金屬材料學(xué)課件：第3章 工程結(jié)構(gòu)鋼1

主要內(nèi)容1.工程結(jié)構(gòu)鋼的合金化;2.鐵素體—珠光體鋼;3.低碳貝氏體和馬氏體鋼;4.工程結(jié)構(gòu)鋼的冶金工藝特點(diǎn).。第3章工程結(jié)構(gòu)鋼3.3低碳貝氏體和馬氏體鋼具有F-P組織的低合金鋼和微合金化鋼的屈服強(qiáng)度的極限約為460MPa。若要求更高強(qiáng)度和韌性的配合，就需要考慮選擇其它類(lèi)型組織的低合金鋼，如采用相變強(qiáng)化的方法，發(fā)展了低碳B型及低碳M型鋼。第3章工程結(jié)構(gòu)鋼主要是適當(dāng)降低鋼的含碳量以改善韌性，由此造成的強(qiáng)度損失可由加入Me通過(guò)控軋和控冷后形成低碳B或M的相變強(qiáng)化的方法得到補(bǔ)償。配合加入微合金化元素，如Nb以細(xì)化晶粒并進(jìn)一步提高韌性。素，如鈮以細(xì)化晶粒一、低碳貝氏體鋼在軋制或正火后控冷，得到低碳B，與相同碳含量的F-P組織鋼相比具有更高的強(qiáng)度和良好的韌性。利用B相變強(qiáng)化，鋼的屈服強(qiáng)度可達(dá)到490~780MPa。低碳B鋼的化學(xué)成分:w(C)=0.10%~0.20%，(Mo)=0.30%~0.60%，(Mn)=0.60%~1.60%，(B)=0.001%~0.005%，(V)=0.04%~0.10%，Nb或(Ti)=0.01~0.06%，并經(jīng)常加(Cr)=0.4%~0.7%.進(jìn)一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使BS點(diǎn)下降，以獲得B下組織?！吞糂鋼的合金化:主加Me：0.5%左右Mo+微量B（0.005%）顯著推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，對(duì)B轉(zhuǎn)變推遲較少。輔加Me：Mn、Cr、Ni通過(guò)微合金化，充分發(fā)揮Nb、Ti、V的細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用。Nb、Ti、V：σs為490MPa級(jí)。主要用于制造容器的板材和其它鋼結(jié)構(gòu)。板厚<14mm時(shí)，在熱軋態(tài)可得到B；板厚>14mm時(shí)，需要正火處理。典型低碳B鋼：14MnMoV和14MnMoVBRE鋼焊接性不如F-P型鋼好，厚板在焊接前需預(yù)熱至150℃以上，單層板焊后可用工頻感應(yīng)加熱以消除焊縫殘余應(yīng)力。為了提高鋼的室溫和低溫韌性，改善焊接性，發(fā)展了超低碳B鋼，鋼的含C量降低到0.02%，并加入0.01%Ti使之成為Mn-Mo-Nb-Ti-B超低碳B鋼。通過(guò)控軋和控冷可得到高位錯(cuò)密度的細(xì)小B組織?？稍?℃以下服役。二、針狀鐵素體鋼

