淬火工艺参数(精)
精选表面工程学三表面淬火

表面淬火中的软带问题
特大轴承表面淬火的软带问题
利用高能束(激光束、电子束、等离子束)在被处理工件表面的能量转换加热工件,使其快速加热到Ac3或Acm相变温度以上,然后利用自身快速冷却,在材料表面获得硬化层。
第四节 高能束表面淬火技术
第七章 气相沉积技术
5.4.1 高能束表面改性
图4-3 钢的磁导率、电阻率与加热温度的关系
感应加热淬火技术的基本原理(3)
以齿轮加工为例锻打毛坯→正火处理(~220HB)→粗加工→调质处理(~250HB)→精加工(滚齿)→感应加热淬火→回火(~55HRC)→磨削
二、 感应加热表面淬火工艺流程
齿轮高频淬火
热效率高、加热时间短; 工件表面氧化、脱碳比较轻,变形小; 比普通热处理具有更优异的机械性能; 设备易于实现机械化自动生产,生产效率高; 零件棱边易过热,形状复杂的零件难以保证温度均匀; 设备投资较大。
(图中所示为一个半导体二极管激光器和五美元钞票大小的对比。)如今,这样的芯片随处可见,比如说CD播放器、蓝光播放器、红色激光笔并构成了全球电信网络的骨干。
在工业上,激光被用作永远不会变钝的锯和钻头。最初人们使用激光来加工硬度很高的材料,如钻石,或非常柔软的材料,例如婴儿奶瓶的奶嘴。 低功率激光可以切割和焊接塑料;高功率激光可以切割和焊接金属。早期的工业激光器,必须要有非常庞大的体形,才能产生足够的能量,但新型固态激光器却非常小巧,给人印象深刻:如今一段细光纤或几分之一毫米厚、扑克大小的盘片就能产生千瓦级的能量,足以切开几厘米厚的金属片。
硬化层的厚度可用金相法和硬度法测定。
表面淬火层的组织和硬度分布
硬度法测定硬化层的厚度
金相法测定硬化层的厚度
(1) 表面硬度:经高频加热淬火的工件其表面硬度比普通淬火高2~5个HRC。这是由于表面淬火晶粒细化和高的残余压应力。
钢的热处理工艺淬火(精品值得参考)课件

THANKS
淬火时间
淬火时间过短或过长都会影响淬火效果,需要根据实际情况进行调整。
淬火介质与冷却方式
淬火介质
淬火介质的冷却能力、化学成分和杂质含量都会影响淬火效果。
冷却方式
采用不同的冷却方式(如油冷、水冷、空冷等)会影响钢的硬度和组织结构,进而影响其力学性能。
05 淬火工艺的优化与创新
新型淬火介质的研究与应用
总结词
新型淬火介质具有更高的冷却速度和更 佳的淬火效果,能够提高钢的硬度和强 度,降低淬火变形和开裂的风险。
VS
详细描述
随着科技的发展,新型淬火介质不断涌现, 如聚合物淬火介质、纳米流体淬火介质等。 这些新型淬火介质具有优异的热物理性能, 能够提供更快的冷却速度和更均匀的冷却 效果,从而提高钢的硬度和强度。
高碳钢的淬火工艺应用
高碳钢是一种碳含量较高的钢材,通常用于制造需要高硬度和耐磨性的 工具和零件。淬火工艺对于高碳钢的性能至关重要,可以提高其硬度和 耐磨性。
在高碳钢的淬火工艺中,通常采用油淬或水淬的方法。油淬是将钢材加 热到高温后迅速放入油中冷却,水淬则是将钢材加热到高温后迅速放入
水中冷却。不同的淬火方法会对钢材的性能产生影响。
钢的热处理工艺淬火(精 品值得参考)课件
• 淬火工艺简介
目 录
• 淬火工艺流程 • 淬火效果的影响因素 • 淬火工艺的优化与创新 • 淬火工艺的实际应用案例
01 淬火工艺简介
淬火的定义与目的
淬火定义
淬火是一种金属热处理工艺,通 过快速冷却的方法使金属获得高 硬度、高耐磨性和高强度等特性。
淬火目的
去除工件表面的油污、锈 迹和杂质,确保工件干净。
矫直工件
对工件进行矫直,确保其 形状和尺寸符合要求。
淬火方法(精)

常用钢的等温温度
钢号
适宜的等温温 度/℃
适宜的等温 时间/ min
钢号
适宜的等温温度 适宜的等温时问 /min /℃
