钢的淬火与回火.ppt

第八章钢的淬火与回火§8-1淬火的定义、目的及淬火的工艺参数3淬火的工艺参数亚共析碳钢为什么要加热到Ac3以上完全Ａ化后淬火呢？过共析钢的淬火加热温度为什么选择在Ac1～Ac3之间？低合金钢:Ac3或Ac1+50-100ºC
高合金钢:Ac3或Ac1+300-400ºC
W18Cr4V:1280ºC,分级加热淬火加热后组织3.2保温时间
τ保温＝τ升温＋τ热透＋τ转变与合金成分，尺寸、装炉量等因素有关
常用钢的加热系数
有效厚度的确定3.3加热介质脱碳
O2:Fe3C+O2→3Fe+CO2
[C]A+O2→CO2
CO2:Fe3C+CO2→3Fe+2CO
[C]A+CO2→2CO
H2O:Fe3C+H2O→3Fe+H2+CO
[C]A+H2O→H2+CO
H2:Fe3C+2H2→3Fe+CH4
[C]A+2H2→CH4
§8-2淬火介质(1)理想介质冷却速度
高温T＞650℃,慢冷,可以减少热应力。
中温650℃～400℃,快冷,避开C曲线的鼻尖,保证全部获得M。
低温400℃以下，特别是300～200℃发生M转变时要求慢冷，↓M转变时的组织应力(2)理想冷却速度示意图有物态变化的（以水为例）冷却三阶段：①蒸汽膜阶段②沸腾阶段③对流阶段（3):对流阶段：
当工件表面的温度降低至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流形成，随着工件与介质的温度降低，冷却速度也逐渐降低。（2）常用淬火介质
①水：
Vmax:500~780ºC/s,300~400ºC
鼻温：150ºC/s；
Ms：450ºC/s
优点：冷却能力强，成本低
缺点：M转变温区冷速过大，变形大
冷却能力对水温，不溶夹杂敏感
应用：小尺寸、形状简单碳钢件
②油：
Vmax:100~250ºC/s,400~500ºC
鼻温：60～70ºC/s；
Ms：50ºC/s
优点：M转变温区冷速小，不易变形 缺点：鼻温区冷速小，淬不透
应用：合金钢件
③盐水与碱水
10％NaCl水溶液
15％NaOH水溶液
5％NaCO3水溶液
作用：使蒸汽膜提前破碎，但腐蚀
④新淬火介质（表8-4)Page180
水基；油基
光亮处理（表8-3）Page178

常用的淬火冷却介质§8-3钢的淬透性工件淬硬层与冷却速度的关系未淬透钢2淬透性影响因素——与影响C曲线的因素一致
（1）钢的化学成分：
C含量及合金元素
（2）奥氏体晶粒度：
奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。
（3）奥氏体化温度：
提高奥氏体化温度，提高淬透性。
（4）第二相及其分布:
奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在以及其大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。

实际淬透层深度：淬透性、工件大小、淬火介质
3淬透性与淬硬性
淬硬性：钢淬火时的硬化能力，用淬成M可能得 到的最高硬度表示。
——取决于M中的C%.
淬透性：钢的临界冷却速度－合金元素。
淬硬性与淬透性之间的区别:钢的淬透性的应用（一）临界直径法（2）顶端淬火法—端淬法
该法为乔迈奈等于1938年建议采用的，因而国外常称为“Jominy‘’端淬法．

端淬曲线、端淬曲线带

各种钢的淬透性曲线可以参考《合金钢手册》
顶端淬火法1.5§8-4淬火方法§8-4淬火方法单液淬火
将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。
优点：操作简单，容易实现自动化双液淬火
将加热的工件先投入一种冷却能力强的介质中冷却，然后在接近Ms点温度（钢的组织还未开始转变时迅速取出），马上浸入另一种冷却能力弱的介质中使之发生马氏体转变的淬火，称为双介质淬火。马氏体分级淬火：
定义：将加热的工件先放入温度为Ms点附近的盐或碱浴
中，稍加停留，等工件整体温度趋于均匀时，再
取出空冷以获得马氏体。贝氏体等温淬火：
定义：将加热的工件先放入稍高于Ms点温度的盐或碱浴
中，保温足够时间，使其发生下贝氏转变后出炉
空冷。§8-5钢的回火工艺2回火种类
回火温度↑，内应力↓；
强硬度↓，塑韧性↑。
（1）低温回火(150-250ºC)
组织：回火M（淬火M)
高碳钢：淬火片状M→回火M
(片状过饱和α＋ε碳化物，共格）
性能：保持高强硬度；微裂纹焊合；
内应力和脆性↓；韧性略↑。
低碳钢：板条M,C的偏聚
应用：①工、模、量具钢；②低碳马氏体钢
③渗碳和碳氮共渗（2）中温回火(350-500ºC)避免第一类回火脆性
组织：回火屈氏体（屈氏体)
条、针状（未再结晶，平衡C）α相＋
弥散分布细粒状θ相
性能：基体已回复；内应力↓↓；
弹性极限高；较高的强硬度与良好韧性

应用：弹簧钢、热锻模。（0.6～0.9%)（3）高温回火(550-680ºC)
组织：回火索氏体
等轴状（再结晶）α相＋均匀分布粒状
（球化）θ相
性能：内应力基本消除，强度与韧性最佳配合；
综合机械性能高
应用:重要