金屬材料與熱處理第十章

1、第一節(jié) 鋼的退火與正火第二節(jié) 鋼的淬火與回火第三節(jié) 其他類型熱處理第十章 鋼的熱處理工藝本章目的：本章目的： 介紹鋼的常用熱處理工藝及其應(yīng)用。介紹鋼的常用熱處理工藝及其應(yīng)用。本章重點：本章重點：（1 1）各類熱處理（退火、正火、淬火、）各類熱處理（退火、正火、淬火、回火）工藝回火）工藝組織性能應(yīng)用的規(guī)律組織性能應(yīng)用的規(guī)律和特點；和特點；（2 2）淬透性、淬硬性的概念與應(yīng)用）淬透性、淬硬性的概念與應(yīng)用 熱處理工藝是根據(jù)鋼在加熱和冷卻過程熱處理工藝是根據(jù)鋼在加熱和冷卻過程中組織轉(zhuǎn)變規(guī)律制定具體加熱時間、保溫中組織轉(zhuǎn)變規(guī)律制定具體加熱時間、保溫時間和冷卻方式的一些參數(shù)。時間和冷卻方式的一些參數(shù)。 根

2、據(jù)熱處理根據(jù)熱處理零件生產(chǎn)工藝流程中位置零件生產(chǎn)工藝流程中位置和作用，可分為：和作用，可分為： 預(yù)備熱處理、最終熱處理預(yù)備熱處理、最終熱處理 熱處理工藝種類很多，熱處理工藝種類很多，根據(jù)加熱、冷卻根據(jù)加熱、冷卻方式、以及獲得組織和性能不同，如下分方式、以及獲得組織和性能不同，如下分類：類：熱處理分類熱處理分類 普通熱處理：退火、正火、普通熱處理：退火、正火、 淬火、回火淬火、回火 表面熱處理：表面淬火表面熱處理：表面淬火 化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理 形變熱處理：形變熱處理：形變熱處理形變熱處理 磁場熱處理磁場熱處理 如：控制軋制如：控制軋制第一節(jié)第一節(jié) 鋼的退火與正火鋼的退火與正火 退火和正火生產(chǎn)應(yīng)

3、用很廣的預(yù)備熱處理工退火和正火生產(chǎn)應(yīng)用很廣的預(yù)備熱處理工藝。藝。 一些受力不大、性能要求不高的機(jī)械零一些受力不大、性能要求不高的機(jī)械零件，也可以最為最終熱處理，比如鑄件退火件，也可以最為最終熱處理，比如鑄件退火或正火就是最終熱處理。或正火就是最終熱處理。 鋼退火根據(jù)加熱溫度分為如下兩類：鋼退火根據(jù)加熱溫度分為如下兩類： 退火退火 定義：鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間定義：鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間后緩慢隨爐冷卻或控制其冷速，獲后緩慢隨爐冷卻或控制其冷速，獲平衡平衡組織組織的工藝的工藝 。 參見教材參見教材“高于或低于高于或低于A AC1C1”AC1S 分類（分類（P231圖圖9.1）（1

4、1）高溫退火）高溫退火 （相變重結(jié)晶退火）（相變重結(jié)晶退火） T T加熱加熱 A AC1C1或或A AC3C3（2 2）低溫退火）低溫退火 T T加熱加熱 A AC1C1完全退火完全退火不完全退火與球化退火不完全退火與球化退火等溫退火等溫退火擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火. （一）完全退火 定義：定義：將鋼件或毛坯加熱到將鋼件或毛坯加熱到 A Ac3c3以上以上20302030，保溫一段時間，使鋼中組織完全轉(zhuǎn)變成奧氏體后，緩保溫一段時間，使鋼中組織完全轉(zhuǎn)變成奧氏體后，緩慢冷卻慢冷卻( (一般為隨爐冷卻一般為隨爐冷卻) )到到500600500600出爐，在空氣中出爐，

