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第三章 表面热处理及化学热处理
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表面工程
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主要内容
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表面热处理
化学热处理
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定义：仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺。
表面热处理
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表面淬火技术的原理和特点
表面淬火技术的定义与分类
定义：采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）之上，快速冷却，发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺，称表面淬火技术。
分类：根据热源不同，可分为：
感应加热
火焰加热
激光加热
电子束加热
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中碳钢与球铁最适合。
基体相当于中碳钢的普通灰铁、球铁、可锻铸铁、合金铸铁；
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%—%的中、高碳钢；
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适用范围
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中碳钢最适合表面淬火的原因
中碳钢经预先热处理（正火或调质）后进行表面淬火，不但心部有较高综合力学性能，且表面有较高硬度和耐磨性；
高碳钢表面淬火后，表面硬度和耐磨性虽高，但心部塑性与韧性较低；
低碳钢表面强化效果不显著。
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二、表面淬火技术与常规淬火技术的区别
快速加热，渗碳体难以充分溶解，奥氏体成分不均匀，显微硬度不均匀；
冷却速度比整体淬火快，硬度比普通淬火高；
快速加热，奥氏体晶粒及亚结构显著细化；
常需预先热处理，使碳化物或自由铁素体均匀、细小分布。
热源能量密度越高，加热速度越快，硬度越高。
加热速度高，钢的相变点温度大幅度提高；
加热速度很高时，钢产生无扩散奥氏体相变；
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三、表面淬火层的组织与性能
组织
沿试样横截面分三个区：淬硬区、过渡区、心部
淬硬区：全部马氏体
过渡区：马氏体+自由铁素体
心部：原始组织
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表面淬火层的性能
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耐磨性比普通淬火好；
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缺口敏感性下降。
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硬度比普通淬火工艺高2-5HRC；
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提高轴类零件的疲劳强度；
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感应加热表面热处理
原理：工件放在有足够功律的输出的感应线圈中，在高频交流磁场作用下，产生很大感应电流，由于集肤效应而集中分布于工件表面，使受热区迅速加热到钢的相变临界温度之上，然后在冷却介质中快速冷却，使工件表层获得马氏体。
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