淬透性的概念(精)

渗碳钢的化学成分特点:常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类.(1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25%范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到0.25--0.30%碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。

但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等.(2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织.在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等.低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等.中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等.固体渗碳;液体渗碳;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2%,层深为0.5--2.0mm.渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料.渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现.渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火.淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织.低温回火温度为150--200C.渗碳零件注意事项:(1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态.正火工艺;用860--980C空冷、179--217HBS.(2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC.(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工.(4)不得用镀锌的方法防渗碳.渗氮用钢---凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜,对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮.渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm) .必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底,才能发挥渗氮的最大作用.总的来看,大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的,不论表面和心部的性能都要求很高.如果用碳钢进行渗氮,形成Fe 4N和Fe 2N较不稳定。

淬透性名词解释
淬透性是指一种材料或物质在经历一定的处理（如加热、冷却、淬火等）后，其结构或性质发生变化，从而使其具有透射光线的能力或特性。

淬透性广泛应用于材料科学、物理学、化学工程等领域。

在材料科学中，淬透性是指材料经过淬火等处理过程后的硬度和强度提高，同时仍然保持一定的韧性和弹性。

例如，钢材经过淬火处理后，其碳化物形成、晶粒细化等结构变化，使得钢具有了较高的硬度和强度，从而成为一种具有淬透性的材料。

在物理学中，淬透性是指材料或物质在经过特定处理后的光学特性发生变化。

比如，晶体材料的淬透性是指在一定的温度下，通过控制光束的透射方向和角度，使其在晶体内发生全反射或折射现象。

这种淬透性在激光、光纤通信等领域具有重要的应用价值。

在化学工程中，淬透性被用来描述一种物质的透明度或透光性。

例如，饮用水中的悬浮物或杂质会影响其淬透性，进而影响其可观察性和安全性。

因此，在水处理、污水处理等领域中，淬透性的评价和监测是非常重要的。

总体而言，淬透性是一种材料或物质在经历一定的处理过程后，其结构或性质发生变化，使之具有透射光线的能力或特性。

该概念在材料科学、物理学和化学工程等领域具有重要的研究和应用价值，对于提高材料性能、光学器件研发和环境监测等方面起着重要的作用。

实验钢的淬透性测定一:定义：钢的淬透性——指钢材被淬透的能力，或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体的能力的特性。

应该注意，钢的淬透性与可硬性两个概念的区别。

淬透性系指淬火时获得马氏体难易程度。

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，可硬性指淬成马氏体可能得到的硬度，因此它主要和钢中含碳量有关。

二：淬透性影响因素1：钢的化学成分：a）：当加热温度低于Acm点时，含C量低于1％以下，随含碳量增加，临界冷却速度下降，淬透性提高，含C量高于1％时，则相反，当加热温度高于Ac3或Acm时，则随含碳量增加，临界冷却速度下降。

b）：合金元素除Ti，Zr，和Co外所有元素提高淬透性。

2：奥氏体晶粒度：奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。

3：奥氏体化温度：提高奥氏体化温度，不仅使奥氏体晶粒粗大，促使碳化物及其它非金属夹杂物流入，并使奥氏体成分均匀化，提高过冷奥氏体稳定性，从而提高淬透性。

4：第二相及其分布:奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在以及其大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。

三：淬透性的实验测定方法有两种方法，一种是临界直径法，另一种是端淬法。

1．临界直径法一组由被测钢制成的不同直径的圆形棒按规定淬火条件(加热温度，冷却介质)进行淬火，然后在中间部位垂直于轴线截断，经磨光，制成粗晶试样后，沿着直径方向瞄定自表面至心部的硬度分布曲线。

发现随着试样直径增加，心的出现暗色易腐蚀区，表面为亮圈，且随着直径的继续增大，暗区愈来愈大，亮圈愈来凶小。

若与硬度分布曲线对应地观察，则该二区的分界线正好是硬度变化最大部位；若观察金相组织，则正好是50％马氏体和非马氏体的混合组织区，愈向外靠近表面，马氏体愈多，向里则马氏体急剧减少。

