%↑ →右移 过共析钢→C%↑ →左移 共析钢→最稳定
非共析钢有先共析转变线 C%↑ →C曲线越弯曲（2）、合金元素
溶入A中→除Co、Al外，其他元素→右 合金元素以未溶碳化物形式存在→左 合金元素分类
弱碳化物形成元素：Co、Ni、Mn、Si等→右、形状变化不大，单一C曲线 碳化物形成元素：Cr、Mo、W、Ti、V等→右、双C曲线，出现A亚稳定区
合金元素具体作用
Co：C曲线→左；形状不变
Ni： C曲线→右；形状不变，鼻子向下 Mn： 与Ni相似，可以代Ni Cr： C曲线→形状改变；右；推迟B作用大。3%以上→两个曲线分离 Mo：强烈阻止P；对B影响不大（P154） W：与Mo相似
B：低、中碳钢中→微量→右
合金元素的综合作用：多元适量→右移显著；或改变C曲线形状；使C曲线向左或向右移；使C曲线P、B线分开
（3）、A化条件
温度高、时间长→右移 有第二相存在→左移 对B线影响小（4）、塑性变形
在A稳定和亚稳定区域→塑性变形→C、Fe扩散快→ P线左移 高温区的A稳定区→塑性变形→A晶粒破碎→B线右移 低温区的A亚稳定区→塑性变形→大量位错→ B线左移
16、淬火
定义：将钢加热到临界温度以上A化，保温一定时间后，以大于临界冷却速度的冷速进行冷却的一种工艺过程。
组织：M，B或M＋B混合物；少量残余和未溶的第二相。 目的 提高力学性能（弹性、韧性、强度、硬度等） 提高物理性能磁性（物理性能） 提高耐腐蚀性能（化学性能）
分类：单介质淬火
特点：方便、自动化、经济、变形大
适用：形状简单(无尖角、截面无突变)、尺寸小的工件 双介质淬火
特点：变形小、效率低、不容易控制
适用：形状复杂、尺寸大的工件。中、高碳钢和截面尺寸大的合金钢工件。分级淬火：Ms稍上（盐、碱、油）→均温→空淬或油淬火 特点：工艺容易控制；变形小；残余A多 适用：合金钢；形状复杂工件 等温淬火 1）B等温淬火
特点：淬火应力小、残余A多，变形小 适用：形状复杂工件
（2）M等温淬火：Ms以下→等温→部分M转变→其余A空冷转变为M 特点：等温温度
适用：形状复杂工件 预冷淬火（降温或延迟淬火）
特点：预冷至Ar 3淬火→温差小→变形小 适用：厚薄差异大的工件 局部喷射淬火
17、冷处理
目的：提高硬度；修正变形；稳定尺寸 介质：液氮；液氧；干冰；液氨；氟立昂 适用：高合金钢；高碳钢 淬透性：
淬火时获得M的能力是材料固有属性，取决于成分；在样品尺寸、冷却介质相同的情况下比较淬透深度才有可比性 影响淬透性的因素
凡使C曲线右移的因素→ 淬透性↑（1）、成分
A中C% 合金元素除Co以外，一般都使淬透性↑；多元足量更佳（2）、工艺
A化温度高、时间长→成分均匀、不易发生P转变 →淬透性↑ 淬透性测定方法
断口法 U曲线法 临界直径法（随冷却介质变化）
末端淬火法（常用）
标准试样 标准试验方法 端淬曲线（带）
硬化层（淬硬层）：淬硬表面 到50%马氏体处的距离；淬透性↑→深；介质冷却能力↑→深；尺寸小↑→深
淬硬性：钢在淬火后M获得硬度的能力；取决于M中C%，C%↑→ 淬硬性↑ ；与淬透性不等同
18、淬火缺陷及防止
淬火内应力 热应力
原因：心、表冷却速度不同→热胀冷缩不同步 实验材料：无相变→无组织应力影响
规律：初期→表面拉、心部压→心部变形应力松弛→中期应力反向→室温下内应力为“表压心拉”；轴向、径向、周向均为拉，轴向拉应力最大 影响因素：冷却速度、加热温度、尺寸、导热性 组织应力
原因：组织转变不同时导致
实验材料：淬透性好的钢→冷却慢→热应力忽略
规律：初期→表面压、心部拉→中期应力反向→室温下内应力为“表拉心压”；切向拉应力最大→容易纵向开裂
