表面淬火工艺原理样本
4.2 表面淬火工艺原理
一、钢在非平衡加热时的相变特点
如前所述, 钢在表面淬火时, 其基奉条件是有足够的能量密度提供表面加热, 使表面有足够快的速度达到相变点以上的温度。因此, 表面淬火时, 钢处于非平衡加热。
钢在非平衡加热时有如下特点:
1．在一定的加热速度范围内, 临界点随加热速度的增加而提高。
在快速加热时均随着加热速度的增加而向高温移动。但当加热速度大到某一范围时, 所有亚共析钢的转变温度均相同.加热速度愈快, 奥氏体形成温度范围愈宽, 但形成速度快; 形成时间短．加热速度对奥氏体开始形成温度影响不大, 但随着加热速度的提高, 显著提高了形成终了温度．原始组织愈不均匀, 最终形成温度提得愈高．
2．奥氏体成分不均匀性随着加热速度的增加而增大
如前所述, 随着加热速度的增大, 转变温度提高, 转变温度范围扩大．随着转变温度的升高, 与铁素体相平衡的奥氏体碳浓度降低, 而与渗碳体相平衡的奥氏体碳浓度增大．因此, 与铁素体相毗邻的奥氏体碳浓度将和与渗碳体相毗邻的奥氏体中碳浓度有很大差异。由于加热速度快, 加热时间短, 碳及合金元素来不及扩散, 将造成奥氏体中成分的不均匀, 且随着加热速度的提高, 奥氏体成分的不均匀性增大。例如0.4％C碳钢, 当以130℃／s的加热速度加热至900℃时, 奥氏体中存在着1.6％C的碳浓度区．显然, 快速加热时, 钢种、原始组织对奥氏体成分的均匀性有很大影响．对热传导系数小, 碳化物粗大且溶解困难的高合金钢采用快速加热是有困难的．
3．提高加热速度可显著细化奥氏体晶粒．
快速加热时, 过热度很大, 奥氏体晶核不但在铁素体一碳化物相界面上形成, 而且也可能在铁素体的亚晶界上形成, 因此使奥氏体的成核串增大。又由于
加热时间极短, 奥氏体晶粒来不及长大．当用超快速加热时, 可获得超细化晶粒。
4．快速加热对过冷奥氏体的转变及马氏体回火有明显影响．
快速加热使奥氏体成分不均匀及晶粒细化, 减小了过冷奥氏体的稳定性, 使c曲线左移．由于奥氏体成分的不均匀性, 特别是亚共析钢, 还会出现二种成分不均匀性现象。在珠光体区域, 原渗碳体片区与原铁索体片区之间存在着成分的不均匀性, 这种区域很傲小, 即在微小体积内的不均匀性．而在原珠光体区与原先共析铁索体块区也存在着成分的不均匀性, 这是大致积范围内的不均匀性．由于存在这种成分的大致积不均匀性, 将使这二区域的马氏体转变点不同, 马氏体形态不同．即相当于原铁素体区出现低碳马氏体, 原珠光体区出现高碳马氏体．由于快速加热奥氏体成分的不均匀性, 淬火后马氏体成分也不均匀, 因此, 尽管淬火后硬度较高, 但回火时硬度下降较快, 因此回火温度应比普通加热淬火的略低。
二、表面淬火的组织与性能
1．表面淬火的金相组织
钢件经表面淬火后的金相组织与钢种、淬火前的原始组织及淬火加热时沿截面温度的分布有关。最简单的是原始组织为退火状态的共析钢。淬火以后金相组织应分为三区, 自表面向心部分别为马氏体区 (M) (包括残余奥氏体), 马氏体加珠光体 (M十P)及珠光体 (P)区。这里因此出现马氏体加珠光体区, 因快速加热时奥氏体是在一个温度区间、并非在一个恒定温度形成的, 其界限相当于沿截面温度曲线的奥氏体开始形成温度及奥氏体形成终了温度．在全马氏体区, 自表面向里, 由于温度的差别, 在有情况下也能够看到其差别, 最表面温度高, 马氏体较粗大, 中间均匀细小, 紧靠开始形成温度区, 由于其淬火前奥氏体成分不均匀, 如腐蚀适当, 将能看到珠光体痕迹(”珠光体灵魂”)．在温度低于奥氏体形成终了温度区, 由于原为退火组织, 加热时不能发生组织变化, 故为淬火前原始组织．
若表面淬火前原始组织为正火状态的45钢, 则表面淬火以后其金相组织沿截面变化将要复杂得多．如果采用的是淬火烈度很大的淬火介质, 即只要加热温度高于临界点, 凡是奥氏体区均能淬成马氏体, 按其金相组织分为四区, 表面马氏体区(M), 往里为马氏体加铁素体(M+F) ,再往里为马氏体加铁索体加珠光体区, 中心相当于温度低于奥氏体开始形成温度区为淬火前原始组织, 即珠光体加铁索体。在全马氏体区, 金相组织也有明显区别, 在紧靠相变点Ac3区, 相当于原始组织铁索体部位为腐蚀颜色深的低碳马氏体区, 相当于原来珠光体区为不易腐蚀的隐晶马氏体区, 二者颜色深浅差别很大(图4-5b)。由此移向淬火表面, 低碳马氏体区逐渐扩大, 颜色逐渐变浅, 而隐晶马氏体区颜色增深, 靠近表面变成中碳马氏体(如图4-5a)。
图4-5 45钢表面淬火后不同加热温度区的金相组织若45钢表面淬火前原始组织为调质状态, 由于回火索氏体为粒状渗碳化均匀分布在铁素体基体上的均匀组织, 因此表面淬火后不会出现由于上述那种碳浓度大致积不均匀性所造成的淬火组织的不均匀．在截面上相当于Acl与Ac3, 温度区的淬火组织中, 未溶铁索体也分布得比较均匀．在淬火加热温度低于Ac1, 至相当于调质回火温度区, 如图4-6中C区, 由于其温度高于原调质回火温度而又低于临界点, 因此将发生进一步回火现象。表面淬火将导致这一区域硬度下降(图4—6)．这一部分的回火程度取决于参数M, 其区域大小取决于表面淬火加热时沿截面的温度梯度。加热速度愈快, 沿截面的温度梯度愈陡, 该区域愈小．由于加热速度快, 加热时间短, 参数M小, 回火程度也减小．
