钢的淬透性与水淬火剂淬火的缺陷
发布时间:2012-07-26 16:53:03
钢的淬透性
实际水淬火剂淬火时零件截面上各点的冷速是不一样的，表面冷得快，心部冷得慢，其截面上的冷速是从表面向心部逐渐降低。如果工件表面及中心水淬火剂的冷却速度都大于该钢的临界冷却速度，则整个截面都能获得马氏体组织，即钢祓完全淬透了。若表面的水淬火剂冷却速度大于临界冷却速度，而心部水淬火剂的冷却速度小于临界冷却速度，则表面得到马氏体，心部获得非马氏体的组织，表示工件未被淬透。
钢使用水淬火剂淬火时形成马氏体的能力叫做钢的淬透性。钢的淬透性与钢的临界冷却速度有密切的关系，临界冷却速度越低，钢的淬透性越好。
①影响淬透性的因素：影响淬透性的主要因素是化学成分，除Co以外，所有溶于奥氏体中的合金元素都提高淬透性。另外，奥氏体的均匀性、晶粒大小及是否存在第二相等因素都会影响淬透性。
②淬透性表示方法：钢的淬透性可用临界直径来衡量，临界直径是指钢材在某种介质如水淬火剂中淬火后，心部得到全部马氏体（或50%马氏体）组织的最大直径，用Do表示。在同一冷却介质中，Do越大，其淬透性越好；但同一钢种在冷却能力大的介质中，比水淬火剂冷却能力小的介质中所得的Do要大些。
③淬透性的实用意义：淬透性好的钢棒整个截面机械性能一致均匀，强度高，韧性好，而淬透性差的钢都强韧性差。
钢的淬透性和淬硬性是有区别的。淬硬性是指工件经过淬火后能达到的最高硬度值，主要取决于钢的舍碳量。低碳钢淬火最高硬度值低，淬硬性差，而高碳钢淬火最高硬度值高，淬硬性好。淬透性则受钢中舍金元素的影响很大，淬透性好钢，淬硬性不一定高，而淬透性较差的钢使用水淬火剂淬火后可有高的硬度。
水淬火剂淬火的缺陷
在水淬火剂淬火过程中，不正确的淬火工艺和操作可能造成下列各种缺陷：
淬火缺陷之硬度不足：
形成的原因：含碳量低；加热温度不足或保温不够；冷却速度不够大；淬火介质陈旧有杂质；表面严重脱碳等。
防止措施：正火后重新淬火。
淬火缺陷之软点：
形成原因：水蒸气泡使零件局部不能与水直接接冷却；工件表面未清理干净，钢的组织不匀，或淬火操作不当等。
防止措施：正火后重新淬火（氧化脱碳引起的则无法补救）。
淬火缺陷之过热：
形成原因：加热温度过高或保温时间过长。
防止措施：正火或退火后重新淬火。
淬火缺陷之过烧：
形成原因：加热温度接近于熔化温度，奥氏体晶界处产生熔化或氧化。
防止措施：无法补救，零件报废。
淬火缺陷之氧化与脱碳：
形成原因：氧化-零件表面与空气中的氧发生氧化。
脱碳-加热时的密封性差，使空气大量进入炉膛内，表面层的碳被氧烧损。
防止措施：改善加热炉的密封性或在炉中放置能产生防护性气体的物质如木炭或某些惰性气体；盐浴炉、真空电炉加热，或工件表面涂防氧化剂涂料等。
淬火缺陷之变形：
形成原因：水淬火剂淬火内应力超过钢的屈服点。
防止措施：校正。
淬火缺陷之开裂：
形成原因：淬火内应力超过钢的强度极限。
防止措施：工件报废。
本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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