标题：零件碳化物的高合金钢淬火热加工检测显微镜
信息分类:站内新闻
作者:yiyi发布
时间:2015-12-11 15:29:00
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正文:
零件碳化物的高合金钢淬火热加工检测显微镜
在淬火时往往采用较低的淬火温度或极短的保温时间，
这样零件变形极小。但这种不完全的奥氏体化将残留一部分
未溶解的铁素体，使机械零件的机械性能变坏。金相学上证
明，低温淬火将形成被铁素体包围的组织。
低温淬火出现的特有组织。形成铁素体的结果往往使低温淬火
钢形成非常粗大的断口。工具淬火可能仅表面浅层淬火，有
时也可稍淬得深一些，但不论浅淬还是深淬，都不具有用一
般淬火温度淬火时在工具上所能见到的细致的断口，以后必
须再次进行完善的淬火，并注意勿再犯以上类似过失。
过高的淬火温度(过热)及过长的保温时间(过长保温)，
根据钢种的不同或钢熔炼时的不同炉料，将程度不同地促进
奥氏体晶核的成长。为此，产生相当粗大的次生组织，使淬
裂危险增大，韧性降低(表面硬化钢心部组织例外)。保温时
间过长，给钢带来的不良影响一般比过热影响小。晶粒粗大
的亚共析钢可通过2、3次正火细化晶粒。这种处理后的零
件若再用正确的淬火方法淬火，就可以重新得到足够的强度。
含特殊碳化物的高合金钢(如含钒钢)，常加热到稍高
些的温度淬火，以使心部亦可得到淬火组织，为此，有时得
不到最高硬度。此类钢最好慢慢地分阶段加热到淬火温度。这
样，即使形状复杂的特殊零件也可避免开裂的危险。
如果对高碳钢进行高温淬火，则淬火后的组织将含大量
的残余奥氏体(过热)。结果硬度不足，尺寸变化亦很大，甚
至不能附着在电磁卡盘上。这类缺陷是常见的。如果对这类
零件在淬火后回火前立刻进行冰冷处理(冷却到一70℃左
右)，那么残余奥氏体将转变为马氏体，同时硬度上升。
强烈的过热与过长的保温时间不仅使晶粒粗大，加热气
氛还将给晶粒边缘带来损伤
晶粒粗大的倾向可通过向钢中添加适当的铝获得改善。
这是由于铝在高温下以铝的氮化物形式弥散地分布于钢中，
从而延长粗化时间的缘故。这就是细晶粒钢。这类钢偶尔也
产生局部晶粒粗大现象。但这不是因为加热温度不当，而是
起因于铝在钢中分布不均。细晶锗粒钢比晶粒粗大的钢难以
进行深层硬化，这一点必须注意。
冷却的影响
用临界冷却速度冷却，加热时形成的奥氏体将在马氏体
区域产生相变，因而可实现理想的淬火。当然亦可避免在高
温范围内向铁素体、珠光体或贝氏体转变。钢的I临
界冷却速度与化学成分、熔炼条件及完全的奥氏体化情况有
关。零件与冷却剂之问的热交换受很多因素影响，例如：
就结构件而言，受表面的性质及表面与体积的比率的
影响
就冷却剂而言，在冷却剂流动的温度范围内，受零件与
冷却剂接触面的热传导系数、湿润能力、沸点、粘度及比热
的影响
为使心部亦能完全淬火(到心部皆为马氏体组织)，如果
是不含合金元素的碳钢，可通过水淬达到目的。但处理件尺
寸受到限制，一般直径在10毫米之内，若超过该尺寸，则表
面虽能硬化，但心部硬度却很低。如欲对尺寸大的零件进行
深层硬化或硬化到心部时，必须使用合金钢。因为钢中添加
合金元素后，临界冷却速度下降。如果硬化到心部，即使是
晶粒粗大的钢，晶粒也将获得细化。
关于淬透性的完整记述及淬火后形成的相变组织，绘制
了不同钢种连续冷却情况下的“时间一温度一相变状态图
(ZTU)。
与加热时完全相同，冷却也应注意尽量遵循均匀的冷却
过程。在选择冷却剂时(水、油、热浴或空气)，除钢的种类、
尺寸以及体积外，还必须考虑零件的形状，进而选择合适的
冷却剂。因为急速冷却产生淬裂(应力裂纹)的危险极大，所
以，很多情况下不可进行过于迅速的冷却。
急速冷却只在马氏体转变区是必要的。250 ℃以下的冷却
速度对淬火所能达到的硬度影响甚微。零件投入冷却剂之后
的持续时间，必须保持到心部温度下降到马氏体转变温度以
下。热浴淬火时要在热浴中保温到表层与心部温度均匀一致。
空气、盐浴及金属浴可通过对流冷却，故使用此类冷却剂可
进行极均匀的冷却。其冷却能力除了受零件表面与冷却剂之
间的温差影响外，还受相当多的其它因素影响。淬火油和水
与之相反，具有完全不同的冷却特性。因为它们沸点低，所
以把加热好的零件投入冷却剂后，表面将形成蒸汽膜。出现
三种冷却相，即：
高温时：蒸汽膜
中温时：沸腾区
低温时：对流冷却
在沸腾区内形成顽固的难以脱离的气泡，因此产生软点，
并增加产生开裂的危险。此外，因附着在沟槽中或断面突然
变化部分上的气泡难以除掉，故欲均匀冷却，必须采用各种
措施。例如，强烈地上下运动零件或机械地搅拌装在深容器
内的冷却剂等。为消除上述缺点，有时改变冷却剂的配方。例
如向油中加入特殊添加物，或者往热浴淬火剂(硝酸盐系)中
加水，往水中加盐等都能缓和由温度造成的影响。用油淬火
时，油温上升后其粘度有所降低，能达到良好的均匀冷却。淬
火油使用的上限温度应与油(要注意油的牌号)的沸点保持
足够的温差。食盐水的上限温度定为50℃
附有轻微氧化皮的零件只形成很少的气泡，附有厚而不
均匀氧化皮的表层有破裂飞散的倾向，所以表面出现显著的
硬度差异。如果施行盐浴淬火，在冷却过程中形成的气泡极
少。如前所述，零件(或材料)的淬透性越差，越容易产生
不均匀的气泡。可以油淬的钢淬火时，宜选小的淬火温度范
围。另外，冷却时要使零件之间保持一定距离，在冷却剂中
使用支撑器械或适当装置支撑冷却时，必须防止零件表面产
生软点。
经常因为零件表面粘有油和油脂，使淬火后硬度不均匀，
所以必须预先把表面油迹完全洗掉。
出自http://www.bjsgyq.com/北京显微镜百科