Chapter鋼的熱處理3第3章

鋼的熱處理案例導入第3章

鋼的熱處理案例導入第3章

鋼的熱處理案例導入某型號的車床交換齒輪如圖所示。它安裝在該車床齒輪箱中，其作用是把主軸的旋轉運動傳送給進給箱，并和進給箱及長絲杠配合，可以車削各種不同螺距的螺紋。圖3-1車床變速掛輪

第3章

鋼的熱處理初步分析齒輪的主要作用是傳遞動力，改變運動的速度和方向。齒輪的材料對齒輪的承載能力和制造成本有很大的影響。齒輪零件選用45鋼并采用調質熱處理235HBW，使45調質鋼具有了所需的淬透性和良好的綜合力學性能（足夠的強度和高韌性的配合），保證了齒輪經過調質后從齒頂到齒根有良好的力學性能，這樣才能滿足齒輪的承載能力和使用壽命要求。材料是零件承載能力的基礎。在零件設計中，既要考慮零件材料的選擇，符合機構設計中的選材需求；同時也要確定合適的熱處理，以改善金屬材料組織、提高材料綜合性能的目的。鋼的熱處理含義：鋼的熱處理是指金屬材料在固態下，通過加熱、保溫和冷卻的工藝方法使鋼的內部組織結構發生變化，從而獲得所需性能的一種加工工藝。第3章

鋼的熱處理鋼在加熱時的組織轉變鋼的熱處理三個階段：熱處理的加熱、保溫和冷卻這三個階段可以用熱處理工藝曲線來表示。圖3-2熱處理工藝曲線第3章

鋼的熱處理鋼在加熱時的組織轉變熱處理的分類按照加熱與冷卻方法的不同，熱處理的基本類型分類如下：熱處理普通熱處理退火、正火、淬火、回火表面熱處理表面淬火火焰加熱、感應加熱化學熱處理滲碳、氮化、碳氮共滲及其他

加熱溫度的確定：Fe-Fe3C相圖是確定鋼加熱溫度的理論基礎用圖。由該圖可知，將鋼緩慢加熱，共析鋼加熱到超過A1溫度時，珠光體全部轉變為奧氏體。亞共析鋼加熱溫度超過A1后，珠光體轉變為奧氏體；繼續加熱到溫度超過A3后，鐵素體也全部溶入奧氏體。過共析鋼加熱溫度超過A1后，珠光體轉變為奧氏體；繼續加熱到溫度超過Acm后，滲碳體也全部溶入奧氏體。第3章

鋼的熱處理鋼在加熱時的組織轉變第3章

鋼的熱處理鋼在加熱時的組織轉變圖3-3加熱、冷卻時鋼的臨界點P第3章

鋼的熱處理鋼在加熱時的組織轉變奧氏體的形成

⑴奧氏體晶核的形成及長大

⑵殘留滲碳體的溶解

⑶奧氏體成分的均勻化

圖3-4共析鋼中奧氏體形成過程示意圖a)形核b)晶核長大c)殘留滲碳體溶解d)奧氏體均勻化

第3章

鋼的熱處理鋼在加熱時的組織轉變奧氏體晶粒大小及其影響因素

奧氏體晶粒大小，決定了其冷卻后轉變產物的晶粒大小和性能。因此，總是希望經加熱過程能獲得細小而均勻的奧氏體晶粒。一般來說，加熱溫度過高，保溫時間過長，奧氏體晶粒就粗大。其中加熱溫度的影響更為顯著。所以，熱處理總是根據材料的不同化學成分嚴格控制加熱溫度和保溫時間。表3-145鋼經不同條件冷卻后的力學性能

冷卻過程是熱處理的關鍵工序，它決定著鋼在熱處理后的組織與性能。同時，冷卻方式及冷卻速度的不同也正是各種熱處理工藝的主要區別所在。

第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變冷卻方式--熱處理常采用等溫冷卻（如等溫淬火）和連續冷卻（如爐冷、空冷、水冷等）兩種冷卻方式。圖3-5奧氏體等溫冷卻和連續冷卻示意圖1-等溫冷卻

2-連續冷卻過冷奧氏體由Fe-Fe3C相圖可知，鋼的溫度高于臨界點以上時，其奧氏體是穩定的；當溫度處于臨界點以下時，奧氏體將發生轉變和分解共析鋼過冷到溫度以下，奧氏體在熱力學上處于不穩定狀態，在一定條件下會發生分解轉變，這種在以下存在且不穩定的、將要發生轉變的奧氏體就是過冷奧氏體。著時間的推移，過冷奧氏體將發生分解和轉變，其轉變產物的組織和性能決定于冷卻條件。第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變過冷奧氏體的等溫冷卻轉變

