材料热处理第9章 常规热处理.ppt

* * 淬火分类 钢的淬透性 淬透性的概念 指钢淬火时获得马氏体的能力，是钢固有的一种属性。 淬透性取决于钢的淬火临界冷却速度的大小 (1) 淬透性与淬透层深度 淬透层深度：当工件未淬透时，淬透层的深度并不是以全部淬成马氏体的区域来界定的，而是以淬火工件表面至半马氏体区(即马氏体组织和非马氏体组织各占一半)的深度作为淬透层深度。 (2) 淬透性与淬硬性的区别 淬硬性：指钢在正常淬火条件下，淬成的马氏体所能达到的最高硬度，它表示钢淬火时的硬化能力。 淬硬性主要取决于钢中的含碳量，更确切地说，它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的含碳量。 淬透性 淬硬性 钢 种 小 低 碳素结构钢 ( 20 ) 小 高 碳素工具钢( T12A ) 大 低 低碳合金结构钢 ( 20Cr2Ni4A ) 大 高 高碳高合金工具钢 ( W18Cr4V ) 淬透性的测定方法 (1) 断口试验法 主要用来测定碳素工具钢的淬透性，低合金工具钢也可参照使用 将预测淬透性的钢按规定尺寸制成标准试样，淬火后从中间横向打断后测量淬透层深度的方法。 详见国家标准GB/T 1298-2008 《碳素工具钢》附录B 《工具钢淬透性试验方法》 淬透性的测定方法 (2) 端淬法 淬透性曲线的实际意义及应用 (1) 根据淬透性曲线求沿工件截面上的硬度分布 用40MnB钢制造直径为?50mm的轴，求水淬后沿截面的硬度分布曲线 (2) 根据淬透性曲线及硬度要求选择材料 已知某零件的直径和沿径向的硬度要求 (3) 根据淬透性曲线可以选择适当的淬火介质 用碳的质量分数为0.4%的钢制造直径为45mm的轴，要求淬火后在3R/4处有体积分数为80%的马氏体组织，而在R/2处的硬度大于40HRC，问是否可以油淬？ 淬火介质 理想淬火介质，中温冷却快，低温冷却慢 适用钢种范围宽，淬火变形开裂倾向小，使用过程中不变质、不腐蚀工件、不粘接工件、不易燃、不易爆、无公害等 有物态变化的淬火介质 淬火介质 在下列温度范围内的冷却速度/oC s-1 550~650 oC 200~300 oC 淬火介质 在下列温度范围内的冷却速度/oC s-1 550~650 oC 200~300 oC 蒸汽膜阶段 (靠辐射传热) 沸腾阶段 (冷却速度快) 对流阶段 无物态变化的淬火介质 熔盐、熔碱及空气，多用于分级淬火及等温淬火 淬火工艺 淬火加热温度 亚共析钢的淬火加热温度为Ac3以上30 ~ 50oC ； 共析钢、过共析钢的淬火加热温度为Ac1以上30 ~ 50oC，为不完全淬火（为什么？？？） 合金钢，淬火温度允许比碳钢稍高 淬火保温时间 应遵循工件内外的温度均匀一致、奥氏体相变完成、奥氏体晶粒不得长大的原则 淬火冷却方法 冷却是淬火的关键，选择合适的淬火冷却方法，既要保证钢淬火后获得所需要的组织和性能，还要尽量减小淬火应力，以减小工件变形和开裂的倾向。 单液淬火法 双液淬火法 分级淬火法 等温淬火法 预冷淬火法 单液淬火法(直接淬火) 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。 缺点：易产生淬火缺陷， 水中淬火易产生变形和 裂纹，油中淬火易产生硬度不足或硬度不均匀等现象。 应用：碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油作冷却介质。 优点：操作简单，容易实现自动化 (2) 双液淬火法 将加热的工件先投入一种冷却能力强的介质中冷却，然后在接近Ms点温度（钢的组织还未开始转变时迅速取出），马上浸入另一种冷却能力弱的介质中使之发生马氏体转变的淬火，称为双介质淬火。 优点：内应力小，变形及开裂小。 缺点：操作困难，不易掌握 应用：由碳素工具钢制造的易开裂工件，如丝锥。 (3) 分级淬火法 将奥氏体化后的钢件置于温度稍高于或低于Ms点的热态淬火介质中(熔融硝盐、碱浴或热油)，保持适当时间，待钢件的内外层温度基本一致时取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。 优点：内应力小，防止变形和开裂 缺点：对于碳钢零件，淬火后出现非马氏体组织 应用：稍高于Ms的分级淬火适用于尺寸较小的合金钢、碳钢零件及工模具； 稍低于Ms的分级淬火适用于尺寸较大的零件和淬透性较差的钢种。 (4) 贝氏体等温淬火法 将工件加热奥氏体化后，在下贝氏体转变温度区间(400~ 250 oC)等温，然后取出空冷，使奥氏体转变为以下贝氏体为主要组织的淬火工艺。 特点：保持较高强度的同时还具有较好的韧性，同时淬火变形也小。 (5) 马氏体等温淬火法 将工件加热奥氏体化后，置于稍低于Ms点的淬火介质中保持一定时间，使钢发生部分马氏体转变，然后取出空冷。 特点：组织应力比