零件碳化物的高合金钢淬火热加工检测显微镜

零件碳化物的高合金钢淬火热加工检测显微镜

在淬火时往往采用较低的淬火温度或极短的保温时间，这样零件变形极小。但这种不完全的奥氏体化将残留一部分未溶解的铁素体，使机械零件的机械性能变坏。金相学上证明，低温淬火将形成被铁素体包围的组织。
低温淬火出现的特有组织。形成铁素体的结果往往使低温淬火钢形成非常粗大的断口。工具淬火可能仅表面浅层淬火，有时也可稍淬得深一些，但不论浅淬还是深淬，都不具有用一般淬火温度淬火时在工具上所能见到的细致的断口，以后必须再次进行完善的淬火，并注意勿再犯以上类似过失。
    过高的淬火温度(过热)及过长的保温时间(过长保温)，根据钢种的不同或钢熔炼时的不同炉料，将程度不同地促进奥氏体晶核的成长。为此，产生相当粗大的次生组织，使淬裂危险增大，韧性降低(表面硬化钢心部组织例外)。保温时间过长，给钢带来的不良影响一般比过热影响小。晶粒粗大的亚共析钢可通过2、3次正火细化晶粒。这种处理后的零件若再用正确的淬火方法淬火，就可以重新得到足够的强度。    含特殊碳化物的高合金钢(如含钒钢)，常加热到稍高些的温度淬火，以使心部亦可得到淬火组织，为此，有时得不到最高硬度。此类钢最好慢慢地分阶段加热到淬火温度。这样，即使形状复杂的特殊零件也可避免开裂的危险。
    如果对高碳钢进行高温淬火，则淬火后的组织将含大量的残余奥氏体(过热)。结果硬度不足，尺寸变化亦很大，甚至不能附着在电磁卡盘上。这类缺陷是常见的。如果对这类零件在淬火后回火前立刻进行冰冷处理(冷却到一70℃左右)，那么残余奥氏体将转变为马氏体，同时硬度上升。强烈的过热与过长的保温时间不仅使晶粒粗大，加热气氛还将给晶粒边缘带来损伤
    晶粒粗大的倾向可通过向钢中添加适当的铝获得改善。这是由于铝在高温下以铝的氮化物形式弥散地分布于钢中，从而延长粗化时间的缘故。这就是细晶粒钢。这类钢偶尔也产生局部晶粒粗大现象。但这不是因为加热温度不当，而是起因于铝在钢中分布不均。细晶锗粒钢比晶粒粗大的钢难以进行深层硬化，这一点必须注意。
冷却的影响    用临界冷却速度冷却，加热时形成的奥氏体将在马氏体区域产生相变，因而可实现理想的淬火。当然亦可避免在高温范围内向铁素体、珠光体或贝氏体转变。钢的I临界冷却速度与化学成分、熔炼条件及完全的奥氏体化情况有关。零件与冷却剂之问的热交换受很多因素影响，例如：    就结构件而言，受表面的性质及表面与体积的比率的影响    就冷却剂而言，在冷却剂流动的温度范围内，受零件与冷却剂接触面的热传导系数、湿润能力、沸点、粘度及比热的影响    为使心部亦能完全淬火(到心部皆为马氏体组织)，如果是不含合金元素的碳钢，可通过水淬达到目的。但处理件尺寸受到限制，一般直径在10毫米之内，若超过该尺寸，则表面虽能硬化，但心部硬度却很低。如欲对尺寸大的零件进行深层硬化或硬化到心部时，必须使用合金钢。因为钢中添加合金元素后，临界冷却速度下降。如果硬化到心部，即使是晶粒粗大的钢，晶粒也将获得细化。    关于淬透性的完整记述及淬火后形成的相变组织，绘制了不同钢种连续冷却情况下的“时间一温度一相变状态图(ZTU)。    与加热时完全相同，冷却也应注意尽量遵循均匀的冷却过程。在选择冷却剂时(水、油、热浴或空气)，除钢的种类、尺寸以及体积外，还必须考虑零件的形状，进而选择合适的冷却剂。因为急速冷却产生淬裂(应力裂纹)的危险极大，所以，很多情况下不可进行过于迅速的冷却。    急速冷却只在马氏体转变区是必要的。250 ℃以下的冷却速度对淬火所能达到的硬度影响甚微。零件投入冷却剂之后的持续时间，必须保持到心部温度下降到马氏体转变温度以下。热浴淬火时要在热浴中保温到表层与心部温度均匀一致。空气、盐浴及金属浴可通过对流冷却，故使用此类冷却剂可进行极均匀的冷却。其冷却能力除了受零件表面与冷却剂之间的温差影响外，还受相当多的其它因素影响。淬火油和水与之相反，具有完全不同的冷却特性。因为它们沸点低，所以把加热好的零件投入冷却剂后，表面将形成蒸汽膜。出现三种冷却相，即：    高温时：蒸汽膜    中温时：沸腾区    低温时：对流冷却
    在沸腾区内形成顽固的难以脱离的气泡，因此产生软点，并增加产生开裂的危险。此外，因附着在沟槽中或断面突然变化部分上的气泡难以除掉，故欲均匀冷却，必须采用各种措施。例如，强烈地上下运动零件或机械地搅拌装在深容器内的冷却剂等。为消除上述缺点，有时改变冷却剂的配方。例如向油中加入特殊添加物，或者往热浴淬火剂(硝酸盐系)中加水，往水中加盐等都能缓和由温度造成的影响。用油淬火时，油温上升后其粘度有所降低，能达到良好的均匀冷却。淬火油使用的上限温度应与油(要注意油的牌号)的沸点保持足够的温差。食盐水的上限温度定为50℃    附有轻微氧化皮的零件只形成很少的气泡，附有厚而不均匀氧化皮的表层有破裂飞散的倾向，所以表面出现显著的硬度差异。如果施行盐浴淬火，在冷却过程中形成的气泡极少。如前所述，零件(或材料)的淬透性越差，越容易产生不均匀的气泡。可以油淬的钢淬火时，宜选小的淬火温度范围。另外，冷却时要使零件之间保持一定距离，在冷却剂中使用支撑器械或适当装置支撑冷却时，必须防止零件表面产生软点。    经常因为零件表面粘有油和油脂，使淬火后硬度不均匀，所以必须预先把表面油迹完全洗掉。