钢的淬火基础知识
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钢的淬火介绍
淬火是将钢件加热到Ac3(亚)或Ac1(过)以上30-50℃,经过保温,然后在冷却介质中迅速冷却,以获得高硬度组织的一种热处理工艺。
其目的在于提高材料的硬度和耐磨性,常应用于工具、模具、量具和滚动轴承的制造。
淬火后的组织为马氏体、下贝氏体。
淬火工艺中淬火冷却速度决定了材料的质量,理想的冷却速度是两头慢中间快,以便减少内应力。
1 常用淬火法
1)单液淬火(普通淬火)
在一种淬火介质中连续冷却至室温,如碳钢水冷。
缺点: 水冷,易变形,开裂.。
油冷:易硬度不足,或不均。
优点: 易操作,易自动化。
2)双液淬火
先在冷却能力较强的介质中冷却到300℃左右,再放入冷却到冷却能力较弱的介质中冷却,获得马氏体。
对于形状的碳钢件,先水冷,后空冷。
优点: 防低温时M相变开裂。
3)分级淬火
工件加热后迅速投入温度稍高于Ms点的冷却介质中,(如言浴火碱浴槽中)停2-5分(待表面与心部的温差减少后再取出)取出空冷。
应用:小尺寸件(如刀具淬火) 防变形,开裂。
优点: 工艺简单,操作容易。
缺点:在盐浴中冷却,速度不够大,只适合小件。
4)等温淬火
将加热后的钢件放入稍高于Ms温度的盐浴中保温足够时间, 使。
钢的淬火处理钢的淬火处理是一种常见的热处理工艺,旨在提高钢的硬度和强度。
通过淬火处理,钢材的晶粒结构得到改善,内部应力得到释放,从而使钢材具有更好的机械性能和耐磨性。
淬火处理的基本原理是将加热至适宜温度的钢材迅速冷却,使钢材发生相变,从而改变其组织结构。
淬火处理的过程包括加热、保温和冷却三个阶段。
钢材在淬火处理前需要进行加热。
加热温度的选择取决于钢的成分和要求的硬度。
一般而言,高碳钢的加热温度较高,而低碳钢的加热温度相对较低。
加热温度的控制非常重要,过高或过低都会影响淬火效果。
加热后,钢材需要保温一段时间。
保温时间的长短也是影响淬火效果的因素之一。
保温时间过短会导致组织转变不完全,保温时间过长则可能导致组织过度粗化。
因此,保温时间的选择需要根据具体情况进行合理调整。
最关键的一步是冷却过程。
钢材在淬火处理时需要迅速冷却,以使其发生相变。
常用的冷却介质包括水、油和气体。
冷却介质的选择取决于钢材的成分和要求的硬度。
水冷却速度最快,但容易产生变形和开裂;油冷却速度适中,能较好地控制变形和开裂;气体冷却速度较慢,适用于对变形和开裂要求较高的情况。
淬火处理后的钢材会出现显著的硬化现象。
这是由于淬火过程中,钢材的奥氏体晶粒被固溶体所替代,晶粒细化并产生内部应力。
这种硬化现象使得钢材具有更高的硬度和强度。
但与此同时,也会伴随着脆性的增加。
因此,淬火处理后的钢材需要进行回火处理,以减轻内部应力和提高韧性。
钢的淬火处理是一种重要的热处理工艺,能够显著提高钢材的硬度和强度。
通过合理控制加热、保温和冷却过程,可以使钢材的组织结构得到优化,从而获得更好的机械性能和耐磨性。
淬火处理后的钢材需要进行回火处理,以平衡硬度和韧性。
钢的淬火处理在工业生产中具有广泛的应用,对于提高产品质量和性能具有重要意义。
将钢加热到临界点Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界淬火速度的速度冷却,使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或下贝氏体组织,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。
钢件在有物态变化的淬火介质中冷却时,其冷却过出一般分为以下三个阶段: 蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。
淬硬性和淬透性是表征钢材接受淬火能力大小的两项性能指标,它们也是选材、用材的重要依据。
1.淬硬性与淬透性的概念淬硬性是钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。
决定钢淬硬性高低的主要因索是钢的含碳量,更确切地说是淬火加热时固溶在奥氏体中的含碳量,含碳量越离,钢的淬硬性也就越高。
而钢中合金元素对淬硬性的影响不大,但对钢的淬透性却有重大影响。
淬透性是指在規定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。
即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力,它是钢材固有的一种属性。
淬透性实际上反映了钢在淬火时,奥氏体转变为马氏体的容易程度。
它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关,或者说与钢的临界淬火冷却速度有关。
还应指出:必须把钢的淬透性和钢件在具体淬火条件下的有效淬硬深度区分开来。
钢的淬透性是钢材本身所固有的属性,它只取决于其本身的内部因素,而与外部因素无关;而钢的有效淬硬深度除取决于钢材的淬透性外,还与所采用的冷却介质、工件尺寸等外部因索有关,例如在同样奥氏体化的条件下,同一种钢的淬透性是相同的,但是水淬比油淬的有效淬硬深度大,小件比大件的有效淬硬深度大,这决不能说水淬比油淬的淬透性髙。
也不能说小件比大件的淬透性高。
可见评价钢的淬透性,必须排除工件形状、尺寸大小、冷却介质等外部因素的影响。