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高频感应加热表面淬火实验报告
篇一：高频感应加热表面淬火-验证
高频感应加热表面淬火
一、实验目的
1、了解感应加热的原理；
2、了解电流透入深度与材料电阻率及电流频率之间的
关系；3、了解淬硬层深度的测定方法；4、掌握高频感应加
热淬火的方法。
二、实验原理
1.电磁感应
当感应线圈通以交流电时，在感应线圈的内部和周围同
时产生与电流频率相同的交变磁场，将工件置于高频感应线
圈内，受电流交变磁场的作用，在工件内相应地产生感应电
流，这种感应电流在金属工件内自行闭合，称为涡流。其感
应电动势瞬时值为：
110
d?e??K
d?
式中，K-比例系数；ф-工件上感应电流回路包围面积
上的总磁通；dф/dτ-磁通量变化率；负号表示感应电动势
方向与磁通量变化率方向相反。
工件中感应出来的涡流方向，在每一瞬时和感应线圈中
的电流方向相反。涡流强度If取决于感应电动势(e)及工件
涡流回路的电抗(Z)，而电抗Z由电阻R和感抗(xL)组成，
则涡流强度：
eeIf??
Z
2
R2?xL
2.表面效应
涡流强度If随高频电磁场强度由工件表面向内层逐渐
减小而相应减小的规律称为表面效应或集肤效应。离表面x
处的涡流强度：
x?
Ix?I0?e
式中，I0-表面最大的涡流强度；x-到工件表面的距离；
Δ-与工件材料物理性质有关的系数。
所以，当x=0时，Ix=I0
210
当x＞0时，Ix＜I0
1
?0.368(:高频感应加热表面淬火实验报告)I0e
工程规定，当涡流强度从表面向内层降低到表面最大涡
流强度的36.8%(即1
I0?)时，由该处到表面的距离Δ称为电流透入深度。e
在感应加热实践中，钢中电流透入深度的计算常常使用
下列简化公式：
20
在20℃时：?20?(mm)
f500
在800℃时：?20?(mm)
f
?
当x=Δ时，Ix?I0?
式中，f-感应线圈交流电频率。
3.淬硬层深度
工件经感应加热淬火后的金相组织与加热温度沿截面
分布有关，一般可分为淬硬层、过渡层及心部组织三部分。
还与钢的化学成分、淬火规范、工件尺寸等因素有关；如果
加热层较深，在淬硬层中存在马氏体+贝氏体或马氏体+贝氏
体+屈氏体+少量铁素体混合组织。此外，奥氏体化不均匀，
310
淬火后还可以观察到高碳马氏体和低碳马氏体混合组织。
工件经感应淬火后可以用金相法、硬度法或酸蚀发测定
或标定硬化层深度。金相法测定硬化层深度——由表面测至
50%马氏体区的深度。硬度法测定硬化层深度——按半马氏
体区硬度为准。
三、实验材料实验设备
(1)高频感应加热设备10Kw一台；(2)淬火机床一台；
(3)硬度计2台；(4)金相显微镜5台；(5)ф8×100mm,45号
钢，T12钢各5根。
四、实验内容
1、高频感应加热淬火测定45号钢和T12钢工件表面硬
度；2、测定45号钢和T12钢的硬化层深度。
五、实验步骤
全班分成10组，每组一个试样，通过加热时改变各种
参数来改变硬化层深度以及加热温度高低对淬硬层组织的
影响，经淬火后测表面硬度及硬化组织，并做出硬度分布曲
线。
1、接通高频感应加热设备电源，接
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