淬透性淬硬性
钢的热处理及表面处理技术
• M体转变特点：
• ①无扩散型转变 • ②降温形成:连续冷却完成 • ③瞬时性 • ④转变的不完全性
Fe-1.8CF，e-1冷.8至C，-10冷0℃至-60℃
M形成时体积↑，造成很大 内应力。
• 冷处理：P42
1)无扩散 Fe 和 C 原子都不进展扩散，M是C过饱 和的体心立方的F体，固溶强化显著。
↓ • 总结：A体晶粒越粗大，那么晶界越少，
形核几率越小，那么A体越稳定，C曲线 右移。淬透性越好
• 三、钢的淬透性
• 〔三〕淬透性的测 定
四、钢的回火〔P127〕
1．概念(Conception)
将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度， 保温后冷却下来的一种热处理工艺。
2.目的(purpose) 〔1〕稳定工件组织、性能和尺寸 〔2〕减小或消除剩余应力，防止工件的 变形和开裂 〔3〕降低工件的强度、硬度，提高其塑 性和韧性，以满足不同工件的性能要求
C %↑→ M 硬度↑， 片状M 硬度高，塑韧性差。板条M 强度高，塑韧性较好
二、共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变
共
析
碳
钢
连
续
冷
却
水淬
无
M+AR
B
体
转变终止线
P 退火
T
S 正火
T+ 油淬 M
亚共析钢连续冷却转变 过共析钢连续冷却转变
炉冷→ F + P 空冷→ F(少量) + S 油冷→ T + M+AR 水冷→ M +AR
(三〕淬透性的测定
〔一〕钢的淬透性与淬硬性的概念
• 淬透性：钢在淬火时能够获得M体的能力，它是 钢材本身固有的属性，主要取决于M体的临界冷 却速度
模具钢淬透性及淬火变形分析研究
收稿日期22作者简介寇元哲(),男,副教授。
文章编号:100124934(2010)0120055204模具钢淬透性及淬火变形分析研究寇元哲(甘肃畜牧工程职业技术学院 机械工程系,甘肃 武威 733006)摘 要:通过对影响模具钢淬透性因素和淬火变形的机理分析研究,指出模具钢的淬透性及淬火热处理变形的影响因素是十分复杂的问题。
在制定淬火热处理工艺时,应充分考虑工件的形状、钢中的碳含量,根据工件所要求的力学性能,合理选择淬火方法及冷却介质,防止变形及开裂,提高产品质量。
关键词:模具钢;淬透性;淬火变形;分析;研究中图分类号:T G 161 文献标识码:BAbstract :Thr ough anal yzing t he i nfl ue nci ng f act ors of t he ha rde na bili t y a nd t he mec ha nis mquenchi ng dis t orti on of t he die st eels ,i t was p oi nt ed out t ha t t his was an ext re mel y compli 2cat e d p r obl e m.Bef ore det er mi nat i on of t he que nchi ng p rocess ,t he wor kpiece s hap e and st eel ca r bon c ont e nt s houl d be f ull y consi de red.The quenc hi ng me t hod a nd cooli ng me di um s hould be c hos e n rati onall y accor di ng t o t he r equi red mec hanical p rope rti es of t he w or kpie ce t o p reve nt dist ort ion a nd f ract ure a nd t o i mp rove t he p roduct qualit y.K eyw or ds :die st eel ;har de na bil it y ;quenchi ng dist ort i on;a nal ysis ;res earc h0 引言模具材料的性能是由模具材料的成分和热处理后的组织所决定的。