σs＞470MPa，δ≥20%，室溫Ak≥80J，好的低溫韌性。焊接性良好。抗H2S腐蝕性好。1、顯微組織低C或超低C的針狀F（屬于B），其α片呈板條狀，具有高密度位錯(cuò)。相變開(kāi)始發(fā)生在較B上為高的溫度范圍里。2、成分及性能典型鋼種：Mn-Mo-Nb鋼。其成分范圍：C≤0.10%，Mn：1.6-2.0%，Mo：0.2-0.6%，Nb：0.04-0.06%；有時(shí)還加0.06%V或0.01%Ti。3、合金元素的作用C低C，Nb的K沉淀；改善韌性。Mn推遲先共析F和P相變，降低BS點(diǎn)，使針狀的F在450℃以下形成；也是固溶強(qiáng)化元素。有效推遲F而不影響B(tài)相變；與Mn聯(lián)合使用有利于得到細(xì)晶粒的針狀F而不是粗大的多邊形F。Mo析出沉淀相Nb(C,N)，沉淀強(qiáng)化，且在A熱軋時(shí)，沉淀相Nb(C,N)也可細(xì)化晶粒。Nb4、針狀鐵素體鋼的用途具有良好的低溫韌性，良好的焊接性，已成功地應(yīng)用于制造寒帶輸送石油和天然氣的管線。三、低碳馬氏體鋼工程機(jī)械上運(yùn)動(dòng)的部件和低溫下使用的部件，要求具有高強(qiáng)度和良好的焊接性能?！吞捡R氏體鋼低碳馬氏體鋼的合金化低C、加入Mo、Nb、V、B等與合理含量的Mn和Cr配合。提高淬透性，防止發(fā)生先共析F和P轉(zhuǎn)變，Nb還細(xì)化晶粒。典型鋼種：BHS系列：Mn-Mo-Nb；0.10%C，1.8%Mn，0.45%Mo，0.05%NbBHS-1成分：生產(chǎn)工藝：鍛軋后空冷或直接淬火并自回火。鍛軋后空冷：B+M+F；其性能為：σ0.2=828MPa；σb=1049MPa；室溫沖擊功96J。用于制造汽車(chē)的輪臂托架。σ0.2=935MPa；σb=1197MPa；室溫沖擊功50J，-40℃沖擊功32J。制造汽車(chē)下操縱桿。鍛軋后直接淬火并回火：低C回火M。Mn-Si-Mo-V-Nb系列。BHS鋼還用來(lái)生產(chǎn)車(chē)軸、轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)節(jié)和拉桿等，或用于冷鐓、冷拔及制作高強(qiáng)度緊固件。σ0.2可達(dá)860~1116MPa，室溫沖擊功為46~75J。背景傳統(tǒng)的低合金高強(qiáng)度鋼對(duì)汽車(chē)壓力加工件來(lái)說(shuō)，沒(méi)有具備足夠的冷成形性，需要改善其強(qiáng)度-成形性的綜合性能以滿(mǎn)足汽車(chē)沖壓成型件的要求。把傳統(tǒng)的低合金高強(qiáng)度的顯微組織，即F+P改成F+M（實(shí)際上還包含少量A）的雙相組織。四、雙相鋼顯微組織：20%左右的M呈小島狀或纖維狀分布在80%左右的F基體上。高的塑性應(yīng)變比（r）。（r=εw/εb。εw為寬度應(yīng)變，εb為厚度應(yīng)變）性能特點(diǎn)：低屈服強(qiáng)度和高應(yīng)變硬化率。低的σs，≤350MPa；σ-ε曲線是光滑連續(xù)的，沒(méi)有屈服平臺(tái)，更沒(méi)有鋸齒形屈服現(xiàn)象；高的均勻延伸率和總延伸率，其總延伸率在24%以上；高的加工硬化指數(shù)，n值大于0.24；（σ=Kεn）將鋼加熱到A+F兩相區(qū)內(nèi)，形成20%左右的A，然后空冷或快冷即可得到F+M組織。當(dāng)鋼長(zhǎng)時(shí)間在A+F兩相區(qū)內(nèi)退火時(shí)，鋼中的Me將在A和F之間重新分配，其中A形成元素C、Mn等將富集于A中，這樣就提高了A的穩(wěn)定性，從而抑制了P的轉(zhuǎn)變，保證鋼中的A在空冷條件下得到M。雙相組織的獲得方法

（1）退火雙相鋼（熱處理雙相鋼）

熱軋狀態(tài)，通過(guò)控制轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)的冷卻，使鋼形成80%左右的F發(fā)生多邊化，和其它Me在剩余的A島中富集，提高A的穩(wěn)定性，避免形成P和B，最后得到F+M的雙相組織。（2）熱軋雙相鋼要求合理設(shè)計(jì)合金成分和實(shí)現(xiàn)控軋與控冷。再次，伴隨著M的AR，在成形操作時(shí)，發(fā)生應(yīng)變誘發(fā)M相變。雙相鋼優(yōu)異性能的原因低屈服強(qiáng)度和高應(yīng)變硬化率的原因存在三種可能：首先，在M區(qū)域存在殘余應(yīng)力，這些應(yīng)力來(lái)源于快速冷卻時(shí)M相變的體積和形狀變化。其次，由于體積和形狀變化效應(yīng)，使周?chē)鶩經(jīng)受塑性變形，導(dǎo)致F中存在高密度的可動(dòng)位錯(cuò)。4雙相鋼的典型成分和用途典型的化學(xué)成分范圍：

w(C):0.04%~0.10,w(Mn):0.8%~1.8%，w(Si):0.9%~1.5%，(Mo):0.3%~0.4%,w(Cr)=0.4%~0.6%，以及微合金元素V等。

