钢末端淬透性检验的影响因素

实验一：钢的淬透性测定实验学时：3实验类型：综合性实验实验要求：必修一、实验目的（一）掌握钢的淬透性的实验方法，重点末端淬火法。

（二）了解化学成分、奥氏体化温度及晶粒度对钢的淬透性的影响。

二、实验内容、实验原理、方法和手段（一）淬透性的概念及其影响因素在实际生产中，零件一般通过淬火得到马氏体，以提高机械性能。

钢的淬透性是指钢经奥氏体化后在一定冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力。

常用淬透性曲线、淬硬层深度或临界淬透直径来表示。

淬透性与淬硬性不同，它是淬硬层深度的尺度而不是获得的最大的硬度值。

它决定淬火后从表面到心部硬度分布的情况。

一般规定“由钢的表面至内部马氏体占50％（其余的50％为珠光体类型组织）的组织处的距离”为淬硬层深度。

淬硬层越深，就表明该钢的淬透性越好。

如果淬硬层尝试达到心部，则表明该钢全部淬透。

影响淬透性的因素很多，最主要的是钢的化学成分，其次为奥氏体化温度、晶粒度等等。

钢的淬透性与过冷奥氏体稳定性有密切的关系。

当奥氏体向珠光体转变的速度越慢，也就是等温转变开始曲线越向右移，钢的淬透性越大，反之就越小，可见影响淬透性的因素与影响奥氏体等温转变的因素是相同的。

溶入奥氏体的大多数合金元素除Co以外，都增加过冷奥氏体的稳定性，使曲线右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性。

钢中含碳量对临界冷却速度的影响为：亚共析钢随含碳量的增加，临界冷却速度降低，淬透性增加；过共析钢随含碳量的增加，临界冷却速度增高，淬透性下降。

含碳量超过1.2％～1.3％时，淬透性明显降低。

（二）淬透性的测定方法淬透性的测定可以大致分为计算法和实验法两类。

目前使用的方法还是实验法，它主要是通过测定标准试样来评价钢的淬透性。

具体的试验方法有多种，现将其中通常采用的四种方法概述如下。

1、断口检验法根据GB227—63《炭素工具钢淬透性试验法》（低合金工具钢也可参照此标准）的规定，在退火钢棒截面中部截取2～3个试样，方形试样的横截面尺寸为20mm×20mm(±0.2)，圆形截面为φ22～33mm，长度为100±5mm，试样中间一侧开一个深度为3～5mm的V形槽，以利于淬火后打断观察断口。

淬透层深度
淬透层深度是指由钢的表面量到钢的半马氏体区组织处的深度，通常这个区域中马氏体和珠光体各占50%。

淬透层深度是衡量钢材淬硬能力的一个重要参数，它反映了钢材在一定条件下淬火后硬度分布的特性。

淬透层深度的测定通常通过顶端淬火试验（Jominy试验）来进行，这是一种标准化的测试方法。

在这个试验中，一个标准试样经过适当的奥氏体化处理后，从一端进行淬火，冷却速度沿着试棒长度方向逐渐减小。

通过测量从淬火端开始的硬度分布，可以确定淬透层深度。

影响淬透层深度的因素包括：
1.碳含量和合金元素：奥氏体中的碳含量和合金元素的种类及含量会显著影响淬透性。

2.冷却速度：不同的冷却介质和冷却方式会影响冷却速度，从而影响淬透层深度。

3.材料尺寸：试件的尺寸大小也会影响淬火硬化层的深度。

在实际应用中，淬透层深度是一个重要的工艺参数，它直接关系到零件的性能和使用寿命。

例如，在制造轴承、工具钢等高性能零件时，淬透层深度需要达到一定的标准，以确保零件具有足够的硬度和耐磨性。

因此，淬透层深度的控制对于热处理工艺来说至关重要。

钢的淬透性测定实验结论
钢的淬透性测定实验是用来评估钢材的淬透性能力，在淬火过程中钢材的冷却速度与其淬透性直接相关。

实验结果的结论主要根据材料的显微组织和硬度来进行判定。

如果钢材经过淬火处理后，在显微组织上呈现出均匀细小的马氏体，并且硬度较高，说明钢材具有良好的淬透性能力。

这意味着钢材在淬火过程中能够迅速冷却并形成高硬度的马氏体结构。

另一方面，如果钢材的显微组织呈现出大块体结构或者硬度较低，说明钢材的淬透性能力较差。

这可能是由于冷却速度不够快或者钢材的化学成分不适宜导致的。

总而言之，钢的淬透性测定实验的结论主要取决于钢材的显微组织和硬度，能够评估钢材的淬透性能力。

第1篇一、实验目的本次淬透性实验旨在探究不同合金元素对钢淬透性的影响，通过对比实验结果，分析合金元素对淬透性的作用机理，为钢铁材料的性能优化提供理论依据。

二、实验原理淬透性是指钢材在淬火过程中，其内部组织转变和硬度分布的特性。

淬透性好的钢材，在淬火后心部硬度较高，表面硬度较低，有利于提高零件的耐磨性和使用寿命。

淬透性主要受钢材化学成分、组织结构、冷却速度等因素的影响。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 纯铁板- 钢铁合金材料（C钢、T钢、M钢、B钢）2. 实验仪器：- 淬火炉- 真空炉- 金相显微镜- 硬度计- 金属拉力试验机四、实验步骤1. 钢板准备：- 将纯铁板和钢铁合金材料分别加工成尺寸相同的试样。

