【2017年整理】淬火新工艺的发展与应用3-7
4页1、 3.7 淬火新工艺的发展与应用在 长 期 的 生 产 实 践 和 科 学 实 验 中 , 人 们 对 金 属 内 部 组 织 状 态 变 化 规 律 的认 识 不 断 深 入 特 别 是 从 60年 代 以 来 , 透 射 电 镜 和 电 子 衍 射 技 术 的 应 用 , 各种 测 试 技 术 的 不 断 完 善 , 在 研 究 马 氏 体 形 态 、 亚 结 构 及 其 与 力 学 性 能 的 关 系 ,获 得 不 同 形 态 及 亚 结 构 的 马 氏 体 的 条 件 , 第 二 相 的 形 态 、 大 小 、 数 量 及 分 布对 力 学 性 能 影 响 等 方 面 , 都 取 得 了 很 大 的 进 展 。 建 立 在 这 些 基 础 上 的 淬 火 新工 艺 也 层 出 不 穷 , 择 要 筒 述 如 下 。一 、 循 环 快 速 加 热 淬 火淬 火 、 回 火 钢 的 强 度 与 奥 氏 体 晶 粒 大 小 有 关 , 晶 粒 愈 细 , 强 度 愈 高 , 因而 如 何 获 得 高 于 10级 晶 粒 度 的 超 细 晶 粒 是 提 高 钢 的 强 度 的 重 要
2、途 径 之 一 。 钢经 过 多 次 相 变 重 结 晶 可 使 晶 粒 不 断 细 化 ; 提 高 加 热 速 度 , 增 多结 晶 中 心 也 可 使 晶 粒 细 化 。 循 环 快 速 加 热 淬 火 即 为 根 据 这 个 原 理 获 得 超 细 晶粒 从 而 达 到 强 化 的 新 工 艺 。 例 如 45钢 , 在 815 的 铅 浴 中 反 复 加 热 淬 火 45次 , 可 使 奥 氏 体 晶 粒 由 6级 细 化 到 12 15级 ; 又 如 20CrNi9Mo 钢 , 用 3000赫芝 200千 瓦 中 频 感 应 加 热 装 置 以 11 s 的 速 度 加 热 到 760 , 然 后 水 淬 ,使 s 由 960MN m2增 加 到 1215MN m2, 气 由 1107MN m2, 增 加 到1274MN m: , 而 延 伸 率 保 持 不 变 , 均 为 18%。二 、 高 温 淬 火这 里 高 温 系 相 对 正 常 淬 火 加 热 温 度 而 言 .低 碳 钢 和 中 碳 钢 若 用 较 高 的 淬火 温 度 , 则 可 得 到 板 条 状 马 氏 体
3、 , 或 增 加 板 条 马 氏 体 的 数 量 , 从 而 获 得 良 好的 综 合 性 能 。从 奥 氏 体 的 含 碳 量 与 马 氏 体 形 态 关 系 的 实 验 证 明 , 含 碳 量 小 于 o.3的 钢 淬 火 所 得 的 全 为 板 条 状 马 氏 体 。 但 是 , 普 通 低 碳 钢 淬 透 性 极 差 , 若 要 获得 马 氏 体 , 除 了 合 金 化 提 高 过 冷 奥 氏 体 的 稳 定 性 外 , 只 有 提 高 奥 氏 体 化 温 度和 加 强 淬 火 冷 却 方 可 。 例 如 用 16Mn 钢 制 造 五 铧 犁 犁 臂 , 采 用 940 在10 NaOH 水 溶 液 中 淬 火 并 低 沮 回 火 , 可 获 得 良 好 效 果 。中 碳 钢 经 高 温 淬 火 可 使 奥 氏 体 成 分 均 匀 : 得 到 较 多 的 析 条 状 马 氏 体 , 以提 高 其 综 合 性 能 。 例 如 AISl4340钢 , 870 淬 油 后 , 200 回 火 , 其 s为 1621MN m2, 断 裂 韧 性 Kc 为 67.6MN m, 而 在 1
4、200 加 热 , 预 冷 至870 淬 油 后 200 回 火 , s 为 1586MN m2, 断 裂 韧 性 Kc 为 81.8MN m。 若 在 淬 火 状 态 进 行 比 较 , 高 温 淬 火 的 断 裂 韧 性 比 普 通 淬 火 的 几 乎 提 高 一 倍 。金 相 分 析 表 明 , 高 温 淬 火 避 免 了 片 状 马 氏 体 (孪 晶 马 氏 体 )的 出 现 , 全 部 获得 了 板 条 状 马 氏 体 。 此 外 , 在 马 氏 体 板 条 外 面 包 着 一 层 厚 100200朋 残 余奥 氏 体 , 能 对 裂 纹 尖 端 应 力 集 中 起 到 缓 冲 作 用 , 因 而 提 高 了 断 裂 韧 性 三 、 高 碳 钢 低 温 、 快 速 、 短 时 加 热 淬 火高 碳 钢 件 一 般 在 低 温 回 火 条 件 下 , 虽 然 具 有 很 高 的 强 度 , 但 韧 性 和 塑 性很 低 。 为 了 改 善 这 些 性 能 , 目 前 采 用 了 一 些 特 殊 的 新 工 艺 。高 碳 、 低 合 金 钢 , 采 用 快 速 、 短 时 加 热
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