1、項目 （任務）學習子情境：鋼的化學熱處理的認知授課班級授課教師地 點課時/累計審批/日期多媒體教室2/38授課周次課程類型理論課教學方法舉例教學目標知 識 目 標能力（技能）目標1、掌握化學熱處理的種類、意義、目的、工藝及應用。2、了解局部熱處理的概念。會利用化學熱處理改善航空零件的力學性能重難點及解決方法重點：化學熱處理的種類、意義、目的、工藝及應用。難點：化學熱處理的種類及應用。解決方法：舉例、多媒體演示能力訓練任務及案例工作于摩擦條件下的零件如齒輪、軸類教學回顧回顧前面所學的鋼的回火、表面淬火教學過程設計：1.復習上節課的內容。2.多媒體演示、講解化學熱處理的種類、意義、目的、工藝及應用

2、。學習子情境：鋼的化學熱處理的認知一、教學回顧：回顧前面所學的鋼的回火、表面淬火二、鋼的化學熱處理1、定義：工件在活性介質中表面層滲入一種或幾種元素，通過隨后的熱處理，達到表面強化和改善表面層的理化性能特點：不僅改變表層組織，而且改變表層成分。基本過程：a、化學介質出活性原子如：CH42H2+C C2H42H2+2Cb、活性原子被工件表面吸收c、活性原子向工件內部擴散2、常用方法：以滲入的元素種類來命名a、鋼的滲碳滲碳就是將低碳鋼放入高碳介質中加熱、保溫，以獲得高碳表層的化學熱處理工藝。滲碳的主要目的是提高零件表層的含碳量，以便大大提高表層硬度，增強零件的抗磨損能力，同時保持心部的良好韌性。與

3、表面淬火相比，滲碳主要用于那些對表面有較高耐磨性要求，并承受較大沖擊載荷的零件。滲碳用鋼為低碳鋼及低碳合金鋼，如20、20Cr、20CrMnTi、20CrMnMo、18Cr2Ni4W等。含碳量提高，將降低工件心部的韌性。滲碳方法根據使用時滲碳劑的不同狀態，滲碳方法可以分為氣體滲碳、固體滲碳和液體滲碳三種，常用的是前兩種，尤其是氣體滲碳。a）氣體滲碳是將工件置于密封的氣體滲碳爐內，加熱到900以上（一般900950），使鋼奧氏體化，向爐內滴入易分解的有機液體（如煤油、苯、甲醇、醋酸乙酯等），或直接通入滲碳氣氛通過在鋼的表面上發生反應，形成活性碳原子。b）固體滲碳是將工件和固體滲碳劑裝入滲碳箱中，

4、用蓋子和耐火泥封好，然后放在爐中加熱至900950，保溫足夠長的時間，得到一定厚度的滲碳層。固體滲碳劑通常是一定粒度的木炭與15%20%的碳酸鹽（BaCO3或Na2CO3）的混合物。木炭提供滲碳所需要的活性炭原子，碳酸鹽起催化作用。 滲碳工藝及組織滲碳處理的工藝參數是滲碳溫度和滲碳時間。由于奧氏體的溶碳能力較大，因此滲碳溫度必須高于Ac3溫度。加熱溫度越高，則滲碳速度越快，滲碳層越厚，生產率也越高。但為了避免奧氏體晶粒過分長大，所以滲碳溫度不能太高，通常為900950。在溫度一定的情況下，滲碳時間取決于滲碳層的厚度。 滲碳后的熱處理滲碳工藝的加熱溫度高，時間較長，還需淬火才能達到硬度要求，所以

5、鋼滲碳以后必須進行熱處理才能達到預期目的。如汽車、機車、礦山機械、起重機械等用的大量傳動齒輪都采用滲碳熱處理工藝提高其耐磨損性能。滲碳件的熱處理方法有三種， 熱處理工藝：滲碳淬火低溫回火淬火有三種工藝：直接淬火、一次淬火、兩次淬火特點：質量高、易控制、易自動化、適宜批量生產滲層：0.22.0mm, 0.25mm/h, wc=0.81.1%, HRC5664 中心：含碳量不變，HRC3040b、鋼的滲氮滲氮工藝又叫氮化。它的主要目的是提高零件表層含氮量以增強表面硬度和耐磨性、提高疲勞強度和抗蝕性。氮化工藝a）氣體氮化。b）離子氮化。 與氣體氮化相比，離子氮化的特點是處理周期短，僅為氣體氮化的1/

6、31/4（例如38CrMoAl鋼，氮化層深度若達到0.350.7mm，氣體氮化一般需70小時，而離子氮化僅需1520小時），零件的表面不易形成連續的白色脆性層。氮化后的組織和性能氮化后零件表面硬度比滲碳的還高，耐磨損性能很好，同時滲層一般處于壓應力，疲勞強度高，但脆性較大。氮化層還具有一定的抗蝕性能。氮化后零件變形很小，通常毋需再加工，也不必再熱處理強化。適合于要求處理精度高、沖擊載荷小、抗磨損能力強的零件，如一些精密零件、精密齒輪都可用氮化工藝處理。快速深層氮化新工藝近年來發展出來一種快速深層氮化的新工藝，它是利用離子氮化的轟擊效應和快速擴散的作用提高氮化速度。它采用周期性滲氮和時效的方法，

7、可以大大提高滲氮速度和滲氮層深。如25Cr2MoVA鋼滲氮10小時，離子氮化滲氮層深只有0.4mm，而快速深層氮化層深達到1mm，且性能也得到提高。熱處理工藝：調質滲氮適用鋼種：中碳合金鋼（最好含Cr、Mo、Al)特點：表面硬度高，工件變形小，疲勞強度高，耐蝕性好周期長，不宜承受集中載荷，需專用鋼c、碳氮共滲碳氮共滲是同時向零件滲入C、N兩種元素的化學熱處理工藝，也稱為氰化處理。氰化主要有液體氰化和氣體氰化兩種。液體氰化有毒，污染環境，勞動條件差，已很少應用。氣體氰化包括高溫氰化和低溫氰化兩種。d、其它化學熱處理在約900左右采用固體或液體方式向鋼滲入硼（B）元素，鋼表面形成幾百微米厚以上的Fe2B或FeB化合物層，其硬度較氮化的還要高，一般為1300H