金属材料名词解释
名词解释：1 淬火性：钢的淬透性是指钢在淬火时能获得淬硬深度的能力，它是钢材本身固有的属性。
2 淬硬性：钢的淬硬性也叫硬性，是指钢在淬火后能达到最高硬度的能力，它主要取决于M的含量。
3 贝氏体：贝氏体是由含过饱和碳的铁素体于弥散分布的渗碳体（或碳化物）组成的非层状两相组织，用“B”表示。
4 残余奥氏体：当奥氏体中碳的百分含量大于0.5%时，由于M F已低于室温，因此淬火室温时，必然有一部分奥氏体被残留下来，这部分奥氏体称为残余奥氏体。
5 共析转变：由一定成分的固相，在一定温度下，同时析出成分不同的两种固相的转变，称为共析转变。
A 727℃（F+Fe3C）6 固溶强化：由于固溶体的晶格发生畸变，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。
这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的形象，称为固溶强化。
7 等温冷却转变：在A1以下，保持恒温一段时间，让过冷奥氏体完成转化叫过冷奥氏体等温转变。
8 临界冷却曲线：与过冷奥氏体连续冷却转变曲线鼻尖相切的冷却速度，称为马氏体临界冷却速度。
9 共晶转变：一定成分的液相，在一定温度下，同时结晶出成分不同的两种固相的转变，称为共晶转变。
10调质处理：将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的使钢获得强度、硬度和塑性、韧性都较好的综合力学性能。
问题1力学性能符号含义σs(σ0.2 ) σb HBW(HBS) HRA(B、C) HV δψa kσ-1σs:在拉伸过程中，当负荷不增加甚至有所降低时。
试样仍继续产生变形，此时的最小应力叫屈服点，用σs表示σ0.2:屈服强度为试样标距部分产生0.2%残余伸长时的应力。
σb试样在拉断前所承受的最大负荷于原始截面积之比。
HBW：当压头为硬质合金球时的布氏硬度符号，适用于布氏硬度值为450~650的金属材料。
HBS：当压头为淬火钢球时的布氏硬度符号，适用于布氏硬度值为低于450的金属材料。
HRA、HRC压头是金刚石圆锥的洛氏硬度符号，HRB是直径1.5488mm钢球的洛氏硬度符号。
钢的淬火全套PPT
而碳素工具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高
• 淬透性好的钢其淬硬性不一定高。
• 如低碳合金钢淬透性很好，但其淬硬性却不高；而碳素工 具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高
2、影响淬透性的因素
• 1）含碳量
亚共析钢，含碳量增加，奥氏体的稳定性增大，Ｃ曲线右移，淬) 的稳定性降低，Ｃ曲线左移，淬透性第四
• 淬硬性：钢在淬火后能够达到的最高硬度，它取决于M 使Ｃ曲线右移，提高了钢的淬透性
过共析钢，随着含碳量增加，奥氏体的稳定性降低，Ｃ曲线左移，淬透性降低(未溶渗碳体促进奥氏体分解) 淬透层深度：从工件表面到半M体层的深度
体的含碳量。 通常用淬透层深度来表示（在相同的加热条件下）
钢的淬透性：钢在淬火时能够获得马氏体的能力。
未溶第二相越多，作为结晶核心，使A体不稳定，C曲线左移，淬透性下降
• 四、钢的淬透性
• 3.淬透性的测定
第 四 节 钢 的 淬 火
第 四 节 钢 的 淬 火
第 四 节 钢 的 淬 火
淬 淬透性：钢在淬火时能够获得M体的能力，它是钢材本身固有的属性，取决于M体的临界冷却速度
而碳素工具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高
