第十章钢的热处理工艺(淬火二)

1、1(四四) 淬火方法淬火方法典型的淬火方法：典型的淬火方法：单一淬火法；单一淬火法；双液淬火法双液淬火法分级淬火法分级淬火法；等温淬火等温淬火法法其它淬火法：其它淬火法：喷射淬火法喷射淬火法高温淬火法高温淬火法重点重点10-1 钢的退火与正火钢的退火与正火10-2 钢的淬火与回火钢的淬火与回火10-3 其它类型的热处理其它类型的热处理2(四四) 淬火方法淬火方法1. 单一淬火法单一淬火法将将A状态的工件放入一种介质中一直冷却到室温状态的工件放入一种介质中一直冷却到室温定义定义：适用对象适用对象：小尺寸碳钢件或过冷小尺寸碳钢件或过冷A较稳定的合金钢件较稳定的合金钢件尺寸较大的碳钢件尺寸较大的碳钢

2、件水淬水淬油淬油淬优点优点：操作简便操作简便缺点缺点：淬火应力较淬火应力较大大只适用于小尺寸且形状简单的工件只适用于小尺寸且形状简单的工件 3(四四) 淬火方法淬火方法1. 单一淬火法单一淬火法 为减少单液淬火法的淬火应力为减少单液淬火法的淬火应力预冷淬火预冷淬火将将A化的工件从炉中取出后，先在空气中或化的工件从炉中取出后，先在空气中或预冷炉中待一定时间，待工件冷至临界点稍预冷炉中待一定时间，待工件冷至临界点稍上的一定温度后再放入淬火介质中冷却。上的一定温度后再放入淬火介质中冷却。降低工件进入淬火介质前的温度降低工件进入淬火介质前的温度减少工件与淬火介质间的温差减少工件与淬火介质间的温差减少热

3、应力与组织应力减少热应力与组织应力 减少工件变形和开裂倾向减少工件变形和开裂倾向缺点缺点：操作上不易控制预冷温度操作上不易控制预冷温度4(四四) 淬火方法淬火方法2. 双液淬火法双液淬火法 先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近却至接近Ms点温度时，再立即转入冷却能力较弱的淬点温度时，再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变火介质中冷却，直至完成马氏体转变(图图105曲线曲线2)。定义：定义：水水 + 油油水在高温区的快冷水在高温区的快冷油在低温区的慢冷油在低温区的慢冷保证工件得到保证工件得到M减少组织应力，防止变

4、形开裂减少组织应力，防止变形开裂适用对象：适用对象：尺寸较大的碳素钢件尺寸较大的碳素钢件52. 双液淬火法双液淬火法(四四) 淬火方法淬火方法注意事项注意事项： 必须严格控制在水中的停留时间必须严格控制在水中的停留时间时间过长时间过长工件某一部分会在水中发生工件某一部分会在水中发生M相变相变失去双液淬火的意义失去双液淬火的意义时间过短时间过短会引起会引起A分解分解导致淬火硬度不足导致淬火硬度不足经验公式经验公式56mm/s6(四四) 淬火方法淬火方法3. 分级淬火法分级淬火法将将A状态的工件首先淬入略高于钢的状态的工件首先淬入略高于钢的Ms点的盐点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，浴

5、或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成再从浴炉中取出空冷至室温，完成M相变（曲相变（曲线线3）优点：优点：工件内外温度均匀并在缓慢冷却条件下完成工件内外温度均匀并在缓慢冷却条件下完成M相变相变减少淬火热应力（比双液淬火小）；显著降低组织应力减少淬火热应力（比双液淬火小）；显著降低组织应力减少或防止工件变形开裂减少或防止工件变形开裂克服了双液淬火出水入油时间难以控制的缺点克服了双液淬火出水入油时间难以控制的缺点空冷空冷定义：定义：7(四四) 淬火方法淬火方法3. 分级淬火法分级淬火法冷却介质温度较高，工件在浴炉冷冷却介质温度较高，工件在浴炉冷却速度较慢，等温时间又有

6、限制却速度较慢，等温时间又有限制适应对象：适应对象：缺点：缺点：思考：思考：等温时间过长？等温时间过长？等温时间过短？等温时间过短？碰到碰到C曲线，发生非曲线，发生非M相变相变工件内外温度达不到均匀工件内外温度达不到均匀小尺寸工件小尺寸工件空冷空冷8(四四) 淬火方法淬火方法3. 分级淬火法分级淬火法分级温度：分级温度：对应水平线的温度对应水平线的温度取略低于取略低于Ms点时：点时： 可适用于较大尺寸的工件可适用于较大尺寸的工件等温温度较低，冷却速度较快，等温等温温度较低，冷却速度较快，等温以后相当一部分以后相当一部分A已经转变为已经转变为M，当，当工件取出空冷时，剩余工件取出空冷时，剩余A发

7、生发生M相变相变空冷空冷9(四四) 淬火方法淬火方法4. 等温淬火法等温淬火法将将A化后的工件淬入化后的工件淬入Ms点以上某一温度（等温温度）点以上某一温度（等温温度）盐浴中等温保持足够长时间，使之转变为盐浴中等温保持足够长时间，使之转变为B下下组织，组织，而后于空气中冷却的淬火方法而后于空气中冷却的淬火方法(曲线曲线4) 空冷空冷等温淬火与等温淬火与分级淬火的分级淬火的联系与区别联系与区别等温淬火是分级淬火的进一步发展等温淬火是分级淬火的进一步发展等温淬火的等温温度比分级淬火的分级温度高等温淬火的等温温度比分级淬火的分级温度高等温淬火得等温淬火得B下下组织；分级淬火得组织；分级淬火得M组织组