表面淬火淬硬层深度一般计至半马氏体(50％M)区, 宏观的测定方法是沿截面制取金相试样, 用硝酸酒精腐蚀, 根据淬硬区与未淬硬区的颜色差别来确定(淬硬区颜色浅); 也可借测定截面硬度来决定。
图4-6原始组织为调质状态的45钢表面淬火后沿截面硬度
2．表面淬火后的性能
(1)表面硬度
快速加热, 激冷淬火后的工件表面硬度比普通加热淬火高。例如激光加热淬火的45钢硬度比普通淬火的可高4个洛氏硬度单位; 高频加热喷射淬火的, 其表面硬度比普通加热淬火的硬度也高2～3个洛氏硬度单位。这种增高硬度现象与加热温度及加热速度有关．当加热速度一定, 在某一温度范围内能够出现增加硬度的现象, 提高加热速度, 可使这一温度范围移向高温, 看来这和快速加热时奥氏体成分不均匀性、奥氏体晶粒及亚结构细化有关。
(2)耐磨性
快速加热表面淬火后工件的耐磨性比普通淬火的高。快速表面淬火的耐磨性优于普通淬火的。看来, 这也与其奥氏体晶粒细化、奥氏体成分的不均匀, 表面硬度较高及表面压应力状态等因素有关。
(3)疲劳强度
采用正确的表面淬火工艺, 能够显著地提高零件的抗疲劳性能。例如40Gr 钢, 调质加表面淬火(淬硬层深度0, 9mm)的疲劳极限为324N／mm2, 而凋质处理的仅为235N／mm2。表面淬火还可显著地降低疲劳试验时的缺口敏感性。表面淬火提高疲劳强度的原因, 除了由于表层本身的强度增高外, 主要是因为在表层形成很大的残余压应力。表面残余压应力愈大, 工件抗疲劳性能愈高。
3．表面淬火淬硬层深度及分布对工件承载能力的影响
虽然表面淬火有上述优点, 但使用不当也会带来相反效果。例如淬硬层深度选择不当, 或局部表面淬火硬化层分布不当, 均可在局部地方引起应力集中而破坏。
(1)表面淬火硬化层与工件负载时应力分布的匹配即表面淬火淬硬层深度必须与承载相配。
(2)表面淬硬层深度与工件内残余应力的关系
由第三章所采用类似的分析方法可知, 表面淬火时由于仅表面加热, 仅表面发生胀缩, 故表面将承受压应力。淬火冷却时表面热应力为拉应力, 而表面组织应力为压应力, 二者叠加结果, 表面残余应力为压应力。这种内应力由于表面部分加热和冷却时的胀缩和组织转变时的比容变化所致, 显然其应力大小及分布与淬硬层深度有关．试验表明, 在工件直径一定的情况下, 随着硬化层深度的增厚, 表面残余压应力先增大, 达到一定值后, 若再继续增厚硬化层深度, 表面残余压应力反而减小。残余应力还与沿淬火层深度的硬度分布有关, 即与马氏体层的深度、过渡区的宽度及工件截面尺寸之间的比例有关。
高频淬火原理及工艺解析
高频淬火含义与原理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、含义 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。 二、原理 利用电流的集肤效应，在零件表面形成电流进而加热工件，实现心部和表面不同的热处理状态； 其中根据电流频率的不同分为工频、中频和高频。分别针对不同的淬硬深度和工件大小。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热
零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。 产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.
表面淬火工艺
淬火.退火.正火工艺 ◆表面淬火 ? 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 ? 感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点： 1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高 2.工件因不是整体加热，变形小 3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少 4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命 5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好 6.便于机械化和自动化 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 ? 感应加热的基本原理 将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。 ? 感应表面淬火后的性能 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3 个单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 ? 退火的目的 ①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 ②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。 1
