工艺第10章-钢的表面淬火.pptVIP

目　录 一、表面淬火的目的、分类及应用 二、表面淬火工艺原理 三、表面淬火方法 一、表面淬火的目的、分类及应用 　 定义：表面淬火是指被处理工件在表面有限深度范围内加热至相变点以上，然后迅速冷却，在工件表面一定深度范围内达到淬火目的。 目的：表层为马氏体，心部为淬火前组织（调质或正火状态）。表层硬度高，心部韧性好。 　　　表面淬火是强化金属材料表面的重要手段之一。 　　　表面淬火可提高硬度、耐磨性，与心部组织相配合，获得强韧性、高疲劳强度。? 　　　表面淬火的加热能量密度极高，因此，表面淬火常以供给表面能量的形式不同而命名及分类。目前表面淬火可以分成以下几类： 1、感应加热表面淬火 　　2、火焰加热表面淬火 3、电接触加热表面淬火－利用电阻发热进行加热（低电压大电流） 4、电解液加热表面淬火 5、激光加热表面淬火 6、电子束（等离子）加热表面淬火 表面淬火的应用： 　　　　表面淬火主要应用于中碳调质钢或球铁件； 　　　　高碳钢表面淬火后由于心部塑、韧性低，应用较少； 低碳钢表面淬火后强化效果不明显，很少应用。 二、表面淬火工艺原理 1、钢在非平衡加热时的相变特点 表面淬火时的能量密度很高，钢处于非平衡加热，钢在非平衡加热时有如下特点： 　1）在一定的加热速度范围内，临界点随加热速度的增加而提高； 2）奥氏体成分不均匀性随着加热速度的增加而增大； 3）提高加热速度可显著细化奥氏体晶粒； 4）快速加热对过冷奥氏体的转变及马氏体回火有明显影响。 2、表面淬火的金相组织 　　　钢件经表面淬火后的金相组织与钢种、淬火前的原始组织及淬火加热时沿截面温度的分布有关。 　　　原始组织为退火状态的共析钢： 　　　淬火以后金相组织自表面向心部应分为三区，马氏体区 (M) (包括残余奥氏体)＋马氏体加珠光体 (M十P)＋珠光体 (P)区。 　原始组织为正火状态的45钢： 　较复杂，如果采用的是淬火烈度很大的淬火介质，淬火后其金相组织自表面向中心可分为四区，马氏体区(M)＋马氏体加铁素体(M+F）＋马氏体加铁素体加珠光体区＋珠光体加铁素体。 原始组织为调质状态45钢 由于回火索氏体为粒状渗碳体均匀分布在铁素体基体上的均匀组织，淬火组织也较均匀。 Ac1-Ac3温度区的淬火组织中，未溶铁素体分布比较均匀； Ac1-至相当于调质回火温度区（C区），由于其温度高于原调质回火温度而又低于临界点，因此将发生进一步回火现象。表面淬火将导致这一区域硬度下降。 3、表面淬火后的性能 1）表面硬度 快速加热，激冷淬火后的工件表面硬度比普通加热淬火高。与加热温度及加热速度有关，快速加热时奥氏体成分不均匀性、奥氏体晶粒及亚结构细化。 2）耐磨性? 快速表面淬火的耐磨性优于普通淬火的。与其奥氏体晶粒细化、奥氏体成分的不均匀，表面硬度较高及表面压应力状态等因素有关。 3）疲劳强度? 表面淬火可显著提高零件的抗疲劳性能。 原因：除与表层本身的强度增高外，主要是因为在表层形成很大的残余压应力。 　　 三、表面淬火方法 1、感应加热表面淬火 定义：利用感应电流通过工件产生的热效应，使工件表面局部加热，然后快速冷却，获得马氏体组织的工艺。 原理：利用电磁感应原理，使工件表面产生感应电流（集肤效应）。钢本身具有电阻，产生热效应，加热工件表面，而后冷却，实现表面淬火。 分类：高频加热淬火（100～500kHz） 中频加热淬火（500～10000Hz） 工频加热淬火（50Hz） 工艺： ●设备频率的选择 主要根据硬化层深度来选择。 ●比功率的选择（工件单位表面所吸收的电功率） 频率一定时，要求硬化层深，比功率要小； 相同硬化层深度时，频率较高，比功率要小，频率较低，比功率要大。 ●冷却方式和冷却介质的选择 喷射冷却法 浸液冷却法 埋油淬火法 对细、薄工件或合金钢齿轮，为减小变形、开裂，可将感应器与工件同时放入油槽中加热，断电后冷却。 回火工艺