65 65Mn 55Si2 60Si2 T12
280~350 220
10~20 10~20 10—20 20~30 25~45
变形。
硬度略低于水淬 适用于尺寸比较小、形状 复杂的易开裂工件的淬火。
6
双液淬火与分级淬火的比较
双液淬火工艺曲线
分级淬火工艺曲线
分级淬火工艺参数的确定
【加热温度】 【分级温度 】 淬透性好的钢:MS+ 10~30℃ 淬透性低或大尺寸工件:MS- 80~100℃ 【淬火介质】 硝盐浴、分级淬火油 比普通淬火高10~20℃
10
等温淬火工艺参数的确定
【加热温度】 【等温温度 】 与普通淬火相同 参照等温转变曲线
淬透性好的钢:MS ~ MS +10~30℃ 淬透性低或大尺寸工件:MS- 80~100℃
【淬火介质】 硝盐、碱浴,等温后空冷 【等温时间 】 根据等温转变曲线查出的等温时间 【组织 】 下贝氏体+马氏体+残余奥氏体
【等温时间 】
等温时间(s) 零件的有效厚度 ( 5 s / mm) 30 (s)
常用零件的分级淬火应用
(4) 贝氏体等温淬火
——工件加热奥氏体化后快冷到贝氏体转变温度区间等温保持,使奥氏体 转变为贝氏体的淬火。 淬火后淬火应力与变形小, 工件硬度、耐磨性高,韧性、 塑性好 可用来处理畸变更小(较分级淬火) 各种中碳钢、高碳钢和合金钢制造的小 型复杂易开裂的工件。
采用油—空气双介质淬火时,应待油的沸腾减弱,且工件出油后表面不起火、 只冒白烟时出油
退火,正火,淬火,回火工艺标准

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺方法。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770~前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展,人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。
1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
(完整版)淬火回火工艺

渗碳淬火目录渗碳(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。
编辑本段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。
(工艺技术)钢的淬火回火工艺参数的确定

钢的淬火回火工艺参数的确定作者:长江挖掘机厂1 前言淬火是强化材料最有效的热处理工艺方法,其工艺参数的选择直接影响着材料的性能。
这就要求热处理工作者不断创新,改进工艺,有效地发挥出材料的潜力,节约能源,降低生产成本。
本文简述了钢的淬回火工艺参数的确定及量化依据。
2 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℃);共析和过共析钢为Ac1+(30~50℃);合金钢的淬火加热温度常选用Ac1(或Ac3)+(50~100℃);高合金钢含有大量高熔点碳化物,要增大奥氏体化程度,淬火加热温度更高,有些已达到接近熔点的程度。
为了达到钢所要求的不同性能,淬火加热温度正在向高或低两个方面发展。
亚温淬火就是将淬火温度降至Ac3点以下5~10℃的α+γ两相区,在保留大约10%~15%未溶铁素体状态进行淬火,在保证强度及较高硬度的同时,塑性、韧性得到改善,淬火变形或开裂明显减少,回火脆性也有所减弱。
现已作为一种新的成熟工艺已获得国内外热处理工作者的共识。
此外,还有人发现[1],以40Cr钢为代表的亚共析钢在Ac3点处有硬化峰出现,此温度淬火不仅可获得最高的硬度,且各项力学性能也为最佳值,掌握得当能充分发挥钢的潜力。
