工程材料鋼的淬透性

1、第第 六六 節(jié)節(jié) 鋼鋼 的的 淬淬 透透 性性一、淬透性與淬透層（淬硬層）一、淬透性與淬透層（淬硬層）1、淬透性：指鋼經(jīng)淬火獲得M體的能力或鋼淬火獲得淬透（硬）層深度（h）的能力。 2、淬透層深度：從工件表面到50%M面層的距離。3、淬硬性：鋼淬火時(shí)能達(dá)到的最高硬度。二、影響淬透性的因素二、影響淬透性的因素 化學(xué)成分、奧氏體化溫度、未溶第二相等。三、淬透性的測(cè)定與表示方法三、淬透性的測(cè)定與表示方法1、J 性測(cè)定（末端淬火法）：2、J 性的表示方法J性值法：dHRCJJ淬透性值d測(cè)點(diǎn)到水冷端距離HRCd處的硬度臨界直徑法：D0 xD0臨界直徑X 淬火介質(zhì)例，某鋼D0水20mm 表示該鋼在水中淬火

2、時(shí)，所能淬透的最大截面直徑為20mm四、淬透性與淬硬性的區(qū)別四、淬透性與淬硬性的區(qū)別 1、淬透性：主要取決于“C”曲線位置 2、淬硬性：指鋼經(jīng)淬火處理所能達(dá)到的最大硬度值，主要取決于馬氏體的含碳量。 C%淬硬性HRCC%合金鋼碳鋼五、五、J J 性的實(shí)際意義性的實(shí)際意義 1、J性是零件選材和HT工藝制定的主要依據(jù) 如截面較大、形狀復(fù)雜、受力大的重要零件 應(yīng)選高J性鋼，且需全部淬透使用 如外層受力大，心部受力小的軸類(lèi)零件 應(yīng)選較低J性鋼 2、鋼材的“尺寸效應(yīng)” J性作為鋼的工藝性能之一，是確定的，可以比較的。但實(shí)際工件的淬透層深度卻同時(shí)與J性與外在因素（冷卻條件，工件尺寸）有關(guān)。圖圖7-51 7

3、-51 工件截面尺寸對(duì)淬透層深度的影響工件截面尺寸對(duì)淬透層深度的影響第第 七七 節(jié)節(jié) 鋼鋼 的的 表表 面面 淬淬 火火工件若要求表面：強(qiáng)、硬、耐磨心部：強(qiáng)韌綜合性能好一、表面淬火定義：一、表面淬火定義：快速加熱工件表面至奧氏體化，并立即淬火，使表面獲得 M 體而心部組織不變的HT工藝。二、加熱方法二、加熱方法感應(yīng)加熱：火焰加熱接觸加熱、激光加熱等感應(yīng)加熱利用交變電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的集膚效應(yīng)，在工件表面形成感應(yīng)電流，加熱工件。高頻淬火：200300KHz中頻淬火： 2.58KHz工頻淬火： 50Hz火焰加熱三、適合鋼種三、適合鋼種 中碳鋼或中碳合金鋼（如45、40Cr）四、表淬工件的典型制造工藝

4、路線四、表淬工件的典型制造工藝路線下料鍛造正火或退火粗加工調(diào)質(zhì)精加工表淬低回精磨五、工件表淬處理后的組織和性能五、工件表淬處理后的組織和性能表面：細(xì)中C-M回，HRC5055，強(qiáng)、硬、耐磨心部： S回，HB200250，強(qiáng)且韌調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理+表面淬火表面淬火+低溫回火低溫回火第第 八八 節(jié)節(jié) 化化 學(xué)學(xué) 熱熱 處處 理理 將工件置于特定的介質(zhì)中加熱、保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，以改變表層的化學(xué)成分、組織和性能的一種熱處理工藝。活性原子從工件表層向內(nèi)部的擴(kuò)散活性原子從工件表層向內(nèi)部的擴(kuò)散化學(xué)熱處理的基本過(guò)程:滲劑分解出活性原子滲劑分解出活性原子工件表面吸收活性原子工件表面吸收活性原子

5、常用化學(xué)熱處理方法: 滲碳、滲氮、碳氮共滲等。適用鋼種：WC=0.100.25低碳鋼、低碳合金鋼二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳目的：使鋼件表層獲得高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng) 度，而心部仍保持一定的強(qiáng)度和較高的韌性。 滲碳方法：固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。定義：將鋼件置于滲碳介質(zhì)中加熱、保溫，使活性 碳原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。1)固體滲碳v設(shè)備： 固體滲碳箱，箱式電爐、反射式燃煤爐v常用的滲碳劑： 木炭或骨炭等v常用的催滲劑： 碳酸鋇或碳酸鈉1. 滲碳方法簡(jiǎn)介滲碳劑: 氣態(tài)滲劑：天然氣、丙烷、煤氣等. 液態(tài)滲劑：煤油、甲醇、乙醇、丙酮、苯等2) 氣體滲碳?xì)怏w滲碳2. 滲碳工藝包括: 滲碳溫度

6、和滲碳時(shí)間 滲碳溫度: 9009500C; 根據(jù)滲層厚度而定. ( (滲碳滲碳)+)+淬火低溫回火淬火低溫回火3. 滲碳后的熱處理滲碳溫度滲碳溫度Ar3（心部）（心部）Arcm(表面）表面）Ac1時(shí)間時(shí)間溫度溫度/淬淬火火回火回火a）預(yù)冷直接淬火）預(yù)冷直接淬火b）一次淬火）一次淬火緩緩冷冷淬淬火火回火回火常用的淬火方法常用的淬火方法滲碳件常用的淬火方法滲碳件常用的淬火方法1）預(yù)冷直接淬火法優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)效率高、成本低；減少加熱和冷卻次數(shù)，故減小工件的淬火變形及表面氧化脫碳。 應(yīng)用：本質(zhì)細(xì)晶粒鋼（如20CrMnTi、20MnVB 鋼等）；載荷小、耐磨性要求較低的工件。滲 碳預(yù)冷+油淬清洗回

7、火裝試樣出試樣2）一次淬火法淬火溫度選擇：應(yīng)兼顧表面和心部的要求，通常： 心部性能要求較高時(shí)：TH Ac3， 以心部性能 表面性能要求較高時(shí)：TH Ac1， 以表面性能 應(yīng)用：僅適用于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，如合金鋼和不重要的碳鋼，碳鋼的淬火溫度比合金鋼可適當(dāng)?shù)鸵恍?。滲碳后緩冷，重新加熱淬火及低溫回火。目的：目的：防止防止FeFe3 3C C的過(guò)量析出的過(guò)量析出細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒防止變形防止變形滲碳層的緩冷組織（由表面至心部）：亞共析組織（PF）滲碳件滲碳后淬火及低溫回火后的組織：4. 滲碳層的組織消除淬火應(yīng)力，韌性，保持高硬度與耐磨性。3) 低溫回火（160200） 淬透時(shí):未淬透時(shí):M回Cem少A(表面)+低碳M回(心部)表面:M回Cem少A心部:低碳M回F+T/S過(guò)共析組織（PFe3C） 共析組織（P）下料下料鍛造鍛造正火正火機(jī)加工機(jī)加工滲碳滲碳淬火淬火低溫回火低溫回火噴丸噴丸磨削磨削6. 滲碳件的加工工藝路線5. 常