5、在空氣中冷卻下來。冷卻下來。 所謂所謂“完全完全”是指加熱時獲得完全的奧氏體組織。是指加熱時獲得完全的奧氏體組織。 采用隨爐緩冷可以保證先共析鐵素體的析出和過采用隨爐緩冷可以保證先共析鐵素體的析出和過冷奧氏體在冷奧氏體在ArAr1 1以下較高溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。以下較高溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。 目的：細(xì)化晶粒，均勻組織；達(dá)到消除內(nèi)應(yīng)力和目的：細(xì)化晶粒，均勻組織；達(dá)到消除內(nèi)應(yīng)力和熱加工缺陷，降低硬度和改善切削加工性能的。熱加工缺陷，降低硬度和改善切削加工性能的。 如：中碳鋼鑄件，常見的缺陷有魏氏組織、晶粒如：中碳鋼鑄件，常見的缺陷有魏氏組織、晶粒粗大、焊接件焊縫處組織不均勻，內(nèi)應(yīng)力。用完全退

6、粗大、焊接件焊縫處組織不均勻，內(nèi)應(yīng)力。用完全退火發(fā)生重結(jié)晶，缺陷得以消除?；鸢l(fā)生重結(jié)晶，缺陷得以消除。一、退火目的及工藝 適用范圍適用范圍 主要適用于含碳量為主要適用于含碳量為 0.25%0.77%0.25%0.77%的亞的亞共析成分的碳鋼、合金鋼和工程鑄件、鍛件共析成分的碳鋼、合金鋼和工程鑄件、鍛件和熱軋型材。和熱軋型材。 過共析鋼不宜采用完全退火，因為過共過共析鋼不宜采用完全退火，因為過共析鋼加熱至析鋼加熱至AcAccmcm以上緩慢冷卻時，以上緩慢冷卻時，二次滲碳二次滲碳體會以網(wǎng)狀沿奧氏體晶界析出，使鋼的強(qiáng)度、體會以網(wǎng)狀沿奧氏體晶界析出，使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性顯著下降塑性和沖擊韌性顯著

7、下降。 工件在退火溫度下的保溫時間不僅要使工件工件在退火溫度下的保溫時間不僅要使工件燒透，即工件心部達(dá)到要求的加熱溫度，而且要燒透，即工件心部達(dá)到要求的加熱溫度，而且要保證全部得到均勻化的奧氏體。保證全部得到均勻化的奧氏體。 完全退火保溫時間與鋼材成分、工件厚度、完全退火保溫時間與鋼材成分、工件厚度、裝爐量和裝爐方式等因素有關(guān)。裝爐量和裝爐方式等因素有關(guān)。 保溫時間保溫時間=KDmin=KDmin D- D-工件有效厚度工件有效厚度 K-K-加熱系數(shù)，一般取加熱系數(shù)，一般取1.52.0min/mm1.52.0min/mm 亞共析鋼一般經(jīng)驗公式：亞共析鋼一般經(jīng)驗公式： = =（3434）+ +（

8、0.20.50.20.5）Q Q Q Q為裝爐量（為裝爐量（t)t) 等溫退火等溫退火 將鋼件或毛坯加熱至將鋼件或毛坯加熱至 A Ac3(c3(或或A Ac1)c1)以上以上20203030，保溫一定時間后，較快地冷卻，保溫一定時間后，較快地冷卻至過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線至過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線“鼻尖鼻尖”溫度附溫度附近并保溫近并保溫( (珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)) )，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w后，再緩慢冷卻下來，珠光體后，再緩慢冷卻下來，這種熱處理方這種熱處理方式為等溫退火。式為等溫退火。 等溫退火的目的與完全退火相同等溫退火的目的與完全退火相同，但是，但是等溫退火時的等溫退火時的

9、轉(zhuǎn)變?nèi)菀卓刂妻D(zhuǎn)變?nèi)菀卓刂?，能獲得均勻的，能獲得均勻的預(yù)期組織。預(yù)期組織。 對于大型制件及合金鋼制件較適宜，可對于大型制件及合金鋼制件較適宜，可大大縮短退火周期。大大縮短退火周期。 不完全退火是將不完全退火是將鋼加熱至鋼加熱至AcAc1 1AcAc3 3（亞共（亞共析鋼）或析鋼）或AcAc1 1AcAccmcm（過共析鋼）之間，經(jīng)保（過共析鋼）之間，經(jīng)保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。工藝。 由于加熱至兩相區(qū)溫度，組織沒有完全由于加熱至兩相區(qū)溫度，組織沒有完全奧實體化，基本上不改變先共析鐵素體或滲奧實體化，基本上不改變先共析鐵素體或滲碳體的形態(tài)及

