(工艺技术)钢的热处理工艺设计经验公式
GCr15轴承钢的热处理工艺设计
热处理工艺课程设计说明书课程名称：金属热处理工艺学设计题目：GCr15轴承钢的热处理工艺设计院系：机械工程学院班级：材料成型及控制工程 XXXX 学号： 0 9 1 1 0 1 1 00学生姓名： idealwang指导教师：黄老师热处理工艺课程设计任务书目录1 热处理工艺课程设计的目的 --------------------42 零件的技术要求及选材 ------------------------4 2.1工作条件和技术要求 -------------------------4 2.2材料的选择 ---------------------------------52.3化学成分及合金元素的作用 -------------------63 热处理工艺课程设计的内容及步骤 ---------------7 3.1相变点的确定 ----------------------------------7 3.2热处理工艺 ----------------------------------8 3.2.1工艺流程-------------------------8 3.2.2热处理工艺参数的制定-------------10 3.2.3处理工艺卡片填写---------------------12 3.2.4作过程中的注意事项 ------------------------------12 3.3家具的设计或者选用及零件的摆布------------------------13 3.4热处理设备的选择-----------------------16 3.5组织特点和性能的分析 ------------------------------16 4总结---------------------------------------------215 收获和体会 ---------------------------------236 参考文献 -----------------------------------237 附表 1 热处理工艺卡 -------------------------25§1 热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。
热处理通用技术规范及作业指导书
热处理通用技术规范编制：审核：批准：热处理通用技术规范1.目的为确保公司生产的产品符合产品标准技术要求，根据公司质量手册和程序文件的规定，特制定热处理通用工艺规范，用于指导热处理生产与过程控制。
2.适用范围本规范明确了热处理生产的主要工艺和质量控制方式、方法、要求，适用于石油机械API SPEC7K转盘及其配件产品的各种热处理。
属于本公司的其他产品和外协产品的热处理也可参照本规范的基本要求执行。
3.主要热处理工艺热处理是通过对工件的加热、保温和冷却，使金属或合金的组织结构发生变化，从而获得预期的性能的操作工艺。
热处理能最大限度的发挥材料潜力，改善和获得良好的机械性能、加工性能、物理性能和化学性能等。
热处理作为生产过程特殊工序，在石油机械产品生产制造中有重要作用。
可以分为：a.整体热处理与表面热处理整体热处理：如退火、正火、淬火、回火表面热处理：如感应加热表面淬火、火焰加热淬火以及化学热处理（如表面渗碳、碳氮共渗、氮化等）b.预先（或预备）热处理与最终热处理预先热处理一般是为了获得良好的加工性能而采取的热处理工艺，如时效、退火（包括去应力退火、球化退火等）、正火等，预先热处理有时也可以作为最终热处理。
一般用于焊接结构件、铸件等。
相对于最终热处理而言，某些重要、大截面钢件采用预先热处理（通常采用正火处理）是为使最终热处理产品有一个良好的组织保证。
3.1退火（Annealing）将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度后，一般随炉温缓慢冷却。
主要是降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；细化晶粒，改善力学性能，为下一工序做准备；消除冷、热加工所产生的内应力。
主要适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料，一般在毛坯状态进行退火。
按照要求目的的不同，退火可分为重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火以及稳定化退火等。
钢的热处理工艺设计经验公式大全
钢的热处理工艺设计经验公式大全热处理是钢材加工过程中非常重要的一环，通过改变钢材的晶体结构和组织状态，可以提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。
热处理工艺设计是确定热处理参数和过程的过程。
在热处理工艺设计中，经验公式是实践经验的总结，可以作为指导设计的依据。