分界线上的硬度代表马氏体区的硬度，格罗斯曼(Gmssmann)将此硬度称为临界硬度或半马氏体硬度。

亮区就是淬硬层，暗区就是未淬硬层，把未出现暗区的最大试样直径称为淬火临界直径，则其含义为该种钢在该种淬火介质中能够完全淬透的最大直径。

(3)钢的淬透性淬透性是钢的主要热处理工艺性能，它对合理选用材料及正确制定热处理工艺，具有十分重要的意义。

1)淬透性的概念淬透性，从组织上讲，是指钢淬火时全部或部分地获得马氏体组织的难易程度;从硬度上讲，是指钢淬火时获得较深淬硬层或中心被淬硬(淬透)的能力。

淬硬层越深，表明钢的淬透性越好。

从理论上讲，淬硬层深度应是工件整个截面上全部淬成马氏体的深度。

但实际上，一般规定从工件表面向里至半马氏体区(马氏体与非马氏体组织各占一半处)的垂直距离作为有效淬硬层深度。

用半马氏体处作淬硬层界限，只要测出截面上半马氏体硬度值的位置，即可确定出淬硬层深图 3-22 工件淬透层深度与冷却速度的关系示意图度。

零件淬火所能获得的淬硬层深度是变化的，随钢的淬透性、零件尺寸和形状以及工艺规范的不同而变化。

实际淬火工作中，如果整个截面都得到马氏体，即表明工件已淬透。

但大的工件经常是表面淬成了马氏体，而心部未得到马氏体，这是因为淬火时，表层冷却速度大于临界冷却速度V而K心部小于V的缘故，如图3-22所示。

K2)注意区分两对易混淆的概念?淬透性与淬硬性的区别淬透性:表明钢淬火时获得马氏体的能力。

过过冷奥氏体越稳定，C曲线越向右移，马氏体临界冷却速度V越小，钢的淬透性越好(越高)。

它主要取决于奥氏体合金含量。

k淬硬性:表示钢淬火后能达到最高硬度的能力。

淬火后硬度越高，淬硬性越好(越高)。

它主要取决于马氏体碳的质量分数，合金元素含量对淬硬性没有显著影响。

所以说，淬透性好的钢，其淬硬性不一定高。

例题1:比较T10 、20CrMnTi 、40Cr 三种钢的淬透性和淬硬性的高低。

请选择: 最高较高最低T10 20CrMnTi 40Cr最低最高较高淬透性最高最低较高淬硬性?淬透性和具体条件下具体零件的淬透层深度的区别在同样奥氏体条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但不能说同一种钢水淬与油淬时的有效淬透层深度相同。

钢的淬透层深度与钢的临界冷却速度、工件的截面尺寸和介质的冷却能力有关。

一:珠光体类型组织有哪几种？他们形成条件、组织形态和性能方面有何不同？答：珠光体分为片状主珠光体和粒状珠光体两种组织形态，前者渗碳体呈片状，后者呈粒状。

它们的形成条件，组织和性能不同。

1、片状珠光体的形成，同其他相变一样，也是通过形核好和长大两个基本过程进行的。

由Fe-Fe3C相图可知，Wc=0.77%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形成的珠光体是由渗碳体和铁素体组成的片层相间的组织。

在较高奥氏体化温度下形成的均匀奥氏体于A1-500℃之间温度等温时也能形成片状珠光体。

根据片间距的大小，可将珠光体分为三类。

在A1-650℃较高温度范围内形成的珠光体比较粗，在片间距为0.6-1.0um，称为珠光体，通常在光学显微镜下极易分辨出铁素体和渗碳体层片状组织形态。

在650-600℃温度范围内形成的珠光体，其片间距较细，约为0.25-0.3um，只有在高倍光学显微镜下才能分辨出铁素体和渗碳体的片层形态，这种细片状珠光体有称作索氏体。

在600-550℃更低温度下形成的珠光体，其片间距极细，只有0.1-0.15um。

在光学显微镜下无法分辨其层片特征而呈黑色，只有在电子显微镜下才能区分出来。

这种极细的珠光体又称为托氏体。

片状珠光体的力学性能主要取决于珠光体的片间距。

共析钢珠光体的硬度和断裂强度均随片间距的缩小而增大。

片状珠光体的塑性也随片间距的减小而增大。

2、粒状珠光体组织是渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中。

粒状珠光体组织即可以有过冷奥氏体直接分解而成，也可由片状珠光体球化而成，还可以由淬火组织回火形成。

与片状珠光体相比，粒状珠光体的硬度和强度较低，塑性和韧性较好。

二:贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何不同？答：在贝氏体区较高温度范围内（600-350℃）形成的贝氏体叫上贝氏体，在较低温度范围内（350℃-Ma）形成的贝氏体叫下贝氏体。

上贝氏体形成温度较高，铁素体晶粒和碳化物颗粒较粗大，碳化物呈短杆状平行分布在铁素体板条之间，铁素体和碳化物分布有明显的方向性。

渗碳淬火热处理工艺详解内容来源网络，由深圳机械展收集整理！1、钢的淬火钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要，也是用途最广泛的工序。

淬火可以显著提高钢的强度和硬度。

为了消除淬火钢的残余应力，得到不同强度，硬度和韧性配合的性能，需要配以不同温度的回火。

所以淬火和回火又是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。

淬火、回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理是赋予钢件最终性能的关键工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。

1.1 淬火的定义和目的把钢加热到奥氏体化温度，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，这种热处理操作称为淬火。

钢件淬火后获得马氏体或下贝氏体组织。

图4为渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺。

淬火的目的一般有：1.1.1 提高工具、渗碳工件和其他高强度耐磨机器零件等的强度、硬度和耐磨性。

例如高速工具钢通过淬火回火后，硬度可达63HRC，且具有良好的红硬性。

渗碳工件通过淬火回火后，硬度可达58~63HRC。

1.1.2 结构钢通过淬火和高温回火（又称调质）之后获得良好综合力学性能。

例如汽车半轴经淬火和高温回火（280~320HB）及外圆中频淬火后，不仅提高了花键耐磨性，而且使汽车半轴承受扭转、弯曲和冲击载荷能力（尤其是疲劳强度和韧性）大为提高。

