第十章 淬火及回火

1、NoImage1 第10章 淬火與回火NoImageNoImage熱處理原理與工藝第10章 淬火與回火NoImage2 第10章 淬火與回火NoImageNoImage導讀n通過學習本章，主要掌握掌握鋼的淬透性和淬硬性及其影響因素，掌握常用淬火介質的特性；掌握常用淬火工藝方法 。NoImage3 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 第10章 鋼的淬火及回火第一節(jié) 定義、目的、 必要條件 淬火定義： 把鋼加熱到臨界點AC3或AC1以上， 保溫并隨之以大于臨界冷卻速度VC冷卻，以得到介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。 淬火的目的： 提高零件的硬度，強度，耐磨性。結構鋼通過淬

2、火，回火獲得良好的綜合機械性能，改善鋼的物理和化學性能。例如：提高磁鋼的磁性，不銹鋼淬火以消除第二相，從而改善其耐蝕性。 n NoImage4 第10章 淬火與回火NoImageNoImage65鋼鋼(0.60%C) 淬火組織淬火組織45鋼鋼(含含0.45%C)正常淬火組織正常淬火組織NoImage5 第10章 淬火與回火NoImageNoImage必要條件：1、臨界點以上，獲得奧氏體， 2、大于臨界冷速，得到 M 、 B下。 n NoImage6 第10章 淬火與回火NoImageNoImage第二節(jié) 淬火介質淬火介質：為實現淬火目的用的冷卻介質。 理想淬火介質：在過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域（珠

3、光體轉變區(qū)）具有較快的冷卻速度，而在MS附近的溫度區(qū)域冷速比較緩慢，它可以減少淬火內應力。避免淬火變形開裂； 分類：固態(tài)、 液態(tài)、 氣態(tài)。NoImage7 第10章 淬火與回火NoImageNoImage理想淬火曲線示意圖理想淬火曲線示意圖MsMfNoImage8 第10章 淬火與回火NoImageNoImage一、淬火介質的冷卻作用n淬火介質有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。對固態(tài)介質，或者是靜止接觸(熱傳導問題)，如是沸騰床冷卻，則主要與其冷卻特性有關。氣態(tài)，則是氣體介質加熱的逆過程。 n最常用介質為液態(tài)介質，淬火時不僅發(fā)生傳熱作用，還會產生物態(tài)變化，因此過程較為復雜。NoImage9 第10章 淬火與

4、回火NoImageNoImagen有物態(tài)變化的介質冷卻過程可分為三個階段： n1蒸氣膜階段：緊貼工件形成連續(xù)的蒸汽膜；冷卻主要靠輻射傳熱，冷卻速度較緩慢。 n2.沸騰階段：蒸汽膜厚度減薄并在越來越多的地方破裂，使工件與液體直接接觸，冷卻速度較快，取決于淬火介質的汽化熱，汽化熱越大，冷卻速度也越快。 n3.對流階段：表面的溫度降至介質的沸點或分解溫度以下時，工件的冷卻主要靠介質的對流進行，此時對流傳熱起主導作用 n NoImage10 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage11 第10章 淬火與回火NoImageNoImage無物態(tài)變化的淬火介質： 淬火冷卻：主要靠對流散

5、熱。溫度較高時輻射散熱占有很大比例，也有傳導傳熱。 二、淬火介質冷卻特性的測定 略 NoImage12 第10章 淬火與回火NoImageNoImage三、常用淬火介質及其冷卻特性n1水： n 良好的物理化學性能，來源豐富良好的物理化學性能，來源豐富。 n冷卻特性： n1）水溫對冷卻特性影響很大，隨水溫提高水的冷卻速度降低，特別是蒸汽膜階段延長，特性溫度降低。 n2）水的冷卻速度快，400100溫度范圍內的冷卻速度特別快。 n3）循環(huán)水的冷卻能力大于靜止水的冷卻能力。特別是蒸汽膜階段的冷卻能力提高得更多。 NoImage13 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage14