以下是一些常用的钢的热处理工艺设计经验公式：1.碳钢淬火温度（Tc）经验公式：Tc=727+0.33*C其中，Tc为淬火温度（单位：摄氏度），C为碳含量（单位：百分比）。
这个公式是根据碳钢的相图和强度要求推导出来的。
2.碳钢回火温度（Th）经验公式：Th=500+5*HRC-10其中，Th为回火温度（单位：摄氏度），HRC为硬度值（单位：洛氏硬度）。
这个公式是一种经验化的关系，用于估算碳钢的回火温度。
3.碳钢退火温度（Ta）经验公式：Ta=800+20*M-10*F其中，Ta为退火温度（单位：摄氏度），M为马氏体体积分数（百分比），F为珠光体体积分数（百分比）。
这个公式是根据马氏体转变的温度范围和组织形态确定的。
4.合金钢的时效温度（Ts）经验公式：Ts=Ac3+100-60*Ln(t)其中，Ts为时效温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度），t为时效时间（单位：小时）。
这个公式是用于选择合金钢的时效温度和时间。
5.不锈钢的固溶温度（Ts）经验公式：Ts=0.6*Ac1+0.4*Ac3其中，Ts为固溶温度（单位：摄氏度），Ac1为铁素体转变温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度）。
这个公式是选择不锈钢的固溶温度的经验方法。
6.复合材料的固化温度（Tc）经验公式：Tc=0.6*Tg+0.4*Tm其中，Tc为固化温度（单位：摄氏度），Tg为玻璃化转变温度（单位：摄氏度），Tm为熔融转变温度（单位：摄氏度）。
这个公式适用于选择复合材料的固化温度。
10钢的热处理工艺
形变热处理
高温形变热处理是把钢加热至奥氏体化，保温一段时间，在该温度下进行塑性变形，随后淬火处理，获得马氏体组织。
高温形变热处理的应用？？碳钢、低合金结构钢及机械加工量不大的锻件或轧材。
根据性能要求，高温形变热处理在淬火后，还需要进行回火。高温形变热处理的塑性变形是在奥氏体再结晶温度以上的范围内进行的，因而强化程度（一般在10％～30％之间）不如低温形变热处理大。
1.过热
2.过烧
3.氧化
4.脱碳
由于加热温度过高或时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷
淬火加热温度太高造成奥氏体晶界出现局部熔化或发生氧化的现象
淬火加热时工件与周围的氧等发生的化学反应
淬火加热时，钢中的碳与空气中的氧等发生反应生成含碳气体逸出
第三节 其他类型热处理
钢的表面热处理
化学热处理
形变热处理
（2）渗碳后的组织 常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3等。渗碳后缓冷组织自表面至心部依次为：过共析组织（珠光体+碳化物）、共析组织（珠光体）、亚共析组织（珠光体+铁素体）的过渡区，直至心部的原始组织。
（3）渗碳后的热处理 渗碳后的热处理方法有：直接淬火法、一次淬火法和二次淬火法。
从经济性原则考虑，正火的生产周期短，操作简单，工艺成本低，在满足使用和工艺性能的前提下，应尽可能用正火代替退火。
第二节 钢的淬火与回火
一、淬火 将钢加热到Ac1或Ac3以上，保温一定时间，然后快速（大于临界冷却速度）冷却以获得马氏体（下贝氏体）组织的热处理工艺称为淬火。
1.淬火应力
与渗碳相比，渗氮温度低且渗氮后不再进行热处理，所以工件变形小。 为了提高渗碳工件的心部强韧性，需要在渗氮前对工件进行调质处理。
钢的热处理
热处理是指金属在固态下经加热、保温和冷却，以改变金属的内部组织和结
构，从而获得所需性能的一种工艺过程。
保温 温度 临界温度 冷 加 热 却 时间
热处理工艺曲线示意图
钢的热处理－热处理的基本概念
二、热处理的基本要素和作用
热处理的三大要素
①加热（ Heating） 目的是获得均匀细小的奥氏体组织。
种类： 扩散退火、再结晶退火、去应力退火。
第二类退火：
目的和作用： 以改变组织和性能为目的，获得以珠光体为主的组织，并使钢中的珠光体、 铁素体和碳化物等组织形态及分布达到要求。 种类： 完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火。
钢的热处理－钢的退火与正火
完全退火（Complete Annealing）
热处理的作用
改善钢（工件）的力学性能或工艺性能，充分发挥钢的性能潜力， 提高工件
质量，延长工件寿命。
重要结论：
材料是否能够通过热处理而改善其性能，关键条件是材料在加热和冷却过程 中是否发生组织和结构的变化。
钢的热处理-热处理的基本概念
三、热处理的类型
1.按加热、冷却方式及钢的组织、性能不同分类
时间 / s
马氏体转变时产生的组织应力。
温度 / C
Ms
理想淬火介质的冷却曲线
钢的热处理－钢的淬火与回火
常用淬火介质：
①水 特点：经济，冷却能力较强，但在Ms点附近冷速过快。 适用范围：碳钢。 盐水：盐或碱的水溶液，高温冷却能力比水强，适用于碳钢。 ②油