影响因素：冷却速度；淬透性；尺寸 淬火变形
残余应力造成的翘曲→尺寸、形状变化 比容不同→体积变化 实践生产中→二者兼有
19、影响开裂的因素
（1）原材料：在组织缺陷或机加工缺陷处淬裂（2）锻造缺陷：在锻造缺陷处淬裂
（3）热处理工艺：加热温度→材料脆性大；加热、冷却速度；大型工件出炉过早（4）成分C%：C%高→孪晶M多+热应力影响大→容易开裂
（5）尺寸→危险截面尺寸（尺寸小→ 变形小；尺寸大→表面热应力型→压应力）
19、回火：将淬火钢加热到A1以下某一温度，经过保温，然后以一定的冷却方法冷至室温的工艺过程。
目的：去除残余应力；调整性能；稳定尺寸
驱动力：原始组织是非平衡相；M中碳过饱和；M具有高的界面和应变能
种类
低温回火
目的：降低应力；提高韧性
组织：回火马氏体（α/+ε），保留淬火形态
性能：硬度与淬火时相当；高碳钢→耐磨性好；韧性提高，内应力降低 中温回火
目的：提高弹性极限；获得高的强韧性配合组织 ：回火屈氏体（F+细小碳化物，光镜下仍难分辨），保留淬火M形貌 性能：弹性极限最高；强韧性配合好 高温回火（调质处理）
目的：获得好的综合力学性能；产生二次硬化效果 组织： 回火索氏体（F+颗粒碳化物），M形貌消失 性能：综合性能优于S；某些合金钢具有高的红硬性
回火时的组织变化
碳原子的重新分布（M分解）过渡碳化物析出（M分解 残余AR分解 碳化物类型的转变 M回火加热时组织转变 随温度升高：
C偏聚：100 ℃以下（时效）
M分解：100~ 300 ℃（过渡碳化物析出ε、η 析出） 残余AR分解：200~ 300 ℃ 碳化物类型转变：200~ 350℃ 碳化物粗化、F形成：350℃以上
20、二次硬化产生条件：500~650℃；含有强碳化物形成元素（Ti、Cr、V、……）的钢；强碳化物形成元素超过一定%
21、回火脆性
（第一类、低温、不可逆）回火 马氏体 脆
措施：降低杂质；细化晶粒降低杂质%（脱氧剂；细化元素）；加Mo → 降低 晶界磷%；降低Mn；加合金→改变脆化温度；等温淬火代替淬火+回火工艺
第二类、可逆）回火脆
预防：大型工件加Mo、W；降低杂质%；细化晶粒；形状简单的小工件回火后快冷；亚温淬火；磷溶入F中→晶界处磷%降低
22、钢的渗碳
目的：获得高的耐磨性；疲劳性能 渗C种类：气体渗C；固体渗C；液体渗C24、碳
势（cp）：炉气C%与工件表面化学反应达到平衡时的炉气状态。即保持不增碳也不减碳时炉气中的C% Cp↑→渗碳能力↑→ 表面C%↑、渗层↑
但是当Cp 太高→ 炭黑→ 渗速↓
CO、CH4% → Cp↑
25、气体渗碳
渗碳工艺参数
（1）碳势：根据经验确定→通常表面为0.8~1.0% →好（2）渗碳温度
通常880~920℃，薄层渗碳→温度可以降低，快速渗碳→提高渗碳温度 温度对扩散、分解均有影响，提高温度→缩短渗碳时间→效率提高 提高温度→渗层增加
温度过高→粗晶；变形；设备寿命缩短 A状态渗碳容易（3）渗碳时间 根据经验确定，随炉抽样检查 经验估算
渗层1.5mm，渗碳速度按照0.05~0.12mm /h 渗
剂
气体渗剂：载气（N基气氛；吸热式或放热式可控气体）+富化气（甲烷、丙烷等）★吸热式气体：天然气与空气按一定比例混合，CO、N2、H2%大
液体渗剂：C、H化合物有机液体（煤油、甲醇、苯、丙酮）渗层深度
化学法：剥层取样分析 金相法：检测渗层剖面
有效硬化层（DC）测定：1公斤（9.8N）载荷，HV550处到表面的距离 渗碳后的热处理 淬火
（1）直接淬火：渗碳后→预冷 →淬火
原则：预冷温度>心部Ac3 →避免心部F；或预冷温度
特点：成本低、周期短、变形小 适宜：本质细晶粒钢
