第九章_钢的淬火和回火课件.ppt

9 钢的淬火和回火 淬透性评定方法 淬透性曲线的应用 冷却特性 新型淬火介质 1. 过饱和硝盐水溶液 25%NaNO3+20%NaNO2+20%KNO3+35%H2O 2. 水玻璃淬火剂 ——用水稀释成不同浓度的水玻璃。 3. 氯化锌—碱水溶液 4. 有机聚合物水溶液 3 淬火方法 淬火钢的回火过程 7 淬火缺陷与防止 影响淬火开裂的因素 作业 P194 （3）、（4）、（6）、（9） 六、激光加热表面淬火 （1）激光的主要特点： （1）高方向性 （2）高亮度 （3）高单色性 （4）高相关性 （2）激光与金属的相互作用 激光束照射到材料表面，材料吸收光子的能量而转化为热量。 功率密度↑，加热时间↓，淬硬层深度↓ 功率密度↓，加热时间↑，淬硬层深度↑ 方法：是用激光束扫描工件表面，使工件表面迅速加热到钢的临界点以上，而当激光束离开工件表面时，由于基体金属的大量吸热，使表面急速冷却，而无需冷却介质。 淬硬层深度：0.3~0.5mm 应用：形状复杂的工件，如工件的拐角、沟槽、盲孔底部或深孔的侧壁进行处理。 （3）激光表面加热淬火工艺 （4）激光表面加热淬火工艺优缺点 ①加热速度极快，零件热变形极小。 ②形状复杂零件的激光加热表面淬火或局部淬火。 ③通用性强。 ④操作简单，便于实现自动化生产。 ⑤重复性好，质量稳定、可靠，可以纳入流水线。⑥冷却速度很高；不需要冷却介质，靠热量由表向里的传导自 动淬火。⑦不需要加热介质，有利于环境保护。⑧节省能源，并且表面清洁，处理后不需要修磨，可以作为零 件精加工的最后一道工序。 ①它只能改变零件表面性能，不能改善零件心部性能。②不能用于重负荷零件。③不适用于大型零件。 缺点： 优点： (1)淬火应力 热应力——工件冷却时由于表层与心部收缩不均 匀性而引起的内应力。 组织应力——工件的表层与心部发生马氏体转变的 不同时性而造成的内应力。 热处理过程中所形成的内应力是不断变化着的瞬时应力， 热处理后在工件中存在的内应力是残余内应力。 表面比中心热收缩大，形成表面受拉，中心受压 心部发生大的收缩时，则应力方向，表面受压，中心受拉 表面和心部的温差也经过最大值而逐渐变小，表面受拉，中心受压的热应力也相应地随此温差而增减 热应力变化规律: 冷却前期，表层受拉，心部受压； 冷却后期，表层受压，心部受拉。 热应力产生及变化过程 心部受拉应力 表面应力为零 心部受拉应力 表面受压应力 组织应力产生及变化过程 淬火快速冷却 表层冷却速度快→先转变为M而膨胀 ↓ 受到心部牵制 ↓ 受压应力 ↓ 心部冷却速度慢 ←心部受拉应力 继续冷却 心部发生M相变而膨胀→表层阻碍其膨胀 ↓ 表层受拉应力 ← 心部受压应力 组织应力的变化规律：组织转变前期，表层受压，心部 受拉；组织转变后期，表层受拉，心部受压。 心部受压应力 表面应力为零 心部受压应力 表面受拉应力 (2) 淬火变形 变形的两种形式： （1）几何形状的变形，表现为外形或尺寸的变化； （2）体积变化，又称比体积差效应，表现为工件的 各个部分尺寸按比例胀大或缩小。 热应力造成的变形趋势 ——使工件沿最大尺寸方向收缩，沿最小方向胀大； 即使工件的棱角变圆，平面凸起，变得 趋于球状。 塑性状态 弹性状态 II I 零件不内部同尺寸热应力的形成 具有内应力的工件处于不稳定状态，能自发地进行变形，以减小内应力使其趋于稳定状态。 组织应力造成的变形趋势 ——使工件沿最大尺寸方向伸长，沿最小尺寸方向收缩； 即使工件棱角突出，平面内凹，力图使工 件棱角突出 比体积差效应造成的变形趋势 ——使工件的体积在各个方向上均匀的胀大或缩小。 淬火后所得组织中马氏体含量越高，或马氏体中含碳量越高，体积胀大越多。 残余奥氏体量越多，体积胀大越少。 影响淬火变形的因素： (1) 钢的化学成分与原始状态的影响 a 含碳量的影响 含碳量↓，