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技術文章
熱處理工藝中如何通過冷卻特性選擇淬火介質?
作者:上海川奇機電設備有限公司 | 發(fā)布時間:2022-06-15 | 載入中...

選用熱處理淬火介質,一般可以通過淬火介質的不同的冷卻性能來選擇。比如,當我們確定應當選用快速淬火油后,具體的品種就應當根據(jù)工件特點和熱處理要求從油的冷卻速度分布上去選。
不管選用何種淬火介質,大致都可以按以下五條原則進行選擇。
1、看鋼的含碳量多少
含碳量低的鋼有可能在冷卻的高溫階段析出先共析鐵素體,其過冷奧氏體更易發(fā)生珠光體轉變的溫度(即所謂"鼻尖"位置的溫度)較高,馬氏體起點(Ms)也較高。因此,為了使這類鋼制的工件充分淬硬,所用的淬火介質應當有較短的蒸汽膜階段,且其出現(xiàn)Max冷卻速度的溫度應當較高。相反,對含碳量較高的鋼,淬火介質的蒸汽膜階段可以更長些,出現(xiàn)Max冷卻速度的溫度也應當?shù)托?br /> 2、看鋼的淬透性高低
淬透性差的鋼要求用冷卻速度快的淬火介質,淬透性好的鋼則可以用冷卻速度慢一些的介質。通常,隨著鋼的淬透性提高,過冷奧氏體分解轉變的“C”曲線會向右下方移動。所以,對淬透性差的鋼,選用的淬火介質出現(xiàn)Max冷卻速度的溫度應當高些;而淬透性好的鋼則低些。有些淬透性好的鋼過冷奧氏體容易發(fā)生貝氏體轉變,要避開其貝氏體轉變,也要求有足夠快的低溫冷卻速度。
3、看工件的有效厚度大小
如果工件的表面一冷到Ms點,就立即很大程度減慢介質的冷卻速度,則工件內部的熱量向淬火介質散失的速度也就立即放慢,這必然使工件表面一定深度以內的過冷奧氏體冷不到Ms點就發(fā)生非馬氏體轉變,其結果,淬火后工件只有很薄的馬氏體層。由于這樣的原因,當工件比較厚大時,為得到足夠的淬硬深度,所用淬火介質應當有較快的低溫冷卻速度。而薄小的工件則可以選用低溫冷卻速度較慢的淬火介質。
4、看工件的形狀復雜程度
形狀復雜的工件,尤其是有內孔或較深凹面的工件,為減小淬火變形或需要把內孔淬硬時,應當選用蒸汽膜階段較短的淬火介質。這是因為,內孔或凹面內部散熱較其它部位慢。工件的其它部位冷得快先進入沸騰階段獲得快冷,而內孔或凹面內仍被蒸汽膜籠罩,冷得很慢。這種冷卻速度上的差異可能引起較大的淬火變形和凹面的硬度低下。解決這類問題的辦法是,選用蒸汽膜階段較短而冷卻速度又較快的淬火介質。當然,適當加大內孔與凹面內的介質流動速度,也有同樣的效果。相反,形狀簡單的工件則可以使用蒸汽膜階段稍長的淬火介質。此外,工件的形狀越復雜,冷卻時的內應力就越大。據(jù)此,形狀復雜的工件允許的Max冷卻速度較低,而形狀簡單的工件允許的Max冷卻速度則較高。
5、看允許的變形大小
從解決變形問題的硬度差異法推知,變形要求小的,淬火冷卻中必須有較窄的冷卻速度帶;而允許的變形較大的,可以有較寬的冷卻速度帶。允許的冷卻速度帶寬的,采用能得到其淬火硬度要求的介質,往往就能滿足變形要求。允許的冷卻速度帶特別窄的,必須采用能大幅度縮短工件冷卻速度帶的淬火方法。在能縮短工件冷卻速度帶的方法中,簡單和有效的是做等溫(或分級)的淬火。等溫分級淬火介質應當具備的特性,首先是蒸汽膜階段短,且液溫變化對冷卻特性的影響??;其次是較厚大的工件應當選用冷卻速度快的淬火介質,而較小的工件則應當選用冷卻速度較慢的介質。

生產中要處理的工件多種多樣。不同工件對淬火介質冷卻特性的要求可能相容,即可以用同一種淬火介質;但也可能不相容,即找不到共同適用的淬火介質??梢愿鶕?jù)自己實際需求來選擇。
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