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锻件淬硬性和淬透性的应用
2021.05.30

淬硬性和淬透性是表征锻件接受淬火能力大小的叫项性能指标,它们也是选材、用材的重要依据。淬硬性是锻件在理想条件下进行淬火硬化所能达到的绝高硬度的能力。决定锻件淬硬性高低的主要因素是锻件的含碳量,更确切地说是淬火加热时固溶在奧氏体中的含碳量,含碳量越高,钢的淬硬性也就越高。而钢中合金元素虽然对淬硬性的影响不大,但对钢的淬透性却有重大影响。

淬透性是指在规定条件下,决定钢材淬硬层深度和硬度分布的特性。即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力,它是钢材的一种固有属性。淬透性实际上反映了钢在淬火时,奥氏体转变为马氏体的容易程度。它主要和钢中过冷奥氏体的稳定性有关,或者说与锻件钢中临界淬火冷却速度有关。

冷却介质中淬火冷却,淬火后在其横截面上观察金相组织及硬度分布曲线,图中画剖面线区为马氏体,余部分为非马氏体区,即淬火前的组织。由图看到右侧钢棒的马氏体区较深,因而其淬透性较好,左侧材料的马氏体硬度较高,即淬硬性较好。淬火时锻件截面上各处的冷却速度是不同的。表面的冷却速度越大,越到中心冷却速度越小,如果锻件表面及中心的冷却速度都大于该钢锻件的临界冷却速度,则沿锻件的整个截面都能获得马氏体组织,即钢锻件被完仝淬透了。如中心部分低于临界冷却速度,则表面得到马氏体,心部获得非马氏休组织,表示钢锻件未被淬透。

生产中常用有效淬硬层深度表示钢锻件的淬透性,即从表面测量到49.9% (体积分数)马氏体处的垂直距离。也有用从表面测量到规定的硬度处的垂直距离表示有效淬硬层深度。如感应淬火层深(DS)和化学热处理层深(DC)就是用从表面测量到规定的硬度处的垂直距离。

淬透性不同的锻件调质后力学件能的分布情况如图所示。淬透性高的其力学性能沿截面是 均匀分布的,而淬透件低的,心部力学性能低,韧性更低。这是因为淬透性高的钢锻件调质后其组织由表及里都是粒状回火索氏体,有较高的轫性,而淬透性低的钢,心部为片状铁素体,轫性较低。