第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變等溫轉變圖

表示過冷奧氏體的等溫轉變溫度、轉變時間與轉變產物之間關系的曲線圖稱為過冷奧氏體的等溫轉變圖，簡稱等溫轉變圖。圖3-6共析鋼奧氏體等溫轉變圖的建立第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變奧氏體等溫轉變圖的分析⑴左曲線為過冷奧氏體等溫轉變開始線，右曲線為過冷奧氏體等溫轉變終了線。在轉變開始線的左邊是過冷奧氏體區；轉變終了線的右邊為轉變產物區；兩條曲線之間為轉變過渡區，即過冷奧氏體和轉變產物共存區。在不同溫度下，過冷奧氏體的穩定性是不同的。⑵轉變開始線與縱坐標之間的水平距離，稱為過冷奧氏體在對應溫度下的孕育期。在奧氏體等溫轉變圖的“鼻尖”（約550）處孕育期最短，過冷奧氏體最不穩定。⑶若將奧氏體化的鋼迅速投入水中冷卻，奧氏體將不發生上述等溫轉變，而是在230開始轉變為馬氏體，到-50奧氏體向馬氏體轉變完成，Ms、Mz線分別為奧氏體向馬氏體轉變的開始線和終了線。第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變奧氏體等溫轉變的產物

⑴高溫轉變（珠光體型轉變）

⑵中溫轉變（貝氏體型轉變）⑶低溫轉變（馬氏體型轉變）第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變過冷奧氏體的連續冷卻轉變

在熱處理生產中，鋼被加熱后的冷卻方式大多采用連續冷卻方式。此時奧氏體轉變是在連續不斷的降溫過程中完成的，要測定其連續冷卻轉變曲線比較困難。在生產中常用相應的C曲線來定性分析過冷奧氏體連續冷卻轉變所得到的產物和性能第3章

鋼的熱處理鋼在冷卻時的組織轉變圖3-10在共析鋼等溫轉變圖上估計連續冷卻后過冷奧氏體轉變產物過冷奧氏體的連續冷卻轉變退火和正火經常作為鋼的預先熱處理工序，安排在鑄造、鍛造和焊接之后或粗加工之前，以消除前一工序所造成的某些組織缺陷及內應力，為隨后的切削加工及熱處理作好組織上的準備。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝鋼的退火和正火

鋼的退火

1.退火退火是將鋼加熱到略高于或略低于臨界點（Ac1、Ac3）某一溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻(一般隨爐冷卻)工藝過程，稱為退火。2.退火的目的細化晶粒，改善鋼的力學性能，為最終熱處理做好準備；降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能；去除或改善前一道工序造成的組織缺陷或內應力，防止工件的變形或開裂。3.常用的退火方法根據鋼的化學成分和退火的目的不同，退火方法可分為：完全退火、球化退火、去應力退火和等溫退火等。⑴完全退火

完全退火又稱為重結晶退火，是將亞共析鋼工件加熱到Ac3以上30℃～50℃，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至600℃以下出爐空冷至室溫的熱處理工藝。⑵球化退火

將工件加熱到Ac1以上30℃～50℃，保溫一定時間后以不大于50℃/h的速度隨爐冷卻，最終獲得的組織為球狀珠光體（球狀滲碳體分布在鐵素體基體上）。在球化退火之前，若鋼的原始組織為球狀珠光體，應先進行正火處理，去網狀組織。

⑶去應力退火

又稱低溫退火，是將鋼件隨爐緩慢加熱（100℃～150℃/h）至500℃～650℃，保溫一段時間后，隨爐緩慢冷卻（100℃～150℃/h）至300℃～200℃以下出爐空冷。由于加熱溫度低于Ac1，所以在去應力退火過程鋼不發生組織轉變，僅消除殘余應力。第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝⑷等溫退火

對于亞共析鋼，等溫退火與完全退火加熱溫度完全相同為Ac3以上30℃～50℃，只是冷卻的方式有差別。等溫退火是以較快的速度冷卻到A1以下某一溫度，保溫一定時間使奧氏體轉變為珠光體組織，然后空冷。

