淬透性发表评论(0)编辑词条

　　淬透性  (hardenability)    钢在给定的冷却条件下，在一定的硬化层深度内，过冷奥氏体转变成一定百分比马氏体的能力。它是钢在淬火时决定其组织和硬度分布的内在特性，是钢得到马氏体的难易程度。在给定条件下，可用淬火钢淬硬层的深浅来表征。就其物理实质而言，淬透性取决于非马氏体型相变产物的形核和长大，即取决于过冷奥氏体稳定性的大小。而过冷奥氏体稳定性的大小只决定于钢固有的内在特性，包括：奥氏体的成分及其均匀度、晶粒大小和状态，以及不固溶于奥氏体中的第二相颗粒的数量、性质和分布特点；而与伴随冷却条件的一些因素如试样的形状、尺寸、表面状况以及淬火介质的冷却能力(淬火烈度)等无关。淬火钢的硬化(强化)与淬透性密切相关。淬硬性大的钢淬透性不一定大，淬透性大的钢淬硬性也不一定大，但如要使钢件整个截面淬硬，就必须使其淬透才行。这就是研究淬透性的重要意义所在。

　　试验方法  主要有断口检验法、P—F法、u形曲线法、热盐水试验法和末端淬火法。(1)断口检验法。根据淬火后钢材断口组织的粗细来判断淬透深度。淬透部分的组织较细，呈绢状断口，未淬透部分的组织较粗，借此加以区分。这种方法只适用于非合金钢，特别是碳素工具钢。(2)P—F法。即标准化的断口检验法，主要适用于工具钢。此处P代表淬透深度，F表示断口的形貌。F根据瑞典标准采用断口晶粒度No.1～10，10个级别加以评定。(3)u形曲线N o N淬火圆棒横截面硬度(HRc)变化的u形曲线来评比淬透深度。方法是在同一截面上每隔90。或45。的直径上测定硬度，相应取平均值绘成曲线。u形曲线中部的硬度值越高，表示钢的淬透性越大。(4)热盐水试验法。1973年，美国人格兰奇(R.A.Grange)提出的用于低淬透性钢的方法。试样尺寸为长、宽各25.4mm，厚2.5mm。在温度为60～90℃的10％盐水中淬火后，在规定的位置测量其硬度HR(：。(5)末端淬火法。又称顶端淬火法，简称端淬试验。1938年，由美国人乔米尼(w.E..Jominy)和博奇霍尔德(A.L.Boegehold)提出，后乔米尼对试样的尺寸作了改进。除了那些淬透性很小或很大的钢外，这方法广泛适用于其他所有钢种，为各国所采用。各国端淬试验的条件如表所示。表中所列试样尺寸为标准试样尺寸。对于小试料采用插入型端淬试样；对于淬透性大的钢种采用空冷端淬试样。其他形式的端淬试样还有L形样、铸造样、楔形样、V形样等，在这些情况下，各有关试验项目作相应修正。

　　各国端淬试验条件的比较

淬透性

　　标准端淬试验及其应用  其淬火装置如图1a所示。钢坯正火后加工成标准尺寸的试样，在无氧化和脱碳的情况下奥氏体化(加热温度和时间是主要影响因素)。按表中所列规范，端面喷水冷却后，在试样相隔180度的两侧面，沿长度方向备磨出一测试平面(磨削时需强化冷却)。在测试平面中心线上，白水冷端开始按规定的间隔测定洛氏硬度(至HRc20，低淬透性钢宜采用维氏硬度以提高精确性)，然后以纵坐标为洛氏硬度，横坐标为自水冷端的距离(称端淬距离，简称f，距离)，绘出硬度变化曲线。曲线中的每一个试验点系两个相对测试平面上相应J距离处硬度测试值的平均值。这种曲线称淬透性曲线(或端淬曲线、H曲线、乔米尼曲线)。图1b为标准端淬试验的淬透性曲线示意图。淬透性曲线是机械零件设计的重要依据之一。各种钢的淬透性曲线可在各国的工业标准或合金钢的有关手册中查到。淬透性曲线揭示了钢在一系列不同冷却速度下(随J距离增大冷速减小)冷却后的硬度。由于端淬试验的冷却条件是规范化的，各个不同J距离处的冷速也就是固定不变的。如博奇霍尔德对给定温度点(705℃)的冷速测定结果如下：

淬透性

　　这样就可以不考虑钢件的具体形状和具体的冷却条件，而只归结为冷却速度与淬火后钢硬度的关系。换言之，只要冷却速度一定，给定钢的硬度就一定。如果在给定[，距离处再观察显微组织，就可进一步建立冷却速度一显微组织一硬度的内在关系。这种内在关系为确定零件某特定部位的冷却速度，以及在已知硬度要求的条件下选择钢种提供了依据。淬透性曲线的几个特殊点有重要意义。(1)J=1.6mm处(图1b中a点)的硬度值代表钢的淬硬性(取决于奥氏体中的碳含量)，该处组织中马氏体的体积百分数相应于99.9％。(2)曲线拐点处的硬度(图1b中b点)，大多相当于50％马氏体+50％非马氏体区的硬度，通常称半马氏体硬度(主要取决于碳含量)。可用该点距水冷端距离(简称半马距)的远近代表钢的淬透性的大小。半马距越长，钢的淬透性越大。(3)从水冷端至99.9％马氏体区的最大距离(图1b中c点)，也可作为钢的淬透性的判据。这一距离可通过观察组织来求得。也可较方便地先从99.9％马氏体的硬度与碳含量的关系求得相应硬度值后在淬透性曲线上求得。(4)整个淬透性曲线(特别是拐点处)变化是平缓还是陡峭。变化平缓的表示钢的淬透性大；变化陡峭的表示淬透性小。

淬透性

　　在淬透性曲线已知的条件下，可从有关的列线图求得：(1)中心淬硬到半马氏体硬度的钢棒的最大直径(称为在给定淬火介质中的临界直径)。(2)为使钢棒中心淬硬到半马氏体硬度所需的淬火介质(不同的淬火介质有不同的淬火烈度H值)。(3)一定尺寸钢棒在不同H值的淬火介质中淬火后横截面的硬度分布等。如图2所示为圆棒中心得到半马氏体的钢棒直径(称临界直径)与J距离的关系。首先，从给定钢的淬透性曲线求出与给定的中心硬度(半马氏体硬度)所对应的t，距离(假如为19.1mm)，然后，由指定的淬火介质的H值(假如为O.35)，即可从图中求得此条件下的临界直径为50mm。或者反过来，由被试钢材的临界直径与相应于半马氏体硬度的c，距离的交点求得相应淬火介质的H值(O.35)。根据图3还可求出不同尺寸圆棒淬火后横截面硬度的分布。方法是在横坐标上取具有某给定硬度的。，距离，由此点向上作辅助线，使其与图中相应曲线(某H值)相交即得。因为该条曲线相应于为了在给定直径圆棒中不同位置(表面、1/2半径、中心等)获得相应硬度所需的H值。

淬透性