• 淬透层深度：从工件表面到半M体层的深度 火 随加热温度的提高和保温时间的延长，碳化物溶解充分，奥氏体成分均匀，晶粒粗大（总形核部位减少），这些都增加过冷奥氏体的稳定性，
• 2）合金元素
节
除• C能3o）外会加，发绝热生大温改多变度数，和合使保金淬温元透时素性间溶提入高奥氏体后，都使Ｃ曲线右移，形状也可钢的淬
随加热温度的提高和保温时间的延长，碳化物溶解充分，奥氏体成分均匀，火
晶粒粗大（总形核部位减少），这些都增加过冷奥氏体的稳定性，使Ｃ曲线 右移，提高了钢的淬透性
热处理的基本方法(淬火与回火)
(1)淬火加热温度选择
为什么过共析钢淬火加热温度在Ac1 + 30～50 ℃ ，而不是Acm + 30～50℃？
答： 1）由于渗碳体全部溶于奥氏体，淬火后耐磨性下降； 2）温度过高会引起奥氏体粗化，淬火后得到粗大的马氏体，
新淬火
软点
淬火后攻击表面有许多未淬硬的小 区域
原因包括加热温度不够，局部冷却
速度不足(局部有污物、气泡等)及局部 脱碳
组织不均匀， 性能不一致
冷却时注意操作方法， 增加搅拌
产生软点后，可先进行 一次退火，正火或者调质 处理，再重新淬火
8.2 回火
回火——在A1线以下很宽温度范围内进行，是使淬火组织的亚稳 定进一步向稳定状态转变过程，获得稳定的组织和性能，减少 或消除淬火内应力。
开裂
裂的主要原因
后果 无法使用
防止与补救方法
应选用合理的工艺方法 变形的工件课采取校正的 方法补救，而开裂的工件只 能报废
硬度 不足
由于加热温度过低、保温时间不足、
严格执行工艺规程
冷却速度不够快或表面脱碳等原因， 无法满足使用性能 发现硬度不足，可先进行
在淬火后无法达到预期的硬度
一次退火或正火处理，再重
注意区别：
淬透性和淬硬性 淬硬性: 钢在理想条件下淬火后所能 达到的最高硬度。
影响因素: 主要取决于马氏体的含碳量。
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
C%
淬硬性与淬透性:
（两个完全不同的概念） 钢种 碳素结构钢 ( 20 ) 碳素工具钢( T12A ) 低碳合金结构钢 ( 20Cr2Ni4A )
第3章 钢的淬火与回火
第3章 钢的淬火与回火钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要、也是用途最广的工序。
淬火可以大幅度提高钢的强度与硬度。
淬火后，为了消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬度与韧性的配合，需要配以不同温度的回火。
所以，淬火与回火是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。
淬火与回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理，是赋予钢件最终性能的关键性工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。
3.1 钢的淬火与分类淬火是将钢加热至临界点（A c1或A c3）以上，保温一定时间后快速冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。
图3-1是共析碳钢淬火冷却工艺曲线示意图。
v c 、v c '分别为上临界冷却速度（即淬火临界冷却速度）和下临界冷却速度。
以v >v c 的速度快速冷却（曲线1），可得到马氏体组织；以v c >v >v c '的速度冷却（曲线2），可得到马氏体＋珠光体混合组织；以曲线3冷却则得到下贝氏体组织。
钢淬火后的强度、硬度和耐磨性大大提高。
w c ≈0.5％的淬火马氏体钢经中温回火后，可以具有很高的弹性极限。
中碳钢经淬火和高温回火（调质处理）后，可以有良好的强度、塑性、韧性的配合。
