淬火工艺参数精

1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程金属材料与热处理课程淬火工艺参数主讲教师：雷伟斌西安航空职业技术学院淬火工艺参数一、淬火加热规程淬火加热规程主要指的是在淬火加热工艺中的加热温度、加热速度与 保温时间这三个工艺参数，由于奥氏体化程度（成分、组织状态）对淬火 钢的组织与性能有着决定性的影响，因此，正确选择与控制淬火加热规程 十分重要。1淬火加热温度确定淬火加热温度最基本的依据是钢的成分，即临界点的位置（A"、Ac3）。亚共析钢淬火加热温度是 Ac3 + 3050 C,共析钢和过共析钢淬火加热 温度是Aci + 3050

2、C，这是因为在这样一个温度范围内奥氏体晶粒较细并 溶入足够的碳，因此，淬火后可以得到细晶粒的马氏体组织。亚共析钢若 加热到Ac3以下淬火，会因自由铁素体的存在而使硬度不均匀。但过共析钢 中存在少量未溶的二次碳化物，不仅不影响工具钢的硬度和耐磨性，而且 通过适当调节过冷奥氏体中的含碳量还可以使马氏体形态得到控制，从而 减少马氏体的脆性以及淬火后残留奥氏体的数量。若加热温度太高，将形 成粗大马氏体组织使力学性能恶化，同时增加了淬火应力及变形开裂倾向。选择零件的淬火加热温度还与加热设备、工件尺寸大小、工件的技术 要求、工件本身的原始组织、淬火介质及淬火方法等因素有关。空气炉中 加热比在盐浴炉中加热略

3、高1030 C;对形状复杂、截面变化突然、易变形 开裂的工件，一般选择淬火加热温度的下限，有时采取出炉后预冷再淬火。 为提高较大尺寸零件的表面硬度和淬透深度，淬火加热温度可适当提高， 尺寸较小的零件则应选择稍低的加热温度。采用冷速较慢的油、硝盐等淬 火介质时，加热温度比水淬提高约 20 C。当原始组织是极细珠光体时，加 热温度应适当降低。低合金钢淬火加热温度也应根据临界点 A"、Ac3来确定，但考虑到合金 元素的影响，为加速奥氏体化又不引起奥氏体晶粒粗化，一般应为Aci（或Ac3）+ 50100 C。确定中、高合金钢淬火加热温度时，应考虑合金元素的溶解与再分配。 强碳化物形成元素与碳

4、可形成稳定碳化物，延缓其溶入奥氏体，同时由于 合金元素在奥氏体中扩散较慢、不易均匀化，所以淬火加热温度应适当提 咼。弓I起淬火加热温度升咼的合金兀素有铬、钻、钒、铝、钛等。钢中加 人了钨、钼、钛、钒、镍、硅等元素，可降低钢的过热敏感性，允许提高 加热温度。锰在高碳钢中可降低临界点，增加过热敏感性，淬火温度应取 下限。钼钢由于有较高的脱碳敏感性，也不宜在高温加热。运用马氏体、贝氏体形态的形成规律来指导淬火加热规范的优选，具 有十分重要的现实意义。低碳马氏体钢由于受到低淬透性的限制，往往采 用高温淬火以利于实现沿截面的整体强韧化。中碳及中碳合金钢适当提高 淬火温度，将抑制片状孪晶马氏体的形成，能获

5、得较多的韧性较高的板条 马氏体。高碳钢采用低温淬火或快速加热来限制奥氏体中固溶的碳含量， 可以增加淬火组织中板条马氏体的量，减少片状马氏体中的显微裂纹，从 而减少钢的脆性。此外，提高淬火温度及延长保温时间使奥氏体中含碳量 提高，将降低马氏体临界点，从而增加残留奥氏体量。表1列出了部分常用钢的临界点与淬火加热温度。表1部分常用钢的淬火加热温度钢号临界点/ c淬火温度/c钢号临界点/ c淬火温度/cAC1Ad3 , AcmAC1Ad3 , Acm45724780820840 C盐水840860乜碱浴40SiCr755850900920°C油或水T10730800780800匸盐水8108

6、30匸硝盐、碱浴35CrMo7558008508709油或水CrWM n750940830850 油60Si2 Mn755810840 870 C 油9SiCr770870850 870 t 油860 880 9 碱浴、硝盐20CrM nTi740825830 850 C 油Cr12MoV81012001020 1150乜油30CrM nSi760830850870七油W18Cr4V82013301260 1280 9 油20Mn TiB720843860890七油40Cr743782850870 t油40MnB730780820 860 P 油60Mn727765850870 t油38CrM

7、oAI800940930 950 P 油、加热与保温时间加热与保温时间由工件入炉后炉温到达指定温度所需时间tl、工件透烧时间t2及组织转变所需时间t3所组成。tl与设备功率及装炉量、工件尺寸等有关。设备功率大，加热速度快， tl就短。盐浴炉加热比箱式炉快，而燃油、燃气炉又比电炉加热时间要短。 例如，25 mm 100 mm的工件，在1000 C盐浴炉中加热时仅需4 min即可 透烧，而在1000C的马弗炉中则需40 min。工件透烧时间t2主要取决于工件形状及尺寸，也与材料本身的导热性 有关。组织转变所需时间t3，对于碳钢及低合金结构钢，由于碳化物溶解较快， 透烧后一般保温5-15min就足够了。对于中合金结构钢，可保温 15-25min。 对形成稳定碳化物的合金元素含量较高的钢，必须考虑合金元素的溶解和 成分均匀化所需的时间，以发挥合金元素提高淬透性的作用。生产中常用 加热系数”来估算加热时间，该时间按工件入炉后仪表指示到指 定温度时开始计算：t= ： KDeff式中，G为加热系数（表2）; Deff为工件有效厚度（图2-2） （mm）; K为与装炉量有关的系数，一般为1-1.5。对于形状复杂但要求变形小的工件，或高合金钢制的工件、大型合金钢锻 件，必须考虑限速升温或阶梯升温，以减小变形及开裂倾向。否则，由于 工件温度不均匀将在加