机械工程材料5-4

1、能否用同一能否用同一种材料？种材料？5-5钢的淬透性钢的淬透性5-5钢的淬透性钢的淬透性一、钢的淬透性与淬硬性一、钢的淬透性与淬硬性（一）淬透性（一）淬透性 钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。 即在淬火条件下得到即在淬火条件下得到M组织的能力。组织的能力。 主要取决于主要取决于A中的合金元素。中的合金元素。（二）钢的淬硬性（二）钢的淬硬性 钢淬火后所能达到的最高硬度值。钢淬火后所能达到的最高硬度值。 主要取决于主要取决于M中含碳量。中含碳量。（三）钢件的淬透层深度（三）钢件的淬透层深度 从表面到从表面到50%M的深度。的深度。 取决于取决于A中中合金元素合金元素、

2、工件尺寸工件尺寸和和冷却介质冷却介质。 5-5钢的淬透性钢的淬透性5-5钢的淬透性钢的淬透性两种钢的淬透性的对比两种钢的淬透性的对比00直径直径直径直径硬度硬度HRC淬硬区淬硬区5-5钢的淬透性钢的淬透性二、淬透性对钢力学性能的影响二、淬透性对钢力学性能的影响表表面面中中心心表表面面HRC b0.2AKUa）已淬透已淬透淬透性对调质后钢的力学性能的影响淬透性对调质后钢的力学性能的影响HRCAKU表表面面表表面面中中心心0.2bb）未淬透未淬透5-5钢的淬透性钢的淬透性 （一）化学成分（一）化学成分亚共析钢亚共析钢 C%Vk淬透性淬透性；过共析钢过共析钢C%Vk淬透性淬透性；共析钢的共析钢的Vk

3、最小，淬透性最好。最小，淬透性最好。合金元素合金元素除除Co外，其余合金元素降低外，其余合金元素降低Vk，C曲线右移，曲线右移，淬透性淬透性 。三、影响淬透性的因素三、影响淬透性的因素（二）奥氏体化条件的影响（二）奥氏体化条件的影响加热温度加热温度，保温时间，保温时间淬透性淬透性5-5钢的淬透性钢的淬透性四、淬透性的测定及表示方法四、淬透性的测定及表示方法.端淬试验法端淬试验法5-5钢的淬透性钢的淬透性淬透性表示方法：淬透性表示方法： d测试点至水冷端的距离（测试点至水冷端的距离（mm）。）。HRC测试点处的硬度值测试点处的硬度值JJominy大写字头大写字头如：如：距水冷端距水冷端3mm处的

4、硬度值为处的硬度值为43HRC。表示为表示为dHRCJ343J5-5钢的淬透性钢的淬透性.临界直径法临界直径法 临界淬火直径临界淬火直径圆棒试样在某介质中淬火时所能得到圆棒试样在某介质中淬火时所能得到的最大淬透直径（即心部被淬成半马氏体的最大直径），用的最大淬透直径（即心部被淬成半马氏体的最大直径），用D Do o表示。表示。选材时必须考虑钢的淬透性！选材时必须考虑钢的淬透性！四把火总结四把火总结退火：退火：消除应力、降低硬度、便于加工、为淬火做组织准备。消除应力、降低硬度、便于加工、为淬火做组织准备。 完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火

5、、去应力退火、 再结晶退火再结晶退火正火：正火：代替退火、也可作为最终热处理。代替退火、也可作为最终热处理。淬火：淬火：得到马氏体或下贝氏体。得到马氏体或下贝氏体。 单夜淬火、双液淬火、预冷淬火、分级淬火、等温淬火单夜淬火、双液淬火、预冷淬火、分级淬火、等温淬火回火：回火：降低应力、调整组织和性能。降低应力、调整组织和性能。 低温回火、中温回火、高温回火低温回火、中温回火、高温回火整体热处理整体热处理工件表面的特点工件表面的特点应力集中最大应力集中最大应力最大应力最大位错易滑移位错易滑移表面接触应力表面接触应力 和摩擦力和摩擦力应力集中最大应力集中最大表面腐蚀表面腐蚀表面容表面容易形成易形成裂

6、纹裂纹残余应力残余应力断裂断裂振动振动噪音噪音泄漏泄漏加加剧剧报废报废强强化化表表面面表表面面淬淬火火化化学学热热处处理理5-6钢的表面淬火钢的表面淬火一、表面淬火的定义及方法一、表面淬火的定义及方法（一）表面淬火的定义（一）表面淬火的定义（二）表面淬火的方法（二）表面淬火的方法在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火，以强化零件表面的热处理方法将表层奥氏体化后进行淬火，以强化零件表面的热处理方法感应加热感应加热火焰加热火焰加热盐浴加热盐浴加热激光加热激光加热电接触加热电接触加热5-6钢的表面淬火钢的表面淬