淬火时，最常用的冷却介质是水、盐水、碱水和油等。

通常碳素钢用水冷却，水价廉易得，合金钢用油来冷却，但对要求高硬度的轧辊采用盐水或碱水冷却，辊面经淬火后硬度高而均匀，但对操作要求非常严格，否则容易产生开裂。

1.2 钢的淬透性2.2.1 淬透性的基本概念所谓钢材的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力（即钢材淬透能力），其大小用钢在一定条件下（顶端淬火法）淬火获得的有效淬硬层深度来表示，淬透性是每种钢材所固有的属性，淬硬层愈深，就表明钢的淬透性愈好,例如45、40Cr 、42CrMo钢三种试样，按相同条件淬火后（油冷却），经检测45钢能被淬透的最大直径（称临界直径）φ10mm；40Cr钢能被淬透的最大直径φ22mm; 42CrMo钢能被淬透的最大直径φ40mm。

至水冷端距离(mm) 图1钢的淬透性曲线示意图硬度(H R C )冷却速度V (℃/s )(b)(a)实验五 结构钢的淬透性测定一、实验目的1、掌握淬透性的概念；2、学会用未端淬火法测定钢的淬透性曲线；3、比较45钢和40Cr 钢的淬透性能。

二、实验原理淬透性是钢材的一种热处理工艺性能，所谓钢的淬透性就是指钢在淬火时能够得到淬硬层深度的能力，通常用淬透性曲线来表示。

钢的淬硬层越深，表明淬透性越好。

淬透性的判定标准通常规定由钢的表面向里深入到半马氏体区的距离当作淬硬层的深度，并以这个深度作为衡量淬透性的标准。

半马氏体组织的硬度随碳含量的增加有规律性地提高。

按照国家标准规定，淬透性的测定方法有下列两种：(1)碳素工具钢淬透性试验法(GB227-63)；(2)结构钢未端淬透性试验法(GB226-63)。

GB226-63是最常用的未端淬火法，它适用于碳素结构钢和一般合金结构钢。

下面对未端淬火法加以介绍。

(1)原理将一个圆柱形试样加热至规定的淬火温度，然后对试样的未端喷水冷却进行淬火，如图界1所示。

由于试样仅未端淬火，所以整个圆柱体沿长度方向由下而上冷却速度逐渐减小。

如图2(a)的所示，显然未端的冷却速度最大(大于V临界)，其组织应为马氏体，随后为屈氏体，再逐步过渡到原始组织。

其硬度也相应逐渐降低。

由此可以建立以硬度(HRC )为纵座标，以距离为横座标的关系曲线,即淬透性曲线，如图2(b)所示。

(2)试样按照标准，试样尺寸为Φ25×l00mm ，离试样顶端3~5mm 处的直径为28~30mm ，以供淬火时悬挂试样之用，如图3所示。

若没有条件制作标准试样时也可采用Φ20mm (顶图1 末端淬透性实验示意图图4 试样在保护管内加热示意图 1-试样；2-钢管；3-焊缝；5-石墨粉图3 末端淬透性实验标准试样尺寸端为Φ25mm )或Φ12mm (顶端为Φ17mm)的试样，但长度保持不变仍为100mm 。

1淬硬性与淬透性的区别淬硬性（hardening capacity）指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。

主要取决于马氏体中的含碳量，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。

其他合金元素的影响比较小。

淬透性才是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力。

其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布表示。

淬硬性是指在理想的淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度，也称可硬性。

1淬硬性与淬透性的区别淬透性：表示钢在一定条件下淬火时获得淬硬层深度的能力，主要受奥氏体中的碳含量和合金元素的影响。

指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。

钢材淬透性好与差，常用淬硬层深度来表示。

淬硬层深度越大，则钢的淬透性越好。

钢的淬透性主要取决于它的化学成分，非凡是含增大淬透性的合金元素及晶粒度，加热温度和保温时间等因素有关。

淬透性好的钢材，可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂，以减少变形和开裂。

淬硬性：指钢在理想条件下淬火得到马氏体后所能达到的最高硬度钢的淬硬性主要取决于含碳量，而淬透性不仅取决于含碳量，更主要取决于化学成分。

淬透性是指材料的淬硬层深度,而淬硬性是指材料淬火得到的最高硬度。

淬透性:指材料正常热处理工艺情况下,所能获得淬硬层深度的能力!淬硬性:指材料正常热处理工艺情况下,所能获得硬度高低的能力!红硬性是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。

如刀具材料中的高速钢，应在600摄氏度下保持60分钟后空冷，连续地重复进行4次后去表面氧化层，然后得出的硬度。

有些人把红硬性和热硬性混为一谈。

热硬性应该理解为在高温下保持其硬度的能力，即其检测应该在高温下进行。

这要求硬度标准块和硬度计都能在高温下正常地工作，其误差也可以控制在可接受的水平内。

淬透性：钢在淬火条件下得到M组织或淬透层深度的能力，是钢的固有属性。

取决于临界冷却速度VK。