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鋼的淬透性

2025-05-15

淬透性的概念

淬透性是指以在規(guī)定條件下,鋼試樣淬硬深度和硬度分布表征的材料特性,它表征鋼淬火時形成馬氏體的能力。淬透性是鋼的主要熱處理工藝性能。

從理論上講,淬硬層深度應(yīng)是工件整個截面上全部淬成馬氏體的深度。但實際上,當(dāng)鋼的淬火組織中含有少量非馬氏體組織時,硬度值變化不明顯,且金相檢驗也較困難。因此,一般規(guī)定從工件表面向里至半馬氏體區(qū)(馬氏體與非馬氏體組織各占一半處)的垂直距離作為有效淬硬層深度。用半馬氏體處作淬硬層界限,只要測出截面上半馬氏體硬度值的位置,即可確定出淬硬層深度。實際生產(chǎn)中,零件淬火所能獲得的淬硬層深度是變化的,隨鋼的淬透性、零件尺寸和形狀以及工藝規(guī)范的不同而變化。

鋼的淬透性和淬硬性是兩個不同的概念。淬硬性是指以鋼在理想條件下,進(jìn)行淬火硬化所能達(dá)到的最高硬度來表征的材料特性。淬火后硬度值越高,淬硬性越好。淬硬性主要取決于馬氏體的含碳量,合金元素含量對淬硬性沒有顯著影響,但對淬透性卻有很大影響,所以淬透性好的鋼,其淬硬性不一定高。 

淬透性的測定方法

淬透性測定方法很多,目前常用的方法是GB 225-2006《鋼的淬透性末端淬火試驗方法》。下圖a為末端淬火試驗裝置,將標(biāo)準(zhǔn)試樣(Ø25mm×100mm)加熱至奧氏體化后,垂直置于支架上,向試樣末端噴水冷卻,由于試樣末端冷卻最快,越往上冷卻速度越慢,因此沿試樣長度方向上各處的組織和硬度不同。淬火后,從試樣末端起,每隔一定距離測量一個硬度值,即得到沿試樣長度方向的硬度分布曲線,該曲線稱為淬透性曲線,如下圖b。由圖可見45鋼比40Cr鋼硬度下降得快,這表明40Cr鋼淬透性比45鋼要好。下圖c與下圖b相配合就可找出鋼半馬氏體區(qū)至末端的距離。該距離越大,淬透性越好。

▲末端淬火法

鋼的淬透性值用JHRC/d表示。J—末端淬透性,d—距水冷端的距離,HRC—該處硬度值。

例如,J42/5表示距水冷端5mm處的硬度值為42HRC。此外,在熱處理生產(chǎn)中,還常用臨界直徑(Dc)來衡量鋼的淬透性。臨界直徑是指工件在某種介質(zhì)中淬火后,心部得到全部馬氏體或半馬氏體組織時的最大直徑,直徑越大,鋼的淬透性越好。

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