奥氏体高锰钢的水韧处理，奥氏体不锈钢、马氏体 时效钢及铝合金的高温固溶处理，都是通过加热、保温 和急冷而获得亚稳态的过饱和固溶体，虽然习惯上也称 为淬火，但这是广义的淬火概念，它们的直接目的并不 是强化合金，而是抑制第二相析出。
高锰钢的水韧处理 是为了达到韧化的目的。
奥氏体不锈钢固溶处理是为了 提高抗晶间腐蚀能力，铝合金和马氏体时效钢的固溶处 理，则是时效硬化前的预处理过程。
本章讨论钢的一般淬火强化问题，其淬火工艺分类见表3-1。
表3-1 钢的淬火工艺分类图3-1 共析钢的淬火冷却工艺热处理工艺及设备3.2 钢的淬透性一、淬透性的基本概念1．淬硬层与淬透性由于淬火冷却速度很快，所以工件表面与心部的冷却速度不同，表层最快，中心最慢（见图3-2a ）。
钢的淬透性的测定
端淬试验机测定钢淬透性的方法一、试验要求1.了解测定淬透性的一般方法；2.熟悉并利用端淬试验法测定钢的淬透性；3.建立淬透性的概念及对热处理工艺的作用。
二、试验原理钢的淬透性是表示钢获得马氏体的能力，是钢本身所固有的属性。
淬透性与淬硬性是两个概念，淬硬性是钢的表面由于马氏体转变所能得到最大硬度，它与钢的含碳量有关。
在生产实践中人们通常把工件表面到半马氏体组织区域的深度作为淬透层深度。
钢的淬透性与淬火临界冷却速度有着密切的关系，而淬火临界冷却速度的大小又取决于钢的过冷奥氏体的稳定性，因此，凡是影响过冷奥氏体稳定性的诸因素，都会影响钢的淬透性。
淬透性的大小对钢材热处理的机械性能有很大的影响。
如果工件被淬透了，则表里的组织和性能均匀一致，能充分发挥钢的机械性能的潜力，如工件未淬透，则表面的组织和性能存在差异，经回火后的屈服强度和冲击韧性较低。
造成这种差别的重要原因在于：在淬火时，中心未淬透部分形成了非马氏体组织，回火后仍保持其片状组织特性；而在表面获得马氏体的部分，经回火后为粒状碳化物分布在铁素体基体上的混合组织，综合性能较好。
由上所述，淬透性的大小对钢材的合理选用及热处理工艺的正确制定都是十分重要的。
目前，测定钢的淬透性方法很多，常用的方法有两种：三、淬透性的测定1.断口法：从淬透层和未淬透层的宏观断口观察，可以较明显的分成两部分，淬透层呈暗黑色。
从硬度分布来看，因为碳钢的半马氏体区的硬度与碳含量有关（合金钢的半马氏体硬度一般比碳钢略高一些）见表1不同含碳量半马氏体区硬度表一含碳量％半马氏体区硬度HRC 含碳量％半马氏体区硬度HRC0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 —323539440.60.70.80.91.047515354—在同样尺寸同样冷却条件下，通过硬度测定，可以测出不同钢由表层至至中心的硬度分布情况，比较它们截面上硬度分布曲线，就可以知道它们淬透层的深度及淬透性的好坏，图1为φ50毫米的40Cr钢与40＃钢水淬后的截面硬度分布曲线。
常见热处理及优缺点
一退火将钢件加热到高于或低于钢的临界点,保温一定时间,随后在炉内或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却,以获得接近平衡的组织,这种工艺叫—目的: 1) 降低硬度—切削加工2) 细化晶粒,改善组织—提高机械性能3) 消除内应力—淬火准备4) 提高塑性,韧性—冷冲压, 冷拉拔1 完全退火:将钢加热到Ac3以上30~50℃,保温一定时间后,缓慢冷却以获得接近平衡状态组织(P+F)的热处理工艺.目的:通过完全重结晶,使锻,铸,焊件降低硬度,便于切削加工,同时可消除内应力,使A充分转变成正常的F 和P.应用: 亚共析钢* 不能用于共析钢,∵在Accm以上缓冷,会析出网状渗碳体(Fe3CⅡ),脆性↑2 不完全退火:将共析钢或过共析钢加热到Ac1以上20~30℃,适当保温,缓慢冷却的热处理工艺-- 又叫球化退火.目的:使珠光体组织中的片状渗碳体转变为粒状或球状,这种组织能将低硬度,改善切削加工性.并为以后淬火做准备.减小变形和开裂的倾向.