10、分布。碳體的形態(tài)及分布。 如果亞共析鋼如果亞共析鋼原始組織中的鐵素體已均原始組織中的鐵素體已均勻細(xì)小勻細(xì)小，只是，只是珠光體片間距小，硬度偏高，珠光體片間距小，硬度偏高，內(nèi)應(yīng)力較大，內(nèi)應(yīng)力較大，那么只要進(jìn)行那么只要進(jìn)行不完全退火即可不完全退火即可達(dá)到降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力的目的達(dá)到降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力的目的。 （二）不完全退火（二）不完全退火 球化退火是球化退火是使鋼中碳化物球化，獲得粒狀使鋼中碳化物球化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。珠光體的一種熱處理工藝。 其目的是降低硬度，均勻組織，改善切其目的是降低硬度，均勻組織，改善切削加工性，并為淬火作組織準(zhǔn)備。削加工性，并為淬火作組織準(zhǔn)備。 （三

11、）球化退火（三）球化退火圖10-2 碳素工具鋼（T7T10）的幾種球化退火工藝 球化退火主要適用于球化退火主要適用于碳素工具鋼、合金碳素工具鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和合金工具鋼等共析彈簧鋼、滾動軸承鋼和合金工具鋼等共析鋼和過共析鋼鋼和過共析鋼( (含碳量大于含碳量大于0.77%)0.77%)。 舉例：共析鋼鍛件在鍛后組織為一般細(xì)舉例：共析鋼鍛件在鍛后組織為一般細(xì)片狀珠光體，片狀珠光體，如果鍛后不當(dāng)，出現(xiàn)了網(wǎng)狀如果鍛后不當(dāng)，出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體，不僅硬度高，難以進(jìn)行加工，滲碳體，不僅硬度高，難以進(jìn)行加工，增增大鋼脆性，淬火時容易開裂，因此大鋼脆性，淬火時容易開裂，因此鍛后球鍛后球化退火使碳化物球化

12、，獲得粒狀珠光體組化退火使碳化物球化，獲得粒狀珠光體組織?？?。 溫度不宜過高，溫度不宜過高， A Ac1c1以上以上20203030。保。保溫時間為溫時間為24h24h。 爐冷或者在爐冷或者在A Ar1r1以下以下20 20 左右以下進(jìn)行較左右以下進(jìn)行較長時間等溫處理。長時間等溫處理。 常用球化退火主要有三種：常用球化退火主要有三種： 一次球化退火（一次球化退火（a), A Ac1c1以上以上202030,30,保溫后，緩冷（保溫后，緩冷（202060/h),60/h),待爐冷至待爐冷至600600以下出爐。以下出爐。 等溫球化退火（等溫球化退火（b), A Ac1c1以上以上202030,3

13、0,保保溫后，快冷溫后，快冷Ar1 20Ar1 20左右，等溫左右，等溫36h,36h,再隨爐再隨爐冷至冷至600600以下出爐空冷。以下出爐空冷。 往復(fù)球化退火（往復(fù)球化退火（c) 加熱、保溫、隨爐加熱、保溫、隨爐冷卻，如此反復(fù)，最后冷至室溫，獲得粒冷卻，如此反復(fù)，最后冷至室溫，獲得粒狀珠光體。工藝比較繁瑣。狀珠光體。工藝比較繁瑣。 但是鋼原始組織不允許有網(wǎng)狀碳化物，但是鋼原始組織不允許有網(wǎng)狀碳化物，如果有需要先進(jìn)行正火，消除網(wǎng)狀碳化物如果有需要先進(jìn)行正火，消除網(wǎng)狀碳化物退火目的及工藝 均勻化退火又稱擴(kuò)散退火，它是將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫，然后緩慢冷卻以消除化學(xué)