（2）一次加热淬火：渗碳后空冷→重新加热→淬火
淬火加热温度选择原则→同上 特点
井式炉渗碳后的淬火方式 细化组织→性能好 周期长、容易控制 固体渗碳便于清理 便于机加工
适宜：本质粗晶钢；高温渗碳
（3）二次加热淬火
渗碳后空冷→重新加热→淬火
第一次淬火目的→细化心部组织→加热温度> 心部Ac3 第二次淬火目的→细化表面组织→加热温度> 表面Ac1 特点：性能好，但成本高、变形大
适宜：本质粗晶钢；高温渗碳件；性能要求高的工件 回火：低温回火→去应力、提高韧性 冷处理：适用精密零件
目的：稳定尺寸、提高硬度 特点：成本高
26、渗碳、钢的渗氮、钢的碳、氮共渗特点。渗碳后的力学性能
表面获得高硬度、高耐磨性，心部保持良好韧性
表层高的疲劳强度（二次加热淬火最好、一次加热淬火次之、直接淬火效果差） 渗层↑、C% ↑ →韧性↓ 钢的渗氮 特点
1、更高的硬度及耐磨性
2、具有红硬性（渗碳200℃以上硬度下降。渗氮500℃仍然高硬度）
3、疲劳性能好
4、变形小、有规律因为：渗氮温度低、心部无相变、渗后不淬火直接使用
5、抗“咬卡”性能好→短时缺油→过热不会擦伤、焊合6、抗腐蚀性能好（抗腐蚀氮化）
7、周期长、成本高、层浅 钢的碳、氮共渗特点
更高的耐磨性（M中含N） 渗层回火抗力提高（含氮化物） 淬透性提高（N使C曲线右移） 疲劳强度提高（残余压应力） 渗速加快 变形小 渗层比氮化厚
气体渗碳和渗氮工艺，它们的目的都是提高材料表层耐磨性和疲劳性能。渗碳工艺的强化机制是相变强化，而渗氮工艺的强化机制为沉淀强化。
27、淬硬层深度x与频率f 淬硬层深度 x ：根据经验→工件半径的10%左右→性能最佳
由x确定透入深度δ →再选择f → 根据 f 选购设备（设备确定后，f 不可以调节） 为保证淬硬层温度均匀，δ>x，δ过大，电效率低，故一般取x=1/2 δ 最佳性能时 → x与 f 关系为：f=60000/x228、感应加热表面热处理特点
相变临界温度提高
加热速度快（组织细、成分不均匀） 表面质量好（变形小、氧化脱碳少） 自动化 性能好
感应器设计复杂
29、真空热处理 特点
变形小（原因不详）→不用留加工余量和校直 工件性能好、寿命长（脱碳、氧化、腐蚀少） 节省能源
设备使用绝热、热容小的隔热材料（石墨毡、陶瓷纤维）→散热少、热效率高 真空中炉气少→出、装炉带走的热损失少 无热处理以后的精加工
污染少、无公害（无废气） 设备成本高
综上所述：具有高质量、低能耗、无公害优势，适宜一般热处理无法满足要求的工件 30、真空渗碳
（1）特点（与普通渗碳比）
时间短（高温+净化作用）
质量好：层深均匀、表面光洁、无内氧化、浓度梯度平缓 劳动条件好：无污染、散热小（2）介质
甲烷、丙烷→反应→[C] 实际上，先过量渗碳→再扩散调整 3）工艺
排气、升温
材料脱气、净化→真空度降低
渗碳：真空度恢复，1030~1050℃渗碳，数分钟 → 渗碳气体进入→真空度下降→停止供碳→扩散→ 恢复 真空度→循环间歇渗碳
淬火：渗毕→炉内冷却室 → 通氮气、冷却到550~660℃ →再加热重新A化淬火（通氮气加压→ 提高油的冷却能力） 只有富化气甲烷或丙烷、无载气 工艺参数经验控制
温度高→渗速快；时间短→晶粒与普通渗碳相当 渗碳时间短→浓度梯度平缓
间歇通入渗剂→渗碳气氛流动性好→渗层深度均匀
31、钢的时效时效条件
溶质在固溶体中有一定溶解度，并随温度下降 处于过饱和态
溶质在较低温度下仍有扩散能力 感应加热表面热处理组织与性能
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