特点：低温区（Ms点附近）冷速缓慢，可有效降低变形和开裂倾向，
两个方面的问题：
冷却速度大，容易获得马氏体。 冷却速度大，内应力大，工件变形和开裂的倾向大。
40Cr钢轴的热处理工艺设计
40Cr钢轴的热处理工艺设计1.工作环境要求轴材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度2.性能要求驱动轴的失效形式主要是疲劳断裂和轴颈严重磨损。
因此材料要有高强度，一定的冲击韧性，足够弯曲，扭转疲劳强度和刚度，轴颈表面有高硬度和耐磨性。
3.材料选择40Cr钢特点：（1）40Cr钢为中碳合金钢，采用调质（或正火）热处理来提高并改善加工性能。
（2）具有良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性.（3）淬透性好，水淬可淬透到28-60mm，油淬可淬透到15-40mm （4）晶粒细小，使钢的冷脆倾向大大减小。
4.工艺方法路线下料——锻造——正火——粗加工——精加工——粗铣齿——淬火+高温回火——精铣齿——成品5.40Cr钢的化学成分6.工艺参数（1）正火1.正火加热温度：870℃,Ac3+30～50℃2.正火保温时间：2～3h3.正火加热速度：<200℃/h（2）淬火+高温回火淬火温度要求：Ac3+30～50℃，采用油冷，高温回火温度520℃7.工序说明（1）淬火：使奥氏体转化后的工件获得尽可能多的马氏体，再配以不同温度回火获得各种需要的性能。
（2）高温回火：a：降低脆性，消除内应力b：得到对应工件所需求的力学性能c：稳定工件尺寸8.热处理缺陷1.过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。
粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。
而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料。
过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
2.过烧：加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。
钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。
过烧组织无法恢复，只能报废。
因此在工作中要避免过烧的发生。
3.脱碳及氧化：钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。
热处理手册
热处理手册：工艺基础：《热处理手册(第1卷):工艺基础》是一产热恋处理专业的综合工具书，共4卷。
《热处理手册(第1卷):工艺基础》共11章，内容包括基础资料、金属热处理的加热、金属热处理的冷却、钢铁件的整体热处理、表面加热热处理、化学热处理、形变热处理、非铁金属的热处理、铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理、功能合金的热处理、其他热处理技术。
《热处理手册(第1卷):工艺基础》由中国机械工程学会热处理学会组织编写，具有一定的权威性；内容系统全面，具有科学性、实用性、可靠性和先进性。
内容简介：《热处理手册(第1卷):工艺基础》可供热处理工程技术人员、质量检验和生产管理人员使用，也可供热处理人员、质量检验和生产管理人员使用，也可供科研人员、设计人员、相关专业的在校师生参考。
图书目录：前言第1章基础资料1.1 金属热处理分类及代号1.2 合金相图1.3 现行热处理标准题录参考文献第2章金属热处理的加热2.1 金属和合金相变过程中的元素扩散2.2 钢的加热转变2.3 加热介质和金属与介质的作用2.4 加热计算公式及常用图表2.5 加热节能措施2.6 可控气氛2.7 加热熔盐和液态床2.8 真空中的加热参考文献第3章金属热处理的冷却3.1 钢的过冷奥氏体转变3.2 钢件热处理冷却过程3.3 淬火冷却介质3.4 淬火冷却介质参考文献第4章钢铁件的整体热处理4.1 钢的热处理4.2 铸铁的热处理参考文献第5章表面加热热处理5.1 感应加热热处理5.2 火焰淬火5.3 激光、电子束热处理5.4 其他表面热处理方式参考文献第6章化学热处理6.1 钢的渗碳6.2 钢的碳氮共渗6.3 渗氮及以氮为主的共渗6.4 渗金属及碳氮之外的非金属6.5 离子化学热处理6.6 气相沉积与离子注入技术参考文献第7章形变热处理7.1 概述7.2 低温形变热处理7.3 高温形变热处理7.4 表面形热处理7.5 形变化学热处理参考文献第8章非铁金属的热处理8.1 铜及铜合金的热处理8.2 铝及铝合金的热处理8.3 镁合金的热处理8.4 钛及钛合金的热处理8.5 高温合金的热处理8.6 贵金属及其合金的热处理参考文献第9章铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理9.1 概论9.2 铁基粉末冶金件及其热处理9.3 钢结硬质合金及其热处理9.4 粉末高速钢及其热处理9.5 硬质合金及其热处理参考文献第10章功能合金的热处理10.1 电性合金及其热处理10.2 磁性合金的热处理10.3 膨胀合金的热处理10.4 弹性合金的热处理10.5 形状记忆合金及其定形热处理参考文献第11章其他热处理技术11.1 磁场热处理11.2 强烈淬火11.3 微弧氧化参考文献。