14、成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝。其目的是消除鑄錠或鑄件在凝固過程中產(chǎn)生的枝晶偏析及區(qū)域偏析，使成分和組織均勻化。（四）均勻化退火退火目的及工藝 為了消除鑄件、鍛件、焊接件及機(jī)械加工工件中的殘留內(nèi)應(yīng)力，以提高尺寸穩(wěn)定性，防止工件變形和開裂，在精加工或淬火之前將工件加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝稱為去應(yīng)力退火。 再結(jié)晶退火是把冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上保持適當(dāng)?shù)臅r間，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻容S晶粒，同時消除加工硬化和殘留內(nèi)應(yīng)力的熱處理工藝。經(jīng)過再結(jié)晶退火，鋼的組織和性能恢復(fù)到冷變形前的狀態(tài)。（五）去應(yīng)力退火和再結(jié)晶退火 正火可以作為預(yù)備熱處理，為機(jī)械加工提供

15、適宜的硬度，又能細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力,消除魏氏組織和帶狀組織，為最終熱處理提供合適的組織狀態(tài)。正火還可作為最終熱處理，為某些受力較小、性能要求不高的碳素鋼結(jié)構(gòu)零件提供合適的力學(xué)性能。正火還能消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，為球化退火作好組織準(zhǔn)備。對于大型工件及形狀復(fù)雜或截面變化劇烈的工件，用正火代替淬火和回火可以防止變形和開裂。二、正火目的及工藝正火目的及工藝 正火工藝是較簡單、經(jīng)濟(jì)的熱處理方法，主要應(yīng)用于以下幾方面： 1.改善低碳鋼的切削加工性能 2消除中碳鋼的熱加工缺陷 3消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火 4.提高普通結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能 生產(chǎn)上退火和正火工藝的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)鋼種，冷、熱加工工藝，

16、零件的使用性能及經(jīng)濟(jì)性綜合考慮。三、退火和正火的選用第二節(jié) 鋼的淬火與回火 （一）淬火應(yīng)力 工件在淬火過程中會發(fā)生形狀和尺寸的變化，有時甚至要產(chǎn)生淬火裂紋。工件變形或開裂的原因是由于淬火過程中在工件內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力造成的。 淬火內(nèi)應(yīng)力主要有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力兩種。工件最終變形或開裂是這兩種應(yīng)力綜合作用之結(jié)果。當(dāng)淬火應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生塑性變形；當(dāng)淬火應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度時，工件則發(fā)生開裂。一、鋼 的 淬 火鋼 的 淬 火 淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以得到均勻細(xì)小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后獲得細(xì)小的馬氏體組織。淬火溫度主要根據(jù)鋼的臨界點確定。（二）淬火加熱溫度鋼 的 淬 火 鋼從奧氏體

17、狀態(tài)冷至Ms點以下所用的冷卻介質(zhì)叫做淬火介質(zhì)。介質(zhì)冷卻能力越大，鋼的冷卻速度越快，越容易超過鋼的臨界淬火速度，則工件越容易淬硬，淬硬層的深度越深。但是，冷卻速度過大將產(chǎn)生巨大的淬火應(yīng)力，易于使工件產(chǎn)生變形或開裂。因此，理想淬火介質(zhì)的冷卻能力應(yīng)當(dāng)如圖10-4曲線所示。（三）淬火冷卻介質(zhì)圖10-4 鋼的理想淬火冷卻曲線鋼 的 淬 火 選擇適當(dāng)?shù)拇慊鸱椒ㄍx用淬火介質(zhì)一樣，可以保證在獲得所要求的淬火組織和性能條件下，盡量減小淬火應(yīng)力，減少工件變形和開裂傾向。 1.單液淬火法 2.雙液淬火法 3.分級淬火法 4.等溫淬火法（四）淬火方法圖10-5 各種淬火方法冷卻曲線示意圖鋼 的 淬 火 1.淬透性的

