第九章金屬熱處理工藝(編輯修改稿)
2025-01-26 08:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 類型組織的前提下 ， 可以盡量緩冷；在 “ 鼻尖 ”溫度附近則必須快冷 ， 以躲開 “ 鼻尖 ” ， 保證不產(chǎn)生非馬氏體相變；而在 Ms 點附近又可以緩冷 ， 以減輕馬氏體轉(zhuǎn)變時的相變應力 。 但是到目前為止 ， 還找不到這樣理想的淬火冷卻介質(zhì) 。 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 25 材料科學與工程學院多媒體課件 ② 常用淬火冷卻介質(zhì) ?水： 650～ 550℃ 和 300～ 200℃ 范圍內(nèi)冷卻能力較大，易造成零件變形和開裂。淬火用水溫度一般控制在 30℃ 以下，主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼零件的淬火。 ?礦物油： 300～ 200℃ 范圍內(nèi)冷卻能力低，有利于減少工件變形；但在 650～ 550℃ 范圍內(nèi)冷卻能力也低 ,不利于淬硬，油一般用于合金鋼的淬火 。 ?鹽?。?特點是沸點高，冷卻能力介于水和油之間，可減少零件淬火時的變形，主要用于分級淬火和等溫淬火，以處理形狀復雜、尺寸較小、變形要求嚴格的工具等。 ?冷卻速度： 鹽水 ＞ 水 ＞ 鹽浴 ＞ 油 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 26 材料科學與工程學院多媒體課件 淬火方法 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 27 材料科學與工程學院多媒體課件 ? 單介質(zhì)淬火： 將奧氏體狀態(tài)的工件放入一種淬火介質(zhì)中，一直冷卻到室溫的淬火方法。 優(yōu)點是操作簡單，容易實現(xiàn)機械化，應用較廣。缺點是如果選擇水，淬變形開裂傾向大；選擇油，淬冷卻速度小，淬透直徑小，大件淬不硬。 單介質(zhì)淬火適用于形狀簡單的碳鋼和合金鋼工件。 ? 雙介質(zhì)淬火： 先將奧氏體狀態(tài)的工件在冷卻能力強的淬火介質(zhì)中冷卻至接近 Ms 點 溫度時，再立即轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)中冷卻，直至完成馬氏體轉(zhuǎn)變。 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 28 材料科學與工程學院多媒體課件 ? 分級淬火： 將奧氏體狀態(tài)的工件首先淬入略高于鋼的 Ms點的鹽浴或堿浴爐中保溫，當工件內(nèi)外溫度均勻后，再從浴爐中取出空冷至室溫，完成馬氏體轉(zhuǎn)變。 雙介質(zhì)淬火和分級淬火能有效地減少熱應力和相變應力，降低工件變形和開裂的傾向，所以可用于形狀復雜和截面不均勻的工件的淬火。 ? 等溫淬火： 將奧氏體化后的工件在稍高于 Ms 溫度的鹽浴或堿浴中冷卻并保溫足夠時間，從而獲得 下貝氏體 組織的淬火方法。 該方法大大降低內(nèi)應力，減少變形，適合處理復雜和精度要求高的小件，如彈簧、螺栓等。缺點是生產(chǎn)中期長、生產(chǎn)效率低。 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 29 材料科學與工程學院多媒體課件 二、鋼的淬透性 概念 淬透性： 鋼接受淬火時形成馬氏體的能力。 不同成分的鋼，淬火時形成馬氏體的能力不同，容易形成馬氏體的鋼淬透性高 (好 )，反之則低 (差 )。例如：合金鋼 (40CrNiMo)比碳素鋼 (45鋼 )淬透性好。 淬透性測定方法 淬透性的測定方法很多，目前應用得最廣泛的是“ 末端淬火法 ” (GB22563)，簡稱 端淬試驗 。 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 30 材料科學與工程學院多媒體課件 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 31 材料科學與工程學院多媒體課件 第九章 金屬熱處理工藝 關(guān)于淬透性曲線 ?實驗測出的各種鋼的 淬透性曲線 均收集在有關(guān)手冊中。同一牌號的鋼，由于化學成分和晶粒度的差異，淬透性曲線實際上為有一定波動范圍的淬透性帶。 ?根據(jù) GB22563規(guī)定，鋼的淬透性值用 表示。其中 J 表示末端淬火的淬透性， d 表示距水冷端的距離， HRC為該處的硬度。 例如： 淬透性值 表示距水冷端 5mm試樣硬度為 42HRC。 2/1/2023 32 材料科學與工程學院多媒體課件 淬透層深度 ? 淬透層深度： 試樣表面至 半馬氏體區(qū) (馬氏體和非馬氏體組織各占一半 )的 距離。 ? 半馬氏體組織的確定 ： ?硬度測試法： M 中含非 M組織不多時，硬度變化不大；非 M組織量增至 50%時，硬度陡然下降，曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折點。半馬氏體組織的硬度主要與碳質(zhì)量分數(shù)有關(guān)，而與合金元素質(zhì)量分數(shù)關(guān)系不大。 ?斷口觀察法： 淬火試樣的斷口上，以馬氏體為界，發(fā)生由脆性斷裂向韌性斷裂的變化，并且其酸蝕斷面呈現(xiàn)明顯的分界線。 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 33 材料科學與工程學院多媒體課件 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 34 材料科學與工程學院多媒體課件 ?淬透性 、 淬透層深度 和 淬硬性 三個概念的區(qū)別 ?淬透性 : 是鋼在淬火時形成馬氏體的能力，是鋼在規(guī)定條件下的一種工藝性能， 取決于上臨界冷卻速度 VK 。 ?淬透層深度 : 是指實際工件在具體條件下淬火得到表面馬氏體到 半馬氏體 處的距離，它與鋼的淬透性、工件的截面尺寸和淬火介質(zhì)的冷卻能力有關(guān)。淬透性好 ,工件截面尺寸小，淬火介質(zhì)的冷卻能力強，則淬透層深度越大。在同樣淬火條件下， 淬透層深度 越大，則反映鋼的 淬透性 越好。 ?淬硬性 : 指鋼淬火后能達到的最高硬度，主要取決于馬氏體的含碳量， C%↑→淬硬性 ↑。 第九章 金屬熱處理工藝 2/1/2023 35 材料科學與工程學院多媒體課件 第九章 金屬熱處理工藝 淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機械性能的比較 (a)完全淬透 (b)淬透較大厚度 (c)淬透較小厚度 2/1/2023 36 材料科學與工程學院多媒體課件 影響淬透性的因素 鋼的淬透性由其臨界冷卻速度決定 ， 臨界冷卻速度越小 ， 即奧氏體越穩(wěn)
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