應(yīng)用沖壓型雙相鋼主要是板材，廣泛用于各種容器和汽車(chē)沖壓件。非沖壓雙相鋼有棒材、線材、鋼筋薄壁無(wú)縫鋼管等產(chǎn)品。鋼材經(jīng)熱軋后控制冷卻，得到F加M雙相鋼組織，然后經(jīng)冷撥、冷墩等工藝制成成品?？捎糜谄?chē)的大梁和滾型車(chē)輪，汽車(chē)的前后保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置梁等，使用雙相鋼可使汽車(chē)重量降低10~30%。鋼材的熱軋工藝（如鋼坯的加熱溫度、保溫時(shí)間、開(kāi)軋溫度、軋制道次和道次變形量、終軋溫度以及軋后冷卻等參數(shù)）對(duì)鋼材的力學(xué)性能有重要影響。2.4控制軋制與控制冷卻在普低鋼中加入微量的Nb、V等Me可產(chǎn)生顯著的沉淀強(qiáng)化效應(yīng)，但使鋼的冷脆性?xún)A向↑。要生產(chǎn)強(qiáng)韌性鋼必須采取相應(yīng)的韌化措施，即采用控軋和控冷工藝細(xì)化F晶粒。將加入微合金化元素的普低鋼加熱到高溫（1250~1350℃）進(jìn)行軋制，必須將終軋溫度控制在Ar3附近。本質(zhì)是形變熱處理的一種派生形式，其主要目的是細(xì)化晶粒組織，提高熱軋鋼的強(qiáng)韌性。1.控制軋制未溶的碳氮化物阻止鋼坯的A晶粒過(guò)度長(zhǎng)大。含Nb、V的微合金鋼，>1200℃時(shí)，Nb、Ti的碳氮化物部分溶解于A，在隨后的軋制過(guò)程中析出，抑制再結(jié)晶和控制A晶粒長(zhǎng)大；在軋制完畢的冷卻過(guò)程中，又有部分彌散的K析出起沉淀強(qiáng)化作用?？刂栖堉仆ǔＳ扇齻€(gè)階段組成：第一階段：高溫下的再結(jié)晶區(qū)變形；第二階段：在緊靠Ar3以上的低溫?zé)o再結(jié)晶區(qū)變形；第三階段：在A-F兩相區(qū)變形。常規(guī)熱軋和控制軋制之間的差別：常規(guī)熱軋：F形核只在A晶界上形成；控制軋制：A晶粒被形變帶劃分為幾個(gè)部分，F(xiàn)形核不僅發(fā)生在A晶界上，還在A的晶內(nèi)。高溫形變熱處理→F大幅度晶粒細(xì)化→↑強(qiáng)度和韌度?？刂栖堉坪涂刂评鋮s的組織變化模式圖