退火零件的加工工藝路線⑴毛坯生產→退火→切削加工⑵毛坯生產→退火→切削加工→中間退火→切削加工第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝鋼的正火正火

所謂正火，就是將鋼加熱到Ac3(亞共析鋼)或Accm(共析鋼和過共析鋼)以上30℃～50℃，保溫后從爐中取出空冷的一種熱處理工藝。

正火的目的

正火的主要目的是細化晶粒，均勻組織，改善鋼的力學性能；消除鑄件、鍛件和焊接件的內應力；調整硬度，以改善切削加工性。退火零件的加工工藝路線

⑴毛坯生產→正火→切削加工⑵毛坯生產→正火→切削加工→退火→切削加工

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝鋼的退火與正火工藝的選擇

1.從切削加工性上考慮2.從使用性能上考慮3.從經濟上考慮

正火比退火生產周期短，成本低，操作方便，故在可能的條件下應優先采用正火。但在零件形狀較復雜時，由于正火的冷卻速度快，有引起變形開裂的危險，則采用退火為宜。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝圖3-11退火和正火加熱溫度范圍鋼的淬火

機械零件使用狀態下的性能，一般由淬火和回火獲得，所以淬火和回火稱為最終熱處理。淬火的目的

主要目的是為了獲得馬氏體，提高鋼的硬度和耐磨性，是強化鋼材最重要的工藝方法。

淬火質量取決于淬火三要素，即加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝淬火加熱的溫度

對亞共析鋼，適宜的淬火加熱溫度一般為Ac3以上30～50。目的是獲得細小奧氏體晶粒，淬火后得到均勻細小的馬氏體組織。如果加熱溫度過高，則會引起奧氏體晶粒粗大，淬火后的組織為粗大馬氏體，使淬火后鋼的脆性增大，力學性能降低；如果加熱溫度過低，淬火組織中將出現鐵素體，使淬火后硬度不足，強度不高，耐磨性降低。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝圖3-12鋼淬火加熱溫度的選擇淬火冷卻介質及冷卻方式

淬火冷卻介質

①水是冷卻能力較強的淬火冷卻介質②油冷卻介質③鹽浴與堿浴介質

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝圖3-13常用淬火方法1一單液淬火

2一雙液淬火3一分級淬火

4一等溫淬火淬火方法

①單介質淬火將鋼件奧氏體化后，在一種淬火介質中連續冷卻至室溫的操作方法稱為單液淬火，如水淬、油淬等。

②雙液淬火將鋼件奧氏體化后，先浸入冷卻能力較強的介質中，冷卻至接近Ms點溫度時，立即將工件取出轉入另一種冷卻能力較弱的介質中冷卻，使其發生馬氏體轉變的淬火方法稱為雙液淬火，例如先水淬后油淬。

③分級淬火在淬火冷卻過程中，將已奧氏體化的鋼件浸入溫度在Ms點附近的鹽浴或堿浴中，保溫適當時間，待工件內外層均達到介質溫度后取出空冷，以獲得馬氏體組織的淬火方法稱為分級淬火。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝④等溫淬火

對于一些形狀復雜、要求具有較高硬度和強韌性的工具、模具等工件，采用將工件奧氏體化后，快速冷卻到貝氏體轉變溫度區間，轉變為下貝氏體組織的淬火方法。⑤局部淬火

有些工件按其工作條件，如果只是局部要求高硬度，則可進行局部加熱淬火的方法，以避免工件其他部位產生變形和開裂。⑥冷處理

量具、精密軸承等要求在整個存放和使用過程中尺寸不發生變化，就應是淬火過程中的殘余奧氏體盡量少，以獲得最大數量的馬氏體，可以進行冷處理。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝鋼的淬透性

⑴淬透性

淬透性是指在規定條件下，鋼在淬火冷卻時獲得淬硬層深度的能力。一般規定，由鋼的表面至內部馬氏體組織量占50%處的距離稱為淬透層深度。淬透層深度越深，表明鋼的淬透性越好。

⑵淬硬性

淬硬性是指鋼淬火后獲得最高硬度的能力，它主要取決于馬氏體的含碳量，合金元素的含量對淬硬性沒有顯著的影響，但對于鋼的淬透性有很大影響。淬透性好的鋼，它的淬硬性不一定高。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝影響淬透性的因素

