機械工程材料5-4

1、能否用同一能否用同一種材料？種材料？5-5鋼的淬透性鋼的淬透性5-5鋼的淬透性鋼的淬透性一、鋼的淬透性與淬硬性一、鋼的淬透性與淬硬性（一）淬透性（一）淬透性 鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。 即在淬火條件下得到即在淬火條件下得到M組織的能力。組織的能力。 主要取決于主要取決于A中的合金元素。中的合金元素。（二）鋼的淬硬性（二）鋼的淬硬性 鋼淬火后所能達到的最高硬度值。鋼淬火后所能達到的最高硬度值。 主要取決于主要取決于M中含碳量。中含碳量。（三）鋼件的淬透層深度（三）鋼件的淬透層深度 從表面到從表面到50%M的深度。的深度。 取決于取決于A中中合金元素合金元素、

2、工件尺寸工件尺寸和和冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)。 5-5鋼的淬透性鋼的淬透性5-5鋼的淬透性鋼的淬透性兩種鋼的淬透性的對比兩種鋼的淬透性的對比00直徑直徑直徑直徑硬度硬度HRC淬硬區(qū)淬硬區(qū)5-5鋼的淬透性鋼的淬透性二、淬透性對鋼力學(xué)性能的影響二、淬透性對鋼力學(xué)性能的影響表表面面中中心心表表面面HRC b0.2AKUa）已淬透已淬透淬透性對調(diào)質(zhì)后鋼的力學(xué)性能的影響淬透性對調(diào)質(zhì)后鋼的力學(xué)性能的影響HRCAKU表表面面表表面面中中心心0.2bb）未淬透未淬透5-5鋼的淬透性鋼的淬透性 （一）化學(xué)成分（一）化學(xué)成分亞共析鋼亞共析鋼 C%Vk淬透性淬透性；過共析鋼過共析鋼C%Vk淬透性淬透性；共析鋼的共析鋼的Vk

3、最小，淬透性最好。最小，淬透性最好。合金元素合金元素除除Co外，其余合金元素降低外，其余合金元素降低Vk，C曲線右移，曲線右移，淬透性淬透性 。三、影響淬透性的因素三、影響淬透性的因素（二）奧氏體化條件的影響（二）奧氏體化條件的影響加熱溫度加熱溫度，保溫時間，保溫時間淬透性淬透性5-5鋼的淬透性鋼的淬透性四、淬透性的測定及表示方法四、淬透性的測定及表示方法.端淬試驗法端淬試驗法5-5鋼的淬透性鋼的淬透性淬透性表示方法：淬透性表示方法： d測試點至水冷端的距離（測試點至水冷端的距離（mm）。）。HRC測試點處的硬度值測試點處的硬度值JJominy大寫字頭大寫字頭如：如：距水冷端距水冷端3mm處的

4、硬度值為處的硬度值為43HRC。表示為表示為dHRCJ343J5-5鋼的淬透性鋼的淬透性.臨界直徑法臨界直徑法 臨界淬火直徑臨界淬火直徑圓棒試樣在某介質(zhì)中淬火時所能得到圓棒試樣在某介質(zhì)中淬火時所能得到的最大淬透直徑（即心部被淬成半馬氏體的最大直徑），用的最大淬透直徑（即心部被淬成半馬氏體的最大直徑），用D Do o表示。表示。選材時必須考慮鋼的淬透性！選材時必須考慮鋼的淬透性！四把火總結(jié)四把火總結(jié)退火：退火：消除應(yīng)力、降低硬度、便于加工、為淬火做組織準(zhǔn)備。消除應(yīng)力、降低硬度、便于加工、為淬火做組織準(zhǔn)備。 完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火、去應(yīng)力退火、完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火

5、、去應(yīng)力退火、 再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火正火：正火：代替退火、也可作為最終熱處理。代替退火、也可作為最終熱處理。淬火：淬火：得到馬氏體或下貝氏體。得到馬氏體或下貝氏體。 單夜淬火、雙液淬火、預(yù)冷淬火、分級淬火、等溫淬火單夜淬火、雙液淬火、預(yù)冷淬火、分級淬火、等溫淬火回火：回火：降低應(yīng)力、調(diào)整組織和性能。降低應(yīng)力、調(diào)整組織和性能。 低溫回火、中溫回火、高溫回火低溫回火、中溫回火、高溫回火整體熱處理整體熱處理工件表面的特點工件表面的特點應(yīng)力集中最大應(yīng)力集中最大應(yīng)力最大應(yīng)力最大位錯易滑移位錯易滑移表面接觸應(yīng)力表面接觸應(yīng)力 和摩擦力和摩擦力應(yīng)力集中最大應(yīng)力集中最大表面腐蝕表面腐蝕表面容表面容易形成易形成裂

6、紋裂紋殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力斷裂斷裂振動振動噪音噪音泄漏泄漏加加劇劇報廢報廢強強化化表表面面表表面面淬淬火火化化學(xué)學(xué)熱熱處處理理5-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火一、表面淬火的定義及方法一、表面淬火的定義及方法（一）表面淬火的定義（一）表面淬火的定義（二）表面淬火的方法（二）表面淬火的方法在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織的情況下，利用快速加熱在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織的情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進行淬火，以強化零件表面的熱處理方法將表層奧氏體化后進行淬火，以強化零件表面的熱處理方法感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱火焰加熱火焰加熱鹽浴加熱鹽浴加熱激光加熱激光加熱電接觸加熱電接觸加熱5-6鋼的表面淬火鋼的表面淬