6、第10章 淬火與回火NoImageNoImage 2堿或鹽的水溶液 水中溶入鹽堿等物質，減少了蒸汽膜的穩(wěn)定性，使蒸汽膜階段縮短，特性溫度提高從而加速冷卻速度，10%食鹽水溶液的冷卻能力650400范圍內有最大冷卻速度，食鹽水溶液在食鹽濃度較低時隨食鹽濃度的增加而提高，冷速均大于純水的，20的堿溶液也具有很高的冷卻能力，隨溫度提高冷卻能力降低，表面銀白色、好的外觀，腐蝕嚴重。 NoImage15 第10章 淬火與回火NoImageNoImage50NaOHNaCl溶液NoImage16 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 3油 冷卻能力比水差，但馬氏體轉變區(qū)冷速較慢。 n油的冷卻過

7、程也具有三個階段： n(1)油在沸騰時還伴隨油的分解。因此，油中包圍工件的蒸汽膜與水中冷卻不同，它具有油的分解產物與油沸騰產生的混合氣體蒸汽膜。此外，油的特性溫度(500以上)比水(300左右)高。NoImage17 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen(2)油沸騰是在一個溫度范圍(250一400)內，比水沸騰溫度(100)高得多；這就使油冷卻過程中對流傳熱階段開始溫度比較高，對流階段范圍比較寬。這個溫度范圍正是所要求的緩慢冷卻的馬氏體轉變區(qū)，工件正好在油中冷卻曲低溫階段以餃小的對流熱交換進行冷卻，因此工件在油中冷卻變形與開裂傾向較小。 n NoImage18 第10章 淬火與回

8、火NoImageNoImageNoImage19 第10章 淬火與回火NoImageNoImage1.水；水；2.油；油；3.水與油水與油NoImage20 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen保質措施： n控制油溫，防止局部過熱，最好有循環(huán)裝置；避免水分帶入；經常清除油渣和氧化皮，保持油的純潔，及時補充新油。NoImage21 第10章 淬火與回火NoImageNoImage光亮淬火油：n用于可控氣氛熱處理，它使工件淬火后，能達到表面光潔，不氧化(天氧化皮)。 n要求：冷卻性能好，耐老化；水分低，含硫最少；耐熱穩(wěn)定性好，氧化傾向小，還有還原作用，工件淬火時，氣體發(fā)生量少。 n種

9、類：1.選用灰分、雜質少的如石蠟、凡士林、儀表油、變壓器油，用于小型精密件； n2.選用粘度、雜質適量，加入有高抗氧化能力的添加劑如10號機油0.512，6二叔丁基對甲酚15植物油所組成光亮淬火油 NoImage22 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage23 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 4有機物的水溶液及乳化液 水的冷卻能力大，但冷卻特性很不理想，油的冷卻特性比較理想，但其能確能力有小一些。因此需要尋找冷卻能力介于兩者之間，而冷卻特性又比較理想的介質。 有機物的水溶液是較理想 的淬火介質。常用的有聚乙二醇水溶液加入一定的防蝕劑。這類淬火介質正處在

10、發(fā)展中。NoImage24 第10章 淬火與回火NoImageNoImage第三節(jié) 鋼的淬透性1鋼的淬透性：鋼材被淬透的能力，淬火時獲得馬氏體的能力。 說明：不同的鋼種，淬透性不同，截面上淬成馬氏體組織的厚度也不同，淬成馬氏體組織的厚度越大，表示該鋼中的淬透性愈高。這種馬氏體組織厚度通常稱為硬化層厚度或淬透深度、淬硬層深度等。 NoImage25 第10章 淬火與回火NoImageNoImage2淬透性與淬硬性的區(qū)別 淬透性系指淬火時獲得馬氏體的難易程度，主要和鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性有關或者說與鋼的臨界淬火冷卻速度有關，它是鋼材本身固有的一個屬性；可硬性（淬硬性）是指淬成馬氏體可得到的硬度，主

11、要和鋼中含碳量有關。 淬硬性是鋼淬火后獲得馬氏體的最高硬度 。NoImage26 第10章 淬火與回火NoImageNoImage淬透性與淬硬性淬透性與淬硬性NoImage27 第10章 淬火與回火NoImageNoImage一、影響鋼的淬透性的因素n1鋼的化學成分 碳： 過共析鋼：溫度低于Acm點時，含C1%的鋼，隨含碳量的升高,臨界冷速VC降低,淬透性提高，含C1%的鋼，則相反；當加熱溫度高于AC3或Acm時,隨含碳量的增加,VC單調下降. Me：除 Co 、Ti 、Zr 以外大多數合金元素，提高鋼的淬透性。NoImage28 第10章 淬火與回火NoImageNoImage0.3%CNo

