渗碳层过深、渗碳层浓度梯度太陡原因分析：1．渗碳温度过高，保温时间过长。2．固体渗碳的渗碳剂活性过分强烈或气体渗碳碳势过高。渗碳层过深、渗碳层浓度梯度太陡预防措施：1．按正常的渗碳工艺执行．严格控制工艺参数，增加超温报警装置。2．采用新渗碳剂时，应放入一定比例的旧渗碳剂；气体渗碳则控制渗碳剂的流量。说明：对碳浓度梯度太陡而渗层厚度不符合要求的零件，在中性介质中加热至正火温度并保温，随后油或空气中冷却即可减少碳浓度梯度，得到要求的质量。

(1)气门的工作条件和要求气门是在内燃机工作过程中密封燃烧室和控制内燃机气体交换的精密零件，是保证内燃机动力性能、可靠性和耐久性的关键部件，因此进、排气门是其心脏部件。气门在工作过程中阀口锥面与汽缸盖相互接触部分、气阀杆端与摇臂之间发生剧烈的摩擦作用、高温气体冲刷和腐蚀温度高，进气门主要承受反复冲击的机械负荷，其工作温度在300～400℃，而排气门除承受冲击的机械负荷外，还受到高温氧化性气体的腐蚀以及热应力、锥面热箍应力和燃烧时气体压力等的共同作用，排气门的工作温度为600～800℃，因此在运动过程中气门要承受冲击

对锻钢而言经调质热处理后为回火索氏体组织，硬度为207～302(HBS)；正火后组织为珠光体+铁素体，硬度为163～241( HBS)，晶粒度分别为1～4级、4～10级；对球墨铸铁来说正火硬度240～300(HBS)，石墨球等级为1～3级，晶粒度为5～8级。良好的预备热处理将为以后的热处理及表面处理奠定组织基础，因此该工序显得尤为重要。曲轴的预备热处理工艺有钢的正火和球墨铸铁的奥氏体正火处理，为提高曲轴的力学性能。也可采用调质或正火后表面淬火、等温淬火等工艺，以提高球墨铸铁曲轴的韧性和塑性。

为了提高曲轴的表面硬度，获得良好的耐磨性、疲劳强度和高的耐腐蚀性，通常大功率柴油机曲轴采用离子渗氮（或气体渗氮），它具有渗层厚、时间长、设备复杂等特点。作为汽车和拖拉机用曲轴一般采用铁素体氮碳共渗，其特点为渗层薄、摩擦系数小，因此提高了曲轴的抗咬和擦伤能力、疲劳强度获得高的耐磨性等。其工艺特点为温度低、时间短、化学处理后变形小、节能等，因此大部分曲轴普遍采用该工艺。其技术要求为渗层渗层≥0.10mm，硬度≥420(HV0.1)，脆性≤2级。 目前氮碳共渗有液体、气体和固体三种，液体氮碳共

感应加热表面淬火的裂纹缺陷产生原因分析：1．工件形状尺寸不均匀，工件的结构设计不合理或形状复杂，尺寸突变或淬火部位加工粗糙或有凹槽、孔、台阶、端头、尖角、键槽、空洞和油道等结构因素2．加热温度不均匀（包括设备频率选择不当、感应器的设计不合理、操作程序不合理、预热温度不适宜、预先热处理质量不佳等）3．淬火介质选择不当，冷却速度过大4．工件的回火不及时，重新淬火时操作不当5．原材料内部存在质量缺陷（组织不均匀晶粒粗大、成分偏析、有害杂质、大量的非金属夹杂物、内部裂纹等），材料淬硬性能过高，钢的含碳量高于上限的要求6．淬

普通的热处理包括正火、退火、淬火、回火、时效和冷处理等，使零件的整体或局部获得一定的硬度和力学性能，来满足其工作和使用要求，其特征为零件本身没有化学成分的改变。而化学热处理是将零件置于一定温度的活性介质中加热，保温一定的时间，使一种或几种化学元素的原子渗入零件表层，以改变表面化学成分、组织和性能，达到改善零件使用性能的热处理工艺。化学热处理可以明显提高零件的使用寿命和力学性能，在某种程度上低碳钢或低合金钢等可代替高合金钢，降低了生产成本，因此化学热处理在机械制造中得到了十分广泛的应用和推广，具有比较广阔的市场前景。

  钢的氮碳共渗是钢在含氮和碳的活性介质中加热，完成钢的渗氮，同时还有少量的碳原子渗入。氮碳共渗时氮在铁中的溶解度比碳在铁中的溶解度大10倍，因此氮碳共渗是以渗氮为主的共渗过程。活性氮原子与活性碳原子渗入到工件表面后，形成氮碳化合物。氮碳共渗是在硬氮化的基础上发展起来的，与一般硬氮化工艺相比，其渗层硬度较低，脆性减少，故简称软氮化。    氮碳共渗不仅赋予工件耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗咬合、抗擦伤及抗腐蚀性能，而且该工艺具有时间短、温度低、变形小、化合物层脆性小等特点