钢的热处理工艺
3）分级淬火 ） 概念 将奥氏体状态的工 件首先淬入略高于钢的 Ms点的盐浴或碱浴炉中 保温，当工件内外温度 均匀后，再从浴炉中取 出空冷至室温，完成马 氏体转变。
4）等温淬火 ） 将奥氏体化后的工 件在稍高于Ms温度的盐 浴或碱浴中冷却并保温 足够时间，从而获得下 贝氏体组织的淬火方法。
（5）钢的淬透性 ） 1）淬透性的概念 ） 指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力， 指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力， 钢的淬透性大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深 度来表示。 度来表示。 通常采用从淬火工件表面到半马氏体区距离作为淬透层 深度。 深度。 2）影响淬透性的因素 ） 主要因素是化学成分 以外， 除Co以外，所有溶于奥氏体中的合金元素都提高淬透性。 以外 所有溶于奥氏体中的合金元素都提高淬透性。 奥氏体的均匀性、 奥氏体的均匀性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都 会影响淬透性。 会影响淬透性。
感应加热表面淬火的分类 据电流频率的不同，可将感应加热表面淬火分为三类： 第一类 高频感应加热淬火 常用电流频率：80～1000kHz 淬硬层深度： 0.5～2.0mm 应用：适用于中小模数的齿轮及中小尺寸的轴类零件等。 第二类 中频感应加热淬火 常用电流频率：2500～8000Hz 淬硬层深度： 2～10mm 应用：适用于较大尺寸的轴和大中模数的齿轮等。 第三类 工频感应加热淬火 电流频率：50赫兹 淬硬层深度：可达10～15mm 应用：适用于较大直径零件的穿透加热及大直径零件如轧辊、 火车车轮等的表面淬火。
二、正火
概念 将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热 将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热 临界温度以上 空冷 处理工艺。 处理工艺。 亚共析钢的加热温度为Ac3＋30℃～50℃ 过共析钢的加热温度为Accm＋30℃～50℃。
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钢的热处理工艺设计经验公式1钢的热处理1.1 正火加热时间加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s);D使工件有效厚度（mm）；K是加热时间系数（s/mm）。
K值的经验数据见表1。
表1 K值的经验数据1.2 正火加热温度根据钢的相变临界点选择正火加热温度低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2）中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3）高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4）亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5）共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6）1.3 淬火加热时间为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式：t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）；a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）；b—到达预热温度的加热系数（min/mm）；c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）；K—装炉修正系数；D︱--工件的有效厚度（mm）。
在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b 为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。