12、Image29 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen2奧氏體晶粒度的影響 n奧氏體晶粒尺寸增大，淬透性提高，奧氏體晶粒尺寸對珠光體轉變的延遲作用比貝氏體的大。NoImage30 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen3奧氏體化溫度 n不僅可以促進奧氏體晶粒增大，而且可以促使碳化物及其它非金屬夾雜物溶入，并使奧氏體成分均勻化，這將提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而提高淬透性。 奧氏體中未溶的非金屬夾雜物和碳化物的存在，以及大小和分布，影響過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而影響淬透性。 n NoImage31 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen4鋼的原始組織的影響 n鋼的

13、原始組織中，由于珠光體的類型（片狀或粒狀）及彌散度的不同，在奧氏體化時，將會影響到奧氏體的均勻性，從而影響到鋼的淬透性，碳化物愈細小，溶入奧氏體愈迅速，從而有利于提高鋼的淬透性。NoImage32 第10章 淬火與回火NoImageNoImage二、淬透性的試驗測定方法n1計算法：根據鋼材的主要成分，與奧氏體晶粒度，通過一系列對鋼的淬透性影響系數的連乘積而估算鋼的理想臨界直徑D 。NoImage33 第10章 淬火與回火NoImageNoImage2實驗法： 斷口檢驗法 GB227-63 碳素工具鋼淬透性測定方法 退火鋼棒中部截取23個試樣方形試樣的截面尺寸：2020mm0.2mm,圓形截面為

14、:2223mm,長度為1005mm .試樣中間一側開一個深度為35mm的V形槽, 試樣分別在760、800、840溫度下加熱1520分鐘，然后淬入1030水中，通過觀查斷口上淬硬層（脆斷區(qū)）的深度h，對照相應的評級標準圖來評定淬透性等級（GB227-63規(guī)定分成05級）。NoImage34 第10章 淬火與回火NoImageNoImage(二)、U曲線法（臨界直徑法）： 長度直徑46倍 奧氏體化后，淬火介質中冷卻，自表面向內每隔12mm距離測定一處硬度值，并將所測結果畫成硬度分布曲線；用淬硬層（到半馬氏體區(qū)處）厚度h 或比值來表示淬透性，其中DH為未淬硬心部的直徑D為試樣直徑。 反映鋼材在一定

15、條件下的淬透性。 淬火臨界直徑：能淬透的最大直徑。 n NoImage35 第10章 淬火與回火NoImageNoImage0.45C水淬后斷面硬度水淬后斷面硬度NoImage36 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen上述臨界直徑是在一定淬火條件下測得的，因此用臨界直徑法表示鋼的淬透性，需標明淬火介質的冷卻能力及淬火烈度。 n淬火烈度H：標明淬火介質的冷卻能力的相對值。如規(guī)定靜止水的淬火烈度H=1，其它淬火介質的淬火烈度由與靜止水的冷卻能力比較而得。NoImage37 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage38 第10章 淬火與回火NoImageNoIma

16、geNoImage39 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage40 第10章 淬火與回火NoImageNoImage(三)頂端淬火試驗法（端淬法）應用廣泛、方法簡便. 試樣:25100mm； 溫度：AC3+30； 時間3040分鐘； 管口距試樣頂端12.5mm, 噴水柱自由高度為65mm 水溫460,NoImage41 第10章 淬火與回火NoImageNoImage端淬法示意圖端淬法示意圖NoImage42 第10章 淬火與回火NoImageNoImage兩邊各磨去0.20.5mm的深度 距頂端1.5mm處沿軸線自下而上測定洛氏硬度值 硬度下降緩慢時,可以每隔3mm測

17、一次硬度 測定結果畫成硬度分布曲線. 鋼的淬透性以下式表示： d:至水冷端距離,HRC為在該處測定的硬度值 n dHRCJNoImage43 第10章 淬火與回火NoImageNoImage四、淬透性在選材和制訂工藝時的應用n據端淬曲線選擇和設計鋼材及制定熱處理工藝。協(xié)助選擇熱處理工藝、和選材。 n1、根據淬透性曲線合理選擇鋼材，以滿足心部硬度要求。 n2、預測材料的組織與硬度。 n3、根據端淬試驗曲線，確定熱處理工藝。如在給定工件所用材料及淬火后硬度的要求情況下，選用淬火介質等。 n NoImage44 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen例1，有一圓柱形工件，直徑35mm，要

