淬火的定義與目的
將鋼加熱到臨界點Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上某一溫度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體化,然后以大于臨界淬火速度的速度冷卻,使過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。
淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變,得到馬氏體或下貝氏體組織,然后配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。
鋼件在有物態(tài)變化的淬火介質中冷卻時,其冷卻過出一般分為以下三個階段:?蒸汽膜階段、沸騰階段、對流階段。
鋼的淬透性
淬硬性和淬透性是表征鋼材接受淬火能力大小的兩項性能指標,它們也是選材、用材的重要依據(jù)。
1.淬硬性與淬透性的概念
淬硬性是鋼在理想條件下進行淬火硬化所能達到的最高硬度的能力。決定鋼淬硬性高低的主要因索是鋼的含碳量,更確切地說是淬火加熱時固溶在奧氏體中的含碳量,含碳量越離,鋼的淬硬性也就越高。而鋼中合金元素對淬硬性的影響不大,但對鋼的淬透性卻有重大影響。
淬透性是指在規(guī)定條件下,決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。即鋼淬火時得到淬硬層深度大小的能力,它是鋼材固有的一種屬性。淬透性實際上反映了鋼在淬火時,奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的容易程度。它主要和鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性有關,或者說與鋼的臨界淬火冷卻速度有關。
還應指出:必須把鋼的淬透性和鋼件在具體淬火條件下的有效淬硬深度區(qū)分開來。鋼的淬透性是鋼材本身所固有的屬性,它只取決于其本身的內部因素,而與外部因素無關;而鋼的有效淬硬深度除取決于鋼材的淬透性外,還與所采用的冷卻介質、工件尺寸等外部因索有關,例如在同樣奧氏體化的條件下,同一種鋼的淬透性是相同的,但是水淬比油淬的有效淬硬深度大,小件比大件的有效淬硬深度大,這決不能說水淬比油淬的淬透性髙。也不能說小件比大件的淬透性高??梢娫u價鋼的淬透性,必須排除工件形狀、尺寸大小、冷卻介質等外部因素的影響。
另外,由于淬透性和淬硬性也是兩個概念,因此淬火后硬度髙的鋼,不一定淬透性就髙;而硬度低的鋼也可能具有很髙的淬透性。