几种热加工工艺
热加工工艺及设备
热加工工艺及设备1.引言1.1 概述热加工工艺是一种通过加热材料，使其发生物理或化学变化，以达到特定的加工目的的工艺过程。
与冷加工相比，热加工更适用于高温、高压的加工需求，常见于金属加工、塑料加工、玻璃加工等领域。
热加工工艺因其广泛的应用领域，可以根据不同的目的和材料特性进行多种分类。
常见的热加工工艺包括热处理、热轧、热锻、热喷涂等。
这些热加工工艺通过控制温度、时间和加工方式，改变材料的结构和性能，达到提高材料硬度、延展性、韧性等目的。
而在热加工过程中，热加工设备则起到关键的作用。
热加工设备根据不同的加工需求和工艺流程，可以分为多种分类。
常见的热加工设备包括热处理设备、热轧设备、热压设备等。
这些设备通过提供适当的温度和压力条件，实现对材料的加工和形变，从而满足不同行业的加工需求。
综上所述，热加工工艺及设备在许多行业起到了重要的作用。
本文将深入探讨热加工工艺的定义、分类，以及各类热加工设备的概述和分类，旨在为读者全面了解和认识热加工领域提供参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法：1.2 文章结构本文主要介绍热加工工艺及其相关设备。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对热加工工艺进行了概述，简要介绍了热加工的定义和分类。
随后,给出了文章的结构。
正文部分主要分为热加工工艺和热加工设备两个小节。
热加工工艺小节详细介绍了热加工工艺的定义以及其分类。
通过对各类热加工工艺的解析，读者可以对不同的热加工工艺有更清晰的认识。
热加工设备小节则概述了热加工设备的基本情况，并对其进行了分类。
这一部分将使读者对热加工设备有一个初步的了解。
结论部分对本文进行总结。
首先总结了热加工工艺的特点和应用领域，再总结了热加工设备的特点和适用范围。
这一部分旨在回顾全文所介绍的内容，并提供进一步思考和研究的方向。
通过以上的文章结构，读者可以全面而系统地了解热加工工艺及其设备。
每个部分的详细内容将为读者提供相关知识，并使读者对热加工工艺及其设备具备更深入的理解。
热加工工艺基础
热加工工艺基础热加工工艺是指通过加热材料以改变其物理、化学或机械性质的一种加工方法。
热加工工艺广泛应用于金属、玻璃、塑料等材料的加工过程中，可以实现材料的塑性变形、膨胀、熔化等各种形式的加工目标。
热加工工艺的基础是对材料的加热过程的控制。
在热加工过程中，加热温度、加热时间和加热方式是关键的控制参数。
不同的材料对于这些参数的要求也不同，需要根据具体材料的性质和加工目标来确定最佳的加热条件。
热加工工艺主要包括热压缩、热挤压、热锻造、热拉伸、热压铸等多种方法。
其中，热压缩是将材料置于加热设备中进行加热，然后用模具对材料进行压缩变形的工艺。
热挤压是将加热的材料通过模具挤出，以实现形状的改变。
热锻造是将加热的金属材料放置在压力机上，通过受力变形来改变材料形态和结构的工艺。
热拉伸是将材料在加热的条件下拉伸，使其变形成所需形状。
热压铸是将加热的金属液体注入到模具中，通过压力和冷却来制造零件的工艺。
热加工工艺具有许多优点。
首先，热加工可以改善材料的可变形性能，使其更易于加工。
其次，热加工可以改变材料的组织结构和性能，提高材料的机械强度和耐磨性。
此外，热加工还可以实现对材料的精确控制，使其达到更高的加工精度和表面质量。
然而，热加工工艺也存在一些限制。
首先，由于在加热的过程中会发生材料的晶粒长大和相变等现象，可能会导致材料的变形不均匀性和内部缺陷的产生。
其次，热加工需要大量能源和设备投入，对于环境保护和资源消耗也会带来一定的压力。
因此，在使用热加工工艺时，需要合理设计加热过程，控制加热参数，以避免以上问题的发生。
总之，热加工工艺是一种重要的材料加工方法，可以实现材料形状、性能等多方面的改变。
掌握热加工工艺的基础知识和技术，对于实现高效、精确的材料加工具有重要意义。
热加工工艺是一种重要的材料加工方法，可以通过加热材料来改变其物理、化学或机械性质。
它广泛应用于金属、玻璃、塑料等材料的加工过程中，以实现各种形式的加工目标。
常见重要的热处理工艺
常见重要的热处理工艺整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火——将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。
退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
正火——将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
将钢材或钢件加热到或（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。
正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。
淬火——将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
将钢件加热到Ac3或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。
常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。
淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
回火——为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。
钢件经淬硬后，再加热到以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。
回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
几种热加工工艺
几种热加工工艺发蓝【英文名称】blueing将钢在空气中加热或直接浸于浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。
钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行，也可在高温热空气及500℃以上的过热蒸气中进行，更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。
发蓝时的溶液成分、反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。
发蓝膜的成分为磁性氧化铁，厚度为0.5～1.5微米，颜色与材料成分和工艺条件有关，有灰黑、深黑、亮蓝等。
单独的发蓝膜抗腐蚀性较差，但经涂油涂蜡或涂清漆后，抗蚀性和抗摩擦性都有所改善。
发蓝时，工件的尺寸和光洁度对质量影响不大。
故常用于精密仪器、光学仪器、工具、硬度块等。
金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。
黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。
一、碱性氧化法“发蓝”药液1．配方：硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克2．制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。
3．说明：（1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。
（2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。
金属中含碳量%工作温度（℃）处理时间（分）开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60合金钢142-145153-15560-90（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。
一般使用半年后就应更换全部溶液。
（4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。
然后,又用热水冲洗，吹于。
二、酸性氧化法“发蓝”药液1．配方：磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克2．制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。
热加工工艺方法
热加工工艺方法一、热加工工艺方法有啥呢？热加工工艺啊，那可真是个有趣又实用的东西。
像锻造就是其中一种。
锻造就是把金属材料加热到一定温度，然后用锤子或者压力机之类的东西给它施加压力，让它变成我们想要的形状。
就好比做个小锤子，我们把铁块加热得红红的，然后“哐哐哐”地敲，最后就敲出个锤子的模样啦。
还有轧制，这个大家可能也听说过。
把金属材料加热后，通过轧辊，就像擀面条一样，把金属擀成各种形状，像钢板啊、钢轨啊这些都是轧制出来的。
铸造也不能少啊，把金属熔化了，倒进模具里，等它冷却凝固就变成我们想要的零件啦。
想象一下，就像把巧克力融化了倒进各种形状的模具里，最后得到各种可爱的巧克力形状一样。
焊接也是热加工工艺的一种哦。
把两个金属零件连接起来，通过加热让它们融合在一起，就像把两根小木棍用胶水粘起来一样，只不过这里是用热来连接的。
二、这些工艺方法的小特点锻造的话，它能让金属的内部结构变得更加紧密，提高金属的力学性能。
就像锻炼身体一样，经过锻造的金属就像是肌肉变得紧实的运动员，更有力量啦。
轧制呢，可以大量生产形状规则的金属材料，效率可高了。
铸造就比较适合生产形状复杂的零件，那些奇奇怪怪的形状，用铸造就很容易实现。
焊接的好处就是能把不同的零件连接起来，让我们可以组装出更大更复杂的东西。
三、热加工工艺在生活中的例子咱们家里的铁锅，很多就是通过铸造工艺做出来的。
先把铁熔化了，倒进铁锅的模具里，等冷却了就有了我们炒菜用的锅。
汽车的一些零部件，像发动机的曲轴，可能就是锻造出来的，这样它才能承受发动机工作时的巨大力量。
还有建筑用的钢筋，很多是通过轧制工艺生产的，长长的、直直的钢筋就是这么来的。
在一些工厂里，如果设备的某个部件坏了，可能就会用焊接的方法把它修好，让设备重新工作起来。
热加工工艺真的是无处不在，和我们的生活息息相关呢。
热加工工艺技术讲解
1.3 气体保护焊
➢ 氩弧焊 利用氩气保护电弧热源及焊缝区进行焊接。
1.3 气体保护焊
氩弧焊的特点及应用