中频表面淬火工艺技术报告
关于中频表面淬火工艺的技术报告 热处理是机械制造中热加工工艺的一种。它对保证机械产品的质量，延长使用寿命，有着重大的作用。钢的热处理就是利用钢在加热、保温和冷却作用下，其内部发生组织状态（晶体结构、组织形态）、物理状态（比容、残余内应力等）和化学成分分布的变化，而使工件具有预期的工艺性能、机械性能、物理性能和化学性能，以达到便于冷热加工，提高使用寿命，充分发挥材料潜力的目的。钢的热处理基本工艺包括退火、正火、淬火、回火和化学热处理等。根据在车间实习和工作情况，我将主要负责车间中频表面淬火工序的工艺编制。所以将重点放在中频表面淬火工序上。 一、感应加热原理及分类 中频加热是感应表面加热的一种。感应表面加热是利用导体（零件）在高频磁场作用下产生的感应电流（涡流损耗）以及导体内磁场的作用（磁滞损耗）引起导体自身发热而进行加热的。根据设备的频率不同分为：①高频加热，频率为100~500千赫。淬硬层深度为0.3~3㎜，加工工件最小直径为Φ28㎜；②中频加热，一般采用8000赫兹和2500赫兹二种，淬硬层深度：8000赫兹 1.3-5.5㎜，加工工件最小直径为Φ16㎜；2500赫兹 2.4-10㎜，加工工件最小直径为Φ28㎜；③工频加热，频率为50赫兹，淬硬层深度为17-70㎜，加工工件最小直径为Φ200㎜。目前，我车间使用的设备是中频立式淬火机床，频率为8000赫兹。而多年不用的高频淬火机床在车间搬、拆迁过程中已经拆除了。 二、感应加热表面淬火工艺及选择 感应加热工艺参数包括着热处理参数和电参数。热处理参数包括加热温度、加热时间、加热速度以及淬火层深度。电参数包括设备的频率、零件单位面积功率等。 感应加热淬火工艺中几个主要问题： 1、确定零件的技术要求 表面淬火零件的技术要求包括：表面硬度、淬火层深度及淬硬区分布、淬火层组织等。 ⑴.表面硬度：感应淬火后零件的表面硬度要求与材料的化学成分和使用的条件有关。 ⑵.淬火层深度：淬火层深度主要是根据零件的机械性能确定的。 ⑶.淬硬区分布：按零件的几何形状与工作条件的不同，各种表面淬火零件的硬化区部分和尺寸有不同的要求。 ⑷.金相组织：按零件的材料及工作条件，规定各格的等级范围。按评级标准进行金相评级。 2、加热温度的选择 感应加热速度快，与一般加热相比，必须选用较高的加热速度，适宜的加热温度是与钢材的化学成分、原始组织状态及加热速度等因素有关。我车间由于设备的限制，只能采取目测加热温度的方法。 3、设备频率的选择 频率的选择主要是根据淬火层深度和零件的尺寸大小来确定。当设备给定或选定以后，设备的频率就是一个不可调的参数。我车间的设备只有立式淬火机床一台，故工艺选择中不再考虑设备频率。 4、感应加热方法及工艺操作 感应加热方法基本分为两种： ⑴.同时加热法，这种加热法是被加热的表面同时共热升温，零件需要加热的整个部分都被感应器包围着。在大批量生产时，为充分发挥设备潜力，提高生产效率，只要设备输出功率足够的条件下，尽可能采用同时加热。 ⑵.连续加热法，零件表面的加热和冷却时连续不断进行的。连续加热生产率较低，但加
表面淬火工艺原理4-2
4.2 表面淬火工艺原理 一、钢在非平衡加热时的相变特点 如前所述，钢在表面淬火时，其基奉条件是有足够的能量密度提供表面加热，使表面有足够快的速度达到相变点以上的温度。因此，表面淬火时，钢处于非平衡加热。 钢在非平衡加热时有如下特点： 1．在一定的加热速度范围内，临界点随加热速度的增加而提高。 在快速加热时均随着加热速度的增加而向高温移动。但当加热速度大到某一范围时，所有亚共析钢的转变温度均相同.加热速度愈快，奥氏体形成温度范围愈宽，但形成速度快；形成时间短．加热速度对奥氏体开始形成温度影响不大，但随着加热速度的提高，显著提高了形成终了温度．原始组织愈不均匀，最终形成温度提得愈高． 2．奥氏体成分不均匀性随着加热速度的增加而增大 如前所述，随着加热速度的增大，转变温度提高，转变温度范围扩大．随着转变温度的升高，与铁素体相平衡的奥氏体碳浓度降低，而与渗碳体相平衡的奥氏体碳浓度增大．因此，与铁素体相毗邻的奥氏体碳浓度将和与渗碳体相毗邻的奥氏体中碳浓度有很大差异。由于加热速度快，加热时间短，碳及合金元素来不及扩散，将造成奥氏体中成分的不均匀，且随着加热速度的提高，奥氏体成分的不均匀性增大。例如0.4％C碳钢，当以130℃／s的加热速度加热至900℃时，奥氏体中存在着1.6％C的碳浓度区．显然，快速加热时，钢种、原始组织对奥氏体成分的均匀性有很大影响．对热传导系数小，碳化物粗大且溶解困难的高合金钢采用快速加热是有困难的． 3．提高加热速度可显著细化奥氏体晶粒． 快速加热时，过热度很大，奥氏体晶核不仅在铁素体一碳化物相界面上形成，而且也可能在铁素体的亚晶界上形成，因此使奥氏体的成核串增大。又由于加热时间极短，奥氏体晶粒来不及长大．当用超快速加热时，可获得超细化晶粒。
45钢高频淬火.