应用:共析钢,过共析钢(球化退火)3 等温退火：将钢件加热到Ac3A（亚共析钢）或Ac1(共析钢或过共析钢)以上,保温后较快地冷却到稍低于Ar1的温度,再等温处理,A转变成P后,出炉空冷. 目的: 节省退火时间,得到更均匀的组织,性能.应用: 合金工具钢,高合金钢4 去应力退火:将钢加热到Ac1以下某一温度(约500~650℃)保温后缓冷.(又叫低温退火)目的:消除内应力应用:铸,锻,焊*不发生相变,重结晶例子:杯裂5 再结晶退火:将钢件加热到再结晶温度以上150~250℃,即650~750℃,保温,空冷.目的: 发生再结晶,消除加工硬化.应用: 冷扎,冷拉,冷压等* 可能相变6 扩散退火: 均匀化退火,高温进行目的:消除偏析,应用:铸件二正火钢件加热到Ac3(亚)或Accm(过共)以上30~50℃,保温,空冷* 正火作用与退火相似,区别是正火冷速快,得到非平衡的珠光体组织,细化晶粒,效果好,能得到片层间距较小的珠光体组织.与退火对比实践表明:工件硬度HB170-230时,对切削有利正火目的:1 提高机械性能2 改善切削加工性3 为淬火作组织准备—大晶粒易开裂对于过共析钢,正火能减少二次渗碳体的析出,使其不形成连续的网状结构,有利于缩短过共析钢的球化退火过程,经正火和球化退火的过共析钢有较高的韧性,淬火就不易开裂,用于生产过共析钢的工具的工艺路线:锻造—正火—球化退火—切削加工—淬火, 回火—磨低碳钢,正火代替退火,中C钢: 正火代调质(但晶粒不均)三淬火将钢件加热到Ac3(亚)或Ac1(过)以上30-50℃,经过保温,然后在冷却介质中迅速冷却,以获得高硬度组织的一种热处理工艺.目的:提高硬度,耐磨性应用:工具,模具,量具,滚动轴承.组织:马氏体.下贝氏体淬火冷却:决定质量,理想冷却速度两头慢中间快.减少内应力.1 常用淬火法:1) 单液淬火(普通淬火):在一种淬火介质中连续冷却至室温.如碳钢水冷缺点: 水冷,易变形,开裂. 油冷:易硬度不足,或不均优点: 易作,易自动化.2) 双液淬火:先在冷却能力较强的介质中冷却到300℃左右,再放入冷却到冷却能力较弱的介质中冷却,获得马氏体.对于形状的碳钢件,先水冷,后空冷.优点: 防低温时M相变开裂.3) 分级淬火:工件加热后迅速投入温度稍高于Ms 点的冷却介质中,(如言浴火碱浴槽中)停2-5分(待表面与心部的温差减少后再取出)取出空冷.应用:小尺寸件(如刀具淬火) 防变形,开裂优点: 工艺理想,操作容易缺点: ∵在盐浴中冷却,速度不够大∴只适合小件4) 等温淬火:将加热后的钢件放入稍高于Ms温度的盐浴中保温足够时间, 使其发生下贝氏体转变,随后空冷.应用: 形状复杂的小零件,硬度较高,韧性好,防变形,开裂.例子:螺丝刀(T7钢制造)用淬火+低温回火HRC55, 韧性不够,扭10°时易断如用等温淬火, HRC55~58 韧性好, 扭90°不断等温淬火后如有残余A,需回火, A-F. 如没有残余A,不需回火缺点:时间长2 钢的淬透性与淬硬性淬透性:钢在淬火时具有获得淬硬层深度的能力.淬硬性:在淬火后获得的马氏体达到的硬度,它的大小取决于淬火时溶解在奥氏体中的碳含量.四回火将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间,后冷却到室温的热处理工艺.目的:消除淬火后因冷却快而产生的内应力,降低脆性,使其具有韧性,防止变形,开裂,调整机械性能.1 低温回火:加热温度150~250℃组织: 回火马氏体—过饱和度小的α-固溶体,片状上分布细小ε-碳化物目的: 消除内应力,硬度不降.HRC58~64应用: 量具,刃具低碳钢: 高塑性,韧性,较高强度配合2 中温回火:加热温度350~500℃组织: 极细的球(粒)状Fe3C和F机械混合物. (回火屈氏体)目的:减少内应力,提高弹性,硬度略降.应用:(0.45~0.9%)弹簧,模具高强度结构钢3 高温回火:500~650℃组织: 回火索氏体—较细的球(粒)状Fe3C和F机械混合物.目的: 消除内应力,较高韧性,硬度更低.