18、求油淬（H=0.4)后心部硬度大于HRC45，試問能否采用40Cr鋼？ n例2，有40Cr鋼，直徑50mm圓柱，求油淬后沿截面硬度？ n NoImage45 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage46 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 第四節(jié) 淬火應力、 變形及開裂一、淬火時工件的內應力 A熱應力：工件在加熱（或冷卻）時，由于不同部位的溫度差異，導致熱脹（或冷卻）的不一致所引起的應力稱為熱應力。 B組織應力：由于工件不同部位組織轉變不同時而引起的內應力。 根據內應力的存在時間、特性分： 瞬時應力：在冷卻過程中某一時刻所發(fā)生的內應力。 殘余應力：冷卻終了，

19、殘存于工件內部的應力。 n NoImage47 第10章 淬火與回火NoImageNoImage1熱應力熱應力是熱處理過程普遍存在的一種內應力。由于表層與心部溫差引起工件的體積脹縮不均勻所產生的內應力即為熱應力。 試樣在快速冷卻時，表層和心部冷卻狀態(tài)不同，出現溫度差，冷卻初期，表面溫度較低，熱收縮較大，但受到溫度較高的心部的阻礙，于是在試樣表層產生拉應力，心部為壓應力 此應力值隨著溫差增大而增加，一直到溫差最大時應力達到最大值。 n NoImage48 第10章 淬火與回火NoImageNoImage1熱應力： 熱應力是熱處理過程普遍存在的一種內應力。例如，工件加熱在A1以下溫度進行快冷，冷卻

20、過程不發(fā)生相變，由于表層與心部溫差引起工件的體積脹縮不均勻所產生的內應力即為熱應力。 熱應力所造成的殘余應力分布特點： 表層為壓應力，心部為拉應力。NoImage49 第10章 淬火與回火NoImage 第10章 淬火與回火NoImage50 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 影響熱應力的因素： 1）冷卻速度對熱應力有顯著影響，冷卻速度越快則熱應力越大。 2）淬火加熱溫度高， 工件截面尺寸大，鋼的導熱性差，均會增加截面上的溫差，增大熱應力。 3）鋼材的高溫強度高，在早期熱應力的作用下不均勻塑性變形小，應力松馳程度減小。 n NoImage51 第10章 淬火與回火NoImage

21、NoImage2、組織應力n組織應力又稱相變應力，是由于 工件快速冷卻時表層與心部相變不同時而產生的應力。 n在心部完全淬透的情況下，組織應力導致工件最終的應力分布是，表層呈現拉應力，心部為壓應力分布。 n不完全淬透(只有表面形成馬氏體)時殘余應力則相反，與熱應力相同。 n NoImage52 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage53 第10章 淬火與回火NoImageNoImage3. 淬火應力及對其分布的影響因素n工件淬火時，一般熱應力和組織應力同時發(fā)生，而這兩種應力變化規(guī)律正好相反，因此如恰當利用他們，以減少變形、開裂。 n1）含碳量的影響；隨著碳含量的增加，熱

22、應力作用逐漸減弱，組織應力逐漸增強，因此表面沿應力值減少，拉應力增加。 n2）合金元素的影響；合金元素使導熱系數下降，導致熱應力和組織應力增加，增加淬透性的元素，在工件為完全淬透的情況下，有增加組織應力的作用。 n NoImage54 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen3）工件尺寸的影響；完全淬透時，主要影響截面溫差，尺寸大熱應力作用增強，應力為熱應力型，尺寸小時熱應力作用小，應力為組織應力型。不完全淬透時，除了上述應力外，由于未淬透，內部為非馬氏體，表面為馬氏體組織，從而引起內應力，結果為表面為壓應力，內部為拉應力?？傊?，工件直徑越大，淬硬層越薄。熱應力特征越明顯。 n4）淬