✓机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝 成型美观。
✓电弧稳定，可实现单面焊双面成型。 ✓可全位置自动焊接。 ✓氩气贵，成本高。
氩弧焊主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接。如 铝、钛和不锈钢等。
接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 焊接方法的应用： （1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。
焊接方法分类
手弧焊
电弧焊 气体保护焊
电阻焊
埋弧焊
摩擦焊
软钎焊
电渣焊
熔
等离子弧焊
焊
电子束焊
钎 硬钎焊
压
超声波焊 焊
力
及
焊
爆炸焊
封 封接
粘
扩散焊
粘接
激光焊
高频焊
熔焊工艺技术
第3章 金属塑性成形
金属塑性成型：由利用金属在外力作用下所产生的塑 性变形，来获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原 材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工。
金属塑性成型的基本生产方法
轧制示意图
挤压示意图
第3章 金属塑性成形
锻压生产方式示意图
• 电子束焊是利用高速运动的电子撞击 工件时，将动能转化为热能将焊缝熔 化进行的熔化焊方法。
• 为扩大电子束焊的应用范围，先后研 制出了低真空电子束焊和非真空电子 束焊，为防止电子枪的污染，采用氦 气隔离电子枪与工作室，使电子束能 在大气中进行焊接。
• 电子束焊一般不加填充金属，如要求 焊缝有突出表面的堆高可在接缝预加 垫片。对接缝间隙为0.1倍的板厚， 一般不能超过0.2mm。
热加工工艺详述
一加热温度的确定:退火温度：亚共析钢—AC3+20-50共析钢和过共析钢—AC1+20-50正火温度：亚共析钢—AC3+30-50共析钢或过共析钢—ACCM+30-50淬火温度：亚共析钢—AC3+30-50共析钢或过共析钢—AC1+30--501工作的形状尺寸对同一钢种的工件，如果尺寸小，则加热快，温度高容易引起过热和增大变形，应使得即热温度较低。
大尺寸工件需要加热慢些。
温度可能造成加热不足，淬透性差，延长工时，应采用较高的加热温度。
对于形状复杂容易变形或者开裂的工件，为了防止在加热过程中产生较大的内应力，应在保证性能要求的前提下，尽量采用较低的加热温度。
2冶金质量对奥氏体晶粒不易长大的本质细晶粒钢，其加热温度范围较宽，为了提高加热速度可适当提高加热温度3原始组织状态工具钢的原始组织球化不良存在片状珠光体，则加热时，奥氏体晶粒容易长大，冷却后得到粗大马氏体组织，性能变坏。
因此必须采用较低的加热温度。
原始组织中出现碳化物偏析加热时，碳化物聚集处容易引起过热，淬火过程中容易变形开裂，在这二种情况下应去加热温度的下限。
二工件加热时间包括工件入炉后表面打到指定温度的升温时间，工件心部与表面温度趋于一致的云热时间与使奥氏体成分均匀的保温时间的总和τ加热=τ升+τ均+τ保。
三金属加热时的物理化学现象：1金属在加热时的氧化过程氧化的实质与特征工件在加热到高温时通常要与氧二氧化碳以及水蒸气二氧化硫等氧化性气体发生作用，而使表面形成一层氧化铁，他不仅使工件表面失去光泽并变得粗糙不平，降低尺寸精度么而且使得工件的机械性能如弯曲疲劳强度等变坏，同时在冷拔冷冲模锻时容易引起模具损坏。
这是一种扩散过程氧气fe离子影响氧化的因素加热温度和加热时间的影响：随着钢的加热温度升高，由于氧化扩散速度加快，氧化过程也就越剧烈，因为形成的氧化皮也越厚。
加热时间浴场，氧化损失也越大。
炉气成分的影响：火焰加热炉的炉气通常有O2 CO2 H2O SO2氧化气体CO H2还原气体和N2中性气体三种组成。
各种热处理工艺介绍
工艺：将钢件加热至低于 Ac1 的某一温度（一般为 500℃~650℃），保温， 然后随炉冷却。
去应力退火温度低于 A1，因此去应力退火不引起组织变化。 目的：消除残余内应力。 7、 再结晶退火 再结晶退火又称中间退火，是把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持 适当时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化和残余应力的热 处理工艺。 再结晶现象的产生，首先必须有一定量的冷塑性变形，其次必须加热到一定 温度以上。发生再结晶现象的最低温度称为最低再结晶温度。一般金属材料的最 低再结晶温度为： T再=0.4T熔 再结晶退火的加热温度应比最低再结晶温度高 100~200℃（钢材的最低再结 晶温度为 450℃左右），适当保温后缓慢冷却。
奥氏体中，再进行正确的冷却； (2) 消除网状组织的方法：亚共析纲采用正火处理，快冷使铁素体来不及从
奥氏体的边界析出；过共析钢可用正火消除网状碳化物，但硬度偏高， 故再进行一次球化退火或等温退火； (3) 消除带状组织的方法：热加工常留有明显的碳化物带状组织偏析，可采 用正火或完全退火来解决，以改善二次碳化物的形态。
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4.1.3 淬火 工艺：钢加热到相变温度以上（亚共析钢为 Ac3 以上 30 ℃～50 ℃；共析钢