应用: 齿轮,曲轴,连杆等(受交变载荷)淬火+高温回火---调质五表面淬火表面层淬透到一定深度而中心部仍保持原状态. 应用:既受摩擦,又受交变,冲击载荷的件.目的:提高表面的硬度,有利的残余应力.提高表面耐磨性,疲劳强度加热方法:1 火焰: 单间小批局部,质量不稳2 感应加热: 质量不稳六化学热处理工件放在某种化学介质中加热,保温,使化学元素渗入工件表面,改善工件表面性能.应用: 受交变载荷,强烈磨损,或在腐蚀,高温等条件下工作的工件.渗C: 表面成高碳钢,细针状高碳马氏体(0.85~1.05%),心部又有高韧性的受力较大的齿轮,轴类件固体渗碳, 液体渗碳,气体渗碳(常用:渗碳剂如甲醇+丙酮900~930℃)如: 低碳钢,表层:P+Fe3CⅡ内部:P+F热处理:淬火+低温回火得到回火M(细小片状)+ Fe3CⅡ表面含C: 0.85~1.05% 若表面含C低,得到低含C的回火M,硬度低含C高,网状或大量块状渗C体,脆性↑渗N: 表面硬度,耐磨性,耐蚀性,疲劳强度↑温度: 500~570℃最后工序. 为保证内部性能,氮化前调质优点: 氮化后不淬火,硬度高(>HV850),氮化层残余压应力,疲劳强度↑氮化物抗腐蚀. 温度低,变形小.碳氮共渗: 硬度高,渗层较深,硬度变化平缓,具有良好的耐磨性,较小的表面脆性.。
淬透性的概念(精)
金属材料与热处理课程
淬透性
主讲教师：雷伟斌
西安航空职业技术学院
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
淬透性
概念：钢被淬透的能力，或者说淬火时钢获得 M 的 能力。 说明：同一工件淬火冷却时，表面与心部淬火冷却速 度不同，表面与心部均可获得 M体组织即为淬透，否则
未淬透。
淬透性大小：用在一定条件下，淬火获得的淬透层的 深度表示。
金属材料与热处理
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
淬透性
概念：系指淬火时获得马氏体的难易程度；
影响因素：主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关或者说 与钢的临界淬火冷却速度有关， 淬透性是钢材本身固有的一个属性。
淬硬性
概念是钢淬火后获得马氏体的最高硬度。
金属材料与热处理
工程材料名词解释
过冷度：理论结晶温度T0与开始结晶温度Tn之差。
非自发形核：依附于杂质而生成的晶核变质处理：在液体金属中加入孕育剂或变质剂以细化晶粒和改善组织铁素体：碳在a-Fe中的见习固溶体珠光体：铁素体与渗碳体的共析混合物滑移：在晶体切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面上的一定方向相对于另一部分发生滑动加工硬化：金属发生塑性变形时随形变量增大金属的强度，硬度提高。
韧性，塑性明显降低。
再结晶：变形后的金属在较高温度加热时对其组织性能影响恢复到原来软化状态的过程。
滑移系：一个滑移面与其上一个滑移方向组成本质晶粒度：钢加热到930℃±10℃，保温8h，冷却后测得的晶粒度球化退火：使钢中碳化物球状化的处理工艺马氏体：碳在α—Fe中饱和固溶体淬透性：钢淬火时形成马氏体的能力淬硬性：钢淬火后能够达到的最大硬度调制处理：淬火加高温回火回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性二次硬化：硬度不是随回火温度升高而降低，而是达到某一温度反而增大并在另一更高温度达到峰值回火脆性：在250℃~400℃和450℃~650℃两个温度区间回火后，钢的冲击韧性明显下降致密度:晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比晶体的向异性:不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，它们之间的结合力大小也不相同，因而金属晶体不同方向上的性能不同刃型位错:晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面固溶体:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相固溶强化:晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属滑移变得困难，从而提高合金的强度和硬度。
