热处理工艺-淬火工艺

发布时间:2012-3-23 9:39:41

提高硬度、强度以及耐磨性以便满足零件的使用性能这是淬火的目的。像模具、气动工具、量具、农机具、工具、飞机、切削加工机床、轴承、弹簧、汽车、拖拉机、柴油机、化工机械、钻探机械、石油机械、纺织机械等零件都在使用淬火工艺,因此淬火工艺的应用范围最为广泛。淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上的某一温度,并保持一定的时间,然后再以适当的速度冷却并获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。 (1)保温时间 保温时间是指为了使工件内外各部分都可均匀的完成组织的转变、碳化物溶解以及奥氏体的成分均匀化,在淬火加热时温度就必须持续保温一定时间。 (2)淬火介质 淬火冷却介质(或淬火介质)就是工件在进行淬火冷却时所使用的介质。如果使工件既可以淬成马氏体,又不致于引起太大的淬火应力这就是理想的淬火介质应该具备的条件。这就要求在C曲线的“鼻子”以上的温度缓冷,目的是减小急冷所产生的热应力;一方面要使“鼻子”处的冷却速度大于临界处的冷却速度,以便保证过冷奥氏体不会发生非马氏体的转变;另一方面在“鼻子”下方,特别是Ms点一下的温度时,冷却速度应该尽量减小,目的是减小组织转变的应力。 淬火加热温度 根据钢的成分、组织以及不同的性能要求来确定淬火加热的温度。亚共析钢的淬火加热的温度是AC3+(30~50℃),而共析钢和过共析钢的淬火加热温度是AC1+(30~50℃)。 AC1+(30~50℃)的淬火加热温度一般是过共析钢推所推荐的。而在实际生产中还会根据实际情况进行适当的提高20℃左右。如果在此温度范围内加热,组织为细小晶粒的奥氏体以及部分细小且均匀分布的未溶碳化物,在淬火后除了极少数的残余奥氏体以外,组织为片状马氏体而且基体上会均匀的分布细小的碳化物质点。这样的优点是组织的硬度高、耐磨性好以及脆性相对较少。过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1,是因为此时钢材还没有完全奥氏体化。如果加热到稍微高于AC1温度时,那么珠光体就会完全转变成奥氏体,而且会有少量的渗碳体溶入奥氏体。因为此时的奥氏体晶粒细小,而且碳的质量分数稍高于共析的成分。若继续的升高温度,那么二次渗碳体就会不断的溶入奥氏体,造成的后果就是奥氏体晶粒不断的长大,而且碳的浓度将不断升高,从而会导致淬火变形倾向的增大以及淬火组织显微裂纹的增多以及脆性的增大。同时因为奥氏体含碳量过高,促使淬火后的残余奥氏体数量增多,从而降低了工件的硬度以及耐磨性。所以过共析钢的淬火加热温度高于AC1太多是不合适的,如果再加热到完全奥氏体化的ACm或者以上的温度那就更不合适了。 如果亚共析钢的淬火加热温度选用低于AC3的温度,那么此时的钢还没有完全奥氏体化,其中有部分铁素体存在未转变的,淬火后铁素体仍会保留在淬火组织中。因为铁素体的硬度相对来说较低,从而淬火后的硬度就达不到要求,同时将会影响到其他的力学性能。如果将亚共析钢加热到远高于AC3温度时淬火,那么奥氏体晶粒就会显示粗大,从而就会破坏淬火后的性能。因此亚共析钢淬火加热的温度就必须选用AC3+(30~50℃)这个范围,这样就可以保证充分奥氏体化,又可以保持奥氏体晶粒的细小。生产实践过程中在选择工件的淬火加热温度时,除了遵守上述的一般原则外,还需要考虑工件的化学成分、原始组织、加热设备、尺寸形状、冷却介质以及技术要求等诸多相关的因素影响,必须对加热温度予以适当调整。而要想获得较多的板条状马氏体或使全部板条马氏体来提高强度以及韧性那就必须采用高温淬火。
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