45钢高频淬火性能研究 学号： 姓名：
45钢高频淬火性能研究 45钢经过调质处理后，有良好的综合性能，广泛应用于各种重要零件，如连杆，齿轮，轴类，不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。 本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响，采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化，对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善，表面为淬火马氏体，而心部仍为正火组织，使得试件既耐磨又有很强的韧性，所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。 关键词： 45钢高频感应淬火金相硬度
目录 第一章前言.............................................. 错误！未定义书签。（一）感应加热淬火工艺概述.. (1) （二）感应加热淬火技术特点 (2) （三）高频感应淬火技术的应用.......................... -错误！未定义书签。（四）感应加热淬火技术的发展............................ 错误！未定义书签。（五）感应淬火常见问题及原因............................ 错误！未定义书签。（六）45钢齿轮热处理................................... 错误！未定义书签。第2章工艺方案制定与实验过程............................ 错误！未定义书签。（一）工艺设定.......................................... 错误！未定义书签。（二）实验过程.......................................... 错误！未定义书签。 （1）实验目的......................................... 错误！未定义书签。 （2）实验材料......................................... 错误！未定义书签。 第3章实验结果及分析.................................... 错误！未定义书签。（一)硬度分析.. (12) （二）结论.............................................. 错误！未定义书签。 致谢 (12) 参考文献.................................................. 错误！未定义书签。
表面热处理方法
表面热处理方法、特点和应用 表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)， 或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。 火焰表面淬火 用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却 淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。 表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52 这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用 适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等 常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，还可用于灰铸铁、合金铸铁件。 碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右0.35-0.5%之间的碳素钢最适宜。 感应加热表面淬火;将工件放入感应器中,使工件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获得非常细小的针状马氏体组织。 根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为: 高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz 1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性： 2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%： 3变形小： 4淬火层深度易于控制： 5淬火时不易氧化和脱碳： 6可采用较便宜的低淬透性钢： 7操作易于实现机械化和自动化,生产率高
十种常用淬火方法
十种常用淬火方法，学会成淬火大师！淬火；空气）（水、油、热 处理工艺中淬火的常用方法有十种，分别是单介质点的马氏体分级淬火法；贝氏体等温淬Ms双介质淬火；马氏体分级淬火；低于火法；复合淬火法；预冷等温淬火法；延迟冷却淬火法；淬火自回火法；喷射淬火法等。一、单介质（水、油、空气）淬火单介质（水、油、空气）淬火：把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介 常用于形状简单的碳钢和合金钢使其完全冷却。这种是最简单的淬火方法，质，工件。淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。 二、双介质淬火先在冷却能力强的淬火介质中冷却双介质淬火：把加热到淬火温度的工件， 点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温Ms至接近合金钢制作用于形状复杂件或高碳钢、度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。-硝盐、水油、水-的大型工件，碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介质有水-空气，一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质，较少-空气、油采用空气。三、马氏体分级淬火随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点钢材奥氏体化，马氏体分级淬火： 中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度)的液态介质(盐浴或碱浴一般用于形状复杂和变后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。形要求严的小型工件，高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。点的马氏体分级淬火法四、低于 Ms . . . .
