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钢件化学热处理的作用

2021-3-26 13:41:43      点击:

钢件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工艺。

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。

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表层;合金钢件用渗氮方法可获得合金氮,化学热处理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。

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力,有效地提高零件的疲劳强度。

③提高零件的抗蚀性与抗高温氧化性 例如,渗氮可提高零件抗大气腐蚀性能;钢件渗铝、渗铬、渗硅后,与氧或腐蚀介质作用形成致密、稳定的Al2O3、Cr2O3、SiO2保护膜,提高抗蚀性及高温抗氧化性。

通常,钢件硬化的同时会带来脆化。用表面硬化方法提高表面硬度时,仍能保持心部处于较好的韧性状态,因此它比零件整体淬火硬化方法能更好地解决钢件硬化与其韧性的矛盾。化学热处理使钢件表层的化学成分与组织同时改变,因此它比高、中频电感应、火焰淬火等表面淬火硬化方法效果更好。如果渗入元素选择适当,可获得适应零件多种性能要求的表面层。(转载于热家网)

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