7、火（一）感應(yīng)加熱的基本原理（一）感應(yīng)加熱的基本原理 式中式中 f 交流電頻率交流電頻率Hz 電流透入深度電流透入深度mmf6005005-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火（二）感應(yīng)加熱淬火的分類和選用二）感應(yīng)加熱淬火的分類和選用1. 高頻高頻 200-300KHz，淬硬深度淬硬深度 0.5-2mm ，適于小工件。適于小工件。2. 中頻中頻2500-8000Hz ，淬硬深度淬硬深度2-10mm ，適于尺寸較大適于尺寸較大 的工件。的工件。3. 工頻工頻 50Hz，淬硬深度淬硬深度10-15mm ，適于大型工件。適于大型工件。4. 超音頻感應(yīng)加熱淬火：超音頻感應(yīng)加熱淬火：淬硬層深度在淬硬層深度在2mm以

8、上，適用于模數(shù)以上，適用于模數(shù)為為36的齒輪、鏈輪、花鍵軸及凸輪等。的齒輪、鏈輪、花鍵軸及凸輪等。f6005005-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火1. 感應(yīng)加熱速度快感應(yīng)加熱速度快A 形成溫度高形成溫度高形核率高形核率高。2. 感應(yīng)加熱淬火后工件表面得到極細(xì)的隱晶馬氏體感應(yīng)加熱淬火后工件表面得到極細(xì)的隱晶馬氏體 組織，使表組織，使表面的硬度比普通淬火高，脆性也較低，并具有較高的疲勞強度。面的硬度比普通淬火高，脆性也較低，并具有較高的疲勞強度。3. 工件表面不容易氧化和脫碳，且變形也小。工件表面不容易氧化和脫碳，且變形也小。4. 淬硬層深度易于控制。淬硬層深度易于控制。5. 淬火操作易于實現(xiàn)機械化和

9、自動化，勞動條件好、生產(chǎn)率高。淬火操作易于實現(xiàn)機械化和自動化，勞動條件好、生產(chǎn)率高。5-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火中碳鋼和中碳低合金鋼（中碳鋼和中碳低合金鋼（40、45、40Cr等）、鑄鐵等）、鑄鐵 （四）感應(yīng)加熱表面淬火適用的材料（四）感應(yīng)加熱表面淬火適用的材料（五）（五） 感應(yīng)加熱表面淬火件的技術(shù)條件感應(yīng)加熱表面淬火件的技術(shù)條件（1）表面硬度表面硬度表面硬度要求在表面硬度要求在4558HRC范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 （3 ）預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理正火或調(diào)質(zhì)正火或調(diào)質(zhì)齒輪：齒輪：m5，單齒同時加熱淬火單齒同時加熱淬火， 硬化層仿齒形分布。硬化層仿齒形分布。（2） 淬硬層深度淬硬層深度軸類件：軸類件：小

10、直徑（小直徑（1020mm），），1/5R大直徑，大直徑，1/10R。m5，同時加熱淬火，齒根淬硬。同時加熱淬火，齒根淬硬。5-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火（六）感應(yīng)加熱淬火零件的加工工藝路線六）感應(yīng)加熱淬火零件的加工工藝路線下料下料鍛造鍛造正火正火(調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì))粗加工粗加工（調(diào)質(zhì)）（調(diào)質(zhì)）精加精加工工感應(yīng)加熱淬火低溫回火感應(yīng)加熱淬火低溫回火磨削磨削5-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火與感應(yīng)加熱相比，與感應(yīng)加熱相比，設(shè)備簡單，可用于尺設(shè)備簡單，可用于尺寸大的零件的局部表寸大的零件的局部表面淬火。但生產(chǎn)率低。面淬火。但生產(chǎn)率低。三、其他表面淬火方法三、其他表面淬火方法燒嘴燒嘴噴水管噴水管移動方向移動方向淬

11、硬層淬硬層鋼件鋼件加熱層加熱層火焰加熱表面淬火示意圖火焰加熱表面淬火示意圖（一）火焰加熱表面淬火（一）火焰加熱表面淬火5-6鋼的表面淬火鋼的表面淬火（二）激光加熱表面淬火（二）激光加熱表面淬火激光加熱表面淬火激光加熱表面淬火是利用高能密度是利用高能密度(功率密度大于功率密度大于103Wcm2)激光束對金屬工件表層迅速加熱和隨后激冷，使激光束對金屬工件表層迅速加熱和隨后激冷，使其表層發(fā)生固態(tài)相變而達到表面強化的一種淬火工藝。其表層發(fā)生固態(tài)相變而達到表面強化的一種淬火工藝。 優(yōu)點：優(yōu)點：能量密度高，加熱速度極快，無氧化脫碳，熱變形能量密度高，加熱速度極快，無氧化脫碳，熱變形極??；冷卻速度也很快，可自淬火而無需冷卻介質(zhì)；表面極小；冷卻速度