浅析淬透性和淬火介质.pdf

第3期(总第127期)
机槭管理开发
2012年6月
0.3( SUM No.127)
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Jun 201
浅析淬透性和淬火介质
程俊萍
(山西焦煤西山煤电机电厂,山西太原030053
摘要:通过对淬透性的介绍和分析,引出淬火介质,通过对淬火介质的详细分析及其适用范国的具体阐述,指出
了两者之间的关系。
关键词:淬透性;淬火介质;热处理
中图分类号:TG154.4文献标识码:A文章编号:1003-773X(2012)03-0107-02
0引言
却,故挥发性低的液体有较大的气化热,不易成气体,
钢的淬透性是评定钢淬火质量的一个重要参数。因而处于淬火件表面的气体就少,溶火较激烈,因此,
他对于钢材的选择,编制热处理工.艺具有重要意义。选用淬火介质,应是比热大、导热系数大、粘度小而不
工件经淬火后一般从表面到内部一定深度获得马氏体易挥发的,效果最好。
组织,这种马氏体组织的深度通常称为淬透层深度或2淬火介质的作用和选择
淬硬层深度。实际生产发现,尺寸相同、钢种不同的工
钢在各种不同淬火介质中,在高温转变和低温转
件,按相同条件淬火后,有的可以整个截面都获得马氏变的两个温度范围内的冷却速度,如表1。以静止的
体组织,有的只能在表层一定厚度内获得马氏体组织,18℃的水的冷却速度作为1,则可以求得各种淬火介
有的甚至在最表面也不能得到全部马氏体,因此,不同质的相对冷却强度,也见表1。
钢材的淬透性是有高低之分的。钢的淬透性越好,淬
表1在各种常用淬火介质中的冷却速度和冷却强度
火后就越容易得到较深的淬硬层。以尺寸相同的40
在各温度区间的冷」以18℃水为标准的
钢和400r钢轴类零件为例,水淬后的淬硬层示意图见
淬火介质
却速度℃パS)「相对冷却强度P
图1所示。图中,h、H分别代表40钢和40Cr钢的淬硬
层深度。
650~5501300~-200650~5501300~200
18℃的10%苛性钠水溶液「1200300
1.10
18℃的10%食盐水溶液「1100300
83
1.10
「138℃的1O%苏が打水溶液「8027013310
18℃的10%硫酸水溶液750
300
1.25
1.10
0℃的水
1.06
1.02
18℃的水
600
270
表面中心
表面中心
26℃的水
500
270
0.84
)40钢
(b)40Cr钢
50℃的矿物机械油
0.25
0.11
图1水淬后的谇硬层
淬透性介绍
50℃变压器油
0.20
0.09
淬透性是钢的一种固有属性,是由钢的内在因素
50℃的水
100
270
0.17
决定的,如钢的化学成分、奥氏体均匀度和奥氏体化温
74℃的水
05
0.74
度、奥氏体晶粒度等。而钢在淬火时的实际淬硬层深
100℃的水
0.044
0.7
度除受自身淬透性影响外,还受其它外界因素的影响,
空气(静止)
0.0280.007
如淬火介质的冷却能力强弱。而淬火介质的冷却强度
静止的和搅动的淬火介质,它们的冷却强度有很
受以下几个因素的影响:1)液体的比热;2)液体的导大的不同,见表2。
热系数;3)液体的粘度;4)液体的挥发性;5)液体的运
表2冷却条件对冷却强度的影响
动情况。比热的大小,决定其吸热的能力,比热越大,
境动程度
冷却强度p
则温度上升越少,容易吸收大量的热,使钢快速冷却。
空气
油
水食盐水
止
0.25~0.30
0.9~1.0
导热系数的大小也与吸热的速度有关,导热系数越大,级世动
0.35-0.40
1.2-1.3
则在一定时间内可以导出较多的热量,故冷却速度也
中等搅动
0.4-0.5
1.4-1.5
越快。液体的粘度大时,运动不灵活,由对流作用导去「强烈搅动005
0.5-0.8
1.6~2.0
的热量就少,使冷却能力减低。挥发性的大小与液体
自来水、3%~5%NaOH的质量分子数、5%~10%的
的气化温度有关,气化的蒸汽围绕工件的周围,妨碍冷NaCI的质量分子数、全损耗系统用油、各种快速淬火
收稿臼期:2012-02-15
作者简介:程俊萍(1972-),女,山西太原人,エ程师,大专,主要从事杌械产品制造工艺技术与管理。
?107?
第3期(总第127期)
机槭管理开发
2012年6月
油、等温分级淬火油、PAG类水溶性淬火剂等是当前见表3。
用的很广的淬火介质。
表3水性和油性淬火介质的钢种适应性对比
水是应用最广泛的淬火剂,它在650~550℃的温
钢种
水性介质油性介质
度范围内可达到制烈的冷却。但它在300200以下「磁素结构钢,磁素工具解和一般都活用除教厚大件外都
(650-55℃)有很大的降低,但在形成马氏体的温度3火介质如何合理使所マ用」大部外ン
形成马氏体的温度范围内的冷却强度仍然很大,这是
中合金结构钢和合金工具钢少数情况
它最大的缺点。改変水的温度虽可使其淬火能力高合金钢
一般都
适用
大部分适用
范围内,水的冷却强度几乎没有影响,所以,其在低温
因此,淬透性不高、有效厚度大、形状较简单、采取
冷却速度过快,谇透性较好的钢在其中淬火都容易单件或分散方式人溶火液的工件,大多适宜用水溶性
淬裂。
淬火剂;油淬不硬而自来水淬火又易开裂的工件,适宜
水中加人少量NaOH或NaCI的作用有两个:1)提用水性淬火液淬火。淬透性较好的钢制工件,有效厚
高淬火冷却高温阶段的冷却速度,2)减小水温升高对度小的工件,以密集装挂或堆放方式进人淬火液进行
冷却特性的影响。加入少量的碱,水溶液的冷却特性淬火的场合,要求严格控制淬火变形的工件,形状复杂
受液温变化的影响就大幅度减小。这就是碱水能够使和内孔较深的工件等,适宜在油中溶火,而不适宜在水
形状较复杂和有内孔的工件均匀猝硬的原因,盐水对溶液中做浸入式淬火:用全损耗系统用油滓火硬度不
液温的敏感程度稍大于NaOH水溶液。低浓度的PAG足或硬化深度不够的工件,一般可考虑改用快速淬火
水溶液更大一些。
油淬火;尺寸较小、形状较复杂、要求淬火变形小的工
全损耗系统用油价格低,常用于处理溶透性较好件,可考虑采用热油溶火。
的钢制中小型工件。但是冷却能力较弱,不适于淬较
4结束语
厚大的工件,也不利于控制工件的淬火变形
淬透性和淬火介质看似不相关却有着密不可分的
自来水的冷却速度快,全损耗系统用油则过慢,在联系。尤其在钢种确定,或使用低成本钢种,又要求较
它们之间有相当大的冷却速度差异;在自来水和全损高的产品质量时,在了解溶透性的基础上,溶火介质的
耗系统用油的冷却速度曲线之间有相当宽的中间地恰当合理使用,会使提高产品质量