- 对试样进行表面处理，确保实验结果的准确性。

2. 淬火工艺：- 将试样分别放入淬火炉和真空炉中，按照预定的淬火温度和时间进行淬火。

- 淬火过程中，严格控制冷却速度，确保试样内部组织均匀。

3. 组织观察：- 使用金相显微镜观察淬火后的试样组织，分析不同合金元素对淬透性的影响。

- 记录试样心部和表面的硬度值，分析合金元素对硬度分布的影响。

4. 性能测试：- 对淬火后的试样进行金属拉力试验，测试其抗拉强度、屈服强度和延伸率等性能指标。

五、实验结果与分析1. 金相组织观察：- 随着合金元素的增加，试样心部的珠光体组织逐渐减少，马氏体组织逐渐增多。

- C钢和T钢的淬透性较好，心部硬度较高；M钢和B钢的淬透性较差，心部硬度较低。

2. 硬度分布：- 淬火后，C钢和T钢的表面硬度较低，心部硬度较高；M钢和B钢的表面硬度较高，心部硬度较低。

- 合金元素的增加，使试样表面硬度降低，心部硬度升高。

3. 性能测试：- C钢和T钢的抗拉强度、屈服强度和延伸率等性能指标均优于M钢和B钢。

- 合金元素的增加，使试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率等性能指标得到提高。

六、结论通过本次淬透性实验，得出以下结论：1. 合金元素对钢的淬透性有显著影响，增加合金元素可以改善钢材的淬透性。

实验七钢的淬透性测定一、实验目的1．熟悉应用末端淬火法测定钢的淬透性的原理及操作；2．绘制淬透性曲线，掌握它的应用。

二、实验原理在实际生产中，零件一般通过淬火得到马氏体，以提高机械性能。

钢的淬透性是指钢经奥氏体化后在一定冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力，它的大小可用规定条件下淬透层的深度表示。

通常，将淬火件的表面至半马氏体区（50%M体+其余的50%为珠光体类型组织）间的距离称为淬透层深度。

淬透层的深度大小受到钢的淬透性、淬火介质的冷却能力、工件的体积，工件的表面状态等所影响，所以测定钢的淬透性时，要将淬火介质、工件的尺寸等都规定下来，才能通过淬透层深度以确定钢的淬透性。

三、实验内容末端淬火法(GB225-63)规定试样尺寸，长100mm，直径25mm，并带有“台阶”，直径30mm，台高3mm。

淬火在特定的试验装置上进行如图1，在试验之前应进行调整，使水柱的自由喷出高度为65mm，水的温度为20-30℃，试样放入试验装置时，冷却端与喷嘴距离为12.5 mm。

图1 末端淬透性实验示意图试验时，要将待测的一定钢号的试样，加热到奥氏体化温度，保温30分钟后由炉中取出，在5秒内迅速放入淬火的试验装置。

这时，试样的淬火端被喷水冷却15分钟，冷却速度约为100℃/秒，而离开淬火端冷却速度逐渐降低，到另一端时约为3～4℃/秒。

试样冷却后，取出，在试样两侧各磨去0.2～0.5mm,得到互相平行的沿纵向的两个狭长的平行平面。

在其中的一个平面上，从淬火端开始，每隔1.5mm 测一次硬度（HRC ），并做出淬透性曲线（HRC-X 关系曲线）。

再由半马氏体硬度曲线，根据钢的含碳量确定半马氏体硬度，并据此在淬透性曲线上找出半马氏体区至水冷却端的距离d ，即是末端淬火法确定的该钢淬透性，（图2）表示为J d HRC ，如J 1044即该钢半马氏体硬度为HRC44，半马氏体区距水冷端距离为10mm ，此即该钢的淬透性。

图2 端淬曲线四、实验设备及材料1. 设备：箱式电阻炉、末端淬火设备、洛氏硬度试验机、砂轮机、铁钳子、游标卡尺；2. 材料：40Gr 钢试样。

影响钢材淬透性的因素
影响钢材淬透性的主要因素有：钢材的化学成分、淬火加热温度、冷却介质的特性、冷却的方式方法、零件的形状尺寸以及加热方式等。

(1)钢材的化学成分是影响淬透性最重要的因素之一。

凡是在钢中引起“c”曲线右移或左移的合金元素，都对淬适性有着极大的影响。

使“c”曲线右移的元素将提高钢的淬透性；使“c”曲线左移的元素将降低钢的淬透性。

如45钢与40Cr钢，其含碳量差不多，但，由于前者不含铬元素，后者含铬元素约1％，在同等的热处理条件下，它们的淬透性就显然不同，45钢只能淬远3．5—9．5毫米，而40Cr钢可淬透25-32毫米。