18、概念 鋼的淬透性是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，其大小以鋼在一定條件下淬火獲得的淬透層深度和硬度分布來表示。一定尺寸的工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點的冷卻速度有關(guān)。如果工件截面中心的冷卻速度高于鋼的臨界淬火速度，工件就會淬透。然而工件淬火時表面冷卻速度最大，心部冷卻速度最小，由表面至心部冷卻速度逐漸降低（見圖10-6）。（五）鋼的淬透性鋼 的 淬 火（五）鋼的淬透性圖10-6 工件截面不同冷卻速度a）與未淬透區(qū)b）示意圖鋼 的 淬 火 2.淬透性的測定方法 目前測定淬透性常用的方法是末端淬火法，簡稱端淬法。圖10-9為末端淬火法測定鋼的淬透性的示意圖。（五）鋼的淬

19、透性圖10-9 末端淬火法示意圖a）淬火裝置 b）淬透性曲線鋼 的 淬 火 3.淬透性的實際意義 鋼的淬透性是鋼的熱處理工藝性能，在生產(chǎn)中有重要的實際意義。工件在整體淬火條件下，從表面至中心是否淬透，對其力學(xué)性能有重要影響。在拉壓、彎曲或剪切載荷下工作的零件，例如各類齒輪、軸類零件，希望整個截面都能被淬透，從而保證這些零件在整個截面上得到均勻的力學(xué)性能。選擇淬透性較高的鋼即能滿足這一性能要求。而淬透性較低的鋼，零件截面不能全部淬透，表面到心部的力學(xué)性能不相同，尤其心部的沖擊韌度很低。（五）鋼的淬透性 （一）低溫回火 低溫回火溫度約為150250，回火組織主要為回火馬氏體。和淬火馬氏體相比，回火

20、馬氏體既保持了鋼的高硬度、高強(qiáng)度和良好耐磨性，又適當(dāng)提高了韌性。因此，低溫回火特別適用于刀具、量具、滾動軸承、滲碳件及高頻表面淬火工件。低溫回火鋼大部分是淬火高碳鋼和高碳合金鋼，經(jīng)淬火并低溫回火后得到隱晶回火馬氏體和均勻細(xì)小的粒狀碳化物組織，具有很高的硬度和耐磨性，同時顯著降低了鋼的淬火應(yīng)力和脆性。對于淬火獲得低碳馬氏體的鋼，經(jīng)低溫回火后可減少內(nèi)應(yīng)力，并進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度和塑性，保持優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。二、鋼 的 回 火鋼 的 回 火 中溫回火溫度一般在350500之間，回火組織主要為回火托氏體。中溫回火后工件的淬火應(yīng)力基本消失。因此鋼具有高的彈性極限，較高的強(qiáng)度和硬度，良好的塑性和韌性。故中

21、溫回火主要用于各種彈簧零件及熱鍛模具。（二）中溫回火鋼 的 回 火 高溫回火溫度約為500650，回火組織為回火索氏體。習(xí)慣上將淬火和隨后的高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，鋼具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。因此，高溫回火主要適用于中碳結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼制作的重要機(jī)器零件，如發(fā)動機(jī)曲軸、連桿、連桿螺栓、汽車半軸、機(jī)床主軸及齒輪等。這些機(jī)器零件在使用中要求較高的強(qiáng)度并能承受沖擊和交變負(fù)荷的作用。（三）高溫回火 （一）淬火工件的過熱和過燒 工件在淬火加熱時，由于溫度過高或者時間過長造成奧氏體晶粒粗大的缺陷叫做過熱。由于過熱不僅在淬火后得到粗大馬氏體組織，而且易于引起淬火裂紋。因此，淬

22、火過熱的工件強(qiáng)度和韌性降低，易于產(chǎn)生脆性斷裂。輕微的過熱可用延長回火時間來補(bǔ)救。嚴(yán)重的過熱則需進(jìn)行一次細(xì)化晶粒退火，然后再重新淬火。 淬火加熱溫度太高，使奧氏體晶界出現(xiàn)局部熔化或者發(fā)生氧化的現(xiàn)象叫做過燒。過燒是嚴(yán)重的加熱缺陷，工件一旦過燒就無法補(bǔ)救，只能報廢。三、淬火加熱缺陷及其防止淬火加熱缺陷及其防止 淬火加熱時，鋼制零件與周圍加熱介質(zhì)相互作用往往會產(chǎn)生氧化和脫碳等缺陷。氧化使工件尺寸減小，表面光潔程度降低，并嚴(yán)重影響淬火冷卻速度，進(jìn)而使淬火工件出現(xiàn)軟點或硬度不足等新的缺陷。工件表面脫碳會降低淬火后鋼的表面硬度、耐磨性，并顯著降低其疲勞強(qiáng)度。因此，淬火加熱時，在獲得均勻化奧氏體的同時，必須注