与其相反,提高某些钢的淬火温度也可获得预想不到的结果。
如热模具钢5CrMnMo、5CrNiMo钢的淬火温度由传统的860℃提高至920℃(高出30~80℃)[2],加速了碳化物的溶解,增加了马氏体中的合金含量,组织均匀。
可以获得大量的高位错马氏体,断裂韧度大大提高,红硬性更为优异,其使用寿命成倍提高。
又如,H13钢淬火温度由1050℃提高至1100℃时,奥氏体晶粒并不明显长大,由于碳化物溶解加速,奥氏体中含碳及合金元素增多,其结果使δb、δ0.2(室温和500℃)及热疲劳性能提高,有利于延长H13钢的模具使用寿命[3]。
随着对亚共析钢所要求的性能而异,其淬火温度的选择有很大的灵活性。
钢的淬火和回火
对于共析钢和过共析钢,淬火温度为Ac1+ (30-50)℃。共析钢淬火后的组织为马氏体 和少量残余奥氏体。过共析钢由于淬火前经过 球化退火,因而淬火后组织为细马氏体加颗粒 状的渗碳体和少量残余奥氏体,如下图所示。 分散分布的颗粒状渗碳体对提高钢的硬度和耐 磨性有利。如果将过共析钢加热到Accm以上, 则由于奥氏体晶粒粗大,含碳量提高,使淬火 后马氏体晶粒也粗大,且残余奥氏体量增多, 这将使钢的硬度、耐磨性下降,脆性和变形开 裂倾向增加。
淬透性的应用
力学性能是机械设计中选材的主要依据,而钢 的淬透性又直接影响其热处理后的力学性能。 因此,在选材时,必须对钢的淬透性有充分的 了解。
图为两种淬透性不同的钢制成相同的轴经调质处理后, 其力学性能的比较。高淬透性的钢的整个截面都是回火索 氏体组织,力学性能均匀,强度高,韧性好。低淬透性钢 的心部组织为片状索氏体加铁素体,韧性差。
淬火方法
采用适当的淬火 方法可以弥补冷 却介质的不足, 常用的淬火方法 如图所示。
1)单介质淬火方法
将加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬 火方法。如水淬和油淬都属于这种方法。该方 法操作简单,易实现机械化,应用较广。
2)双介质淬火
是指将工件先在一种冷却能力较强的介质中 冷却,避免珠光体转变,然后转入另一种冷却 能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。常 用的方法是水淬油冷或油淬空冷。其优点是冷 却比较理想,缺点是第一种介质中停留时间不 易控制,需要有实践经验。该方法主要用于形 状复杂的碳钢工件及大型合金钢工件。
温 度
Ac3
Ar1
时间
3. 控制马氏体组织形态的热处理
低碳马氏体淬火 中碳钢高温淬火 高碳钢低温短时加热淬火 低碳合金钢复合组织淬火
淬火标准工艺
淬火工艺Hardening or Quenchingcui huǒ(行业内,淬读"zàn"音,即读“zàn huǒ”)钢旳淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之所有或部分奥氏体[1]化,然后以不小于临界冷却速度旳冷速快冷到Ms如下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变旳热解决工艺。
一般也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料旳固溶解决或带有迅速冷却过程旳热解决工艺称为淬火。
淬火旳目旳是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度旳回火,以大幅提高钢旳强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足多种机械零件和工具旳不同使用规定。
