鋼的表面淬火.ppt

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1、鋼的表面熱處理表面熱處理是不改變另件表面的化學(xué)成分，只通過(guò)改變表面的組織狀態(tài)而改變表面性能的熱處理方法。其主要目的是使另件表面獲得高硬度和耐磨性，而心部仍然保持足夠的塑性和韌性。根據(jù)加熱方法的不同，可分為感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱、電解液加熱等表面加熱方法。本章內(nèi)容感應(yīng)加熱的基本原理快速加熱時(shí)的相變特點(diǎn)★高頻感應(yīng)淬火的組織和性能★高頻感應(yīng)加熱淬火工藝高頻淬火后的回火高頻感應(yīng)淬火的應(yīng)用其它表面淬火方法§1感應(yīng)加熱的基本原理1、電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流2、感應(yīng)電流的表面效應(yīng)距表面X厘米處的感應(yīng)電流強(qiáng)度為：Ix=Io×exp(-X/△)安培當(dāng)X=0時(shí)，Ix=IoX>0時(shí)，Ix<

2、IoX=△時(shí)，Ix=Io/e=0.368Io△─感應(yīng)電流透入深度電流強(qiáng)度I0距離~Io△表面X中心X=△時(shí)，在此深度內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量占全部熱量的85%~90%，因此將這一距離定義為加熱層深度?！?50300√ρ/μf(mm)ρ－電阻率μ－相時(shí)導(dǎo)磁率ρ隨溫度升高而升高μ隨溫度升高而隨降低在居里溫度(770℃)以上降為1因此低溫時(shí)電流透入深度小，高溫時(shí)電流透入深度大。ρμρ、μ在20℃時(shí)：在800℃時(shí)：根據(jù)加熱電流頻率的不同，可分為：高頻加熱250kHz淬硬層0.5~3mm超音頻加熱30KHz淬硬層1~4mm中頻加熱2.5~8KHz淬硬層3~10mm工頻加熱50Hz淬硬層>1

3、5mm§2快速加熱時(shí)的相變特點(diǎn)高、中頻感應(yīng)加熱是一種內(nèi)熱源加熱，加熱速度極快，僅用幾秒到十幾秒鐘的時(shí)間就可使工件表面達(dá)到淬火溫度，加熱速度高達(dá)100℃/秒以上，這種快速加熱條件下進(jìn)行相變和緩慢加熱有所不同。1、加熱速度對(duì)臨界點(diǎn)的影響奧氏體轉(zhuǎn)變是一個(gè)擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，原子的擴(kuò)散需要時(shí)間，當(dāng)提高加熱速度，原子來(lái)不及擴(kuò)散，使臨界溫度Ac1、Ac3、Acm升高。鋼的原始組織對(duì)的轉(zhuǎn)變速度也有很大的影響。原始組織越粗大，碳的擴(kuò)散距離越長(zhǎng)，臨界溫度越提高。2、對(duì)奧氏體均勻化與晶粒長(zhǎng)大的影響奧氏體均勻化及晶粒長(zhǎng)大和原子的擴(kuò)散有關(guān)，在快速加熱時(shí)，擴(kuò)散過(guò)程來(lái)不及充分進(jìn)行，因此，奧氏體來(lái)不及均勻化，

4、晶粒也來(lái)不及長(zhǎng)大。①對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)影響不均勻的奧氏體中未溶碳化物和高碳、低碳區(qū)的存在，促使奧氏體轉(zhuǎn)變，使C曲線左移。②改變Ms點(diǎn)和馬氏體組織形態(tài)由于低碳區(qū)的存在，使Ms升高，淬火鋼中的板條M量增多。在快速加熱淬火時(shí)，可以獲得兩種不同形態(tài)的馬氏體及未溶碳化物的復(fù)合組織。3、對(duì)冷卻轉(zhuǎn)變的影響§3高頻感應(yīng)淬火的組織和性能一、高頻淬火后的組織第1層淬硬層溫度＞Ac3組織：M+AR第2層過(guò)渡層溫度在Ac1~Ac3之間，組織：M+AR+F第3層心部原始組織。溫度：

5、淬火后在另件表層造成壓應(yīng)力；②由于加熱速度快，晶粒細(xì)??；③從不均勻奧氏體中產(chǎn)生的馬氏體組織中，殘余奧氏體數(shù)量較少；④高頻淬火后的組織中有兩種形態(tài)的馬氏體，高碳馬氏體分散在低碳馬氏體中，對(duì)低碳馬氏體起彌散硬化作用。2、疲勞強(qiáng)度高頻淬火后，表面處于壓應(yīng)力狀態(tài)，提高了另件的疲勞強(qiáng)度。疲勞強(qiáng)度和淬硬層深度有一定的關(guān)系。3、耐磨性高頻淬火后工件的耐磨性比普通淬火高。這主要是由于淬硬層中馬氏體極為細(xì)小，碳化物彌散度高，以及硬度較高，且表面的壓應(yīng)力狀態(tài)綜合作用的結(jié)果。4、多沖抗力隨淬硬層深度的增加而增加，但有一極限值?！?高頻感應(yīng)加熱淬火工藝影響感應(yīng)加熱的工藝參數(shù)較多，而且一般是通過(guò)調(diào)

6、整電參數(shù)來(lái)影響熱參數(shù)，加熱速度又很快，只能通過(guò)試驗(yàn)方法找到合理的工藝參數(shù)。下面闡述的是工藝制定的原則。一、淬火加熱溫度的確定1、化學(xué)成分相同成分時(shí)，一般均比緩慢加熱時(shí)的溫度要高，具體溫度還與加熱速度，晶粒大小有關(guān)。2、原始組織原始組織越粗，則淬火溫度應(yīng)越高調(diào)質(zhì)組織為回火索氏體，碳化物細(xì)小，加熱時(shí)很容易溶入A中，是理想的感應(yīng)加熱前的原始組織3、加熱速度①提高加熱速度，相變將在較高溫度發(fā)生。②每一種加熱速度下，都有一最佳的加熱溫度范圍，硬度可達(dá)到最大值。③增加加熱速度時(shí)，最佳加熱溫度范圍移向高溫，且最佳溫度范圍變寬。④感應(yīng)加熱時(shí)，加熱速度不是一個(gè)常數(shù)，當(dāng)溫度超過(guò)居里溫度(77

7、0℃)后，導(dǎo)磁率μ減小，△增加，加熱速度也隨之降低(W=α√ρμ)。這時(shí)要調(diào)整電參數(shù)，增大輸出功率，控制加熱速度。居理溫度二、加熱方式1、同時(shí)加熱法加熱的最大面積F=η變?chǔ)歉蠵總/Po式中：η變─高頻變壓器的效率(≈0.8)η感─感應(yīng)器的效率(≈0.8)P總─設(shè)備的最大輸出功率(kW)Po─另件加熱所需的單位功率(kW/cm2)設(shè)備型號(hào)設(shè)備功率(kW)最大加熱面積(cm2)一次加熱連續(xù)加熱DGF-C-108DGF-200/2.5GP60-CR13-1GP100-C2100200601001282505490801002745設(shè)