圖中軋制溫度向右邊降低，上層表示A組織變化，下層表示A開(kāi)始相變后組織及F核的形成

圖

各種軋制程序模式圖

CR：控制軋制；AcC:控制冷卻

控制軋制工藝：（1）傳統(tǒng)的控制軋制A在形變道次時(shí)間終了時(shí)，仍保持加工狀態(tài)的薄餅形晶粒。隨后通過(guò)控制冷卻使得F在A晶界和晶內(nèi)滑移帶上多處形核得到極細(xì)小的F晶粒?？刂栖堉圃诘陀谠俳Y(jié)晶終止溫度時(shí)變形，已變形的A或發(fā)生再結(jié)晶但晶粒來(lái)不及長(zhǎng)大；或僅達(dá)到回復(fù)狀態(tài)未發(fā)生再結(jié)晶，微合金元素的作用：在熱加工時(shí)應(yīng)變誘導(dǎo)析出，↓A再結(jié)晶，↑A的再結(jié)晶溫度。Nb(C,N)：最理想的應(yīng)變誘導(dǎo)析出相；TiN：沉淀溫度太高，不能成為應(yīng)變誘導(dǎo)析出相；VN和VC：沉淀的溫度太低，不能抑制A再結(jié)晶，只能用作沉淀強(qiáng)化相。如Nb-V復(fù)合微合金鋼：Nb：高溫形變時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變誘導(dǎo)析出相Nb(C,N)，細(xì)化A晶粒；V：產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化相V(C,N)。X65管線用鋼：應(yīng)用在高緯度嚴(yán)寒地區(qū)的石油和天然氣輸送管線。終軋溫度較低，<900℃，此時(shí)鋼的強(qiáng)度因溫度↓而↑，軋制時(shí)變形抗力↑，必須有高功率的強(qiáng)力軋機(jī)才能實(shí)現(xiàn)這種工藝。工藝的缺點(diǎn)：TiN組織A晶粒粗化；(2)再結(jié)晶控制軋制控制軋制在高于再結(jié)晶終止溫度時(shí)變形，A要發(fā)生再結(jié)晶，必須抑制熱變形后再結(jié)晶A的粗化和避免應(yīng)變誘導(dǎo)析出。①加入微量(0.01~0.02%)Ti和V合金化：V(C,N)為沉淀強(qiáng)化相.V-Ti-N鋼：通過(guò)控制軋制得到極細(xì)小的F晶粒和P團(tuán)。09MnVTiN：σs屬于410MPa級(jí)別，用于生產(chǎn)中厚鋼板。再結(jié)晶控制軋制工藝特別適合在不能進(jìn)行低溫軋制的低功率軋機(jī)上實(shí)施，或者在鍛造時(shí)使用。②Mo-Nb復(fù)合合金化：未溶的Nb(C,N)質(zhì)點(diǎn)釘扎晶界；Mo、Nb晶界偏聚對(duì)晶界遷移的拖曳作用抑制再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，Nb(C,N)為沉淀強(qiáng)化相。Nb-Mo系BHS-1鋼微合金化鋼，冷速過(guò)慢，發(fā)生相間沉淀的溫度較高，沉淀相過(guò)于粗大，減弱沉淀強(qiáng)化效應(yīng)。2.控制冷卻工藝獲得細(xì)小的F晶粒和沉淀強(qiáng)化相。根據(jù)鋼材截面厚度不同，可采用強(qiáng)制風(fēng)冷、噴霧、噴水等措施來(lái)控制冷卻速度。截面較厚的鋼材，冷卻速度過(guò)慢時(shí)，析出的先共析F將長(zhǎng)大，P團(tuán)和片層也粗化，降低鋼的強(qiáng)度和韌性；在連軋鋼板生產(chǎn)過(guò)程中，控制鋼板的卷取溫度也很重要，卷取溫度一般控制在600~650℃，使鋼板在600℃以下冷速減慢，以便改善鋼材的塑韌性。④在F-A兩相區(qū)適宜的總壓下量和軋制溫度；控軋和控冷的主要工藝參數(shù)：①合適的加熱溫度，獲得細(xì)小均勻的A晶粒；②適當(dāng)?shù)能堉频来魏兔康赖膲很埩?，通過(guò)回復(fù)再結(jié)晶獲得細(xì)小的晶粒；③合適的在再結(jié)晶區(qū)和無(wú)再結(jié)晶區(qū)停留時(shí)間和溫度，使再結(jié)晶的晶粒內(nèi)產(chǎn)生形變回復(fù)的多邊化亞結(jié)構(gòu)；⑤控制冷卻速度。。第4章機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)韌化機(jī)制及各類(lèi)鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)和熱處理特點(diǎn)?；疽螅毫私鈾C(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)韌化機(jī)制；滲碳鋼、調(diào)質(zhì)零件、彈簧、滾動(dòng)軸承、超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的服役條件及對(duì)鋼的基本性能要求，化學(xué)成分特點(diǎn)和熱處理特點(diǎn)；掌握常用滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動(dòng)軸承鋼。重點(diǎn)與難點(diǎn):如齒輪、軸類(lèi)、彈簧、軸承及高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件等。廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、電站設(shè)備、飛機(jī)及火箭等裝置上。一、應(yīng)用背景機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼——也稱(chēng)機(jī)器零件用鋼，指用于制造各種機(jī)械零件所用的鋼種。4.1引言撥叉變速齒輪變速箱齒輪曲軸汽車(chē)萬(wàn)向節(jié)連桿彈簧拉力彈簧離合器彈簧蝶形彈簧板彈簧滾珠滾珠軸承履帶鐵軌分道叉破碎機(jī)顎板挖掘機(jī)斗齒