也可以通过淬火满足某些特种钢材旳旳铁磁性、耐蚀性等特殊旳物理、化学性能。
淬火能使钢强化旳主线因素是相变,即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织(或贝氏体组织)。
钢淬火工艺最早旳应用见于河北易县燕下都遗迹出土旳战国时代旳钢制兵器。
淬火工艺最早旳史料记载见于《汉书.王褒传》中旳“清水焠其峰”。
“淬火”在专业文献上,人们写旳是“淬火”,而读起来又称“蘸火”。
“蘸火”已成为专业口头交流旳习用词,但文献中又看不到它旳存在。
也就是说,淬火是原则词,人们不读它,“蘸火”是常用词,人们却不写它,这是国内文字中不多见旳现象。
淬火是“蘸火”旳正词,淬火旳古词为蔯火,本义是灭火,引申义是“将高温旳物体急速冷却旳工艺”。
“蘸火”是冷僻词,属于现代词,是文字改革后浮现旳产物,“蘸”字本义与淬火无关。
“蘸火”本词为“湛火”,“湛”字读音同“蘸”,而其字形又与水、火有关,符合“水与火合为蔯”之意,字义与“淬火”相通。
“湛火”为本词,“蘸火”则为假借词。
淬火将金属工件加热到某一合适温度并保持一段时间,随后浸入淬冷介质中迅速冷却旳金属热解决工艺。
常用旳淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。
热处理工艺规程(工艺参数)
热处理⼯艺规程(⼯艺参数)热处理⼯艺规程B/Z61.012-95(⼯艺参数)2005年12⽉5⽇⽬录1.主题内容与适⽤范围 (1)2.常⽤钢淬⽕、回⽕温度 (1)2.1要求综合性能的钢种 (1)2.2要求淬硬的钢种 (4)2.3要求渗碳的钢种 (6)2.4⼏点说明 (6)3.常⽤钢正⽕、回⽕及退⽕温度 (7)3.1要求综合性能的钢种 (7)3.2其它钢种 (8)3.3⼏点说明 (8)4.常⽤钢去应⼒温度 (10)5.各种热处理⼯序加热、冷却范围 (12)5.1淬⽕……………………………………………………………………………………………1 2 5.2 正⽕及退⽕ (14)5.3回⽕、时效及去应⼒ (15)5.4⼯艺规范的⼏点说明 (16)6.化学热处理⼯艺规范 (17)6.1氮化 (17)6.2渗碳 (20)7.锻模热处理⼯艺规范 (22)7.1锻模及胎模 (22)7.2切边模 (24)7.3锻模热处理注意事项 (25)8.有⾊⾦属热处理⼯艺规范 (26)8.1铝合⾦的热处理 (26)8.2铜及铜合⾦ (26)9.⼏种钢锻后防⽩点⼯艺规范 (27)9.1第Ⅰ组钢 (27)9.2第Ⅱ组钢 (28)热处理⼯艺规程(⼯艺参数)1.主题内容与适⽤范围本标准为“热处理⼯艺规程”(⼯艺参数),它主要以企业标准《⾦属材料技术条件》B/HJ-93年版所涉及的⾦属材料和技术要求为依据(不包括⾼温合⾦),并收集了我公司⽣产常⽤的⼯具、模具及⼯艺装备⽤的⾦属材料。
本标准适⽤于汽轮机、燃⽓轮机产品零件的热处理⽣产。
2.常⽤钢淬⽕、回⽕温度2.1 要求综合性能的钢种:表1注:①采⽤⽇本材料时,淬⽕温度为960~980℃,回⽕温度允许⽐表中温度⾼10~30℃。
②有效截⾯⼩于20mm者可采⽤空冷。
2.2要求淬硬的钢种(新HRC>30)表2注:①回⽕后油冷。
②淬⽕加热时要加以保护,以防脱碳。
③回⽕脆性区为500~510℃,严禁采⽤。
热处理工艺17-2014
已知某钢在H=1的水中临界
D0=28mm,求油淬时的D0?求
得淬火烈度H=0.4时Do=18mm。
钢的临界直径
35 45 50 T10 55Mn 20Cr 40Cr 35CrMo 60Si2Mn 50CrV 38CrMoAlA 18CrMnTi 30CrMnSi