钢的渗氮是在一定的温度下使活性氮原子渗入到工件表面的一种化学热处理，即氮原子渗入钢件表面层的过程，它改变了工件表面的组织结构和性能，成为一种复合的材料，与普通的材料相比，工件的表面和心部的组织状态和性能发生了很大的变化。氮化零件在机械工业、石油工业、国防工业等领域应用十分广泛，与渗碳、中温碳氮共渗相比，由于加热温度比较低（通常为500～570℃），不需要进行加热后的淬火处理，因此具有工件的变形小，表面有更高的硬度和耐磨性，疲劳强度高，同时又具有高的抗腐蚀性和热硬性等特点，机床主轴和丝杠、樘杆、挤压模具、齿轮、发动机

(1)淬火加热温度淬火加热温度按Ac3+(30～70)℃来选取，在加热时需要注意以下几点：①防止加热过程中出现氧化脱碳，应加以保护，建议在盐浴炉内加热，如采用电阻炉加热应通可控气氛，否则脱碳后的弹簧疲劳强度降低、使用寿命缩短见表3-21；②为减少变形，弹簧在加热炉内不能垂直放置；③弹簧不能堆积加热；④加热温度和加热时间的选用原则是碳化物溶解良好、确保弹簧整个截面淬透，晶粒度符合要求。(2)淬火冷却考虑到绝大多数热成型弹簧是合金钢制造的，故淬火多采用油冷。但对于截面较大的弹簧则采用水淬油冷的方法，此时应特别注意要适当

刃具钢必须具有很高的硬度，考虑到切削过程中，刃具与工件之间强烈的摩擦而产生大量的热，刃具就会发热，假如工件越硬、切削量越大、切削速度越高则刃具自身的温度升高；另一方面是刃具还要承受弯曲、震动和冲击等切削力的作用，因此要求刃具热处理后具有以下特点：①具有高的硬度和耐磨性，硬度应在60( HRC)以上，可以减少刃口的磨损；②具有良好的红硬性（热硬性），确保其回火稳定性，满足一定温度下保持高的硬度；③高的强度和足够的韧性，避免刃具工作过程中不致折断或崩刃。

渗金属是用金属元素饱和零件的表面，使零件具有某些特定的物理化学性质的化学热处理方法，同其他化学热处理过程一样，也包括渗入金属的介质分解、吸收以及金属原子的扩散。由于金属原子在钢中的扩散速度比碳、氮等原子慢得多，因此渗金属是在更高的温度和更长的保温时间下进行的。渗铬是常见的渗金属的一种，渗铬后在零件的表面形成铬、铁、碳的渗层，具有耐蚀能够、抗氧化性、耐磨性和较好的抗疲劳性能等，渗铬与镀铬相比，渗铬层致密，渗层与基体的结合较牢固，因此应用更为广泛。(1)常见渗铬的方法和特点按照介质存在状态的不同，一般分为三种：固体法、

调质钢中碳的含量一般为0.35%～0.55%（碳素钢），或0. 25%～0. 50%（合金钢），含碳量过高则强度较高而韧性、塑性偏低；含碳量偏低，则韧性、塑性较好而强度不足；含碳量中等时，可同时兼顾有适当的强度、韧性和塑性等。调质钢中的合金元素的主要作用是提高淬透性和综合力学性能，因此合金元素能提高钢在调质状态下的力学性能，相对于碳素钢而言，相同含碳量的合金钢的强度高、塑性和韧性高，因此常用作重要的调质零件。调质钢按淬透性的高低，可分为低淬透性钢、中淬透性钢和高淬透性钢。(1)低淬透性钢该类钢的油淬临界直径不超过3

火焰淬火的质量检验应包括零件的外观、表面的硬度、有效硬化层的深度和硬化区的范围以及表面的金相组织等，因此在实际淬火过程中要严格执行有关的技术要求，确保热处理后的表面符合图纸的规定。零件在进行火焰加热前，需对其进行整体的调质或正火处理，确保淬火后的组织和性能符合技术要求，另外淬火的部位不允许存在氧化皮和脱碳现象，零件在淬火后必须在180～200℃低温回火。①火焰的影响。加热温度、淬硬层深度、过渡区域组织和晶粒都与火焰有直接的影响，为保证工件的受热部分温度均匀，应采用多嘴喷式的喷头。②喷嘴与工件加热面的理想距离在6～1