根據(jù)鋼的生產(chǎn)工藝和用途，可分為：調(diào)質(zhì)鋼、低碳馬氏體鋼、超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、氮化鋼、彈簧鋼、軸承鋼和易削鋼等。機(jī)器零件用鋼的分類(lèi)機(jī)器零件要求結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)快速準(zhǔn)確以及零件間有合適的公差配合等。二、機(jī)器零件用鋼的服役條件主要承受拉、壓、彎、扭、沖擊、疲勞、摩擦等力的作用，或者是它們中的多種載荷的交互作用。服役環(huán)境是大氣、水和潤(rùn)滑油，溫度在-50~+100℃范圍之間。1、具有良好的力學(xué)性能

三、機(jī)器零件用鋼的性能要求要求強(qiáng)度和韌性以保證機(jī)器零件體積小、結(jié)構(gòu)緊湊及安全性好；要求有良好的疲勞性能與耐磨性等。不同零件，對(duì)鋼強(qiáng)度、塑韌性、疲勞、耐磨性等有不同要求，由服役條件而定。2、具有良好的冷熱加工工藝性

如鍛造、沖壓、熱處理、車(chē)、銑、刨、磨等。以切削加工性能和熱處理工藝性能為主要工藝性能；對(duì)其它工藝性能（冶煉、澆注、可鍛性能等）也有要求，但一般問(wèn)題不大。通常以力學(xué)性能為主，工藝性能為輔。四、結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度與脆性一般機(jī)械零件的主要失效形式：變形和斷裂。塑性設(shè)計(jì)——有些零件只允許少量塑性變形，可根據(jù)σs或σ0.2來(lái)計(jì)算.為保證機(jī)械零件正常運(yùn)轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)只考慮鋼的彈性與塑性。彈性設(shè)計(jì)——有些零件根據(jù)彈性來(lái)設(shè)計(jì)，在彈性范圍內(nèi)工作，根據(jù)σp來(lái)計(jì)算；在[σ]和σp、σs（或σ0.2）之間引入安全系數(shù)。對(duì)于塑性指標(biāo)δ、ψ及綜合反映強(qiáng)度和塑性的韌性指標(biāo)（如沖擊韌性），設(shè)計(jì)時(shí)只是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出要求。塑性和韌性指標(biāo)是考慮到零件的安全性，避免發(fā)生突然事故、過(guò)載斷裂而提出的。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)調(diào)強(qiáng)韌性的配合。船艦的低溫突然斷裂，火箭發(fā)射后的突然斷裂，高壓容器的脆斷等，都是在σ<<σs下發(fā)生的。除傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，還應(yīng)防止脆斷，即對(duì)某些零件還需要進(jìn)行韌性設(shè)計(jì)。既要避免脆斷，又要減輕重量。韌性指標(biāo)：沖擊韌性、韌脆轉(zhuǎn)化溫度、斷裂韌性。沖擊韌性：只反映鋼材脆斷趨勢(shì)，不能用于直接設(shè)計(jì)計(jì)算；韌脆轉(zhuǎn)化溫度：要求鋼材的韌脆轉(zhuǎn)化溫度比零件的工作溫度低若干度。斷裂韌性：代表材料抵抗裂紋突然擴(kuò)展的能力。可作為高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)韌性設(shè)計(jì)的依據(jù)。震驚世界的強(qiáng)度失效事故：

“泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)之謎

造船用的是當(dāng)時(shí)最優(yōu)質(zhì)的鋼材。該船的底部已被隔成各個(gè)獨(dú)立的艙房，任一艙房受損進(jìn)水都不會(huì)影響別的艙房。即使在最壞的情況下，如一部分艙房進(jìn)水，整個(gè)“泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)至少也需要3天時(shí)間。然而，令人遺憾的是，“泰坦尼克號(hào)”僅在3小時(shí)內(nèi)就被格陵蘭海冰冷的海水吞沒(méi)了。直至1991年才發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致“泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)的兩個(gè)重要細(xì)節(jié)。第一個(gè)細(xì)節(jié)：造船工程師們只考慮到船底、船尾或船首有被撞壞的可能性。

