熱處理工藝－淬火工藝

發布時間：2012-3-23 9:39:41

提高硬度、強度以及耐磨性以便滿足零件的使用性能這是淬火的目的。像模具、氣動工具、量具、農機具、工具、飛機、切削加工機床、軸承、彈簧、汽車、拖拉機、柴油機、化工機械、鉆探機械、石油機械、紡織機械等零件都在使用淬火工藝，因此淬火工藝的應用范圍最為廣泛。淬火工藝是將鋼加熱到AC3或AC1點以上的某一溫度，并保持一定的時間，然后再以適當的速度冷卻并獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。（1）保溫時間保溫時間是指為了使工件內外各部分都可均勻的完成組織的轉變、碳化物溶解以及奧氏體的成分均勻化，在淬火加熱時溫度就必須持續保溫一定時間。（2）淬火介質淬火冷卻介質（或淬火介質）就是工件在進行淬火冷卻時所使用的介質。如果使工件既可以淬成馬氏體，又不致于引起太大的淬火應力這就是理想的淬火介質應該具備的條件。這就要求在C曲線的“鼻子”以上的溫度緩冷，目的是減小急冷所產生的熱應力；一方面要使“鼻子”處的冷卻速度大于臨界處的冷卻速度，以便保證過冷奧氏體不會發生非馬氏體的轉變；另一方面在“鼻子”下方，特別是Ms點一下的溫度時，冷卻速度應該盡量減小，目的是減小組織轉變的應力。淬火加熱溫度根據鋼的成分、組織以及不同的性能要求來確定淬火加熱的溫度。亞共析鋼的淬火加熱的溫度是AC3+（30～50℃），而共析鋼和過共析鋼的淬火加熱溫度是AC1+（30～50℃）。 AC1+（30～50℃）的淬火加熱溫度一般是過共析鋼推所推薦的。而在實際生產中還會根據實際情況進行適當的提高20℃左右。如果在此溫度范圍內加熱，組織為細小晶粒的奧氏體以及部分細小且均勻分布的未溶碳化物，在淬火后除了極少數的殘余奧氏體以外，組織為片狀馬氏體而且基體上會均勻的分布細小的碳化物質點。這樣的優點是組織的硬度高、耐磨性好以及脆性相對較少。過共析鋼的淬火加熱溫度不能低于AC1，是因為此時鋼材還沒有完全奧氏體化。如果加熱到稍微高于AC1溫度時，那么珠光體就會完全轉變成奧氏體，而且會有少量的滲碳體溶入奧氏體。因為此時的奧氏體晶粒細小，而且碳的質量分數稍高于共析的成分。若繼續的升高溫度，那么二次滲碳體就會不斷的溶入奧氏體，造成的后果就是奧氏體晶粒不斷的長大，而且碳的濃度將不斷升高，從而會導致淬火變形傾向的增大以及淬火組織顯微裂紋的增多以及脆性的增大。同時因為奧氏體含碳量過高，促使淬火后的殘余奧氏體數量增多，從而降低了工件的硬度以及耐磨性。所以過共析鋼的淬火加熱溫度高于AC1太多是不合適的，如果再加熱到完全奧氏體化的ACm或者以上的溫度那就更不合適了。如果亞共析鋼的淬火加熱溫度選用低于AC3的溫度，那么此時的鋼還沒有完全奧氏體化，其中有部分鐵素體存在未轉變的，淬火后鐵素體仍會保留在淬火組織中。因為鐵素體的硬度相對來說較低，從而淬火后的硬度就達不到要求，同時將會影響到其他的力學性能。如果將亞共析鋼加熱到遠高于AC3溫度時淬火，那么奧氏體晶粒就會顯示粗大，從而就會破壞淬火后的性能。因此亞共析鋼淬火加熱的溫度就必須選用AC3+（30～50℃）這個范圍，這樣就可以保證充分奧氏體化，又可以保持奧氏體晶粒的細小。生產實踐過程中在選擇工件的淬火加熱溫度時，除了遵守上述的一般原則外，還需要考慮工件的化學成分、原始組織、加熱設備、尺寸形狀、冷卻介質以及技術要求等諸多相關的因素影響，必須對加熱溫度予以適當調整。而要想獲得較多的板條狀馬氏體或使全部板條馬氏體來提高強度以及韌性那就必須采用高溫淬火。

常見問題