8、织等温淬火的等温时间长；分级淬火的分级时间短等温淬火的等温时间长；分级淬火的分级时间短定义：定义：等温淬火后一般不进行回火；分级淬火后应进行回火等温淬火后一般不进行回火；分级淬火后应进行回火10(四四) 淬火方法淬火方法4. 等温淬火法等温淬火法空冷空冷优点：优点：减少工件与介质的温差减少工件与介质的温差减少热应力减少热应力B下下的比容比的比容比M的小的小减少组织应力减少组织应力适用对象：适用对象：尺寸较小的复杂形状的零件尺寸较小的复杂形状的零件尺寸要求精密的工具尺寸要求精密的工具重要的机器零件重要的机器零件工件内外温度一致工件内外温度一致11(四四) 淬火方法淬火方法4. 等温淬火法等温淬火

9、法空冷空冷强度、硬度较高强度、硬度较高B下下组织的性能：组织的性能：韧性良好韧性良好综合力学性能良好综合力学性能良好等温温度和等温时间的确定等温温度和等温时间的确定根据工件组织和性能的要求，由该钢的根据工件组织和性能的要求，由该钢的C曲线确定曲线确定12(四四) 淬火方法淬火方法-其它淬火法其它淬火法5. 喷射淬火法：喷射淬火法： 向工件喷射急速水流的淬火方法向工件喷射急速水流的淬火方法适用对象：适用对象：局部淬火的工件局部淬火的工件6. 高温淬火法：高温淬火法：7. 循环快速加热淬火法：循环快速加热淬火法：8. 自学自学13思考：确定热处理冷却方法的依据？思考：确定热处理冷却方法的依据？C-

10、曲线曲线14思考：确定热处理加热温度的依据？思考：确定热处理加热温度的依据？Fe-C合金状态图合金状态图15（五）钢的淬透性（五）钢的淬透性概念：概念：指指A化后的钢在淬火时获得化后的钢在淬火时获得M的能力的能力属于热处理工艺性能属于热处理工艺性能用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布表示用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布表示获得获得M的条件的条件冷速大于临界冷速冷速大于临界冷速转变温度低于转变温度低于Ms点点工件尺寸大工件尺寸大淬火介质的冷却能力淬火介质的冷却能力工件表层与心部的工件表层与心部的冷速、温度不同冷速、温度不同16（五）钢的淬透性（五）钢的淬透性表面表面 临界

11、临界 心部心部 淬透区：淬透区：未淬透区：未淬透区：未淬未淬透区透区心部心部 临界临界 表面表面 淬透区淬透区获得获得M的区域的区域获得非获得非M的区域的区域无明显的界限无明显的界限半半M区：区：50%M + 50%非非M 17（五）钢的淬透性（五）钢的淬透性半半M区：区： 硬度变化最大，硬度变化最大，其对应的硬度称为测定其对应的硬度称为测定淬透层深度淬透层深度的临界硬度的临界硬度淬透区：淬透区：未淬透区：未淬透区：硬度最高硬度最高硬度最低硬度最低淬透层深度：淬透层深度：从表层至半从表层至半M区的距离区的距离半半M区的硬度区的硬度（临界硬度）（临界硬度）主要取决于主要取决于A中的含碳量，与中的

12、含碳量，与其它合金元素的含量关系不大其它合金元素的含量关系不大18（五）钢的淬透性（五）钢的淬透性钢的半钢的半M区硬度与含碳量的关系区硬度与含碳量的关系19钢的淬透性与淬硬性的区别与联系钢的淬透性与淬硬性的区别与联系淬透性表示钢淬火时获得淬透性表示钢淬火时获得M的能力；它反的能力；它反映钢的过冷映钢的过冷A的稳定性，与钢的临界冷速的稳定性，与钢的临界冷速有关，过冷有关，过冷A的越稳定，临界冷速越小的越稳定，临界冷速越小淬硬性表示钢淬火时的硬化能力；用淬成淬硬性表示钢淬火时的硬化能力；用淬成M可能得到的最高硬度表示可能得到的最高硬度表示,主要取决于主要取决于M中中c钢的淬透性与淬硬性并无必然的联

13、系，例如：钢的淬透性与淬硬性并无必然的联系，例如：高碳工具钢的淬硬性高，但淬透性很低；高碳工具钢的淬硬性高，但淬透性很低；低碳合金钢的淬硬性不高，但淬透性却很高低碳合金钢的淬硬性不高，但淬透性却很高20实际的淬透层深度与淬透性的区别与联系实际的淬透层深度与淬透性的区别与联系区别：区别：实际的淬透层深度是指具体条件下测定的半实际的淬透层深度是指具体条件下测定的半M区至区至工件表面的深度，它与钢的淬透性、工件尺寸及淬工件表面的深度，它与钢的淬透性、工件尺寸及淬火介质的冷却能力等许多因素有关。火介质的冷却能力等许多因素有关。淬透性是钢的属性，相同淬透性是钢的属性，相同A化温度下的同一种钢的化温度下的同一种钢的淬透性是确定不变的。其大小用规定条件下的淬透淬透性是确定不变的。其大小用规定条件下的淬透层深度表示。不随工件形状、尺寸和介质的冷却能层深度表示。不随工件形状、尺寸和介质的冷却能力而变化。力而变化。联系：联系：在一定条件下淬透层深度越深，则钢的淬透性越好在一定条件下淬透层深度越深，则钢的淬透性越好21钢的淬透性