第二個(gè)細(xì)節(jié)：造船工程師只考慮到要增加鋼的強(qiáng)度，而沒(méi)有想到要增加其韌性。

為了增加鋼的強(qiáng)度而往煉鋼原料中增加大量硫化物會(huì)大大增加鋼的脆性，以致釀成了“泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)的悲劇。

另?yè)?jù)美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)導(dǎo)，一個(gè)海洋法醫(yī)專(zhuān)家小組對(duì)打撈起來(lái)的“泰坦尼克號(hào)”船殼上的鉚釘進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)固定船殼鋼板的鉚釘里含有異常多的玻璃狀渣粒，因而使鉚釘變得非常脆弱、容易斷裂。這一分析表明：在冰山的撞擊下，可能是鉚釘斷裂導(dǎo)致船殼解體，最終使“泰坦尼克號(hào)”葬身于大西洋海底。過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（CT或CCT圖）（ContinuousCoolingTransformation）K’KPs線——過(guò)冷A轉(zhuǎn)變?yōu)镻的開(kāi)始線Pf——轉(zhuǎn)變終了線KK′線——轉(zhuǎn)變的中止線V3——臨界冷卻速度，使A在冷卻過(guò)程中直接轉(zhuǎn)變成M而不發(fā)生其它轉(zhuǎn)變的最小冷卻速度。V3越小，A越穩(wěn)定，即使在較慢的冷卻速度下也會(huì)得到M。4.2結(jié)構(gòu)鋼的淬透性V3一、淬透性的意義淬透性——指鋼件淬火時(shí)獲得M的能力，通常用淬硬層的深度來(lái)評(píng)定。淬硬層深度——淬火后半M組織的深度大小。半M是指組織中有50％的M，另外的50％是B或極細(xì)P。鋼的淬透性是鋼本身固有的屬性，大小主要取決于化學(xué)成分、A化條件等因素，與工件大小、冷卻條件等外部因素?zé)o關(guān)。除Co以外，所有溶于A中的Me都提高淬透性。臨界淬火直徑——指圓棒試樣在某介質(zhì)中淬火時(shí)所能得到的最大淬透直徑（即心部被淬成半M的最大直徑），用Do表示。在相同冷卻條件下，Do越大，鋼的淬透性越好。生產(chǎn)中也常用臨界淬火直徑表示鋼的淬透性。鋼中不同截面上的冷卻速度與淬硬層的關(guān)系鋼件淬火時(shí)，沿整個(gè)截面的冷卻速度是不相同的，鋼件的表層和中心的組織和機(jī)械性能會(huì)有差異。淬透性的測(cè)定及其表示方法目前應(yīng)用最廣泛的是“末端淬火法”，簡(jiǎn)稱(chēng)端淬試驗(yàn)。末端淬火試驗(yàn)測(cè)定鋼的淬透性曲線鋼的淬硬層深度越大，淬透性越好。淬硬層深度不但與淬透性直接相關(guān)，還受冷卻條件和工件大小等因素的制約。淬透性是鋼的重要熱處理工藝性能，也是選材和制定熱處理工藝的重要依據(jù)之一。（2）淬硬性與淬透性淬硬性——理想淬火條件下，形成M能達(dá)到的最高硬度.淬硬性主要與鋼的含碳量有關(guān)。含碳量越高，淬火后硬度也越高。淬透性和淬硬性是兩個(gè)不同的概念，淬硬性高的不一定淬透性好，而淬硬性低的鋼也可能有高的淬透性。淬透性的應(yīng)用：（1）淬透的鋼可獲得高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比；淬回火后淬透層的強(qiáng)度可達(dá)1700MPa，σs/σb約為0.8~0.9退火鋼的強(qiáng)度為690MPa，σs/σb約為0.5~0.6（2）淬透的鋼可獲得最高的斷裂韌性KIC值，最高的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性,最低的FATT50(℃)；M回的KIC值最高，B