Mf而高于低于Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温度低于工件用钢的Ms常尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。时，工件在该浴槽中冷却较快，用于尺寸较大的低淬透性钢工件。五、贝氏体等温淬火法使其发生贝氏体等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，。贝氏体等温淬火工艺主要三个步下贝氏体转变，一般在浴槽中保温30~60min贝氏体等温处理；常用于 合金奥氏体化处理；②奥氏体化后冷却处理；③骤：①钢、高碳钢小尺寸零件 及球墨铸铁件。六、复合淬火法的马氏体，以下得体积分数为Ms10%~30%复合淬火法：先将工件急冷至常用于合金然后在下贝氏体区等温，使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织，工具钢工件。七、预冷等温淬火法）浴槽Ms预冷等温淬火法：又称升温等温淬火，零件先在温度较低（大于适用于淬透性较然后转入温度较高的浴槽中，中冷却，使奥氏体进行等温转变。差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火的工件。八、延迟冷却淬火法 Ar1Ar3或延迟冷却淬火法：零件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于常用于形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的零然后进行单介质淬火。温度，件。 九、淬火自回火法（常但在淬火时仅将需要淬硬的部分淬火自回火法：将被处理工件全部加热，立即取出在空待到未浸入部分火色消失的瞬间，浸入淬火液冷却，为工作部位） . . . . 使表气中冷却的淬火工艺。淬火自回火法利用心部未全部冷透的热量传到表面，面回火。常用于承受冲击的工具如錾子、冲子、锤子等。十、喷射淬火法根据所要求的淬向工件喷射水流的淬火方法，水流可大可小，喷射淬火法： 这样就能够保证得到比昔喷射淬火法不会在工件表面形成蒸汽膜，火深度而定。
高频感应加热淬火
材料：45钢 工艺情况：高频感应加热淬火 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀 组织说明： 图1：表面淬硬层组织：粗大针状马氏体。 由于感应加热功率高，致使表面温度偏高，约900℃以上，因而使晶粒快速增大，在随后的急冷中得到极粗大的针状马氏体。按标准评定相当于1级，属过热组织。中碳钢的含碳在0.4%～0.5%之间，当感应加热奥氏体化后，淬火急冷中得到马氏体针呈瘦长排列的特征，它不同于高碳钢淬火后的马氏体来得肥大。 图2：表面基体呈较粗针状马氏体组织。按JB/T9204-1999《钢件感应淬火金相检验》标准评定相当于3级，属过热组织。 瘦长的针状马氏体比图1的略为短小，晶粒亦较细一些，但仍属加热偏高的组织，必须调整加热参数使工件表面奥氏体化温度下降，才能得到较细的马氏体组织。 图3：表面基体呈中等针状马氏体组织，按JB/T9204-1999《钢件感应淬火金相检验》标准评定相当于4级，属正常组织。 马氏体针状较短，说明表面奥氏体化瞬时加热温度适中，这样在淬火后才能得到正常的马氏体组织。 图4：呈较细针状马氏体，按JB/T9204-1999《钢件感应淬火金相检验》标准评定相当于5～6级/属合格的正常组织。硬度可达55.0HRC。马氏体较短，针状不甚明显，属加热温度恰到好处。估计其表面感应加热的温度近850～860℃，才能得到这样细的马氏体组织，这也是接近极限温度，若再低就会出现托氏体欠热组织。 图5：表面组织为马氏体及黑色托氏体和微量铁素体的混合组织，按 JB/T9204-1999《钢件感应淬火金相检验》标准评定相当于8～9级，属欠热组织。硬度为48.0HRC。 图中灰白色基体为马氏体组织，很细，故而针状不明显。黑色团状区为托氏体组织。这是由于奥氏体化温度不足，在冷却时低于临界冷却速度故而形成奥氏体的分解产物—托氏体组织。并在托氏体中有少量白色小颗粒，是未溶解的铁素体组织。托氏体和铁素体组织均为降低基体硬度的组织，属不完全淬火，对高频淬火来讲，属不合格组织。 图6：表面组织为马氏体及托氏体和较多的铁素体混合组织。按 JB/T9204-1999《钢件感应淬火金相检验》标准评定相当于9～10级，属欠热组织。硬度为45.0HRC。 图中灰白色为马氏体组织，很细，分不清针状，这是由于加热温度偏低的原因。黑色为托氏体，托氏体中间夹有白色条块状铁素体是属于未溶解的组织。这是由于表面加热温度偏低即低于相变温度，致使奥氏体化温度不够，故得到不均匀的混合组织。
表面淬火材料的硬度及淬火深度检测方法
上海中研仪器制造厂 https://www.360docs.net/doc/977459095.html,/ 钢铁零件表面淬火硬度及淬火深度检测方法 A、首先熟悉以下两个名词： 1、有效硬化层深度（DS）：是指从零件表面到维氏硬度等于极限硬度那一层之间的距离。 2、极限硬度：是指零件表面所要求的最低硬度乘以系数，通常HV1试验力系数可以选用 0.8，也可以选用0.9或者更高（如零件表面硬度320HV，那么极限硬度 =320X0.8=256HV）。 B、试验力的选择 通常选用显微维氏硬度计，试验力通常选用HV1(9.807N),也可选用4.9N-49N范围内。 C、检测 1、检测应在规定试样表面的一个或者多个区域内进行，并在图纸上注明。 2、检测试样的制备： 应在垂直淬硬面切取试样，切断面作为检测面。检测面应做好磨抛处理，使其达到光洁如镜。在切割、磨抛过程中要注意避免工件过热、变形、出现倒角等。详见上海中研仪器制造厂技术文章栏目内的《金相试样制备流程》，这里不做过多阐述。 3、硬度检测： 硬度压痕应当打在垂直于表面的一条或多条平行线上，而且宽度为1.5mm区域内，最靠近表面的压痕中心与表面的距离为0.15mm，从表面到各逐次压痕中心的距离应每次增加0.1mm。当表面硬化层深度大时，各压痕中心的距离可以大一些，但在接近极限硬度区域附近，仍应保持压痕中心之间的距离为0.1mm。 4、测量结果： 用垂直表面横截面上的硬度变化曲线来确定有效硬化层深度。由绘制的硬度变化曲线，确定从零件表面到硬度值等于极限硬度的距离，这个距离就是感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度。 备注：一个区域内有多条硬度变化曲线时，应取各曲线测得的硬化层深度平均值，作为有效硬化层深度。有效硬化层深度用字母DS表示，深度单位为mm，例如硬化层深度0.5mm 可以写成DS0.5。 技术支持邮箱：zhongyanyiqi@https://www.360docs.net/doc/977459095.html,
淬火常见问题与解决技巧
淬火常见问题与解决技巧 Ms点随C%的增加而降低 淬火时，过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为Ms点，变态完成之温度称之为Mf点。%C含量愈高，Ms点温度愈降低。 0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右，而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。 淬火液可添加适当的添加剂 （1）水中加入食盐可使冷却速率加倍：盐水淬火之冷却速率快，且不会有淬裂及淬火不均匀之现象，可称是最理想之淬硬用冷 却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。 （2）水中有杂质比纯水更适合当淬火液：水中加入固体微粒，有助於工件表面之洗净作用，破坏蒸气膜作用，使得冷却速度增加，可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理，不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。 （3）聚合物可与水调配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液，甚为方便，且又无 火灾、污染及其他公害之虞，颇具前瞻性。 （4）乾冰加乙醇可用於深冷处理容液：将乾冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度，是很实用的低温冷却液。 硬度与淬火速度之关联性 只要改变钢材淬火冷却速率，就会获得不同的硬度值，主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线，此时沃斯田体变态温度较高，沃斯田体会生成波来体，变态开始点为Ps点，变态终结点为Pf点，波来体的硬度较小。若冷却速度加快，冷却曲线不会切过Ps曲线时，则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关，因此麻田散体的硬度会随著%C含量之增加而变大，但超过0.77%C后，麻田散体内的碳固溶量已无明显增加，其硬度变化 亦趋於缓和。 淬火与回火冷却方法之区别 淬火常见的冷却方式有三种，分别是：（1）连续冷却；（2）恒温冷却及（3）阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生，临界区域温度以上，可使用高於临界冷却速率的急速冷却为宜；进入危险区域时，使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此，此类冷却方式施行时，使用阶段冷却或恒温冷却（麻回火）是最适宜的。 回火处理常见的冷却方式包括急冷和徐冷两种冷却方法，其中合金钢一般使用急冷；工具钢则以徐冷方式为宜。工具钢自回火温度急冷时，因残留沃斯田体变态的缘故而易产生裂痕，称之为回火裂痕；相同的，合金钢若采用徐冷的冷却方式，易导致回 火脆性。 淬火后，残留沃斯田体的所扮演的角色 淬火后的工件内常存在麻田散体与残留沃斯田体，在常温放置一段长久时间易引起裂痕的发生，此乃因残留沃斯田体产生变态、引起膨胀所导致，此现象尤其再冬天寒冷的气候下最容易产生。此外，残留沃斯田体另一个大缺点为硬度太低，使得工具的切削性劣化。可使用深冷处理促使麻田散体变态生成，让残留沃斯田体即使进一步冷却也无法再产生变态；或以外力加工的方式，使不安定的残留沃斯田体变态成麻田散体，降低残留沃斯田体对钢材特性之影响。 淬火处理后硬度不足的原因 淬火的目的在使钢材表面获得满意的硬度，若硬度值不理想，则可能是下列因素所造成：（1）淬火温度或沃斯田体化温度不够；（2）可能是冷却速率不足所致；（3）工件表面若热处理前就发生脱碳现象，则工件表面硬化的效果就会大打折扣；（4）工件表面有锈皮或黑皮时，该处的硬度就会明显不足，因此宜先使用珠击法将工件表面清除乾净后，再施以淬火处理。 淬裂发生的原因 会影响淬裂的主要原因包括：工件的大小与形状、碳含量高低、冷却方式及前处理方法等。钢铁热处理会产生淬裂，导因於淬火过程会产生变态应力，而这个变态应力与麻田散体变态的过程有关，通常钢材并非一开始产生麻田散体变态即发生破裂，而是在麻田散体变态进行约50%时（此时温度约150℃左右），亦即淬火即将结束前发生。因此淬火过程，在高温时要急速冷却，而低温时要缓慢冷却，若能掌握『先快后缓』的关键，可将淬火裂痕的情况降至最低。 过热容易产生淬火裂痕 加热超过是当的淬火温度100℃以上，称之为过热。过热时，沃斯田体之结晶颗粒变得粗大化，导致淬火后生成粗大的麻田散体而脆化，易使针状麻田散体之主干出现横裂痕（此称为麻田散体裂痕），此裂痕极易发展成淬火裂痕。因此，当您的工件在沃斯田体化温度时产生过热现象时，后续的淬火、冷却均无法阻止淬裂的产生，故有人把『过热』称为发生淬火裂痕的元凶。 淬火前的组织会影响淬火裂痕？ 淬火前的组织当然会影响淬火的成败。最正常的前组织应该是正常化组织或退火组织（波来体结构），若淬火前组织为过热组织、球状化组织均会有不同的结果。过热组织易产生淬火裂痕，球状化组织则可以均匀淬硬而避免淬裂及淬弯，因此工具钢或高碳钢在淬火前，可施行球状化处理已是淬火重要技术之一。此时可施以球状化退火或调质球状化处理以获得球状碳化物。碳 化物若以网状组织存在，则容易由该处发生淬火裂痕。 淬火零件因常温放置引起之瑕疵 淬火后的零件，若长时间放置在室温，可能发生搁置裂痕及搁置变形两种缺陷。搁置裂痕又称为时效裂痕，尤其在冬天寒冷的夜晚，随温度之下降导致残留沃斯田体变态为麻田散体，使裂痕因此而产生，又称之为夜泣裂痕。搁置变形又称之为时效变形，乃淬火工件放置於室温引起尺寸形状变化之现象，大多导因於回火处理不完全所致。为防止搁置变形，需让钢材组织安定化，因此首先要消除不安定之残留沃斯田体（实施深冷处理）。接著实施200℃~250℃的回火处理使麻田散体安定化。 火---淬火---回火 工种资料 2008-03-28 16:40 阅读13 评论0 字号：大中小 退火---淬火---回火 一．退火的种类 1．完全退火和等温退火
淬火方法分类
（一）单液淬火法 把加热工件投入一种淬火冷却介质中，一直冷却至室温的淬火方法。 曲线a所示这是一种常用的方法，特点是操作简便，易实现机械化与自动化，缺点是在650～550℃和300～200℃都不理想。
将加热的工件从加热炉中取出后，先在空气中预冷一定的温度，然后再投入淬火冷却介质中冷却。 曲线b所示这种方法即可不降低淬火工件的硬度与淬硬层深度的条件下，使热应力大大减小，因此，它对防止变形和开裂有积极措施。
把加热的工件先投入冷却能力较强的介质到稍高于Ms点温度，然后立即转入另一冷却能力较弱的介质中，进行发生M转变的淬火。 如图所示，即为双液淬火法，双液淬火的关键是要控制好从第一冷却介质进行到第二冷却介质的温度，温度太高（C点以上）取出缓冷回发生珠光体型转变，太低又发生M转变，失去了双液的意义，又达不到双液淬火的目的。
(a)曲线将加热的工件先投入温度在Ms点附近的盐溶或碱溶槽中，停留2～3分钟，然后取出空冷，以获得M组织的淬火，称分级淬火。分级淬火是通过在Ms点附近的保温，消除了工件内外温差，使淬火热应力减到最小，而且在随后空冷时，可在工件截面上几乎同时形成M组织，所以可减少组织应力的产生，也减少了变形与开裂的倾向。盐溶或碱溶的冷却能力较小，容易使A稳定性较小的钢在分级过程中形成珠光体，故上法只使用于截面尺寸不大，形状较复杂的碳钢及合金钢件，一般直径小于10～15mm的碳钢工件以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具，以及直径小于20～30mm的低碳合金钢工具。过去分级淬火一般都高于Ms点，而现在较多的该在略低于Ms点温度，这是因为选在Ms点以下，能增加工件在盐溶中的冷却速度，可以获得更深的淬硬性，注意分级淬火不能在Ms点以下太多，否则就成了单液淬火法了。 （五）等温淬火法 把加热的工件投入温度稍高于Ms点的盐溶或碱溶槽中，保温足够的时间（一般为半小时以上）发生下贝氏体转变后取出空冷，钢等温淬火后组织是贝氏体，故又称为贝氏体淬火。特点：淬火内应力很小，工件不易变形和开裂，而且所获得的下贝氏体组织具有良好的综合机械性能，强度，硬度，韧性也都较高，多用来处理形状复杂，尺寸精度较高，且硬度，韧性也都很高的工件，象各种冷，热冲模，成型工具和弹簧等。另外低碳贝氏体性能不如低碳M好，因此低碳钢不进行等温淬火，等温淬大实用于中碳以上的钢。
高频感应加热表面淬火实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除高频感应加热表面淬火实验报告 篇一：高频感应加热表面淬火-验证 高频感应加热表面淬火 一、实验目的 1、了解感应加热的原理； 2、了解电流透入深度与材料电阻率及电流频率之间的关系； 3、了解淬硬层深度的测定方法； 4、掌握高频感应加热淬火的方法。 二、实验原理 1.电磁感应 当感应线圈通以交流电时，在感应线圈的内部和周围同时产生与电流频率相同的交变磁场，将工件置于高频感应线圈内，受电流交变磁场的作用，在工件内相应地产生感应电流，这种感应电流在金属工件内自行闭合，称为涡流。其感应电动势瞬时值为： d?e??K d?