和过共析钢为 Ac1 以上 30 ℃～50 ℃），保温一定时间后快速冷却以获得马氏体 组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的主要目的：是使 A 化后的工件获得尽量多的马氏体并配以不同温度 的回火获得各种需要的性能。 1. 淬火工艺 (1) 淬火温度范围：
点，淬火后 A′量增多，降低钢的硬度和耐磨性； z 淬火温度过高，A 晶粒粗化、含碳量又高，易得到粗片（针）状马氏体； z 高温加热淬火应力大、氧化脱碳严重，增大钢件的变形和开裂。 z 加热至 Ac1 以上两相区时，组织中会保留少量二次渗碳体，有利于硬度和耐
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几种热加工工艺发蓝【英文名称】blueing将钢在空气中加热或直接浸于浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。
钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行，也可在高温热空气及500℃以上的过热蒸气中进行，更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。
发蓝时的溶液成分、反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。
发蓝膜的成分为磁性氧化铁，厚度为0.5～1.5微米，颜色与材料成分和工艺条件有关，有灰黑、深黑、亮蓝等。
单独的发蓝膜抗腐蚀性较差，但经涂油涂蜡或涂清漆后，抗蚀性和抗摩擦性都有所改善。
发蓝时，工件的尺寸和光洁度对质量影响不大。
故常用于精密仪器、光学仪器、工具、硬度块等。
金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。
黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。
一、碱性氧化法“发蓝”药液1．配方：硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克2．制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。
3．说明：（1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。
（2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。
金属中含碳量%工作温度（℃）处理时间（分）开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60合金钢142-145153-15560-90（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。
一般使用半年后就应更换全部溶液。
（4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。
然后,又用热水冲洗，吹于。
二、酸性氧化法“发蓝”药液1．配方：磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克2．制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。
3．说明：（1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。
（2）此法所得保护膜呈黑色，其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成，其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。
4.“发蓝”工作温度为100℃，处理时间为40～45分钟。
在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在3～5克／升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在5～10克／升。
应注意定期分析药液磷酸的含量。
5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。
渗氮又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。
其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。
目前生产中多采用气体渗氮法。
nitriding使氮原子渗入钢铁工件表层内的化学热处理工艺。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内,从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年代以后获得工业应用。
最初的气体渗氮，仅限于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。