8~13 13~16.5 11~17 10~15 25~30 12~19 30~38 36~42 55~62 55~62 100 22~35 40~50
分级淬火加热温度=普淬+10~20℃
↑淬透性
分级温度:
淬透好的材料取Ms上
形状复杂、变形要求严取Ms上
要求高硬、较深淬深 取Ms 下 截面较大取Ms 下 d-零件有效厚度
分级停留时间:30+5d(s)
4、B等温淬火
优点:较高硬度、韧性 , 变 形小。
缺点:周期长 等温温度:依 C曲线及性能 要( T 低 ,B 下 多、硬度高) 适用:合金钢,Wc>0.6%的碳钢。
室温
的精密零件
其他方法 喷雾淬火-大型轴类
压缩空气吹到与其成一定角度的水柱上,使水雾化并 与风混和喷向零件表面。轴在淬火转台上旋转
喷射淬火-局部淬火(内部型腔) 模压淬火-板状、片状、细长杆状 减小变形
工件加热后放在特定的夹具或淬火压床上压紧
3-4 淬透性(hardenability) 一、淬透性的基本概念及其影响因素 1、定义:指钢在淬火时能够获得M的能力。 钢材本身的一种属性。
相同材料,同一介质,尺寸越小,淬硬层深度深
工件尺寸、介质相同时,材料的成分 影响淬硬层深度
淬透性的表示方法
通常用标准试样在一定条
件下淬火能够淬硬的深度 H 或全部淬透最大直径 D 表示。
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职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程
淬火工艺参数
主讲教师:雷伟斌
西安航空职业技术学院
淬火工艺参数
一、淬火加热规程
淬火加热规程主要指的是在淬火加热工艺中的加热温度、加热速度与保温时间这三个工艺参数,由于奥氏体化程度(成分、组织状态)对淬火钢的组织与性能有着决定性的影响,因此,正确选择与控制淬火加热规程十分重要。
1.淬火加热温度
确定淬火加热温度最基本的依据是钢的成分,即临界点的位置(A c1、A c3)。
亚共析钢淬火加热温度是A c3+30~50︒C,共析钢和过共析钢淬火加热温度是A c1+30~50︒C,这是因为在这样一个温度范围内奥氏体晶粒较细并溶入足够的碳,因此,淬火后可以得到细晶粒的马氏体组织。
亚共析钢若加热到A c3以下淬火,会因自由铁素体的存在而使硬度不均匀。
但过共析钢中存在少量未溶的二次碳化物,不仅不影响工具钢的硬度和耐磨性,而且通过适当调节过冷奥氏体中的含碳量还可以使马氏体形态得到控制,从而减少马氏体的脆性以及淬火后残留奥氏体的数量。
若加热温度太高,将形成粗大马氏体组织使力学性能恶化,同时增加了淬火应力及变形开裂倾向。
选择零件的淬火加热温度还与加热设备、工件尺寸大小、工件的技术要求、工件本身的原始组织、淬火介质及淬火方法等因素有关。
空气炉中加热比在盐浴炉中加热略高10~30︒C;对形状复杂、截面变化突然、易变形开裂的工件,一般选择淬火加热温度的下限,有时采取出炉后预冷再淬火。
为提高较大尺寸零件的表面硬度和淬透深度,淬火加热温度可适当提高,尺寸较小的零件则应选择稍低的加热温度。
采用冷速较慢的油、硝盐等淬火介质时,加热温度比水淬提高约20︒C。
当原始组织是极细珠光体时,加热温度应适当降低。
低合金钢淬火加热温度也应根据临界点A c1、A c3来确定,但考虑到合金元素的影响,为加速奥氏体化又不引起奥氏体晶粒粗化,一般应为A c1(或A c3)+50~100︒C。
确定中、高合金钢淬火加热温度时,应考虑合金元素的溶解与再分配。
强碳化物形成元素与碳可形成稳定碳化物,延缓其溶入奥氏体,同时由于合金元素在奥氏体中扩散较慢、不易均匀化,所以淬火加热温度应适当提高。
引起淬火加热温度升高的合金元素有铬、钴、钒、铝、钛等。
钢中加人了钨、钼、钛、钒、镍、硅等元素,可降低钢的过热敏感性,允许提高加热温度。
