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指导文件4：毕 业 设 计（论 文）任 务 书 化学与环境工程 系（院） 2008 届题 目 淬火工艺学生姓名 郭 皓 旭 学 号 200805020010 专 业 化学工程与工艺 年级班 08工艺二班 指导教师 张 艳 维 职 称 讲 师 填写日期： 2011 年 11月 1 日设计（论文）依据 淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。机械中重要零件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。为满足各种零件干差万别的技术要求，发展了各种淬火工艺。如，按接受处理的部位，有整体、局部淬火和表面淬火；按加热时相变是否完全，有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢，该法又称亚临界淬火)；按冷却时相变的内容，有分级淬火，等温淬火和欠速淬火等。 工艺过程 包括加热、保温、冷却3个阶段。下面以钢的淬火为例，介绍上述三个阶段工艺参数选择的原则。 淬火加热温度以钢的相变临界点为依据，加热时要形成细小、均匀奥氏体晶粒，淬火后获得细小马氏体组织。碳素钢的淬火加热温度范围如图1所示。 淬火加热温度范围由本图示出的淬火温度选择原则也适用于大多数合金钢，尤其低合金钢。亚共析钢加热温度为Ac3温度以上3050。从图上看，高温下钢的状态处在单相奥氏体(A)区内，故称为完全淬火。如亚共析钢加热温度高于Ac1、低于Ac3温度，则高温下部分先共析铁素体未完全转变成奥氏体，即为不完全(或亚临界)淬火。过共析钢淬火温度为Ac1温度以上3050，这温度范围处于奥氏体与渗碳体(A+C)双相区。因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织。这-组织状态具有高硬度和高耐磨性。对于过共析钢，若加热温度过高，先共析渗碳体溶解过多，甚至完全溶解，则奥氏体晶粒将发生长大，奥氏体碳含量也增加。淬火后，粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加，微裂纹增多，零件的变形和开裂倾向增加；由于奥氏体碳浓度高，马氏体点下降，残留奥氏体量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。常用钢种淬火的温度参见表2。 表2常用钢种淬火的加热温度 实际生产中，加热温度的选择要根据具体情况加以调整。如亚共析钢中碳含量为下限，当装炉量较多，欲增加零件淬硬层深度等时可选用温度上限；若工件形状复杂，变形要求严格等要采用温度下限。 淬火保温淬火保温时间 由设备加热方式、零件尺寸、钢的成分、装炉量和设备功率等多种因素确定。对整体淬火而言，保温的目的是使工件内部温度均匀趋于一致。对各类淬火，其保温时间最终取决于在要求淬火的区域获得良好的淬火加热组织。 加热与保温是影响淬火质量的重要环节，奥氏体化获得的组织状态直接影响淬火后的性能。-般钢件奥氏体晶粒控制在58级。 淬火冷却要使钢中高温相奥氏体在冷却过程中转变成低温亚稳相马氏体，冷却速度必须大于钢的临界冷却速度。工件在冷 淬火冷却却过程中， 淬火冷却表面与心部的冷却速度有-定差异，如果这种差异足够大，则可能造成大于临界冷却速度部分转变成马氏体，而小于临界冷却速度的心部不能转变成马氏体的情况。为保证整个截面上都转变为马氏体需要选用冷却能力足够强的淬火介质，以保证工件心部有足够高的冷却速度。但是冷却速度大，工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力，可能使工件变形或开裂。因而要考虑上述两种矛盾因素，合理选择淬火介质和冷却方式。 冷却阶段不仅零件获得合理的组织，达到所需要的性能，而且要保持零件的尺寸和形状精度，是淬火工艺过程的关键环节。 淬火油是一种工艺用油，用做淬火介质。 淬火油必须具备以下特性：良好的冷却性能 冷却性能是淬火介质重要的性能，它的好坏直接影响到淬火零件的质量，良好的冷却性能可保证淬火后的零件具有一定的硬度和合格的金相组织，可以防止零件变形和开裂。 高闪点和燃点 淬火时，油的温度会瞬时升高，如果油的闪点和燃点较低，可能发生着火现象。因此淬火油应具有较高的闪点和燃点。通常闪点应比使用油温要高出60-80。 良好的热氧化安定性 淬火油长期在高温和连续作业的苛刻条件下使用，要求油品具有良好的抗氧化、抗热分解和抗老化等性能，以保证油品的冷却性能和使用寿命。 低粘度 油品的粘度与它的附着量、携带损失和冷却性能有一定的关系。在保证油品冷却性能和闪点的前提下，油品的粘度应尽可能小，这样既可以减少携带损失，又便于工件清洗。 水份含量低 油品中的过量水份会影响零件的热处理质量，造成零件软点、淬裂或变形，也可能造成油品飞溅，发生事故。因此一般规定淬火油中的含水量不超过0.05%。 其他特性 除了上述特性外，淬火油还应无毒、无味、易处理、对环境无污染，并使淬火后的工件表面光亮。任务要求热处理常用盐浴(碱浴)成分 盐(碱)的配比(按重量%) 熔化温度() 使用温度() 备 注 100%BaCl2 960 1100-1350 常用于高温盐浴 100%NaCl 808 850-1100 高合金淬火加热 80%BaCl2+20%NaCl 635 750-1000 50%BaCl2+50%NaCl 640 750-900 常用于中温盐浴 45%NaCl +55%KCl 660 720-1000 30%KCl+20%NaCl+50% BaCl2 560 580-880 常用于高速钢分记级冷却 21%NaCl+31%BaCl2+48%CaCl2 435 480-750 用于低温盐浴回火、等温(冷却)用盐 100%NaNO3(另加2-4%NaOH) 317 325-600 用于高速钢回火 100%KNO3 337 350-600 钢的分级淬火 100%NaOH 322 350-500 等温淬火 100%KOH 360 400-550 50%KNO3+50%NaNO2 140 150-550 用于合金钢冷却 50%KNO3+50%NaNO3 218 260-550 80%KOH+20%NaOH(另加10-15%水) 130 150-300 用于碳钢或合金钢淬火 80%KOH+14%NaNO2+6%H2O 140 150-250进度计划11月份选题。21-2月份查相关资料，制定试验方案。33.01-3.03查看仪器，准备实验。4. 3.04-4.04进行实验。5. 4.05-4.11处理数据，整理实验记录。6. 4.12-4.22