保溫時間
由設備加熱方式、零件尺寸,、鋼的成分,、裝爐量和設備功率等多種因素確定。對整體淬火而言,,保溫的目的是使工件內(nèi)部溫度均勻趨于一致,。對各類淬火,其保溫時間取決于在要求淬火的區(qū)域獲得良好的淬火加熱組織,。
加熱與保溫是影響淬火質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),,奧氏體化獲得的組織狀態(tài)直接影響淬火后的性能。-般鋼件奧氏體晶??刂圃?~8級,。
冷卻方法
要使鋼中高溫相——奧氏體在冷卻過程中轉(zhuǎn)變成低溫亞穩(wěn)相——馬氏體,冷卻速度必須大于鋼的臨界冷卻速度,。工件在冷卻過程中,,
表面與心部的冷卻速度有-定差異,如果這種差異足夠大,,則可能造成大于臨界冷卻速度部分轉(zhuǎn)變成馬氏體,,而小于臨界冷卻速度的心部不能轉(zhuǎn)變成馬氏體的情況。為保證整個截面上都轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體需要選用冷卻能力足夠強的淬火介質(zhì),,以保證工件心部有足夠高的冷卻速度,。但是冷卻速度大,工件內(nèi)部由于熱脹冷縮不均勻造成內(nèi)應力,,可能使工件變形或開裂,。因而要考慮上述兩種矛盾因素,,合理選擇淬火介質(zhì)和冷卻方式,。
冷卻階段不僅零件獲得合理的組織,達到所需要的性能,,而且要保持零件的尺寸和形狀精度,,是淬火工藝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。
分類可按冷卻方式分為單液淬火、雙液淬火,、分級淬火和等溫淬火等,。冷卻方式的選擇要根據(jù)鋼種、零件形狀和技術(shù)要求諸因素,。
單液淬火
將工件加熱后使用單一介質(zhì)冷卻,,較常使用的有水和油兩種,其變,、溫曲線如圖2中的曲線1,。為防止工件過大的變形和開裂,工件不宜在介質(zhì)中冷至室溫,,可在200~300℃出水或油,,在空氣中冷卻。單液淬火操作簡單易行,,廣泛用于形狀簡單的工件,。有時將工件加熱后,先在空氣中停留-段時間,,再淬入淬火介質(zhì)中,,以減少淬冷過程中工件內(nèi)部的溫差,降低工件變形與開裂的傾向,,稱為預冷淬火,。
各種淬火冷卻的變溫曲線示意圖曲線1-單液淬火;曲線2-雙液淬火,;曲線3-分級淬火,;曲線4-等溫淬火
雙液淬火
工件加熱后,先淬入水或其他冷卻能力強的介質(zhì)中冷卻至400℃左右,,迅速轉(zhuǎn)入油或其他冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻,。變溫曲線如圖2中曲線2。所謂“水淬油冷”法使用得相當普遍,。先淬入冷卻能力強的介質(zhì),工件快速冷卻可避免鋼中奧氏體分解,。低溫段轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的介質(zhì)可有效減少工件的內(nèi)應力,,降低工件變形和開裂傾向。本工藝的關(guān)鍵是如何控制在水中停留的時間,。根據(jù)經(jīng)驗,,按工件厚度計算在水中停留的時間,系數(shù)為O.2~O.3s/mm,,碳素鋼取上限,,合金鋼取下限,。這種工藝適用于碳素鋼制造的中型零件(直徑10~40mm)和低合金鋼制造的較大型零件。
分級淬火
工件加熱后,,淬入溫度處于馬氏體點(ms)附近的介質(zhì)(可用熔融硝鹽,、堿或熱油)中,停留一段時間,,然后取出空冷,。變溫曲線如圖2中曲線3。分級溫度應選擇在該鋼種過冷奧氏體的穩(wěn)定區(qū)域,,以保證分級停留過程中不發(fā)生相變,。對于具有中間穩(wěn)定區(qū)(“兩個鼻子”)型TTT曲線的某些高合金鋼,分級溫度也可選在中溫(400~600℃)區(qū),。分級的目的是使工件內(nèi)部溫度趨于一致,,減少在后續(xù)冷卻過程中的內(nèi)應力及變形和開裂傾向。此工藝適用于形狀復雜,,變形要求嚴格的合金鋼件,。高速鋼制造的工具淬火多用此工藝。
等溫淬火
工件加熱后,,淬入溫度處于該鋼種下貝氏體(B下)轉(zhuǎn)變范圍的介質(zhì)中,,保溫使之完成下貝氏體轉(zhuǎn)變,然后取出空冷,,變溫曲線如圖2中的曲線4,。等溫溫度對下貝氏體性能影響較大,溫度控制要求嚴格,。常用鋼種的等溫溫度和時間列于表3,。等溫淬火工藝特別適用于要求變形小、形狀復雜,,尤其同時還要求較高強韌性的零件,。