淬火加热方式与温度确定原则

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：淬火加热温度的确定原则是：获得尽可能高的强韧性；使得晶粒尽可能细小；尽可能少的氧化脱碳倾向。基于以上原则，淬火加热温度主要根据钢的相变点来确定。对亚共析钢，一般选用淬火加热温度为Ac3＋℃，过共析钢则为Ac1＋℃。例如，高速钢的Ac1点为820～840℃，淬火加热温度高达1280℃。

淬火一般是最终热处理工序。因此，为了防止氧化脱碳，应采用真空炉、保护气氛炉或盐浴炉加热。只有一些毛坯或棒料的调质处理(淬火、高温回火)可以在普通空气介质中加热。因为调质处理后尚需机械切削加工，可以除去表面氧化、脱碳等加热缺陷。但是随着少、无切削加工的发展，调质处理后仅是一些切削加工量很小的精加工，因而也要求无氧化和脱碳加热。

淬火加热一般是热炉装料，但对工件尺寸较大、几何形状复杂的高合金钢制工件，应该根据生产批量的大小，采用预热炉(周期作业)预热或分区(连续炉)加热等方式进行加热。

淬火加热温度的确定原则是：获得尽可能高的强韧性；使得晶粒尽可能细小；尽可能少的氧化脱碳倾向。基于以上原则，淬火加热温度主要根据钢的相变点来确定。对亚共析钢，一般选用淬火加热温度为Ac3＋(30～50)℃，过共析钢则为Ac1＋(30～50)℃。之所以这样确定，是因为对亚共析钢来说，若加热温度低于Ac3，在Ac1～Ac3之间，则加热过程中组织为奥氏体与铁素体，淬火冷却后铁素体保存下来，使零件淬火后硬度不均匀，强度和硬度降低。比Ac3高30～50℃的目的是使工件心部在规定加热时间内保证达到Ac3以上的温度，铁素体能完全溶解于奥氏体中，奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不至于粗大。对过共析钢来说，淬火加热温度在Ac1～Accm时，加热过程中组织为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳化物。这种组织不仅有高的强度、硬度和耐磨性，而且有较好的韧性。如果淬火加热温度过高，则碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体(孪晶马氏体)，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中碳含量增加，淬火后残留奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。高于Ac130～50℃的目的和亚共析钢类似，即保证工件内各部分温度均高于Ac1。

确定淬火加热温度时，还需要考虑工件的形状、尺寸、原始组织、加热速度、冷却介质和冷却方式等因素。

(1)在工件尺寸大、加热速度快的情况下，淬火温度可选得高一些。因为工件大，传热慢，容易加热不足，使淬火后得不到全部马氏体或淬硬层减薄。加热速度快，工件温差大，也容易加热不足。另外，加热速度快，起始晶粒细，故也允许采用较高加热温度。在这种情况下，淬火温度可取Ac3＋(50～80)℃，对细晶粒钢有时取Ac3＋100℃。

(2)对于形状较复杂，容易变形开裂的工件，加热速度较慢，淬火温度取下限。

(3)考虑原始组织时，如先共析铁素体比较大，或珠光体片间距较大，为了加速奥氏体均匀化过程，淬火温度取得高一些。对于过共析合金钢，为了加速合金碳化物的溶解，以及合金元素的均匀化，也应采取较高的淬火温度。例如，高速钢的Ac1点为820～840℃，淬火加热温度高达1280℃。

(4)当选用淬火介质和冷却方式时，在选用冷却速度较低的淬火介质和淬火方法的情况下，为了增加过冷奥氏体的稳定性，防止由于冷却速度较低而使工件在淬火时发生珠光体型转变，常取稍高的淬火加热温度。

淬火加热方式与温度确定原则

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