式中，K-比例系数；ф-工件上感应电流回路包围面积上的总磁通；dф/dτ-磁通量变化率；负号表示感应电动势方向与磁通量变化率方向相反。 工件中感应出来的涡流方向，在每一瞬时和感应线圈中的电流方向相反。涡流强度If取决于感应电动势(e)及工件涡流回路的电抗(Z)，而电抗Z由电阻R和感抗(xL)组成，则涡流强度： eeIf?? Z 2 R2?xL 2.表面效应 涡流强度If随高频电磁场强度由工件表面向内层逐渐减小而相应减小的规律称为表面效应或集肤效应。离表面x 处的涡流强度： x? Ix?I0?e 式中，I0-表面最大的涡流强度；x-到工件表面的距离；Δ-与工件材料物理性质有关的系数。 所以，当x=0时，Ix=I0 当x＞0时，Ix＜I0 1
?0.368(:高频感应加热表面淬火实验报告)I0e 工程规定，当涡流强度从表面向内层降低到表面最大涡流强度的36.8%(即1 I0?)时，由该处到表面的距离Δ称为电流透入深度。e 在感应加热实践中，钢中电流透入深度的计算常常使用下列简化公式： 20 在20℃时：?20?(mm) f500 在800℃时：?20?(mm) f ? 当x=Δ时，Ix?I0? 式中，f-感应线圈交流电频率。 3.淬硬层深度 工件经感应加热淬火后的金相组织与加热温度沿截面 分布有关，一般可分为淬硬层、过渡层及心部组织三部分。还与钢的化学成分、淬火规范、工件尺寸等因素有关；如果加热层较深，在淬硬层中存在马氏体+贝氏体或马氏体+贝氏体+屈氏体+少量铁素体混合组织。此外，奥氏体化不均匀，淬火后还可以观察到高碳马氏体和低碳马氏体混合组织。 工件经感应淬火后可以用金相法、硬度法或酸蚀发测定
表面淬火与化学热处理工艺异同点
表面淬火与化学热处理工艺异同点 摘要：介绍表面淬火与化学热处理的工艺的不同以及各自的分类、加工方法。 关键词：表面淬火化学热处理异同点 表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理，所以只改变表层的组织。而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能，这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。表面淬火便于实现机械化、自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低，还可用碳钢代替一些台金钢。 化学热处理是将工件表面渗进了某些化学元素的原子，改变了表层的化学成份，使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。而心部组织成份不变，仍保留原来的高塑性。高韧性的性能，这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。化学热处理生产周期长，不便于实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消耗多、费用大、成本高，许多情况下还需要贵重的合金钢。化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。 表面淬火： 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。三维网技术论坛3 N: A0 ? E/ p$ X+ i1 W! _1 K$ z 感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热? 感应加热的基本原理 将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。
热处理工艺——表面淬火、退火工艺、正火工艺
热处理工艺——表面淬火、退火工艺、正火工艺 ◆表面淬火 ? 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 ? 感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点： 1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高 2.工件因不是整体加热，变形小 3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少 4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命 5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好 6.便于机械化和自动化 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 ? 感应加热的基本原理 将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。 ? 感应表面淬火后的性能 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 个单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 ? 退火的目的 ①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
热处理淬火工艺【详解】
热处理淬火工艺 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. ◆表面淬火 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点： 1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高; 2.工件因不是整体加热，变形小; 3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少; 4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命; 5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好; 6.便于机械化和自动化; 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 感应加热的基本原理 将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。 感应表面淬火后的性能 1. 表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 个单位(HRC)。 2. 耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
热处理--表面淬火技术
