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磁场对45钢淬火硬度及相变的影响

发布时间:2012-09-22 16:27:40
磁场对45钢淬火硬度及相变的影响 磁场对Ms的影响:45钢在磁场中淬火时,磁场对马氏体转变也有明显的影响。例如高碳低合金钢(含碳量1%,含Cr量为1.5%),在磁场中淬火与不加磁场淬火比较,Ms点升高5℃,同时,相同转变温度下的马氏体转变量增加4%-9%。又如50Cr2Ni3钢,在1000℃加热普通淬火时,Ms点为45℃,而在附加有磁场强度为27. 85×106A/m的磁场中淬火,Ms点升高到100℃。 外加磁场淬火,使Ms点上升有两个方面的工艺价值:一是有可能使45钢淬火硬度的马氏体转变置于慢冷的对流换热区,实现少畸变、无裂纹淬火;二是使淬火后的残余奥氏体数量大大减少,有助于提高淬火工件尺寸的稳定性及淬火硬度。 外加磁场影响45钢淬火硬度马氏体转变,主要是因为加磁场时,具有最大磁饱和强度的马氏体相趋于更稳定。因此,马氏体的自由能降低,而磁场对于非铁磁相奥氏体的自由能则影响不大。由于马氏体自由能Ga降低,而奥氏体自由能Gr未变化,这样,两相平衡温度T0必然升高?T,因此,Ms点随之上升。可以认为附加磁场实际上是用磁能补偿了一部分化学驱动力,由磁力诱发而使马氏体相变在原Ms点以上即可发生。 对马氏体自回火程度的影响:磁场中冷却淬火时,45钢淬火硬度中马氏体的自回火程度要高于一般淬火后的自回火程度。例如,含碳量为06%-0.8%的钢在磁场强度为1.6×106A/m的磁场中淬火,可得到一般淬火和150℃回火后的组织状态,从而使钢的强度提高,尤其是屈服强度提高更大,并能降低缺口敏感性。 对淬透性的影响:附加磁场淬火会降低45钢淬火硬度及淬透性,因此,这种淬火方法主要适用于淬透性好的合金钢小型零件。 工艺设备 目前,磁场淬火工艺设备仍处于研制试用阶段,已用于实践的工艺设备有下列两种结构型式的淬火槽,一种是方形线圈励磁圆形淬火槽,它由方形线圈、轭铁铁心(由高导磁率的硅钢片迭成)、淬火槽等部件组成。这种淬火槽结构简单,安装容易,磁场也比较均匀,适合于小型圆形工件淬火。 另一种是管形线圈励磁淬火槽,它由螺旋磁化线圈、轭铁(由高导磁率的硅钢片叠成,做成“["字形,沿圆周对称分布)、管筒形淬火槽等部件组成。管筒形淬火剂的淬火槽外套上螺旋线圈励磁后,槽内形成磁场。轭铁是为减少漏磁和磁阻,提高电效率用的。4个轭铁截面的总面积Sm可按公式计算设计。装有轭铁的螺旋线圈管内(淬火槽内)的磁场强度H大约为:H=2IN/L(A/m)。式中:N为线圈匝数,匝;I为线圈工作电流,A;L为线圈高度,m。这种淬火槽结构复杂一些,但适合于圆形、稍大一点的工件淬火。 本文参考《淬火冷却技术及淬火介质》一书。 相关链接 中国国际热处理展览会

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