工程材料--钢的淬透性

1、第第 六六 节节 钢钢 的的 淬淬 透透 性性一、淬透性与淬透层（淬硬层）一、淬透性与淬透层（淬硬层）1、淬透性：指钢经淬火获得M体的能力或钢淬火获得淬透（硬）层深度（h）的能力。 2、淬透层深度：从工件表面到50%M面层的距离。3、淬硬性：钢淬火时能达到的最高硬度。二、影响淬透性的因素二、影响淬透性的因素 化学成分、奥氏体化温度、未溶第二相等。三、淬透性的测定与表示方法三、淬透性的测定与表示方法1、J 性测定（末端淬火法）：2、J 性的表示方法J性值法：dHRCJJ淬透性值d测点到水冷端距离HRCd处的硬度临界直径法：D0 xD0临界直径X 淬火介质例，某钢D0水20mm 表示该钢在水中淬火

2、时，所能淬透的最大截面直径为20mm四、淬透性与淬硬性的区别四、淬透性与淬硬性的区别 1、淬透性：主要取决于“C”曲线位置 2、淬硬性：指钢经淬火处理所能达到的最大硬度值，主要取决于马氏体的含碳量。 C%淬硬性HRCC%合金钢碳钢五、五、J J 性的实际意义性的实际意义 1、J性是零件选材和HT工艺制定的主要依据 如截面较大、形状复杂、受力大的重要零件 应选高J性钢，且需全部淬透使用 如外层受力大，心部受力小的轴类零件 应选较低J性钢 2、钢材的“尺寸效应” J性作为钢的工艺性能之一，是确定的，可以比较的。但实际工件的淬透层深度却同时与J性与外在因素（冷却条件，工件尺寸）有关。图图7-51 7

3、-51 工件截面尺寸对淬透层深度的影响工件截面尺寸对淬透层深度的影响第第 七七 节节 钢钢 的的 表表 面面 淬淬 火火工件若要求表面：强、硬、耐磨心部：强韧综合性能好一、表面淬火定义：一、表面淬火定义：快速加热工件表面至奥氏体化，并立即淬火，使表面获得 M 体而心部组织不变的HT工艺。二、加热方法二、加热方法感应加热：火焰加热接触加热、激光加热等感应加热利用交变电流产生感应电流的集肤效应，在工件表面形成感应电流，加热工件。高频淬火：200300KHz中频淬火： 2.58KHz工频淬火： 50Hz火焰加热三、适合钢种三、适合钢种 中碳钢或中碳合金钢（如45、40Cr）四、表淬工件的典型制造工艺

4、路线四、表淬工件的典型制造工艺路线下料锻造正火或退火粗加工调质精加工表淬低回精磨五、工件表淬处理后的组织和性能五、工件表淬处理后的组织和性能表面：细中C-M回，HRC5055，强、硬、耐磨心部： S回，HB200250，强且韧调质处理调质处理+表面淬火表面淬火+低温回火低温回火第第 八八 节节 化化 学学 热热 处处 理理 将工件置于特定的介质中加热、保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，以改变表层的化学成分、组织和性能的一种热处理工艺。活性原子从工件表层向内部的扩散活性原子从工件表层向内部的扩散化学热处理的基本过程:渗剂分解出活性原子渗剂分解出活性原子工件表面吸收活性原子工件表面吸收活性原子

5、常用化学热处理方法: 渗碳、渗氮、碳氮共渗等。适用钢种：WC=0.100.25低碳钢、低碳合金钢二、钢的渗碳二、钢的渗碳目的：使钢件表层获得高的硬度、耐磨性和疲劳强 度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性。 渗碳方法：固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。定义：将钢件置于渗碳介质中加热、保温，使活性 碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺。1)固体渗碳v设备： 固体渗碳箱，箱式电炉、反射式燃煤炉v常用的渗碳剂： 木炭或骨炭等v常用的催渗剂： 碳酸钡或碳酸钠1. 渗碳方法简介渗碳剂: 气态渗剂：天然气、丙烷、煤气等. 液态渗剂：煤油、甲醇、乙醇、丙酮、苯等2) 气体渗碳气体渗碳2. 渗碳工艺包括: 渗碳温度

6、和渗碳时间 渗碳温度: 9009500C; 根据渗层厚度而定. ( (渗碳渗碳)+)+淬火低温回火淬火低温回火3. 渗碳后的热处理渗碳温度渗碳温度Ar3（心部）（心部）Arcm(表面）表面）Ac1时间时间温度温度/淬淬火火回火回火a）预冷直接淬火）预冷直接淬火b）一次淬火）一次淬火缓缓冷冷淬淬火火回火回火常用的淬火方法常用的淬火方法渗碳件常用的淬火方法渗碳件常用的淬火方法1）预冷直接淬火法优点：操作简便、生产效率高、成本低；减少加热和冷却次数，故减小工件的淬火变形及表面氧化脱碳。 应用：本质细晶粒钢（如20CrMnTi、20MnVB 钢等）；载荷小、耐磨性要求较低的工件。渗 碳预冷+油淬清洗回

7、火装试样出试样2）一次淬火法淬火温度选择：应兼顾表面和心部的要求，通常： 心部性能要求较高时：TH Ac3， 以心部性能 表面性能要求较高时：TH Ac1， 以表面性能 应用：仅适用于本质细晶粒钢，如合金钢和不重要的碳钢，碳钢的淬火温度比合金钢可适当低一些。渗碳后缓冷，重新加热淬火及低温回火。目的：目的：防止防止FeFe3 3C C的过量析出的过量析出细化晶粒细化晶粒防止变形防止变形渗碳层的缓冷组织（由表面至心部）：亚共析组织（PF）渗碳件渗碳后淬火及低温回火后的组织：4. 渗碳层的组织消除淬火应力，韧性，保持高硬度与耐磨性。3) 低温回火（160200） 淬透时:未淬透时:M回Cem少A(表面)+低碳M回(心部)表面:M回Cem少A心部:低碳M回F+T/S过共析组织（PFe3C） 共析组织（P）下料下料锻造锻造正火正火机加工机加工渗碳渗碳淬火淬火低温回火低温回火喷丸喷丸磨削磨削6. 渗碳件的加工工艺路线5. 常