23、火介質的影響；如果高于Ms點以上的溫度區(qū)冷速快，而在低溫度區(qū)冷速慢，則為熱應力型，反之則為組織應力型。NoImage55 第10章 淬火與回火NoImageNoImage二、淬火時工件的變形n淬火時工件的變形有兩類， n一是翹曲變形， n一是體積變形。 n翹曲變形包括形狀變形和扭曲變形。這里只討論形狀變形和體積變形。NoImage56 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen1引起各種變形的原因及其變化規(guī)律 n1）由于淬火前后組織變化而引起的體積變形。工件在淬火前的組織狀態(tài)一般為珠光體型，即鐵素體和滲碳體的混合組織，而淬火后為馬氏體組織，由于這些組織的比容不同，淬火前后將引起體積變化

24、，從而產生變形，變形只按比例使工件脹縮，但不改變形狀。NoImage57 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 例如： 過共析鋼，淬火前為球狀珠光體，淬火后為馬氏體+殘余奧氏體+碳化物。 設淬火前體積為Vi（球狀珠光體）淬火后Vi中有Vc部分未溶碳化物，體積維持不變，有Va部分體積轉變?yōu)闅堄鄪W氏體，則有Vi-Vc-Va部分體積轉變?yōu)轳R氏體 已知球狀珠光體轉變成馬氏體時，由于比容發(fā)生變化而引起的體積變化為： 而轉變成奧氏體的體積變化為CVMVspsp%68. 1%100CVAVspsp%21. 264. 4%100NoImage58 第10章 淬火與回火NoImageNoImage因

25、此，設Vc,Va 均以體積百分數計 則Vi=100 ,而有NoImage59 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage60 第10章 淬火與回火NoImageNoImage2）熱應力引起的形狀變形 產生部位：熱應力引起的變形發(fā)生在鋼件屈服強度較低塑性較高，而表面冷卻快，工件內外溫差最大的高溫區(qū)，此時瞬時熱應力為表面張應力，心部壓應力，而此時心部溫度高，屈服強度比表面低得多，易于變形。表現為在多向壓應力作用下的變形，即：立方體呈球形方向變化，即尺寸較大的一方縮小，而尺寸較小的一方則脹大，例如：長圓柱體長度方向縮短直徑方向脹大。NoImage61 第10章 淬火與回火NoIm

26、ageNoImageNoImage62 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 3）組織應力引起的形狀變形 產生時刻：產生在早期組織應力最大時刻，此時，截面溫差較大，心部溫度較高，仍處于奧氏體狀態(tài)，塑性較好屈服強度較低。 應力特點：瞬時組織應力是表面壓應力，心部拉應力，變形表現為心部在多向拉應力作用下的拉長，工件中尺寸較大的一方伸長，而尺寸較小的一方縮短。 NoImage63 第10章 淬火與回火NoImageNoImage2、影響淬火變形的因素： 1）影響淬火應力的因素，都是影響形狀變形的因素 2）影響淬火變形的其它因素 A夾雜物和帶狀組織沿軋制方向分布，淬火變形就有方向性； B工

27、件截面形狀不同或不對稱性的影響； C淬火前殘余應力及加熱冷卻不均勻性的影響；NoImage64 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage65 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 三、淬火裂縫工件淬火冷卻時，如其瞬時內應力超過該時鋼材的斷裂強度，則將發(fā)生淬火裂縫。 產生原因：淬火過程中所產生的淬火應力過大，若工件內存在著非金屬夾雜物，碳化物偏析，其它割離金屬的粗大第二相，以及由于各種原因存在于工件中的微小裂縫，當淬火應力過大時，將由此而引起淬火裂縫。NoImage66 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 1縱向裂縫沿著工件軸向方向由表面裂向心部的

28、深度較大的裂縫，往往發(fā)生在鋼材完全淬透情況下。 特征:沿著切向拉應力方向，且完全淬透情況 是因淬火時組織應力過大使最大切向拉應力大于該時材料斷裂抗力而發(fā)生。 縱向裂紋也可能是由于鋼材沿軋制方向有嚴重帶狀夾雜物所致。NoImage67 第10章 淬火與回火NoImageNoImage2橫向裂縫和弧形裂縫橫向裂縫常發(fā)生于大型軸類零件上，如軋輥、汽輪機轉子或其它軸類零件。 特征：垂直于軸線方向，由內向外斷裂，往往在未淬透情況下形成，屬于熱應力所引起。 鍛件往往存在氣孔、夾雜物、鍛造裂縫和白點等冶金缺陷，這些缺陷作為斷裂的起點，在軸向拉應力作用下斷裂。NoImage68 第10章 淬火與回火NoIma