7、火（一）感应加热的基本原理（一）感应加热的基本原理 式中式中 f 交流电频率交流电频率Hz 电流透入深度电流透入深度mmf6005005-6钢的表面淬火钢的表面淬火（二）感应加热淬火的分类和选用二）感应加热淬火的分类和选用1. 高频高频 200-300KHz，淬硬深度淬硬深度 0.5-2mm ，适于小工件。适于小工件。2. 中频中频2500-8000Hz ，淬硬深度淬硬深度2-10mm ，适于尺寸较大适于尺寸较大 的工件。的工件。3. 工频工频 50Hz，淬硬深度淬硬深度10-15mm ，适于大型工件。适于大型工件。4. 超音频感应加热淬火：超音频感应加热淬火：淬硬层深度在淬硬层深度在2mm以

8、上，适用于模数以上，适用于模数为为36的齿轮、链轮、花键轴及凸轮等。的齿轮、链轮、花键轴及凸轮等。f6005005-6钢的表面淬火钢的表面淬火1. 感应加热速度快感应加热速度快A 形成温度高形成温度高形核率高形核率高。2. 感应加热淬火后工件表面得到极细的隐晶马氏体感应加热淬火后工件表面得到极细的隐晶马氏体 组织，使表组织，使表面的硬度比普通淬火高，脆性也较低，并具有较高的疲劳强度。面的硬度比普通淬火高，脆性也较低，并具有较高的疲劳强度。3. 工件表面不容易氧化和脱碳，且变形也小。工件表面不容易氧化和脱碳，且变形也小。4. 淬硬层深度易于控制。淬硬层深度易于控制。5. 淬火操作易于实现机械化和

9、自动化，劳动条件好、生产率高。淬火操作易于实现机械化和自动化，劳动条件好、生产率高。5-6钢的表面淬火钢的表面淬火中碳钢和中碳低合金钢（中碳钢和中碳低合金钢（40、45、40Cr等）、铸铁等）、铸铁 （四）感应加热表面淬火适用的材料（四）感应加热表面淬火适用的材料（五）（五） 感应加热表面淬火件的技术条件感应加热表面淬火件的技术条件（1）表面硬度表面硬度表面硬度要求在表面硬度要求在4558HRC范围内。范围内。 （3 ）预备热处理预备热处理正火或调质正火或调质齿轮：齿轮：m5，单齿同时加热淬火单齿同时加热淬火， 硬化层仿齿形分布。硬化层仿齿形分布。（2） 淬硬层深度淬硬层深度轴类件：轴类件：小

10、直径（小直径（1020mm），），1/5R大直径，大直径，1/10R。m5，同时加热淬火，齿根淬硬。同时加热淬火，齿根淬硬。5-6钢的表面淬火钢的表面淬火（六）感应加热淬火零件的加工工艺路线六）感应加热淬火零件的加工工艺路线下料下料锻造锻造正火正火(调质调质)粗加工粗加工（调质）（调质）精加精加工工感应加热淬火低温回火感应加热淬火低温回火磨削磨削5-6钢的表面淬火钢的表面淬火与感应加热相比，与感应加热相比，设备简单，可用于尺设备简单，可用于尺寸大的零件的局部表寸大的零件的局部表面淬火。但生产率低。面淬火。但生产率低。三、其他表面淬火方法三、其他表面淬火方法烧嘴烧嘴喷水管喷水管移动方向移动方向淬

11、硬层淬硬层钢件钢件加热层加热层火焰加热表面淬火示意图火焰加热表面淬火示意图（一）火焰加热表面淬火（一）火焰加热表面淬火5-6钢的表面淬火钢的表面淬火（二）激光加热表面淬火（二）激光加热表面淬火激光加热表面淬火激光加热表面淬火是利用高能密度是利用高能密度(功率密度大于功率密度大于103Wcm2)激光束对金属工件表层迅速加热和随后激冷，使激光束对金属工件表层迅速加热和随后激冷，使其表层发生固态相变而达到表面强化的一种淬火工艺。其表层发生固态相变而达到表面强化的一种淬火工艺。 优点：优点：能量密度高，加热速度极快，无氧化脱碳，热变形能量密度高，加热速度极快，无氧化脱碳，热变形极小；冷却速度也很快，可自淬火而无需冷却介质；表面极小；冷却速度