锰在高碳钢中可降低临界点,增加过热敏感性,淬火温度应取下限。
钼钢由于有较高的脱碳敏感性,也不宜在高温加热。
运用马氏体、贝氏体形态的形成规律来指导淬火加热规范的优选,具有十分重要的现实意义。
低碳马氏体钢由于受到低淬透性的限制,往往采用高温淬火以利于实现沿截面的整体强韧化。
中碳及中碳合金钢适当提高淬火温度,将抑制片状孪晶马氏体的形成,能获得较多的韧性较高的板条马氏体。
高碳钢采用低温淬火或快速加热来限制奥氏体中固溶的碳含量,可以增加淬火组织中板条马氏体的量,减少片状马氏体中的显微裂纹,从而减少钢的脆性。
此外,提高淬火温度及延长保温时间使奥氏体中含碳量提高,将降低马氏体临界点,从而增加残留奥氏体量。
表1 列出了部分常用钢的临界点与淬火加热温度。
表1 部分常用钢的淬火加热温度
钢号
临界点/℃
淬火温度/℃钢号
临界点/℃
淬火温度/℃A c1A c3,A cm A c1A c3,A cm
45 724 780 820~840︒C
盐水
840~860︒C
碱浴
40SiCr 755 850 900~920︒C油或水
T10 730 800 780~800︒C盐
水
810~830︒C硝
盐、碱浴
35CrMo 755 800 850~870︒C油或水
CrWMn 750 940 830~850︒C
油
60Si2Mn 755 810 840~870︒C油
9SiCr 770 870 850~870︒C油
860~880︒C碱
浴、硝盐
20CrMnTi 740 825 830~850︒C油
Cr12Mo V 810 1200
1020~
1150︒C油
30CrMnSi 760 830 850~870︒C油
W18Cr4 V 820 1330
1260~
1280︒C油
20MnTiB 720 843 860~890︒C油
40Cr 743 782 850~870︒C
油
40MnB 730 780 820~860︒C油
60Mn 727 765 850~870︒C
油
38CrMoAl 800 940 930~950︒C油
二、加热与保温时间
加热与保温时间由工件入炉后炉温到达指定温度所需时间t1、工件透烧时间t2及组织转变所需时间t3所组成。
t1与设备功率及装炉量、工件尺寸等有关。
设备功率大,加热速度快,t1就短。
盐浴炉加热比箱式炉快,而燃油、燃气炉又比电炉加热时间要短。
例如,25 mm⨯100 mm的工件,在1000︒C盐浴炉中加热时仅需4 min即可透烧,而在1000℃的马弗炉中则需40 min。
工件透烧时间t2主要取决于工件形状及尺寸,也与材料本身的导热性有关。
组织转变所需时间t3,对于碳钢及低合金结构钢,由于碳化物溶解较快,透烧后一般保温5-15min就足够了。
对于中合金结构钢,可保温15-25min。
对形成稳定碳化物的合金元素含量较高的钢,必须考虑合金元素的溶解和成分均匀化所需的时间,以发挥合金元素提高淬透性的作用。
生产中常用“加热系数”来估算加热时间,该时间按工件入炉后仪表指示到指定温度时开始计算:
t=αKD eff
式中,α为加热系数(表2);D eff为工件有效厚度(图2-2)(mm);K为
与装炉量有关的系数,一般为1-1.5。
对于形状复杂但要求变形小的工件,或高合金钢制的工件、大型合金钢锻件,必须考虑限速升温或阶梯升温,以减小变形及开裂倾向。
否则,由于工件温度不均匀将在加热过程中形成很大的热应力和组织应力。
表2 碳钢及合金钢在不同介质中的加热系数α
钢材
α/min⋅mm-1
空气炉流动粒子炉盐浴炉
碳钢0.9~1.1 0.4 0.5 合金钢 1.3~1.6 0.5 1.0
高速钢0.15~0.2(经二次预
热)
8~15s(经二次预热)。