机械工程材料成型及工艺12

本次课的内容

钢的淬火淬火温度淬火冷却淬火方法钢的淬透性和淬硬性

钢的回火回火时的组织转变回火的分类及其应用回火脆性

一、钢的淬火(Quenchingofsteel)

定义:

把零件加温到临界点温度以上

30～50℃，保温一段时间，然后快速冷却

(水冷)，以获得马氏体组织的一种热处理工艺。

目的:主要是为了获得马氏体组织提高钢的硬度和耐磨性。淬火温度的选择温度(℃)名称Ac3

+30～50亚共析钢Ac1

+30～50共析钢Ac1

+30～50过共析钢工艺参数(淬火温度）选择范围示意图淬火后的组织

M+Fe3C+A残Ac1+30～50过共析钢M+A残Ac1+30～50共析钢M+A残Ac3+30～50亚共析钢Wc＞0.5%MAc3+30～50亚共析钢Wc≤0.5%最终组织淬火温度(℃)钢种淬火加热保温时间(τ)的选择:τ

=α

K

D工件有效厚度(尺寸最小部位)装炉量有关系数一般K=1～1.5加热系数,与钢种及加热介质有关淬火冷却介质1.理想淬火冷却介质时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMf2.常用的淬火冷却介质名称平均冷却速度/(℃•s-1)650～550℃300～200℃18℃静止水60027010%NaCl溶液（18℃）110030010%NaOH溶液（18℃）120030010%Na2CO3（18℃）6065矿物机油15030菜籽油20035常用的淬火方法单液淬火双液淬火分级淬火等温淬火时间温度MsA1钢的淬硬性(Hardeningofsteel)定义:是指钢在淬火后所能达到的最高硬度——硬化能力。评价参数：最高硬度。影响钢的淬硬性的因素:

主要取决于马氏体的含碳量。钢的淬透性(Hardenabilityofsteel)定义:是指钢在淬火时所能得到的淬硬层(马氏体组织占50%处)的深度，或者说钢得到马氏体的能力。评价参数：淬硬层的深度。影响钢的淬透性的因素:

主要是临界淬火冷却速度VK

的大小,

VK

越大,钢的淬透性越小，影响冷却速度VK最根本的是化学成分和奥氏体化条件。。注意以下两点区别：淬透性与实际工件淬硬层深度的区别：同一钢种不同截面的工件在同样奥氏体化条件下淬火，其淬透性是相同的。但是其淬硬层深度却因工件的形状、尺寸和淬火冷却介质的不同而异。淬透性是钢本身所固有的属性，而实际工件的淬硬层深度除了取决于钢的淬透性外，还与工件的形状、尺寸及采用的淬火介质等外界因素有关。钢的淬透性与淬硬性的区别：概念和影响因素不同。淬硬性与淬透性之间的关系:淬透性淬硬性钢种小低碳素结构钢(20)小高碳素工具钢(T12A)大低低碳合金结构钢(20Cr2Ni4A)大高高碳高合金工具钢(W18Cr4V)工件淬硬层与冷却速度的关系淬透性的大小对钢的热处理（淬火+高温回火）后的力学性能的影响：未淬透钢淬透钢二、钢的回火(Temperingofsteel)定义:

把淬火后的零件重新加温到A1线以下某个温度,保温一段时间,然后冷却到窒温。目的:

消除淬火应力,降低脆性;稳定工件尺寸;调整淬火零件的力学性能。回火时的组织转变马氏体的分解（80~200℃）；残余奥氏体的转变（200~300℃）；回火屈氏体的形成（300~400℃）；渗碳体的聚集长大和铁素体再结晶（>400℃）。耐磨件M回=α0.3%C+ε150～250低温回火弹簧等T回=F针+Fe3C粒350～500中温回火调质件S回=F多+Fe3C粒500～650高温回火高合金钢P回=F多+Fe3C粒650～A1高温软化回火的分类及其应用注：淬火+高温回火=调质处理用途组织温度(℃)名称回火索氏体组织金相图回火屈氏体组织金相图回火马氏体组织金相图回火脆性。低温回火脆性（250~400℃），又叫不可逆回火脆性或第一类回火脆性；产生原因：薄片状的渗碳体沿奥氏体晶界析出。防止办法：避免在该温度区间回火；加硅；等温淬火。高温回火脆性（500~650℃），又叫可逆回火脆性或第二类回火脆性。产生原因：Sb、Sn、P等在晶界偏聚。防止办法：快冷；加Mo、W等合金元素。概念：钢在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下