熱處理原理與工藝課程設計(編輯修改稿)
2025-07-14 20:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，但正火冷卻速度較快，轉變溫度較低，發(fā)生偽共析轉變。正火工藝參數(shù)示意圖如下（2）淬火加中溫回火 將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。（3）淬火加熱方式及加熱溫度的確定原則淬火一般是最終熱處理工序。因此，應采用保護氣氛加熱或鹽爐加熱。只有一些毛坯或棒料的調(diào)質(zhì)處理(淬火、高溫回火)可以在普通空氣介質(zhì)中加熱。因為調(diào)質(zhì)處理后尚須機械切削加工，可以除去表面氧化、脫碳等加熱缺陷。但是隨著少、無切削加工的發(fā)展、調(diào)質(zhì)處理后僅是一些切削加工量很小的精加工，因而也要求無氧化，脫碳加熱。 淬火加熱一般是熱爐裝料。但對工件尺寸較大，幾何形狀復雜的高合金鋼制工件，應該根據(jù)生產(chǎn)批量的大小，采用預熱爐(周期作業(yè))預熱，或分區(qū)(連續(xù)爐)加熱等方式進行加熱。 1：淬火加熱溫度： 淬火加熱溫度，主要根據(jù)鋼的相變點來確定。對亞共析鋼，一般選用淬火加熱溫度為Ac3+（30—50℃)，過共析鋼則為Ac1+(30—50℃)。之所以這樣確定，因為對亞共析鋼來說，若加熱溫度低于Ac3，則加熱狀態(tài)為奧氏體與鐵素體二相組成，淬火冷卻后鐵素體保存下來，使得零件淬火后硬度不均勻，強度和硬度降低。比Ac3點高30—50℃的目的是為了使工件心部在規(guī)定加熱時間內(nèi)保證達到Ac3點以上的溫度，鐵素體能完全溶解于奧氏體中，奧氏體成分比較均勻，而奧氏體晶粒又不致于粗大。對過共析鋼來說，淬火加熱溫度在Ac1～Ac3之間時，加熱狀態(tài)為細小奧氏體晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隱晶馬氏體和均勻分布的球狀碳物。這種組織不僅有高的強度和硬度、高的耐磨性，而且也有較好的韌性。如果淬火加熱溫度過高，碳化物溶解，奧氏體晶粒長大，淬火后得到片狀馬氏體(孿晶馬氐體)，其顯微裂紋增加，脆性增大，淬火開裂傾向也增大。由于碳化物的溶解，奧氏體中含碳量增加，淬火后殘余奧氏體量增多，鋼的硬度和耐磨性降低。高于Ac1點30—50℃的目的和亞共析鋼類似，是為了保證工件內(nèi)各部分溫度均高于Ac1。 2：注意：確定淬火加熱溫度時，尚應考慮工件的形狀、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質(zhì)和冷卻方式等因素。 在工件尺寸大、加熱速度快的情況下，淬火溫度可選得高一些。因為工件大，傳熱慢，容易加熱不足，使淬火后得不到全部馬氏體或淬硬層減薄。加熱速度快，工件溫差大，也容易出現(xiàn)加熱不足。另外，加熱速度快，起始晶粒細，也允許采用較高加熱溫度。在這種情況下，淬火溫度可取Ac3+(50—80℃)，對細晶粒鋼有時取Ac3+100℃。對于形狀較復雜，容易變形開裂的工件，加熱速度較慢，淬火溫度取下限。 考慮原始組織時，如先共析鐵素體比較大，或珠光體片間距較大，為了加速奧氏體均勻化過程，淬火溫度取得高一些。對過共析鋼為了加速合金碳化物的溶解，以及合金元素的均勻化，也應采取較高的淬火溫度。例如高速鋼的Ac1點為820—840℃，淬火加熱溫度高達1280℃。 考慮選用淬火介質(zhì)和冷卻方式時，在選用冷卻速度較低的淬火介質(zhì)和淬火方法的情況下，為了增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，防止由于冷卻速度較低而使工件在淬火時發(fā)生珠光體型轉變，常取稍高的淬火加熱溫度。 二、淬火加熱時間的確定原則 淬火加熱時間應包括工件整個截面加熱到預定淬火溫度，并使之在該溫度下完成組織轉變、碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需的時間。因此，淬火加熱時間包括升溫和保溫兩段時間。在實際生產(chǎn)中，只有大型工件或裝爐量很多情況下，才把升溫時間和保溫時間分別進行考慮。一般情況下把升溫和保溫兩段時間通稱為淬火加熱時間。當把升溫時間和保溫時間分別考慮時，由于淬火溫度高于相變溫度，所以升溫時間包括相變重結晶時間。保溫時間實際上只要考慮碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需時間即可。在具體生產(chǎn)條件下，淬火加熱時間常用經(jīng)驗公式計算，通過試驗最終確定。常用經(jīng)驗公式是 式中 t——加熱時間，(min)； a——加熱系數(shù)，(min／mm)； K——裝爐修正系數(shù)； D——零件有效厚度(mm)。 加熱系數(shù)口表示工件單位厚度需要的加熱時間，其大小與工件尺寸、加熱介質(zhì)和鋼的化學成分有關。裝爐量修正系數(shù)X是考慮裝爐的多少而確定的。裝爐量大時，K值也應取得較大，一般由實驗確定；工件有效厚度D的計算，可按下述原則確定：圓柱體取直徑，正方形截面取邊長，長方形截面取短邊長，板件取板厚，套筒類工件取壁厚，圓錐體取離小頭2／3長度處直徑，球體取球徑的0．6倍作為有效厚度D。 三、淬火介質(zhì)及冷卻方式的選擇與確定 淬火介質(zhì)的選擇，首先應按工件所采用的材料及其淬透層深度的要求，根據(jù)該種材料的端淬曲
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