零件的加热方式有两种即同时加热淬火法和连续加热淬火法，选择的依据是在设备的功率足够大时，对于大批量的工件的热处理采用同时加热法，而对于功率小于所需要的输出功率，或工件比较细长一次难于完成零件的加热，必须采用连续加热法。(1)同时加热淬火法将工件需淬硬的表面加热到淬火温度，利用感应器的喷射孔斜喷冷却剂到加热表面的冷却方法，如图1。为保证加热的均匀，圆柱形工件通常绕纵轴以50～200r/min转动，也可使工件在感应器内上下往复移动使整个表面一次加热后同时淬火。同时加热淬火的冷却方式有喷射冷却、流水冷却和浸入冷却等，冷却

在钢的热处理过程中，钢的退火和正火是大多作为一种淬火前的预备热处理而出现的，当然有时对非重要零件也可作为最终的热处理工序。为了得到马一氏体组织，再经回火后得到良好的使用性能，充分发挥材料的潜力，必须进行钢的淬火和回火。可以说钢的淬火和回火是绝大多数零件进行强化的重要手段，它在整个钢的热处理中占有十分重要的地位，因此必须认真对待，掌握相关的知识和确实熟练操作的要领，对于生产出优质的产品是必要的。钢的淬火是指将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上某一温度，经保温一定时间后急速冷却以获得马氏体组织的工艺方法，钢淬火后的组织主

零件的热处理淬火是从奥氏体化温度，要以大于临界冷却速度迅速冷却，以获得要求的组织和性能。在奥氏体的区域内快冷，产生热应力使表层受压，在避免其分解的同时，也能防止零件的开裂，当温度降到Ms点以下，奥氏体转变成马氏体产生相变应力，此时冷却速度愈大则相变应力越大，零件表层的拉应力越高，因此当相变应力与热应力则差值超过材料的断裂强度，就会导致淬火开裂，在实际生产过程中要尽可能的在此区域内缓慢冷却，为了淬硬而不淬裂，即在C曲线的鼻部快冷，马氏体转变区慢冷。为了使工件得到要求的硬度和性能，满足实际需要，工件加热后要选择合适的淬

渗碳钢的含碳量一般在0.10%～0.25%之间，渗碳钢的含碳量一般在0.25%以下，有的含碳量达到0.35%。渗碳零件大多为比较重要的零件，渗碳零件要求在渗碳、淬火和低温回火后心部保持一定的韧性，通常用渗碳钢制造。由于低碳钢强度较低，淬透性差，长时间渗碳后晶粒容易长大，故重要的零件（如汽车、拖拉机齿轮等）都用合金渗碳钢，它们要求力学性能和可靠性较高。(1)钢的渗碳方法和特点渗碳是机械制造行业应用最广泛的一种化学热处理方法，它是将低碳钢（渗碳钢）在富碳的介质中加热到高温(一般为900～950℃)，使活性碳原子渗入钢的

从我国热处理设备的发展趋势来看，箱式炉和井式炉在国内热处理企业还占有40%的比例，其加热介质为空气。由于空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气等氧化性气体在一定的温度下与零件表面的碳等发生反应，使零件表面出现氧化和脱碳，因此应尽可能采取措施加以避免，有的采用在炉内放入木炭等方法，具有一定的效果。对于只能进行空气加热的设备来说，如不采取一定的保护措施，势必造成表面的氧化脱碳，因此要选用下述的手段来加以控制。在空气等氧化性气氛中实现对钢铁零件的加热，除氧气外，不含水汽的氢气对表面没有影响，但当含水量在0.05%左右时，将会造成

钢的热处理应当在还原性气氛中进行，在加热过程中能保护工件，免于氧化、脱碳的炉气即为保护气氛，作为淬火加热工序应确保零件的表面状态没有发生改变，下面为热锻模具、结构钢零件保护加热时，通常的保护气氛的成分详见表1。表1   部分保护气氛的成分比例零件在加热过程中，为保护零件免于氧化和脱碳，在具有还原性的气氛中完成热处理，可以获得无氧化、不脱碳的光亮表面，提高了表面质量，同时也省去了酸洗、抛丸或喷砂工序，提高的作业效率、明显降低了生产成本，因此国内外关于保护气氛的热处理炉已经得到了推广和应用。保护气氛的种类很多

金属的化学性能是指在其与其他物质发生反应，生成新物质的性能。一般根据金属的特性将其分为三个方面，如下所述。(1)耐腐蚀性是指金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力。金属在放置和使用过程中如果产生了腐蚀，不仅使金属材料本身受到损坏，严重的腐蚀将造成金属构件和零件的早期失效，引起重大的质量事故。在现代社会提高金属材料的耐腐蚀性，不仅能够节约材料、延长金属材料的使用寿命，而且可降低事故发生的概率，因此具有重要的经济意义和社会效益。(2)抗氧化性是指金属材料在加热过程中抵抗氧化作用的能力，一般而言金