23、意防止氧化和脫碳現(xiàn)象。（二）淬火加熱時的氧化和脫碳第三節(jié)第三節(jié) 其他類型熱處理其他類型熱處理 形變熱處理是將塑性變形和熱處理有機(jī)結(jié)合在一起的一種復(fù)合工藝。該工藝既能提高鋼的強(qiáng)度，又能改善鋼的塑性和韌性，同時還能簡化工藝，節(jié)省能源。因此，形變熱處理是提高鋼的強(qiáng)韌性的重要手段之一。一、鋼的形變熱處理圖10-14 高溫形變熱處理工藝過程示意圖鋼的形變熱處理圖10-15 低溫形變熱處理工藝過程示意圖 （一）感應(yīng)加熱的原理及工藝 感應(yīng)加熱表面淬火是利用電磁感應(yīng)原理，在工件表面產(chǎn)生密度很高的感應(yīng)電流，并使之迅速加熱至奧氏體狀態(tài)，隨后快速冷卻獲得馬氏體組織的淬火方法，如圖10-16所示。二、鋼的表面淬火圖1

24、0-16 感應(yīng)加熱表面淬火示意圖鋼的表面淬火 當(dāng)感應(yīng)圈中通過一定頻率交流電時，在其內(nèi)外將產(chǎn)生與電流變化頻率相同的交變磁場。若將工件放入感應(yīng)圈內(nèi)，在交變磁場作用下，工件內(nèi)就會產(chǎn)生與感應(yīng)圈內(nèi)所通電流頻率相同而方向相反的感應(yīng)電流。由于感應(yīng)電流沿工件表面形成封閉回路，故通常稱為渦流。此渦流將電能變成熱能，使工件加熱。渦流在被加熱工件中的分布由表面至心部呈指數(shù)規(guī)律衰減。因此，渦流主要分布于工件表面，工件內(nèi)部幾乎沒有電流通過。這種現(xiàn)象叫做集膚效應(yīng)或表面效應(yīng)。感應(yīng)加熱就是利用集膚效應(yīng)，依靠電流熱效應(yīng)把工件表面迅速加熱到淬火溫度的。感應(yīng)圈用純銅管制作，內(nèi)通冷卻水。當(dāng)工件表面在感應(yīng)圈內(nèi)加熱到相變溫度時，立即噴水

25、或浸水冷卻，實現(xiàn)表面淬火工藝。（一）感應(yīng)加熱的原理及工藝鋼的表面淬火 1）感應(yīng)加熱時，由于電磁感應(yīng)和集膚效應(yīng)，工件表面在極短時間里達(dá)到Ac3以上很高的溫度，而工件心部仍處于相變點之下。 2）感應(yīng)加熱升溫速度快，保溫時間極短。 3）感應(yīng)加熱表面淬火后，工件表層強(qiáng)度高，由于馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積膨脹，故在工件表層產(chǎn)生很大的殘留壓應(yīng)力，因此可以顯著提高其疲勞強(qiáng)度并降低缺口敏感性。 4）感應(yīng)加熱表面淬火后，工件的耐磨性比普通淬火的高。（二）感應(yīng)加熱表面淬火的特點鋼的表面淬火 5）感應(yīng)加熱淬火件的沖擊韌度與淬硬層深度和心部原始組織有關(guān)。 6）感應(yīng)加熱淬火時，由于加熱速度快，無保溫時間，工件一般不產(chǎn)生氧化和脫碳問題，又因工件內(nèi)部未被加熱，故工件淬火變形小。 7）感應(yīng)加熱淬火的生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，淬火層深度又易于控制，適于批量生產(chǎn)形狀簡單的機(jī)器零件，因此得到廣泛應(yīng)用。（二）感應(yīng)加熱表面淬