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热处理之淬火

时间:2018-04-22 22:28编辑:万领高频点击:

  淬火是使钢强化的基本手段之一,将钢淬火成马氏体,随后回火以提高韧性,是使钢获得高综合机械性能的传统方法。

  1基本先容

  “蘸火”是淬火工艺的行业术语,起源于工艺处理的方法,因为淬火就是把加热到一定程度的热工件蘸一下介质,以达到要求,过去工匠们形象的称谓淬火为蘸火,淬火工艺应用很广,读法也随之流传开来。

  2主要方式

  2.1单介质淬火

  工件在一种介质中冷却,如水淬、油淬。优点是操作简单,易于实现机械化,应用广泛。缺点是在水中淬火应力大,工件容易变形开裂;在油中淬火,冷却速度小,淬透直径小,大型工件不易淬透。

  2.2双介质淬火

  工件先在较强冷却能力介质中冷却到 300℃左右,再在一种冷却能力较弱的介质中冷却,如:先水淬后油淬,可有效减少马氏体转变的内应力,减小工件变形开裂的倾向,可用于形状复杂、截面不均匀的工件淬火。双液淬火的缺点是难以掌握双液转换的时刻,转换过早容易淬不硬,转换过迟又容易淬裂。为了克服这一缺点,发展了分级淬火法。

  2.3分级淬火

  工件在低温盐浴或碱浴炉中淬火,盐浴或碱浴的温度在 Ms 点附近,工件在这一温度停留 2min~5min,然后取出空冷,这种冷却方式叫分级淬火。分级冷却的目的,是为了使工件内外温度较为均匀,同时进行马氏体转变,可以大大减小淬火应力,防止变形开裂。分级温度以前都定在略高于 Ms 点,工件内外温度均匀以后进入马氏体区。现在改进为在略低于 Ms 点的温度分级。实践表明,在 Ms 点以下分级的效果更好。例如,高碳钢模具在 160℃的碱浴中分级淬火,既能淬硬,变形又小,所以应用很广泛。

  2.4等温淬火

  工件在等温盐浴中淬火,盐浴温度在贝氏体区的下部(稍高于 Ms),工件等温停留较长时间,直到贝氏体转变结束,取出空冷。等温淬火用于中碳以上的钢,目的是为了获得下贝氏体,以提高强度、硬度、韧性和耐磨性。低碳钢一般不采用等温淬火。

  3主要目的

  淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

  4 其他资料

  4.1淬火工艺

  将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性,因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齿轮、轧辊、渗碳零件等)。通过淬火与不同温度的回火配合,可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度,并可获得这些性能之间的配合(综合机械性能)以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能,如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时,原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却,奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比,马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力,当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法,淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火 4 类。

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