我所关注的表面工程领域——表面淬火技术 一、表面淬火技术的原理和分类 采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（对亚共析钢）或者Ac1（对过共析钢）之上，然后使其快速冷却并发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺过程，就称为表面淬火技术。实际上，不仅仅是钢铁，凡是能通过整体强化的金属材料，原则上都可以进行表面淬火。需要注意的是，表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理，所以只改变表层的组织，使其表面硬度、耐磨性和疲劳强度均高。而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能，这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。表面淬火便于实现机械化、自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低，还可用碳钢代替一些合金钢。 对于表面淬火的使用材料，原则上，碳的质量分数在0.35%--1.20%的中、高碳钢及基体相当于中碳钢的普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁均可以实现表面淬火，但中碳钢与球墨铸铁是最适宜于表面淬火的材料。 根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热（高频、中频、工频）表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火、接触电阻加热表面淬火、电解液加热表面淬火等。工业上应用最多的为感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火。这里我主要介绍了感应加热、激光加热表面淬火技术，以及感应加热表面淬火国内外的发展现状及趋势。 二、感应加热表面淬火 感应加热表面淬火法是采用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。生产中把工件放入由空心铜管绕成的感应线圈中，当感应线圈通以交流电时，便会在工件内部感应产生频率相同、方向相反的感应电流。感应电流在工件内自成回路，故称为“涡流”。涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度最大，心部电流密度几乎为零，这种现象称为集肤效应。由于钢本身具有电阻，因而集中于工件表面的涡流，几秒种可使工件表面温度升至800～1000℃，而心部温度仍接近室温，在随即喷水（合金钢浸油）快速冷却后，就达到了表面淬火的目的。 根据输出加热电流频率的不同可将感应加热表面淬火分为高频感应加热淬
Cr12淬火方法
Cr12的热处理工艺 1 淬火加热——当Cr12钢加热到600℃左右时，热应力增至最大，成为影响工件变形 的最主要因素；当钢加热到800℃左右时，组织应力又成为影响工件变形甚至开裂的最 主要因素。为了消除这两种应力的影响，须采用下述淬火加热工艺：工件300℃以下装炉，随炉升温至600-650℃保温0.5-2h，再加热至800-850℃保温0.5-2h，然后升至950-980℃保温0.5-2h。保温时间视工件有效尺寸而定。 2 淬火冷却——Cr是Cr12钢中的主要合金元素，在淬火加热时，由于大量Cr的碳化物溶入奥氏体中，增大了含Cr量，大大提高了其淬透性。实践证实，在正常淬火条件下，截面为200×300mm的模具均可在油中淬透，尺寸在20mm以下的小零件甚至在空气中冷 却就可以淬硬。因此，对于有效尺寸在20mm以下的Cr12工件采用空淬，在静止空气中冷却至40-50℃（用手接触感觉热但不发烫）立刻入炉回火；有效尺寸大于20mm的工件采用油淬：工件出炉后在空气中预冷至840-850℃（工件呈桔红色稍发白）淬入油中，同时用压缩空气搅拌淬火油，当油冷至150-180℃（工件出油后冒白烟但不着火）时出油，再空冷至40-50℃立刻入炉回火。Ac1以上的预冷淬火有助于降低淬火热应力，接近Ms点时空冷可以降低马氏体转变时的组织应力，从而将工件的淬火变形、开裂倾向降至最小。 3 回火——根据Cr12钢的经验回火方程HRC = 6 4 –1/80 T（T≤500℃）和 HRC = 107.5 - 1/10T（T>500℃）和硬度要求确定回火温度。淬火工件可随炉升温，也可到温入炉。保温时间根据工件尺寸和回火温度确定，一般为1-3h。回火后将 工件放在静止空气中冷至室温，再按原工艺补充回火一次，可以大幅度降低组织应力，防止工件在使用过程中由于应力集中而发生开裂。 4 实践结果及分析——经过上述工艺处理的Cr12工件，不仅硬度能够满意工艺要求，变形量也比常规工艺大为减小，甚至可以达到微变形或不变形。经过一年多的生产实 践证实，该工艺完全可以保证碳化物分布不均匀的Cr12冷作模具钢淬火不开裂，使用 寿命也比常规淬火件大为提高，是现今Cr12钢锻造工艺不到位的情况下切实可行的淬火工艺方法。
感应加热表面淬火常见缺陷分析及预防方法
感应加热表面淬火常见缺陷分析及预防方法 硬度不足火软点、软带 1.淬火件含碳量过低应预先化验材料化学成分，保证淬火件ωc＞0.4% 2.表面氧化、脱碳严重淬火前要清理零件表面的油污、斑迹和氧化皮 3. 加热温度太低或加热时间太短正确调整电参数和感应器与工件件相对运动速度，以提高加热温度和延长保温时间。可以返淬，但淬前应进行感应加热退火。 4.零件旋转速度和零件（感应器）移动速度不协调而形成软带调整零件转速和零件（或感应器）移动速度。 5.感应圈高度不够火感应器中有氧化皮适当增加感应圈高度，经常清理感应器。 6.汇流条之间距离太大调整汇流条之间距离为1-3mm。 7.淬火介质中优杂质或乳化剂老化更滑淬火介质。 8.冷却水压力太低锅冷却不及时增加水压，加大冷却水流量，加热后及时喷水冷却。 9.零件在感应器中的位置偏心或零件弯曲严重调整零件和感应器的相对位置，使个边间隙相等；如是零件弯曲严重，淬火钱应进行校直处理。 淬硬层深不足 1.频率过高导致涡流透入深度过浅调整电参数，降低感应加热频率。 2.连续淬火加热时零件与感应器之间相对运动速度过快采用预热-加热淬火。 3.加热时间过短可以返淬，但返淬前应金属感应加热退火。 淬硬层剥落 产生的原因是表面淬硬层硬度梯度太大，或硬化层太浅，表面马氏体组织导致体积膨胀等。应对措施是正确调整电参数，采用预热-加热淬火，加深过渡层深度。
淬火开裂 1.钢中碳和锰的含量偏高可在试淬试调整工艺参数，也可调整淬火介质， 2.钢中夹杂物多、呈网状或成分有偏析或含有有害元素多检查非金属夹杂物含量和分布状况，毛坯需要反复锻造。 3.倾角处或键槽等尖角处加热时出现瞬时高温而淬裂中尖角倒圆，淬火前用石棉绳火金属棒料堵塞沟槽、空洞。 4.冷却速度过大而且不均匀降低水压，减少喷水量，缩短喷水时间。 5. 淬火介质选择不当更具工艺要求选择合适的淬火介质。 6.回火不及时或回火不足淬火后应及时回火，淬火与回火之间的停留时间，对于碳钢或铸件不应超过4h，合金钢不应超过0.5h。回火不足时应延长回火时间。 7.材料淬透性偏高可以选用冷却速度慢的淬火介质。 8.返修件未经退火火正火返修件必须经过退火、正火后，才能再次感应加热淬火。 齿轮淬火畸变 1.圆柱齿轮内孔一般缩小0.01-0.05mm，外径不变或缩小0.01-0.03mm。应对方法是：在满足淬硬层要求前提下，采用较大的比功率，缩短加热时间；端面加盖，防止内孔过早冷却；齿坯加盖后，先进行一次高频正火，然后加工内孔和铣齿。 2. 对于内外径之比小于1.5的薄壁齿轮，内孔和外径优胀大的趋势，双联齿轮呈喇叭口。只有合理设计，正确安排工艺路线。 频率和深度成反比。 影响因素有： 1.基体组织情况：越均匀的组织得到的深度越深。 2.保温时间：保温时间长对增加深度。但是不要太长，记住，感应淬火尽量不要采用传导加热。