淬火以及淬火工艺

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1、第八章淬火及淬火工艺主要内容1.淬火加热2.淬火介质3.钢的淬透性4.淬火工艺5.表面淬火6.淬火缺陷前言1淬火是热处理工艺中最重要的工艺。从广义上说，淬火是将合金在高温下所具有的状态以过冷、过饱和状态固定至室温，或使基体转变成晶体结构与高温状态不同的亚稳状态的热处理形式。合金能否淬火可由相图确定。如果合金在相图上有多型性转变或固溶度改变，这些合金就可以淬火。淬火通常要快冷，以抑制扩散型相变。前言2根据淬火时合金组织、结构变化的特点，可将淬火分为两类,两类淬火本质上有很大差别。(1)无多型性转变合金的淬

2、火：固溶处理;以铝合金为代表(2)有多型性转变合金的淬火：淬火。以钢为代表从狭义上说，淬火就是把钢件加热到临界温度(Ac3或Ac1)以上，保温一定时间使之奥氏体化后，再以大于临界冷却速度的冷速冷却，从而获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺钢淬火的目的主要是提高钢的硬度、强度、耐磨性等，以及与各种回火工艺配合提高钢的强韧性或弹性等。前言3前言4淬火工艺分类按加热温度分：完全淬火、不完全淬火和亚温淬火等;按加热介质分：空气加热淬火、可控气氛加热淬火、真空加热淬火、盐浴加热淬火、铅浴加热淬火、流动粒子加热

3、淬火等;按冷却方式分：单液淬火、双液淬火、预冷淬火、分级淬火以及等温淬火等;按冷却介质分：空冷淬火、气冷淬火、风冷淬火、水冷淬火、油冷淬火、盐水淬火、热浴淬火、喷液淬火、喷雾淬火等;按淬火部位分：整体淬火、局部淬火、表面淬火等。8.1.1淬火加热温度8.1.2淬火加热时间8.1.3淬火加热介质8.1淬火加热确定淬火温度的依据(1)钢的化学成分(临界点Ac1及Ac3);(2)工件的尺寸、形状与技术要求;(3)奥氏体的晶粒长大倾向;(4)采用的淬火介质与淬火方法。（1）化学成分是决定淬火温度最主要的因素。碳

4、钢的淬火加热温度：亚共析钢为Ac3+(30~50°C)，共析钢、过共析钢为Acl+(30~50°C)。8.1.1淬火加热温度的确定亚共析钢：亚共析钢除进行亚温淬火时采用略低于Ac3的温度加热外，一般都进行完全奥氏体化加热。亚共析钢一般选择在Ac3以上淬火加热的原因：如果低于Ac3，组织中会保留一部分先共析铁素体，淬火后会出现软点，使硬度达不到要求。同时，由于这种组织上的不均匀性，还可能影响回火后的机械性能。为了不致引起奥氏体晶粒的粗化以及尽可能减小淬火缺陷，温度还不能选得过高，在原则上亚共析钢淬火加热温

5、度定为Ac3+(30~50°C)。一般在空气炉中加热比在盐浴中加热高10~30°C，采用油、硝盐淬火介质时，淬火加热温度应比水淬提高20°C左右。过共析钢：过共析钢一般选择在Ac1+(30~50°C)加热过共析钢在淬火加热以前，都要经过球化处理(如有网状渗碳体存在，则应先正火予以消除，然后再加热淬火)，故加热至Ac1以上时，其组织是奥氏体和一部分未溶的粒状碳化物。淬火后，奥氏体转变为马氏体，未溶碳化物被保留下来，这不但不会降低钢的硬度，反而对提高耐磨性有利。如果把过共析钢加热到Acm以上，从单相奥氏体状

6、态淬火，结果不但无益，反而有害，原因如下。原因如下：(1)奥氏体中溶人碳量的增加使MS点降低，淬火后所得的残余奥氏体量将增多，结果使淬火钢的硬度下降;(2)奥氏体的晶粒粗化，淬火后得到粗大马氏体，使钢的脆性大为增加;(3)空气介质加热时钢的脱碳氧化严重，降低淬火钢的表面质量;(4)增大淬火应力，从而增大工件变形与开裂的倾向。低合金钢：淬火温度也应根据其临界点(Ac1及Ac3)来选定，但考虑到合金元素的作用，为了加速奥氏体化，过共析低合金钢：Ac1+(50~110°C),亚共析低合金钢：Ac3+(30~1

7、00°C);高速钢、高铬钢及不锈钢应根据合金碳化物溶入奥氏体的程度选定。一般高速钢的淬火加热温度比其Ac1高出30°C以上。低碳马氏体钢淬透性较低，应提高淬火温度以增大淬硬层;中碳钢及中碳合金钢应适当提高淬火温度来减少淬火后片状马氏体的相对含量，以提高钢的韧性;高碳钢采用低温淬火或快速加热可限制奥氏体固溶碳量，而增加淬火后板条马氏体的含量可减少淬火钢的脆性。过热敏感性强(如锰钢)及脱碳敏感性强的钢(如含钼钢)，不宜取上限温度。除了上述根据临界点选择淬火温度的原则以外，在实际生产中还必须结合以下诸因素全面

8、考虑，灵活运用，并应根据具体实验来确定。(1)工件尺寸对同一钢种所制的工件，如果尺寸小，则应采用较低的淬火温度;反之，大工件则应采用较高的淬火温度。因为小工件加热快，温度高可能引起棱、角处过热和增大变形，故淬火温度应取下限。大工件加热较慢，温度低容易造成加热不足及延长工时，故应适当提高淬火温度。(2)工件形状对形状复杂、容易变形或开裂的工件，应在保证性能要求的前提下，尽量采用较低的淬火温度。(3)淬火介质与淬火方法采用冷却能力很强的淬火剂时