若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。
工件装炉修正系数K的经验值如表2：表2 工件装炉修正系数K1.4 淬火加热温度按常规工艺,亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）；（10）共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）；（11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）（12）1.5回火加热时间对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：t=aD+b （13）式中t—回火保温时间（min）；D—工件有效尺寸；（mm）；a—加热系数（min/mm）；b—附加时间，一般为10～20分钟。
盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为1.0～1.5min/mm；箱式电炉加热系数为2～2.5mim/mm。
1.6回火加热温度钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：钢的回火温度的估算,T=200+k(60-x) （14）式中: x —回火后硬度值,HRC；k—待定系数,对于45钢,x>30,k =11；x≤30,k=12。
大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果——硬度值或力学性能相同。
因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态(回火1h)时方可使用，实际生产应用受到限制.为了解决上述问题，将有关因素均定量表达，文献中导出如下回火公式：(1)在200～40O℃范围：HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+( T-200)(lgt-1.28)×0.036 （15）(2)在400～600℃范围:HV=17.2×103/T-(1gt一1.28)×29.4-(T-400)(Igt-1.28)×0.023 （16）式中T--回火温度℃t--回火时间，min对比可以看出影响回火效果的主要因素是T和t能较好,较真实地反映出实际工艺参数的影响，定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。
2钢的热处理相变点及再结晶温度的计算2.1 A C1和A C3温度的经验公式A C1和A C3分别表示在加热过程中组织开始转变为奥氏体和全部转变为奥氏体时的温度，它们对钢的热处理工艺的制定以及新材料和新工艺的设计都具有重要意义。
因此，对A C1和A C3的预测具有较大的理论和应用价值。
Andrews搜集了英，德，法，美等国家的资料通过对大量试验数据进行回归分析，获得了根据钢的化学成分计算A C1和A C3温度的经验公式：A C3(℃)=910 - 203C1/ 2- 15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo +13.1W (17)A C1(℃)=723– 10.7Mn – 13.9Ni + 29Si + 16.9Cr + 290As + 6.38W (18)式中的元素符号代表其含量 (质量分数，wt%，下同) ，适用钢的成分范围为：≤0.6C, ≤4.9Mn, ≤5Cr , ≤5Ni , ≤5.4Mo。
公式(1)～(2)表达了钢的A C1和A C3与化学成分之间的关系，其优点是形式简明、直观，便于应用。
2.2钢奥氏体化后冷却时,奥氏体开始转变为马氏体的温度Ms（℃）Ms=550-350C-40Mn-35V-20Cr-17Ni-Cu-10Mo-5W+15Co+30Al+0Si （19)Ms=561-474C-33Mn-17Cr-17Ni-21Mo (20) 式(19),(20)适用于中低碳钢。
Ms=539-423C-30.4Mn-17.7Ni-12.1Cr-7.5Mo (21) 式(21)适用于0.11%≤C≤0.60%,0.04%≤Mn ≤4.8%,0.11%≤Si ≤1.89% ,0≤Ni≤5.04%,0≤Cr≤4.61% ,0≤Mo≤5.4%。
注意 ,上述 Ms点的计算公式主要用于亚共析钢;对于过共析钢,由于淬火加热温度对奥氏体的成分影响较大,故根据钢的成分来计算Ms点是没有意义的。
Ms=41.7(14.6-Cr)+0.6(6.9-Ni)+33(1.33-Mn)+28(0.47-S)+1677(0.068-C-Ni)-17.8 (22) 式(22)适用于SUS类不锈钢(日本)。
