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本期内容整理了5个热处理易混知识,以供大家参考。
也就是说设定的淬火加热温度应为800℃ +α。例如,若温度下降100℃,则淬火加热温度为800℃+100℃ = 900℃,投入淬火液的温度正好是800℃,这可解释为800℃淬火。可见,淬火加热温度为800℃和淬火温度为800℃,两者的含义是不大相同的。
因此,为了防止误解,不使用淬火加热温度这个词,最好区分为奥氏体化温度(Ta )利淬火温度(Tq )。奥氏体化温度是淬火的最高加热温度,淬火温度为投入淬火液时的温度,两者必须分淸。最近学会等组织都不使用淬火加热温度这个词,而用奥氏体化温度这个名诃,这也是世界性的倾向。但是淬火温度这个词还不大使用,重要的是Ta和Tq分开用。
从各种实验可看到,Ta和Tq之间约有100℃的温差。因此,只要在奥氏体化温度加热,从炉子取出后就没有必要忙乱地投入油或水中。敏捷地淬火可以说是一个窍门!这种作法法叫做延迟淬火。难怪把历来淬火的热曲线改成如图1(b)那样。
大件升温时间长,小件升温时间短,热处理温度(例如淬火温度)达到后的保持时间,大件与小件无区别,应该是一定的。自然这是处理件内外达到该温度后的时间(参照图 2)。为了检査是否达到正确的淬火温度,通常根据温度计(温控表)的指示,但必须注意这是热电偶端部温度,而不是处理件的温度。处理件越大,零件的装入量越多,温度计的指示温度和处理件的实际温度相差就越大,也即产生加热迟滞时间。
升温时间+保温时间=加热时间
T1+t=t2
T3+t=t4
加热升温时间=f(被处理件的大小)
淬火保温时间=f(钢质)
其中:合金结构钢(珠光体系)=0
工具钢(碳化物系)=约10分钟
一般,空气的冷却速度慢,其次是油,冷却速度快的是水。但是由冷却剂所致的冷却效果并非绝对的,可因处理件的大小而变化。冷却剂的冷却速度是固有的,而冷却剂对处理件的冷却效果却因零件的大小而有差异。也就是,热处理的冷却方法和冷却效果是两回事。冷却方法是从冷却剂来看冷却,而冷却效果是从处理件来看冷却。即使冷却方法相同, 冷却效果也不一样。热处理中,重要的不是如何冷却,而是如何获得好的冷部效果。两者不可混淆。
正火的定义是在大气中放冷(空冷),但是,小件放冷 和大件放冷的冷却速度不同,即冷却效果不同。因此,从表面上看,放冷做到形式上的正火,但实质很不相同。小件的放冷,因技术上的不当可能会变成空气淬火;反之,大件的放怜,有成为退火的可能。因此,小件进行正火时,须用坑冷或加盖冷却;反之,大件如不用电扇等吹风冷却则得不到正火的效果,仅是形式上的冷却将得不到热处理的突效。
淬火与此相同。虽说同是油泠,但大件与小件的冷却效果却不同,因此,淬火硬化程度也是变化的。小件即使用油淬,也同水淬一样能淬透,但大件用油淬只得到像正火程度那样的冷却效果,淬不透,
这样考虑可以明白:虽说水冷得快,油冷得慢,空气冷得更慢,但这个快慢不是绝对的,它同处理件的大小有关. 所以必须注意冷却方法和冷却效果是不同的.
在日本工业标准钢铁手册中规定:正火空冷,退火炉冷, 普通钢材的淬火水冷,优质钢材的淬火油冷等,都是对标准尺寸(直径25mm)而言。必须根据处理件的大小适当地改变冷却方法。明确地辨别冷却方法和泠却效果的不同是非常重要的。
在淬火液中有冷却能和硬化能两种能力。所谓冷却能是淬火液本身具有的能力。 冷却能力是使钢从奥氏体化温度冷却下来时的冷却速度; 硬化能是使钢硬化的能力,在冷却能的试验中,有冷却曲统法 (银球式、膨胀仪式)和冷却时间法等,它们都是用急冷度H值进行比较。实际淬火中通过测淬火硬度进行硬化能的评定,它是包含冷却系统的冷却综合能力。
通常为了判断淬火液的性能,冷却能作为大体的标准而得到使用,但冷却能大的,硬化能不一定大。也就是说, 冷如速度快,淬火硬度并不一定高,这种事例是很多的。技术人员想要的不是淬大液的冷却速度,而是在这个冷却槽里能够淬硬到什么程度。即使是同一钢种同样用油淬,由于各淬火车间油槽内的硬化能不同,淬火效果也不同。
淬火液的冷却能是淬火液本身具有的特性,硬化能则由于钢的淬透性、淬火液的量、搅拌速度、处理件的尺寸、 形状以及表面状态等不同而不同,最好根据处理件实际淬硬的程度判定淬火现场使用的淬火槽的性能,这是直接判定的简便方法,但这种方法往往难于进行比较研究。
钢的淬火硬度,外部影响因素是淬火槽的冷却能,内在因素是钢本身的淬透性,特别是受s曲线的制约。通常,淬火是为防止奥氏体化的钢析出珠光体和贝氏体,使其完全马氏体化。用淬火液的冷却能判定淬火硬度时,根据钢种的不同,决定用珠光体(P)淬透性好呢,还是用贝氏体(B) 淬透性好?这是很重要的。一般碳钢用P型,合金钢用 B型,特殊工具钢用P + B型。因此,完仝淬透,即淬硬所需要的冷却速度因钢种不同而异。既有需要在S曲线上的P鼻附近的冷却速度快的情况,也有需要在S曲线上的B鼻附近的冷却速度快,或P鼻和B鼻二者冷却速度都需要快的情况。 因此,在上述所有情况中,作为共同的泠却速度,即700〜 250℃温度范围内的冷却速度是必要的。(在日本工业标准中油淬釆用800〜400℃的冷却速度)。
为了评价淬火现场冷却系统中的淬火槽,最好根据实际条件下淬火后的淬火硬度决定。
对于结构钢:表面面硬度=f(C%),可用下述公式近似地逬行定量计算:
最高淬火硬度(HRC)=30 + 50x C%(9O%马氏体)
最低淬火硬度(HRC)= 24+40xC%(50%马氏体)
例如结构钢(S45C))为(含碳最为0.45%):
最高淬火硬度(HRC)=53
最低淬火硬度(HRC)=42
与此相反,淬火深度受钢的含碳量和特殊元素,以及奥氏体晶粒度的制约,也就是,淬透深度=f(C%、特殊元素、晶粒度)。
淬透深度在学术上称为淬透性(hardenability),通常用Df表示,特殊元素对于淬透性的影响最强的是硼,其次是Mn、Mo、Cr逐次降低,这些元素的影响效果不是相加,而是相乘的关系。也就是(B的淬透性倍数)x(Mn的淬 透性倍数)x (Mo的律透性倍数)x・・・・・.
淬透性是解决质量效应(mass effect 的武器。添加硼的钢叫硼钢,规定淬透性的钢叫做H钢。一般认为, 热处理用钢材应该根据淬透性(H)和价格(P )选择,价格便宜而且能满足需要的淬透性的钢材就是合适的材料。
来源:与君漫谈热处理
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