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。
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