①化學成分的影響：除Co外，大多數合金元素溶入奧氏體后，降低臨界冷卻速度，使C曲線右移，提高鋼的淬透性。②奧氏體化條件的影響：奧氏體化溫度越高，保溫時間越長，奧氏體晶粒越粗大，成分越均勻，從而減少隨后冷卻轉變的形核率，降低其臨界冷卻速度，增加淬透性。③冷卻介質的影響：采用的冷卻介質等也影響著鋼的淬透性。第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝鋼的回火1.低溫回火（250℃以下）

低溫回火得到回火馬氏體組織，保持了淬火鋼高的硬度（58～64HRC）和耐磨性，內應力有所降低，故韌性有所提高。低溫回火主要用于高碳鋼及合金工具鋼制造的刃具、量具、冷作模具、滾動軸承及滲碳件、表面淬火件等。2.中溫回火（250～500℃）

中溫回火得到回火托氏體組織，工件獲得高的彈性極限、屈服強度和一定的韌性，硬度可達35～50HRC，主要用于彈性件及熱鍛模等。3.高溫回火（650℃以上）

高溫回火得到回火索氏體組織，具有良好的綜合力學性能（足夠的強度與高韌性的配合），硬度可達25～40HBWC。

第3章

鋼的熱處理鋼的普通熱處理工藝鋼的表面淬火感應加熱表面淬火

利用電磁感應原理，在工件表面產生渦流使工件表面快速加熱而實現表面淬火的工藝方法。

感應加熱表面淬火法的主要優點

①工件表面加熱速度極快，熱效率高；氧化、脫碳小，變形小，質量穩定。②表面硬度高，缺口敏感性小，沖擊韌度、疲勞強度及耐磨性等均有很大提高。③淬硬層深度易于控制，操作過程易于實現機械化和自動化，生產率高，適用大批量生產。第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火是利用乙炔-氧或其他可燃氣體火焰(約3000以上)，將工件表面迅速加熱到淬火溫度，然后立即噴水冷卻的熱處理工藝

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝圖3-16火焰表面淬火示意圖加熱層鋼的化學熱處理

鋼的滲碳⑴滲碳將工件放在滲碳性介質中，使其表面層滲入碳原子的一種化學熱處理工藝稱為滲碳。⑵滲碳的主要鋼種與應用

滲碳鋼都是含0.10～0.25%的低碳鋼和低碳合金鋼,如15、20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等。滲碳層深度一般都在0.5～2.5mm。⑶加熱溫度滲碳熱處理時的加熱溫度約為900～950，保溫時間與滲碳層厚度成正比⑷滲碳的分類

根據滲劑的不同，滲碳方法可分為固體滲碳、氣體滲碳和液體滲碳三種。

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝⑸氣體滲碳法的工作原理

⑹滲碳后的熱處理

鋼滲碳后必須進行熱處理。滲碳后的熱處理工藝為淬火＋低溫回火；使其表面獲得細小片狀回火馬氏體及少量滲碳體，硬度58～62HRC。

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝圖3-17氣體滲碳法示意圖滲碳劑鋼的氮化

⑴氮化

向鋼件表面滲入氮，形成含氮硬化層的化學熱處理過程稱為氮化。⑵氮化目的

在于提高工件的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、腐蝕性及熱硬性。⑶氮化的應用

與滲碳相比，滲氮溫度大大低于滲碳溫度，且滲碳后的鋼件不需淬火，故工件變形小；滲氮層的硬度，耐磨性、疲勞度、耐蝕性及熱硬性均高于滲碳層。

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝⑷滲氮處理的分類

有氣體滲氮、離子滲氮等工藝方法，其中氣體滲氮應用最廣。⑸氮化零件的加工工藝路線毛坯鍛造→退火或正火→粗加工→調質→精加工→滲氮⑹氮化的特點

與滲碳相比、氮化工件具有以下特點：①氮化前需經調質處理，以便使心部組織具有較高的強度和韌性。②表面硬度可達HRC65～72，具有較高的耐磨性。③氮化表面形成致密氮化物組成的連續薄膜，具有一定的耐腐蝕性。④氮化處理溫度低，滲氮后不需再進行其他熱處理。

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝碳氮共滲

⑴碳氮共滲

碳氮共滲是向鋼的表面同時滲入碳和氮的過程。習慣上又稱氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氧化）應用較為廣泛。⑵碳氮共滲的目的

中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度、耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。⑶碳氮共滲的特點

