钢淬火与回火_知识要点.pptx

第二章钢的淬火及回火第一节淬火的定义、目的、淬火的必要条件1、淬火定义：把钢加热到临界点Ac?或Ac?以上，保温并随之以大于临界冷却速度Vx冷却，以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。温度(C)祖虚,℃2UcX100时间，s亚共析钢(45钢)正常淬火后的马氏体组织(500×)过共析钢(T12钢)正常淬火后的显微组织(500×)2、淬火的目的：■提高零件的硬度，强度，耐磨性。■结构钢通过淬火，回火获得良好的综合机械性能。■少数工件可以改善钢的物理和化学性能。例如：提高高磁钢的磁性；不锈钢淬火以消除第二相，从而改善其耐蚀性。3、淬火必要条件：■临界点以上，获得奥氏体；■大于临界冷速，得到马氏体或下贝氏体。程虚,℃时间，s_A?V?温度(℃)时间(s)不同冷却速度所得到的组织第二节淬火介质■淬火介质：为实现淬火目的用的冷却介质。■理想淬火介质：■在A1～650℃缓慢冷却，以减少热应力；■在过冷奥氏体最不稳定区域(650～400℃),快速冷却；■而在M?附近的温度区域冷速比较缓慢，它可以减少淬火内应力，避免淬火变形开裂。理想淬火介质冷却曲线一、淬火介质的冷却作用1、分类(1)按聚集状态分类：■淬火介质有固态、液态、气态。■最常用介质为液态介质，淬火时不仅发生传热作用，还会产生物态变化，因此过程较为复杂。(2)按液态淬火介质是否具有物态变化：■分为有物态变化的和无物态变化的。2、有物态变化的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段：(1)蒸气膜阶段：工件表面产生大量过热蒸汽，紧贴工件形成连续的蒸汽膜；冷却主要靠辐射传热，冷却速度较缓慢。(2)沸腾阶段：进一步冷却时，工件放出的热量减少，蒸汽膜厚度减薄并在越来越多的地方破裂，使工件与液体直接接触，并形成大量气泡逸出。冷却速度较快，取决于淬火介质的汽化热，汽化热越大，从工件带走的热量越多，冷却速度也越快。(3)对流阶段：当工件表面的温度降至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流进行，随工件和介质间的温差减小，冷速也逐渐降低，此时对流传热起主导作用蒸汽膜阶段沸腾阶段对流阶段3、无物态变化的淬火介质：●淬火冷却主要靠对流散热。●温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。二、淬火介质冷却特性的测定淬火介质冷却能力最常用的表示方法是所谓的淬火烈度H。1、概念：规定静止水的淬火烈度H=1,其它淬火介质的淬火烈度由与静止水的冷却能力比较而得。2、实质：●反映钢内部的热传导系数以及钢与介质间的给热系数的关系，即淬火介质的冷却能力。●注意：不同淬火介质，在工件淬火过程中其冷却能力是变化的。几种常见淬火介质的淬火烈度H,如下表所示。净火介质及工件运动情况不同净火介质的H值突气油水盘水净火介质，工件不运动0020.02-0.300.90-10净火介质，工件轻做运动0.30-0.351.0-1.1净火介质，工件责当运动0.35-0.401.2.1.31.2.1.3净火介质，工件较大运动0.40-0.501.4.1.51.4.1.5净火介质，工件剧烈运动净火介质，工件投剧烈运动00500.50-0.80080.101.6-2中5三、常用淬火介质及其冷却特性1.水：具有良好的物理化学性能，而且来源丰富，价格便宜。冷却特性：(1)水的冷却速度●在650~400℃温度范围内的冷却速度较小；●在马氏体转变温度区的冷却速度特别快。冷却速度(C/s)理想淬火介质冷却曲续不同温度纯水的冷却特性试样中心温度(℃)试样中心温度(℃)(2)水温对冷却特性影响很大随水温提高，水的冷却速度降低。(3)循环水的冷却能力大于静止水的冷却能力。冷却速度(℃/s)不同温度纯水的冷却特性试样中心温度(℃)试样中心温度(℃)2.碱或盐的水溶液■水中溶入盐、碱等物质，减少了蒸汽膜的稳定性，使蒸汽膜阶段缩短，特性温度提高从而加速冷却速度。■食盐水溶液在食盐浓度较低时随食盐浓度的增加而提高，冷速均大于纯水的。■碱溶液也具有很高的冷却能力，随温度提高冷却能力降低，工件表面银白色、好的外观，但腐蚀严重。冷却速度(℃/s)球心温度(C)球心温度(℃)不同温度的50%NaOH水溶液的冷却特性不同成分食盐水溶液的冷却特性3.油冷却能力比水差，油的冷却过程也具有三个阶段。(1)在高温区冷却速度低；(2)油在500℃~350℃间冷却速度最快。(3)油在低温区(350℃下)冷速较慢。(4)油在20℃~80℃使用，对工件冷速影响不大。时间(s)冷却速度,C/s试样中心温度，C四种淬火油的冷却速度曲线4.有机物的水溶液及乳化液。■水的冷却能力很大，但冷却特性很不理想；■油的