(2)热处理冷却介质的冷却特性和冷却速度，对钢的淬透性也有很大影响。

冷却速度快的，淬透性就提高，冷却速度但的，淬透性就降低。

例如45钢在水中冷却和在油中冷却，其淬透性就不同，在水中冷却时，可淬透11一20毫米，在油中冷却时，可淬透3．5—9．5毫米。

(3)零件的形状尺寸、加热温度、冷却方式等，在不同程度上都影响着钢的淬透性。

形状尺寸小、加热温度高，连续冷却等都能在一定程度上提高淬透性；而形状尺寸大、加热温度低、等温冷却等却能使淬透性下降。

(4)加热的方式也会影响淬透性，在实际操作中这是很重要的，我们往往容易忽视这一点。

因为加热方式不同，产生的加热效果也不同。

例如用箱式电炉就比盐浴炉产生的氧化、脱碳现象严重，就会降低淬透性。

【本资料由“浙江省奉化市瑞亞机械配件厂”提供】。

§6-6 钢的淬透性
定义：钢接受淬火时形成马氏体的能力叫做钢的淬透性。

即同等条件下，得到M层深度（淬透层）的能力。

一、影响淬透性的因素
钢的成分决定了C曲线的位置，C曲线越右，淬透层越深。

二、淬透性的测定及其表示方法
1、淬透性的测定
将标准试样加热奥氏体化后, 迅速放入末端淬火试验机的冷却孔中, 喷水（水温20-30℃）冷却。

在试样测面沿长度方向每隔一定距离测量一个硬度值, 即可测得试样沿长度方向上的硬度变化, 所得曲线称为淬透性曲线。

2、淬透性曲线的应用
在实际生产中,规定淬透层深度即是从试样表面至半马氏体区的 距离。

在同样淬火条件下, 淬透层深度越大,则钢的淬透性越好。

利用半马氏体硬度曲线和淬透性曲线，找出钢的半马氏体区所 对应的距水冷端距离。

该距离越大，淬透性越好。

图中可知 40Cr 钢的淬透性比45钢要好。

3、淬透性的表示方法
①用淬透性曲线表示
钢的淬透性值用 d HRC J 表示。

其中：J 表示末端淬火的淬透性； d 表示距水冷端的距离；
HRC 为该处的硬度。

例如, 淬透性值5
42J ,即表示距水冷端5mm 试样硬度为42HRC 。

②用临界淬透直径D 0表示
奥氏体化的钢在一定介质中淬透的最大直径。

末端淬火试验影响因素研究发布时间：2022-11-01T01:37:24.318Z 来源：《科学与技术》2022年第13期作者：程少鹏[导读] 钢的淬透性已成为选用钢材及生产上制订工艺规程的主要依据之一。

程少鹏(承德建龙特殊钢有限公司技术处河北省锻造用钢技术创新中心承德 067201)摘要：钢的淬透性已成为选用钢材及生产上制订工艺规程的主要依据之一。

影响钢的淬透性因素是多方面的，如钢的化学成分、奥氏体晶粒度、钢的原始组织等。

另外加热温度、水柱高度、淬火速度、冷却水温度等因素对淬透性测试结果的影响更不容忽视。

本文通过研究不同的加热温度、水柱高度、淬火速度、冷却水温度对20CrMnTiH淬透性的影响程度，明确了末端淬火试验需严格控制的环节。

关键词末端淬火试验、加热温度、水柱高度、淬火速度、冷却水温度1引言钢的淬透性已成为选用钢材及生产上制订工艺规程的主要依据之一。

淬透性对于保淬透性钢尤为重要，其判定依据是淬透性带宽。

淬透性带宽越窄越好，如汽车工业要求钢的淬透性带宽为6～7HRC，甚至3～4HRC。

末端淬火试验（或称Jominy试验），是一种测定钢的淬透性的简便方法，在许多国家已标准化。

影响钢的淬透性因素是多方面的，如钢的化学成分、奥氏体晶粒度、钢的原始组织等。

另外加热温度、水柱高度、淬火速度、冷却水温度等因素对淬透性测试结果的影响更不容忽视。

某厂以20CrMnTiH为例，针对末端淬火试验各影响因素进行了对比分析，介绍如下。

2末端淬火试验影响因素分析试样在高温箱式电阻炉（RX3-15-9）内加热，首先进行正火，正火后进行末端淬火试验。

到温后将试样放入底部加有木炭的保护筒中，然后放入箱式电阻炉，保温50min，随即取出试样，放到端淬试验机（DZJ-I）试样架上，喷水冷却15min。

试样冷却后磨制测试面，磨面深度为0.3～0.4mm，用全自动洛氏硬度计（AT350 DR-TM）进行硬度测试。

2.1加热温度的影响在同一根钢材上截取六根试样，试样加热温度按照不同的温度进行试验，其他试验过程完全一致。