【分享】金属材料及热处理知识(十七)

对于合金钢，由于大多数合金元素（Mn、P除外）有阻碍奥氏体晶粒长大的作用，因而淬火温度比碳钢高，一般为临界点以上50-100℃。
二、淬火介质
理想淬火介质的冷却曲线（如下图所示）应只在C曲线“鼻尖”处快冷，而在Ms附近尽量缓冷，以达到既获得马氏体组织，又减小内应力的目的，但目前还没有找到这种理想介质。

常用的淬火介质是水和油。
水是经济的且冷却能力较强的淬火介质，水的缺点是在650-550℃范围内的冷却能力不够强，而在300-200℃范围内冷却能力又太大，因此生产上主要用于形状简单、截面较大的碳钢件的淬火。
油在低温区冷却能力较理想，但在高温区冷却能力太低，因此主要用于合金钢和小尺寸的碳钢件的淬火。大尺寸碳钢件油淬时，由于冷却不足，会出现珠光体型分解。
熔融的碱和盐也常用作淬火介质，称为盐浴或碱浴。这类介质只适用于形状复杂及变形要求严格的小型件的分级淬火和等温淬火。
三、淬火方法
采用适当的淬火方法可以弥补冷却介质的不足，常用的淬火方法如下图所示。

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不同淬火方法示意图

1）单介质淬火方法：是指将加热工件在一种介质中连续冷却到室温的淬火方法。如水淬和油淬都属于这种方法。该方法操作简单，易实现机械化，应用较广。
2）双介质淬火：是指将工件先在一种冷却能力较强的介质中冷却，避免珠光体转变，然后转入另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变的方法。常用的方法是水淬油冷或油淬空冷。其优点是冷却比较理想，缺点是第一种介质中停留时间不易控制，需要有实践经验。该方法主要用于形状复杂的碳钢工件及大型合金钢工件。
3）分级淬火：指将奥氏体化的工件淬入稍高于Ms点的盐浴或碱浴中保温，待工件表、心部温度接近盐浴温度时取出来空冷的淬火方法。分级淬火可以很好地消除淬火工件表心部的温差问题，有效地减少工件变形开裂倾向。
4）等温淬火：加热工件在高于Ms温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间，获得下贝体组织后再空冷的淬火方法。经等温淬火的零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小，适用于形状复杂及要求较高的小型件。
四、钢的淬透性
淬透性是钢的主要热处理性能，它对合理选材和正确制定热处理工艺具有重要意义。
1.钢的淬透性及其测定方法
钢在淬火时获得淬硬层深度的能力称为钢的淬透性，其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示。淬硬层深度是指工件表面到半马氏体的深度。淬透性与淬硬性不同，淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力。
同一材料的淬硬层深度与工件的尺寸，冷却介质有关，工件尺寸小、冷却能力强，淬硬层深，工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深，而淬透性与工件尺寸、冷却介质无关，它只用于不同材料之间的比较，是在尺寸、冷却介质相同时，用不同材料的淬硬层深度进行比较的。
淬透性常用末端淬火法测定（如下图所示），将标准化试样奥氏体化后，对末端进行喷水冷却。然后从水冷段开始，每隔一定距离测量一个硬度值，即可得到试样沿轴向的硬度分布曲线，称为钢的淬透性曲线。

2.影响淬透性的因素
1）钢的淬透性取决于其临界冷却速度，临界冷却速度越小，则奥氏体越稳定，钢的淬透性越高。临界冷却速度取决于C曲线的位置，C曲线越靠右，临界冷却速度越小，因而凡是影响C曲线的因素都是影响淬透性的因素。
2) 在碳钢中，共析钢的临界冷却速度最小，因而其淬透性在碳钢中最高。
3) 除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素都使C曲线右移，临界冷却速度减小，钢的淬透性提高。
4) 提高奥氏体化温度、延长保温时间可使奥氏体晶粒长大、成分均匀，从而提高了奥氏体的稳定性，使钢的淬透性提高，而钢中未溶的第二相则促进冷却转变时的形核，降低奥氏体的稳定性，使淬透性下降。
3.淬透性的应用
力学性能是机械设计中选材的主要依据，而钢的淬透性又直接影响其热处理后的力学性能。因此，在选材时，必须对钢的淬透性有充分的了解。
下图为两种淬透性不同的钢制成相同的轴经调质处理后，其力学性能的比较。高淬透性的钢的整个截面都是回火索氏体组织，力学性能均匀，强度高，韧性好。低淬透性钢的心部组织为片状索氏体加铁素体，韧性差。



对于截面尺寸较大、形状复杂的重要零件以及承载较大、要求截面力学性能均匀的零件，应选用高淬透性的钢制造，并要求全部淬透。而承受弯曲和扭转的零件，由于其外层受力较大，心部受力较小，可选用淬透性较低的钢种，不必全部淬透。

楼主的作品写的真好,看不懂
进来学习了
楼主写了不少东西啊

不错，多谢分享了

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