29、geNoImage2橫向裂縫和弧形裂縫弧形裂縫特征：熱應力引起，主要產生于工件內部或尖銳棱角，凹槽及孔洞附近，呈弧形分布。 當直徑或厚度為80100mm以上的高碳鋼件，淬火未淬透時，表面呈壓應力，心部呈拉應力，在淬硬層至非淬硬層的過渡區(qū)，出現最大拉應力，弧形裂紋就發(fā)生在這些地區(qū)。 n NoImage69 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 3表面裂縫（或稱網狀裂縫）n一種分布在工件表面的深度較小的裂紋，深度一般在0.011.5mm左右，裂紋分布方向與工件形狀無關，但與裂紋深度有關，當裂紋深度較小時，工件表面形成細小的網狀裂紋，當裂紋較深1mm或更深時，則表面裂紋不一定呈網狀分布。

30、NoImage70 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage71 第10章 淬火與回火NoImageNoImage第五節(jié) 確定工藝原則工藝方法及應用淬火工藝規(guī)范包括淬火加熱方式、加熱溫度、冷卻介質及冷卻方式等。 依據是工件圖紙及技術要求，所用材料牌號，相變點及過冷奧氏體等溫或連續(xù)冷卻曲線，端淬曲線，原始組織，加工工藝路線等，只有充分掌握這些原始材料，才能正確地確定淬火工藝規(guī)范。NoImage72 第10章 淬火與回火NoImageNoImage一、淬火加熱方式及加熱溫度的確定原則n淬火加熱特點及原則： n1.淬火是最終熱處理工序，應采用保護氣氛加熱或鹽爐加熱； n2.淬火

31、加熱一般熱爐裝料，合金鋼和采用預熱爐，或分區(qū)加熱； n3.加熱溫度主要根據材料的特征溫度確定；NoImage73 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 溫度確定原則 亞共析鋼AC3+3050 ； 過共析鋼AC1+3050 原因： 另外：還應考慮工件的形狀、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質、冷卻方式。NoImage74 第10章 淬火與回火NoImageNoImage如： 尺寸大，加熱速度快時，溫度可選得高一些 淬火溫度可取AC3+5080 , 細晶粒鋼AC3+100 ,形狀復雜件，易變形工件，加熱速度較慢，淬火溫度取下限，原始組織，如果先共析鐵素體比較大或珠光體片間距較大，為加速

32、奧氏體的均勻化過程。NoImage75 第10章 淬火與回火NoImageNoImage二、淬火加熱時間的確定原則n加熱時間包括整體加熱到淬火溫度，并完成組織轉變、碳化物溶解和成分均勻化所需時間； n客觀上包括加熱和保溫時間，但實際除了大尺寸件和裝爐量大的情況外，不分開考慮，統(tǒng)稱淬火加熱時間。 n也可以依經驗公式： n=kD nK見表NoImage76 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage77 第10章 淬火與回火NoImageNoImagen工件有效厚度D原則: n圓柱體取直徑 n正方形截面取邊長. n長方形截面取短邊長, n板件取板厚, n套筒類工件取壁厚, n圓

33、錐體取離小頭2/3長度處直經 n球體取球徑的0.6倍NoImage78 第10章 淬火與回火NoImageNoImage三、淬火介質及冷卻方式的選擇與確定淬火介質原則 1、滿足工件淬透層深度要求的前提下，選擇淬火烈度最低的淬火介質； 2、在被淬火鋼的過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)有足夠的冷卻能力，而在馬氏體轉變區(qū)冷卻速度卻又很緩慢。 3、淬火介質在使用過程中，應該穩(wěn)定長期使用，存放；不易變質，價格低廉，來源豐富，無毒，無環(huán)境污染。NoImage79 第10章 淬火與回火NoImageNoImage四、淬火方法及其應用1單液淬火法：工件淬入一種淬火介質，使其完全冷卻。 適用：形狀簡單的碳鋼，合金鋼工件，對

