表面淬火工藝原理4-2

1、4.2表面淬火工表面淬火工藝原理原理一、鋼在非平衡加熱時(shí)的相變特點(diǎn)如前所述，鋼在表面淬火時(shí)，其基奉條件是有足夠的能量密度提供表面加熱，使表面有足夠快的速度達(dá)到相變點(diǎn)以上的溫度。因此，表面淬火時(shí)，鋼處于非平衡加熱。鋼在非平衡加熱時(shí)有如下特點(diǎn)：1在一定的加熱速度范圍內(nèi)，臨界點(diǎn)隨加熱速度的增加而提高。在快速加熱時(shí)均隨著加熱速度的增加而向高溫移動(dòng)。但當(dāng)加熱速度大到某一范圍時(shí)，所有亞共析鋼的轉(zhuǎn)變溫度均相同.加熱速度愈快，奧氏體形成溫度范圍愈寬，但

2、形成速度快；形成時(shí)間短加熱速度對(duì)奧氏體開始形成溫度影響不大，但隨著加熱速度的提高，顯著提高了形成終了溫度原始組織愈不均勻，最終形成溫度提得愈高2奧氏體成分不均勻性隨著加熱速度的增加而增大如前所述，隨著加熱速度的增大，轉(zhuǎn)變溫度提高，轉(zhuǎn)變溫度范圍擴(kuò)大隨著轉(zhuǎn)變溫度的升高，與鐵素體相平衡的奧氏體碳濃度降低，而與滲碳體相平衡的奧氏體碳濃度增大因此，與鐵素體相毗鄰的奧氏體碳濃度將和與滲碳體相毗鄰的奧氏體中碳濃度有很大差異。由于加熱速度快，加熱時(shí)間短

3、，碳及合金元素來不及擴(kuò)散，將造成奧氏體中成分的不均勻，且隨著加熱速度的提高，奧氏體成分的不均勻性增大。例如0.4％C碳鋼，當(dāng)以130℃／s的加熱速度加熱至900℃時(shí)，奧氏體中存在著1.6％C的碳濃度區(qū)顯然，快速加熱時(shí)，鋼種、原始組織對(duì)奧氏體成分的均勻性有很大影響對(duì)熱傳導(dǎo)系數(shù)小，碳化物粗大且溶解困難的高合金鋼采用快速加熱是有困難的3提高加熱速度可顯著細(xì)化奧氏體晶?？焖偌訜釙r(shí)，過熱度很大，奧氏體晶核不僅在鐵素體一碳化物相界面上形成，而且也可

4、能在鐵素體的亞晶界上形成，因此使奧氏體的成核串增大。又由于加熱時(shí)間極短，奧氏體晶粒來不及長大當(dāng)用超快速加熱時(shí)，可獲得超細(xì)化晶粒。4快速加熱對(duì)過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及馬氏體回火有明顯影響快速加熱使奧氏體成分不均勻及晶粒細(xì)化，減小了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使c曲線左移由于奧氏體成分的不均勻性，特別是亞共析鋼，還會(huì)出現(xiàn)二種成分不均勻性現(xiàn)象。在珠光體區(qū)域，原滲碳體片區(qū)與原鐵索體片區(qū)之間存在著成分的不均勻性，這種區(qū)域很傲小，圖4545鋼表面淬火后不同加熱溫

5、度區(qū)的金相組織若45鋼表面淬火前原始組織為調(diào)質(zhì)狀態(tài)，由于回火索氏體為粒狀滲碳化均勻分布在鐵素體基體上的均勻組織，因此表面淬火后不會(huì)出現(xiàn)由于上述那種碳濃度大體積不均勻性所造成的淬火組織的不均勻在截面上相當(dāng)于Acl與Ac3，溫度區(qū)的淬火組織中，未溶鐵索體也分布得比較均勻在淬火加熱溫度低于Ac1，至相當(dāng)于調(diào)質(zhì)回火溫度區(qū)，如圖46中C區(qū)，由于其溫度高于原調(diào)質(zhì)回火溫度而又低于臨界點(diǎn)，因此將發(fā)生進(jìn)一步回火現(xiàn)象。表面淬火將導(dǎo)致這一區(qū)域硬度下降(圖4—