淬火的目的是什么?亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择?为什么选这个范围?
淬火的目的是什么?亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择?为什么选这个范围?
题目解答
答案
答:淬火的目的是为了获得马氏体或下贝氏体组织,提高钢的机械性能。 亚共析钢的淬火加热温度是Ac3+30℃~50℃,此时可全部得到奥氏体,淬火后得到马氏体组织,如果加热到Ac1或Ac3之间,这时得到奥氏体和铁素体组织,淬火后奥氏体转变成马氏体,而铁素体则保留下来,因而使钢的硬度和强度达不到要求,如果淬火温度过高,加热后奥氏体晶粒粗化,淬火后会得到粗大马氏体组织,这将使钢的机械性能下降,特别是塑性和韧性显著下降,并且淬火时容易引起零件变形和开裂;过共析钢的淬火温度是Ac1+30℃~50℃,这时得到奥氏体和渗碳体组织,淬火后奥氏体转变成马氏体,而渗碳体则保留下来,获得均匀细小的马氏体和颗粒状渗碳体的混合组织,由于渗碳体的硬度比马氏体还高,所以钢的硬度不但没有降低,而且还可以提高钢的耐磨性,如果将过共析钢加热到Acm以上,这时渗碳体已全部溶入奥氏体中,增加了奥氏体的含碳量,因而钢的Ms点下降,从而使淬火后的残余奥氏体量增多,反而降低了钢的硬度和耐磨性,另外,温度高还将使奥氏体晶粒长大,淬火时易形成粗大的马氏体,使钢的韧性降低。
分析题:
铁碳合金相图综合分析:各特征点温度、成分、含义,各特征线的含义(水平线所代表的相变反应)、各区所对应的相、组织等,杠杠定律的应用。
共析钢过冷奥氏体转变图:不同冷却方式下所对应的热处理名称及组织名称等。
钢号、钢种、含碳量、合金元素含量及其作用,热处理特点及组织等。
Q235AF:屈服强度为235MPa的高级碳素结构钢、沸腾钢。Q345:屈服强度为345MPa的低合金高强度结构钢。08F、10F、T8、T10A、(15Cr、20、20CrMnTi是渗碳钢)、(40、40Cr、40Mn、40CrNiMo、45、50是调质钢)、(55Si2Mn、60Si2Mn、65、65Mn是弹簧钢)、(GCr9、GCr15、GCr15SiMn是滚动轴承钢)、(ZGMn13是铸钢、耐磨钢)、9SiCr是低合金工具钢、5CrNiMo热锻模钢、Cr12MoV冷作模具钢、W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2是高速钢、(1Cr13、3Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti都是不锈钢,前面的1、3表示其碳含量在0.1%到1.0%之间,0表示其碳含量在0.03%到0.1%之间)、HT200:最低抗拉强度为200MPa的灰口铸铁。QT600:最低抗拉强度为600MPa的球墨铸铁。(LF21、LF5防锈铝合金)、(LD5可锻铝合金)、(H80、H68含80%和68%铜的黄铜[铜锌合金])
给定零件的加工工艺路线中各热处理
解析
淬火的目的是通过相变获得高硬度和强度的组织,通常使钢形成马氏体或下贝氏体。加热温度的选择需根据钢的类型(亚共析或过共析)确定,关键在于控制奥氏体的形成和成分均匀性。亚共析钢选Ac3以上,确保全部奥氏体化;过共析钢选Ac1以上,避免渗碳体完全溶解。温度过高或过低均会导致性能下降,需严格控制。
淬火目的
通过快速冷却使奥氏体转变为马氏体或下贝氏体,显著提高钢的硬度和强度。
亚共析钢淬火温度选择
- 加热温度范围:Ac3 + 30℃~50℃
- 原因:Ac3是铁碳合金相图中铁素体完全转化为奥氏体的温度,此时钢中无铁素体残留,奥氏体成分均匀。
- 温度过低:若加热到Ac1~Ac3之间,部分铁素体未溶解,淬火后保留铁素体,导致硬度不足。
- 温度过高:奥氏体晶粒粗化,淬火后马氏体粗大,韧性显著下降。
过共析钢淬火温度选择
- 加热温度范围:Ac1 + 30℃~50℃
- 原因:Ac1是过共析钢中渗碳体开始溶解的温度,此时奥氏体中含碳量较低,保留部分渗碳体。
- 温度过低:渗碳体未充分溶解,奥氏体含碳量不足,淬火后残余奥氏体量少,硬度降低。
- 温度过高:若加热到Acm(渗碳体完全溶解温度),奥氏体含碳量过高,Ms点下降,残余奥氏体增多,硬度和耐磨性下降。