34、碳鋼直徑大于35mm的工件水中淬火，更小的可采用油淬，各類合金鋼則以油為常用淬火介質。 預冷淬火法：為減小工件與淬火介質之間的溫差，減小內應力，可以把欲淬火工件，在淬入淬火介質之前，先空冷一段時間，此方法叫“預冷淬火法” n NoImage80 第10章 淬火與回火NoImageNoImage 2雙液淬火介質淬火法 先在強的淬火介質中冷卻至接近MS點，后轉入冷卻能力弱的淬火介質中冷卻至室溫； 優(yōu)點：不同淬火冷卻溫度區(qū)間，具有比較理想的淬火冷卻速度，既保證了獲得較高的硬度層和淬硬層深度，又可減小內應力及防止發(fā)生淬火開裂。 做法：一般用水做快冷淬火介質，用油或空氣做慢冷淬火介質，但較少采用空氣；

35、關鍵：分級淬火的停留時間（雙液淬火時間）在水中停留時間為每56mm有效厚度約1秒。NoImage81 第10章 淬火與回火NoImageNoImage3噴射淬火法 向工件噴射水流的淬火方法，水流可大可小，視所要求的淬火深度而定； 優(yōu)點：不會在工件表面形成蒸汽膜，能保證比普通水中淬火更深的淬硬層，水流應細密，工件上下運動或旋轉，主要用于局部淬火。 NoImage82 第10章 淬火與回火NoImageNoImage4分級淬火法 淬入高于該鋼種的馬氏體開始轉變溫度的淬火介質中，在其中冷卻直至工件各部分溫度達到淬火介質的溫度，然后緩冷至室溫。 優(yōu)點：這種方法不僅減少了熱應力力。且馬氏體轉變前工件各部

36、分溫度已趨于均勻，相變應力也小。 適用條件：只適用于尺寸較小的工件。 各種碳素工具鋼和合金工具鋼（MS=200250）。淬火時分級溫度選擇在250 附近，但更經常選用120150 甚至100 。 分級淬火，MS點以上或以下分級。NoImage83 第10章 淬火與回火NoImageNoImage5等溫淬火法 在下貝氏體轉變區(qū)的溫度使之完成奧氏體的等溫轉變，獲得下貝氏體組織； 等溫淬火與分級淬火的區(qū)別在于前者是獲得下貝氏體組織， 目的：獲得變形小，硬度高并兼有良好韌性的工件 原因：下貝氏體的硬度較高，而韌性又好，在等溫淬火時，冷卻又較慢，NoImage84 第10章 淬火與回火NoImageNo

37、Imagea-單液淬火；單液淬火；b雙液淬火；雙液淬火； c分級淬火；分級淬火；d等溫淬火等溫淬火NoImage85 第10章 淬火與回火NoImageNoImage第六節(jié) 鋼的回火目的：減少或消除淬火應力，提高韌性和塑性，獲得硬度、強度、塑性和韌性的適當配合，滿足不同工件的性能要求。 為正確選擇回火工藝，了解和掌握鋼在回火時的組織轉變及性能變化規(guī)律，包括回火脆性問題。 n NoImage86 第10章 淬火與回火NoImageNoImageNoImage87 第10章 淬火與回火NoImageNoImage一、碳鋼的回火特性：n淬火回火鋼的力學性能常用硬度來衡量； n回火初期硬度下降快（如圖

38、）； n回火后的硬度主要取決于回火溫度；NoImage88 第10章 淬火與回火NoImageNoImage0.9CNoImage89 第10章 淬火與回火NoImageNoImage二、回火工藝的制訂n1、回火溫度的選擇和確定 n1）低溫回火250 n2）中溫回火(350500 ) n3）高溫回火500 n NoImage90 第10章 淬火與回火NoImageNoImage低溫回火應用情況: A、工量具的回火；180200 B：精密量具和高精度配合的結構零件120150 目的是穩(wěn)定組織使尺寸穩(wěn)定； C:低碳馬氏體的低溫回火； D:滲碳鋼淬火回火； 200 要求表面具有高碳鋼的性能內部具有低碳馬氏體的性能，都要求低溫回火；NoImage91 第10章 淬火與回火NoImageNoImage中溫回火(350500 )n主要用于處理彈簧鋼，回火后得到回火屈氏體,較高的彈性極限，為避免第一類回火脆性，不要采用300 左右的溫度回火.NoImage92 第10章 淬火與回火NoImageNoImage高溫回火500 A、調質處理:淬火加高溫回火，獲得回火索氏體組織 ； B、二次硬化型鋼的回火； 具有二次硬化作用的高合金鋼，如高速鋼，在淬火后利用高溫回火以獲得二次硬化的效果。 C、高合金滲碳鋼的