工艺钢的表面淬火教学教材
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第一节 感应加热表面淬火 (1)第二节 火焰加热表面淬火 (2)第三节 激光热处理 (3)第十一章 钢的表面淬火概念:表面淬火是采用快速加热的方法使工件表面奥氏体化,然后快冷获得表层淬火组织的一种热处理工艺。
关键:使零件表面迅速加热到淬火温度,当热量尚未充分传到工件内部时就急冷,使表面获得高硬度高耐磨性的马氏体组织,而心部仍是塑性韧性较好的调质或正火的原始组织。
预先热处理:工件表面淬火前要进行预先热处理(调质或正火),以保证心部的性能要求和为表面淬火作好组织准备。
出现原因:很多承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件,其表面要比心部承受更高的应力。
因此,要求零件表面应具有高的强度、硬度和耐磨性,而心部在保持一定强度、硬度的条件下,应具有足够的塑性和韧性。
显然,采用表面淬火的热处理工艺,能使工件达到这种表硬心韧的性能要求。
种类:表面淬火是表面强化的方法之一,由于其具有工艺简单、生产率高、热处理缺陷少等优点,因而在工业生产中获得了广泛的应用。
根据加热方法的不同,表面淬火可分为感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火及激光加热表面淬火等。
其中应用最广泛的是感应加热与火焰加热表面淬火方法。
与化学热处理区别:钢的表面淬火是仅对钢件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺,不改变表面的化学成分,而是依靠表面加热淬火达到表面强化的目的。
第一节 感应加热表面淬火一、感应加热的基本原理利用电磁感应,使工件表面产生很高的感应电流,将工件表层迅速加热。
图11-1是感应加热表面淬火示意图。
将工件放入(用铜管制成的)感应圈内,向感应圈中通以一定频率的交流电,其周围即产生交变磁场,则工件(导体)会感应产生同频率的感应电流。
由于感应电流沿工件表面形成封闭回路,故通常称为涡流。
这是感应加热的主要热源。
涡流在工件中的分布是不均匀的,由表面到心部呈指数规律衰减。
因此,涡流主要集中在工件表层,内部电流密度几乎为零,这种现象称为集肤效应。
《汽车材料》教案任课教师:课程名称:课程代码:上课班级:专业:总学时:周学时:学期:202 ~202 学年第学期汽车材料教案教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、正火作为预先热处理的应用范围;2、正火作为最终热处理的应用范围。
三、导入新课我们在生活中或者在某些工业视频中经常可以看到,把加热好的工件放到水里或者油里进行快速冷却,那会对性能有什么影响?哪些情况下可以采用这种方式呢?导出:强度硬度会大大提升;材料进行性能提升最常用的方式——淬火。
四、新授课第三节钢的淬火1、淬火淬火是将钢加热到临界温度Ac1或Ac3以上30~50℃温度,保温使之奥氏体化后,然后快速(超过临界冷却速度)冷却,从而发生向马氏体转变的热处理工艺。
淬火的主要目的是得到马氏体组织,以提高钢的强度与硬度。
例如:刀具、量具经淬火回火后可以得到高硬度、高耐磨性;轴类零件淬火回火后可以获得优良的综合力学性能。
淬火是强化钢的最重要的热处理方法,能很好地发挥钢材的性能潜力,因此也是最常用的一种热处理方法。
2.淬火的加热及保温点名,记考勤(1min)教师提问引导学生回答(2 min )让学生相互讨论或查阅资料,找两名同学简要回答(2 min )(1)加热温度的确定碳钢的淬火温度可用铁碳合金相图来确定,如图所示。
为防止奥氏体晶粒粗大,淬火加热温度不宜过高。
一般适宜的淬火加热温度是:亚共析钢为Ac3+(30~50℃),过共析钢为Ac1+(30~50℃)。
(2)加热时间的确定淬火加热时间的确定,既要保证工件的表层、心部达到规定加热温度,获得均匀的奥氏体化组织,又要保证晶粒不致粗大,还要考虑时间,经济及生产率。
(3)淬火加热缺陷及其防止钢在淬火加热时的可能导致的主要为:过热、过烧、氧化和脱碳。
3.淬火冷却介质冷却速度是淬火工艺上的最主要问题。
一方面,淬火时要求得到马氏体,冷却速度必须大于临界冷却速度;而另一方面,过快的冷却速度会有产生的热应力和组织应力,从而容易导致淬火工件的变形和开裂。