金属化合物:合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相组织:金属材料磨光和抛光在显微镜下观察到的内部微观形貌组织组成物:由于形成条件不同，合金中各相构成的晶粒将以不同的数量、形状、大小和分布等相组合，并在显微镜下可区分的部分，称为组织组成物。
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淬透性
含义: 指钢接受淬火而获得马氏体的能力，不同钢种接受淬火的能力不同。
淬透性不同的钢，淬火后得到的淬透层深度不同，从而沿截面分布的金相组
织以及机械性能也不同。淬透层深度是指由淬火表面马氏体到50%马氏体层的深
度。全部淬透的工件通常表面残留着拉力，容易产生变形和开裂，同时对工作的
疲劳性能也不利。
设计时考虑要点：
1. 零件尺寸越大，内部热容量越大，淬火时零件的冷却速度越慢，因此，淬
透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。所以，不能根据小尺
寸的性能数据用于大尺寸零件的强度计算，而必须考虑钢材的淬透性。
2. 大截面或结构复杂的齿轮采用多元合金钢，保证足够而适当的淬透性，保
证沿整个截面有良好的综合机械性能，同时，减少变形，防止开裂。
3. 对碳钢齿轮，由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸时，正火和调质效果相
似，而正火可降低成本，不必要求调质。
4. 大模数高质齿轮由于受到钢材淬透性的限制，应当开齿后调质。
淬硬性
含义：指钢在正常淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成马氏体组织能够
达到最高硬度。
设计时考虑要点：淬硬性与淬透性不同，它主要取决于钢中的含碳量。钢中
含碳量越高，淬火后硬度越高，而与合金元素关系不大。所以，淬火硬度高的钢
不一定就淬透性高，而硬度低的钢，也可能具有高的淬透性。
过热敏感性与回火稳定性的定义和淬硬性一样
变形开裂倾向
含义：指钢在加热和冷却过程中产生热应力和组织应力，其综合作用超过钢
的σs（屈服点）或σb（抗拉强度）而产生变形开裂的倾向。
设计时考虑要点： 加热或冷却速度太快，加热和冷却不均匀都容易造成工件
变形甚至开裂，因此：
1. 设计齿轮时，在结构上应尽量避免尖角和厚薄断面的突然变化。
2. 采用缓和的淬火介质或淬火方法。
尺寸稳定性
含义：指零件在长期存放或使用中尺寸稳定不变的性能。这对精密齿轮是很
重要的。
设计时考虑要点：引起尺寸变化的主要原因是内应力的存在以及组织中残余
奥氏体的分解，因此，设计精密齿轮时，应当要求稳定化处理，如淬火后进行冷
处理或低温时效。使马氏体趋于稳定，并减少内应力，以使齿轮尺寸稳定。
回火脆性
含义：指钢在某一温度范围回火时所发生的冲击性降低现象。
产生回火脆性的钢，不仅室温下冲击韧性较正常为低，而且使钢的冷脆温度
大为提高。
设计时考虑要点：
合金结构钢在250℃～400℃回火时引起冲击韧性及断裂韧性下降，这种现象
一般称为第一类回火脆性。它不能通过热处理方法来消除，设计时应考虑到这一
点。
某些合金结构钢(如Cr钢、Cr-Ni钢及Cr-Mn钢)在375℃～575℃回火后缓慢
冷却时也会产生脆性，一般称为第二类回火脆性，快冷可以予以消除。对于截面
较大的齿轮，可选用含有Mo或W的钢，以消除或减小回火脆性。