碳氮共滲工藝與滲碳工藝相比，具有時間短、生產效率高、表面硬度高、變形小等優點，但共滲層較薄，主要用于形狀復雜、要求變形小的小型耐磨零件。

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝①中溫氣體碳氮共滲它是在一定溫度下同時將碳、氮原子滲入工件表層，并以滲碳為主的化學熱處理工藝，故稱碳氮共滲。由于共滲溫度較高，它是以滲碳為主的碳氮共滲過程，因此，處理后要進行淬火和低溫回火。②低溫氣體氮碳共滲

其實質上是以滲氮為主的共滲工藝，故又稱氣體氮碳共滲，生產上把這種工藝稱為氣體軟氮化。

第3章

鋼的熱處理鋼的表面熱處理工藝1.可控氣氛熱處理可控氣氛熱處理是指在成分可控的爐氣中進行的熱處理。其目的是防止工件加熱時產生氧化、脫碳等現象，提高工件表面質量；有效地進行滲碳、碳氮共滲等化學熱處理；對脫碳的工件施行復碳等。通過建立氣體滲碳數學模型和計算機碳勢優化控制以及碳勢動態控制，在氣體滲碳中實現滲層濃度分布的優化控制、層深的精確控制和生產率的提高，取得重大效益。

2.真空熱處理在真空環境（低于一個大氣壓）中進行的熱處理稱為真空熱處理。主要有：真空淬火、真空退火、真空回火等。

第3章

鋼的熱處理熱處理新技術簡介3.形變熱處理形變熱處理是將塑性變形和熱處理有機結合起來，獲得形變強化和相變強化綜合效果的工藝方法。4.激光熱處理激光熱處理是利用高能量密度的激光束掃描照射工件表面，以極快的加熱速度迅速加熱至相變溫度以上，停止照射后，依靠工件自身傳導散熱迅速冷卻表層而進行“自行淬火”。激光熱處理加熱速度快，加熱區域準確集中，不需淬火冷卻介質而能自行淬火，表面光潔，變形極小，表面組織晶粒細小，硬度和耐磨性好，還能對復雜形狀工件及微孔、溝槽、盲孔等部位進行淬火熱處理。第3章

鋼的熱處理熱處理新技術簡介第3章

鋼的熱處理鋼鐵表面防護處理鋼鐵電鍍與化學鍍1.鋼鐵電鍍電鍍利用電解池原理在機械制品上沉積出附著良好的、但性能和基體材料不同的金屬覆層的技術。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質或尺寸。電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。2.鋼鐵化學鍍化學鍍又稱無電解液鍍。它不使用外電源而是利用金屬鹽和還原劑，在材料表面發生自催化反應來獲得鍍層。化學鍍發展非常迅速，在電子工業、陶瓷、塑料、金屬基復合材料等領域得到廣泛應用。如化學鍍鎳磷合金時，在化學鍍液中加SiC、金剛石、Al203等，可獲得硬度更高的復合鍍層；在鍍液中加石墨、PTFE（塑料）等可獲得具有減摩潤滑性能的復合鍍層。這種方法廣泛應用于磁帶、磁鼓、半導體接觸件等的制造以及鋁、鈹、鎂等金屬件電鍍前的底層及銅、鋅基體上鍍金屬的隔離層。化學鍍Ni-P和Ni-B在模具制造上的應用也很成功。此外，還有化學鍍銅用于制造雙面或多層印刷線路板；化學鍍鈷常用于改進導磁性；化學鍍金、鈀、錫、鉛等用于電器、線路板、首飾裝飾及改善零部件表面的焊接性。第3章

鋼的熱處理鋼鐵表面防護處理鋼鐵氧化（發藍）與磷化

1.氧化處理(發藍)鋼鐵零件表面氧化處理，也稱發藍。經氧化處理形成的氧化膜結構致密、色澤美觀、結合牢固，廣泛應用于光學儀器、軍用物品、標準件以及一些不適于刷油漆、電鍍的精密器件上，是金屬材料防腐的有效方法之一。通常鋼鐵制件的氧化處理有化學方法和電化學方法。化學方法中又分堿性發藍、酸性發藍和蒸汽發藍等。還有按溫度高低將氧化工藝分為高溫發藍、常溫發藍等。⑴高溫堿性發藍高溫堿性發藍處理是將經過脫脂、除銹、除氧化皮的鋼鐵件浸入135～150℃的堿性發藍液（氫氧化鈉、亞硝酸鈉或硝酸鈉和氧化劑）中，保持20～120min，在鋼鐵表面生成一層1.5～3um的藍黑色Fe304薄膜的過程。當工件在濃堿和氧化劑中加熱時，氫氧化鈉和亞硝酸鈉與金屬鐵反應，生成亞鐵酸鈉(Na2Fe02)，并被繼續氧化成鐵酸鈉(Na2Fe204)，兩者進一步反應便生成Fe304氧化膜。為提高氧化膜的抗蝕能力，還需將發藍處理的零件浸入溫度為80～90、濃度為3%～5%肥皂水或者溫度為90～95的重鉻酸鉀溶液中進行填充處理，使氧化膜微孔皂化或填充，然后用機油浸泡。高溫氧化發藍溫度高、能耗大，亞硝酸鹽蒸汽嚴重污染工作環境，而且周期長，生產效率低，多年來國內外均在尋找一種能取而代之的新發藍技術和工藝。第3章