从70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。
渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。
它适用于38CrMnAc等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。
但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。
气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30％,保温时间近80小时。
这种工艺适用于渗层浅、畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。
多段渗氮是在整个渗氮过程中按不同阶段分别采用不同温度、不同氨分解率、不同时间进行渗氮和扩散。
整个渗氮时间可以缩短到近50小时，能获得较深的渗层，但这样渗氮温度较高，畸变较大。
还有以抗蚀为目的的气体渗氮，渗氮温度在550～700℃之间,保温0.5～3小时，氨分解率为35～70％，工件表层可获得化学稳定性高的化合物层，防止工件受湿空气、过热蒸汽、气体燃烧产物等的腐蚀。
正常的气体渗氮工件，表面呈银灰色。
有时，由于氧化也可能呈蓝色或黄色，但一般不影响使用。
离子渗氮又称辉光渗氮，是利用辉光放电原理进行的。
把金属工件作为阴极放入通有含氮介质的负压容器中，通电后介质中的氮氢原子被电离，在阴阳极之间形成等离子区。
在等离子区强电场作用下，氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击。
离子的高动能转变为热能，加热工件表面至所需温度。
由于离子的轰击，工件表面产生原子溅射，因而得到净化，同时由于吸附和扩散作用，氮遂渗入工件表面。
与一般的气体渗氮相比，离子渗氮的特点是：①可适当缩短渗氮周期；②渗氮层脆性小；③可节约能源和氨的消耗量；④对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮；⑤离子轰击有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜，可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。
⑥渗层厚度和组织可以控制。
离子渗氮发展迅速，已用于机床丝杆、齿轮、模具等工件。
氮碳共渗又称软氮化或低温碳氮共渗,即在铁-氮共析转变温度以下，使工件表面在主要渗入氮的同时也渗入碳。
碳渗入后形成的微细碳化物能促进氮的扩散，加快高氮化合物的形成。
这些高氮化合物反过来又能提高碳的溶解度。
碳氮原子相互促进便加快了渗入速度。
此外，碳在氮化物中还能降低脆性。
氮碳共渗后得到的化合物层韧性好，硬度高，耐磨，耐蚀，抗咬合。
常用的氮碳共渗方法有液体法和气体法。
处理温度530～570℃，保温时间1～3小时。
早期的液体盐浴用氰盐，以后又出现多种盐浴配方。
常用的有两种：中性盐通氨气和以尿素加碳酸盐为主的盐，但这些反应产物仍有毒。
气体介质主要有：吸热式或放热式气体（见可控气氛）加氨气；尿素热分解气；滴注含碳、氮的有机溶剂，如甲酰胺、三乙醇胺等。
氮碳共渗不仅能提高工件的疲劳寿命、耐磨性、抗腐蚀和抗咬合能力，而且使用设备简单，投资少，易操作，时间短和工件畸变小，有时还能给工件以美观的外表。
渗碳渗碳（carburizing/carburization）渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。
①分解渗碳介质的分解产生活性碳原子。
②吸附活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。
③扩散表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。
碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。
渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。
渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。
工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。
一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。
表面硬度可达HRC58～63﹐心部硬度为HRC30～42。
渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。
因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。
分类按含碳介质的不同﹐渗碳可分为固体渗碳﹑液体渗碳﹑气体渗碳和碳氮共渗。
固体渗碳把零件埋在装满固体渗碳剂(主要成分是木炭﹐并有碳酸钠﹑碳酸钡等作催渗剂)的容器中加热﹐在高温下通过碳与催渗剂的化学反应分解出活性碳原子﹐渗入零件表面。
固体渗碳可以在各种加热炉中进行﹐简单易行﹐但质量不易控制﹐周期长﹐劳动条件差。