2.3 奥氏体转变为马氏体(M)的终了温度Mf(℃)Mf点根据不同的马氏体转变量的计算公式:Mf=(100%M)=Ms-(215±15) (23)Mf=(90%M)=Ms-(103±12) (24)Mf=(50%M)=Ms-(47±9) (25) Mf=(10%M)=Ms-(10±3) (26)2.4贝氏体组织开始转变的温Bs(℃)Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo (27)2.5 钢的再结晶温度TR(K)TR=0.4Tm (28)式中: Tm—钢的熔点温度,K。
3钢在空气炉中加热时间(考虑节能)的计算3.1按工件形状确定加热时间t(min)式中:ki—形状系数,k圆柱=1/6～1/9,k板=1/3～1/6,k薄壁管=(δ/D<1/4)=1/4～1/5,k厚壁管(δ/D>1/ 4) = 1/2～1/4 ;w—形状特征尺寸,直径、板厚或壁厚,mm。
3.2按实际装炉量确定加热时间t(min)t=(0.6～0.8)∑Gw (30) 式中:∑Gw—装炉工件总重量,kg。
式(30)适用于45kW箱式电炉加热。
4钢的临界冷却速度的计算4.1钢在油中淬火时心部得到马氏体的临界冷却速度νM(℃/h)logνM=9.81-4.62C+1.10Mn+0.54Ni+0.50Cr+0.60Mo+0.00183PA (31) 式中: PA—奥氏体化参数(加热时间×加热温度,此处加热时间为1h)。
4.2钢在油中淬火时心部得到贝氏体的临界冷却速度νB(℃/h)logνB=10.17-3.80C+1.07Mn+0.70Ni+0.57Cr+1.58Mo+0.0032PA (32) 4.3钢在油中淬火时心部得到珠光体-铁素体混合物的临界冷却速度νPF(℃/h)logνPF=6.36-0.43C+0.49Mn+0.78Ni+0.26Cr+0.38Mo+0.0019PA (33) 4.4钢在油中淬火时心部得到50%马氏体+50%贝氏体的临界冷却速度ν50MB(℃/h)logν50MB=8.50-4.13C+0.86Mn+0.57Ni+0.41Cr+0.94Mo+0.0012PA (34) 式(31)～(34)适用条件:C≤0.50%,Mn≤1.75%,Ni≤3.0%,Cr≤2.25% ,Mo≤1.0% ,Mn+Ni+Cr+Mo≤5.0%。
5钢的淬火冷却时间的计算5.1钢预冷淬火时空气预冷时间ty(s)ty=12+(3～4)D (35) 式中:D—淬火工件危险截面厚度,mm。
5.2钢Ms 点上分级冷却时间tf(s)tf=30+5D （36）6 钢的淬火硬度的计算6.1 钢终端淬火试验时,距试样顶端4～40 mm范围内各点硬度H4～40 (HRC)H4～40=88C 1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni 1/2+16Mn 1/2+35Mo 1/2+5Si 1/2-0.82G-20E 1/2+2.11E-2 (37) 式中: E—到顶端距离,mm;G—奥氏体晶粒度。
6.2钢的最高淬火硬度,即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh(HRC)6.3钢的临界淬火硬度,即淬火钢获得50%马氏体时的硬度Hl(HRC)Hl=24+40C (39) 6.4 钢淬火组织为马氏体时的硬度HVMHVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logνM (40) 6.5钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVBHVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logνB(89+54C-55Si-22Mn- 10Ni-20Cr-33Mo) (41) 6.6钢淬火组织为珠光体- 铁素体的硬度HVPFHVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logνPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) (42) 式(40)～(42)适用条件同式(31)～(33)。
7钢回火后硬度的计算7.1钢淬火组织为马氏体时的回火硬度HVMHVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) (43)式中: PB—回火参数(回火温度×回火时间,此处加热时间为1h)。
7.2钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度HVBHVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V) (44)式(42) , (43) 适用条件:C≤0.83% ,Mn≤2.0%,Si≤1.0%,Cr≤2.0%,Mo≤1.0%,Ni≤3.0%,V≤0.5%,Mn+Ni+Cr+Mo≤5.0%。