第八章 钢的淬火.ppt

山东科技大学材料科学与工程学院 第八章 钢的淬火 1.定义：把钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间，以大于临界冷却速度的冷速冷却，从而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 2.组织：主要为M、B或M+B的混合物 3.目的：淬火+回火 ①提高硬度和耐磨性；如刃具、量具、模具等②提高强韧性；如各种机器零件③提高硬磁性；如用高碳钢和磁钢制的永久磁铁④提高弹性；如各种弹簧⑤提高耐蚀性和耐热性。如不锈钢和耐热钢。 第八章 钢的淬火 一、淬火方法 1.单液淬火法—直接淬火 工件加热后置入某一种淬火介质, 工件表面与中心温差大—热应力和组织应力较大—易变形和开裂 应用于形状简单的工件淬火 2.双液淬火法 在盐水中冷却至400℃，后迅即转入油中 目的：先快冷避免过冷A分解，后慢冷降低变形和开裂倾向 关键：控制工件的水冷时间 3.分级淬火法 工艺：将加热好的工件置于稍高于Ms点的热态淬火介质中，保温，待工件各部分的温度基本一致取出空冷 特点：①缩小了工件与冷却介质间的温差，工件冷却过程中的热应力明显减小了；②分级保温—整个工件温度趋于均匀—随后冷却过程中工件表面与心部M转变的不同时性减小；③恒温停留—A稳定化—AR量?--M转变引起的体积膨胀减少。 4.等温淬火法 贝氏体等温淬火、马氏体等温淬火 1）B等温淬火：置于高于Ms点的 淬火介质中，保持，转变成下B，取出空冷 特点：强度、韧性较高，且淬火变形较小 2）M等温淬火：置于温度稍低于Ms点的淬火介质中保持，发生部分M转变， 取出空冷—低于Ms点的分级淬火 特点：①冷却速度?，过冷A不易分解；②形成的M在等温过程中转变为回火 M，使组织应力?； ③等温过程工件各部分温度趋于一致，空冷冷速较慢， 继续形成M量?--组织应力?--变形开裂倾向? 5.预冷淬火法 工艺：先空冷一定时间后置于淬火介质中冷却 特点：预冷可减小工件在随后快冷时各处之间的温差—变形开裂? 6.喷射淬火法 向工件喷射急速水流—局部淬火 按所要求的淬火深度来确定水流的大小 二、淬火工艺参数的确定 1.淬火加热温度 原则—得到均匀细小的A晶粒—淬火后得到细小M 1）亚共析钢：Ac3+30~50℃ 若处于Ac1~Ac3之间--保留一部分F—淬火后钢的强、硬度? 若超过Ac3太多—A晶粒粗化—机械性能变差 2）共析钢、过共析钢： Ac1+30~50℃ 过共析钢为什么不选择Accm+30~50℃？ 目的：得到细小的A晶粒和保留少量渗碳体质点，淬火后得到隐晶M和其上均 匀分布的粒状碳化物—强、硬度及耐磨性?且韧性较好 ①渗碳体全部溶于A中，使淬火后钢的耐磨性?；②A晶粒显著粗化—淬火后得到粗大M—形成显微裂纹倾向?；③A中?c?--Ms点?--淬火后AR?--硬度?；④高温加热淬火应力大，氧化脱碳严重—变形开裂倾向?、加热炉使用寿命? 3）低合金钢： Ac3（Ac1）+50~100℃ 一般过共析低合金钢淬火加热温度为Ac1+50～110℃，亚共析低合金钢淬火加热温度为Ac3+30～100℃.一般高速钢的加热温度比其Ac1高出300?C以上。 4）工件尺寸及形状：小工件采用较低的淬火温度。反之，采用高的淬火温度。因小工件加热快，温度高可能引起棱、角处过热和增大变形，故淬火温度取下限。大工件加热慢，温度低容易造成加热不足及延长工时，故应适当提高淬火温度。对形状复杂，容易变形和开裂的工件，应在保证性能要求的前提下，尽量采用较低的淬火温度。 5）淬火介质和淬火方法：采用冷却能力很强的淬火剂时，为减少应力，可适当降低淬火温度。采用等温淬火或分级淬火时，因所用热浴的冷却能力差，故应当适当提高淬火温度，以保证工件淬硬。如T10钢制件，用水或盐水淬火，其淬火温度为760-780?C，而采用硝盐浴分级淬火，常选为800-820?C。 6）奥氏体晶粒长大倾向：对奥氏体晶粒不易长大的本质细晶粒钢，其淬火加热温度范围较宽，所以为了提高加热速度，缩短整个处理周期，可适当提高淬火温度。 1、为了提高过共析钢的强韧性，希望控制淬火时所得到的马 氏体具有较低的碳的质量分数，并希望得到以板条马氏体为主 的组织。试问如何进行热处理才能达到上述目的？ 2、已知马氏体的碳含量高于0.5%时对力学性能有弊无利，为 何碳含量高于0.5％的高碳钢在生产上仍得到了应用？而为了 提高高碳钢的强韧性，在热处理时应注意什么问题？ 7）实际生产 ①要增大淬硬层深度—淬火温度?；②要减少淬火变形—淬火温度?； ③有较严重的带状组织—淬火温度? ④高碳钢原始组织为片P—淬火温度?；⑤小尺寸工件—淬火温度?；⑥形状复杂、易变形开裂工件—淬火温度? 2.淬火保温时间—从炉温回升到淬火温度时起，至出炉止所需时间 保温时间=工件透热时间+组织转变所需时间 按零件最大厚度