鋼的熱處理鋼鐵表面防護處理鋼鐵氧化（發藍）與磷化⑵常溫酸性發藍常溫酸性發藍是將經過脫脂、除銹的鋼鐵件浸入常溫酸性發藍液中，依靠強酸的促進和參與作用，使強氧化劑與鋼鐵等物質直接發生氧化反應，并在有機活性劑和添加劑的共同作用下，使鋼鐵表面生成交錯分布的多種藍黑色化合物晶核。然后，再在適當條件下逐漸成長為膜，從而形成結合牢固、色澤美觀的藍黑色膜層。2.磷化處理將工件浸入磷酸鹽溶液中，使工件表面獲得一層不溶于水的磷酸鹽薄膜的工藝稱為磷化處理。常用的磷化處理劑為磷酸亞鐵和磷酸錳等。磷化處理前，工件先脫脂、凈化，再用5%左右的鹽酸酸洗、除銹。充分水洗后浸入磷酸鹽處理液中2～5min，形成耐腐蝕的磷酸鹽膜。若磷化后再在2%左右的重鉻酸鹽中稍浸一下，可進一步提高其耐蝕性。磷化工藝是鋼鐵件防蝕的傳統工藝。磷化膜呈灰色或黑色的外觀，結晶細致均勻，厚度一般為5～20um，并具有顯微孔隙結構，故吸油漆性良好，常作為油漆基底；此外，磷化處理設備、加工技術簡單，價格低廉，目前已廣泛應用于汽車、機電產品等零件的防蝕處理。

第3章

鋼的熱處理噴涂覆層噴涂是指通過噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。常用的噴涂工藝一般為噴漆、噴粉。噴涂用的金屬材料很廣，低熔點的Sn、高熔點的W等金屬及其合金都可作為噴涂材料。金屬、陶瓷、塑料、玻璃等材料都可通過噴涂獲得表面強化。噴涂操作溫度低，工件溫升小，因而應力也小；操作過程較為簡單、迅速，被噴涂件大小不受限制。工業上熱噴涂多以修復磨損機件、提供耐磨耐蝕等性能為目的，廣泛應用于機械制造、建筑、造船、車輛、化工裝置、紡織機械等領域。

第3章

鋼的熱處理氣相沉積1.氣相沉積技術是利用氣相中發生的物理、化學過程，在工件表面形成功能性或裝飾性的金屬、非金屬或化合物涂層。氣相沉積技術按照成膜機理，可分為化學氣相沉積(VCD)、物理氣相沉積(PVD)和等離子體氣相沉積(PCVD)等三種類型。2.氣相沉積的應用氣相沉積已廣泛應用于電子、信息、光學、聲學、航天、能源、機械制造等多個領域，如高速鋼刀具和模具采用PVD法表面改性處理，在刀具表面得到高硬度的TiC、TiN等的單涂層或多涂層，厚度可達30um，硬度可達2000HV，提高了耐磨性，具有抗粘著性，使用壽命可提高數倍。此外也可用CVD法在聚合物表面形成Al涂層。第3章

鋼的熱處理氣相沉積3.等離子氣相沉積離子鍍是借助于惰性氣體輝光放電，使鍍料（如金屬鈦）氣化蒸發離子化，離子經電場加速，以較高能量轟擊工件表面，此時如通入CO2、N2等反應氣體，便可在工件表面獲得TiC、TiN覆蓋層，硬度高達2000HV。離子鍍的重要特點是沉積溫度只有500左右，且覆蓋層組織致密、均勻，與基體的結合力較強，常用于在高速鋼刀具、硬質合金刀具、各種模具以及耐磨結構上沉積TiC、TiN、Si3N4、Al203等超硬涂