2017-10-24 11:02:59

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材料
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淬透性是指在规定条件下用试样淬透层深度和硬度分布来表征的材料特征,它主要取决于材料的临界淬火冷速的大小。在规定条件下,决定钢材淬硬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,它表示钢接受淬火的能力。

基本信息

  • 中文名

    淬透性

  • 外文名

    hardenability

  • 表示

    钢在一定条件下淬火的淬硬层深度

  • 衡量

    各个不同钢种接受淬火能力

  • 影响因素

    过冷奥氏体稳定性和临界冷却速

折叠 编辑本段 简介

淬硬层深度,也叫淬透层深度;是指由钢的表面量到钢的半马氏体区(组织中马氏体占50%、其余50%为珠光体类型组织)组织处的深度(也有个别钢种如工具钢、轴承钢需要量到90%或95%的马氏体区组织处)。钢的淬硬层深度越大,就表明这种钢的淬透性越好。

折叠 编辑本段 淬透定义

钢材淬透性好与差,常用淬硬层深度来表示。淬硬层深度越大,则钢的淬透性越好。钢的淬透性是钢材本身所固有的属性,它只取决于其本身的内部因素,而与外部因素无关。钢的淬透性主要取决于它的化学成分,特别是含增大淬透性的合金元素及晶粒度,加热温度和保温时间等因素有关。淬透性好的钢材,可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂,以减少变形和开裂。高淬透性钢高淬透性钢

折叠 编辑本段 影响因素

淬透性主要取决于其临界冷却速度的大小,而临界冷却速度则主要取决于过冷奥氏体的稳定性,影响奥氏体的稳定性主要是:

1.化学成分的影响 主要是碳元素的影响,当C%小于0.77%时,随着奥氏体中碳浓度的提高,显著降低临界冷却速度,C曲线右移,钢的淬透性增大;当C%大于0.77%时,钢的冷却速度反而升高,C曲线左移,淬透性下降。其次是合金元素的影响,除钴外,绝大多数合金元素溶入奥氏体后,均使C曲线右移,降低临界冷却速度,从而提高钢的淬透性。

2.奥氏体晶粒大小的影响 奥氏体的实际晶粒度对钢的淬透性有较大的影响,粗大的奥氏体晶粒能使C曲线右移,降低了钢的临界冷却速度。但晶粒粗大将增大钢的变形、开裂倾向和降低韧性。

3.奥氏体均匀程度的影响 在相同冷度条件下,奥氏体成分越均匀,珠光体的形核率就越低,转变的孕育期增长,C曲线右移,临界冷却速度减慢,钢的淬透性越高。

4.钢的原始组织的影响 钢的原始组织的粗细和分布对奥氏体的成分将有重大影响。

5.部分元素,例如Mn,Si等元素对提高淬透性能起到一定作用,但同时也会对钢材带来其他不利的影响。

折叠 编辑本段 淬透实验

顶端淬火试验(或称Jominy试验),是一种测定淬透性的简便方法,在许多国家已标准化。图5a是用标准试样经适当奥氏体化后进行顶端淬火的示意图。顶端淬火时冷却速度由淬火端沿试棒逐渐减小,组织和硬度随之相应地变化,由此得到的硬度变化曲线(如下图)称为淬透性曲线或Jominy曲线。严格地说,这种曲线只对某一炉次的钢有效;对于某一定钢种来说,由于化学成分的差异(成分波动及偏析)、预先热处理工艺的差异(显微组织上的差异),其淬透性曲线可在相当大的范围内波动,形成一个淬透性带(Jominy带),如图6所示。工业用钢的淬透性曲线几乎都已测定,并汇集成册供查阅参考。根据Jominy试验结果,钢的淬透性大小可通过以下途径确定:

折叠 编辑本段 预测模型

淬透性的计算从上世纪40年代起,就开始由定性描述到定量的计算,现有的淬透性曲线计算预测方法大致分为以下三种:

(1) 理想临界直径计算法

40年代初格罗斯曼,最先提出描述淬透性的理想临界直径计算公式计算方法是,先根据图表提供的碳和晶粒度因子,确定理想临界直径基数Dic,再由图表查得有关合金元素的硬化因子的乘数(效果系数)a,第i个元素的硬化因子Fi等于该元素的效果系数ai乘以含量Mi再加1;理想临界直径DI等于基数DIC乘以该元素硬化因子的连乘积。

(2) 回归方程计算法

60年代末发展起来的以Just为代表的采用回归方程计算端淬曲线的方法,在此领域开拓了一条新途径。这种方法的特点是以钢的化学成分作为自变量,采用计算机多元回归分析技术直接建众端淬曲线硬度分布多项式。

(3) 非线性方程计算法

上世纪80年代初,文献提出采用非线性方程计算端淬曲线,建立起比理想直径更直观适用的端淬曲线半马氏体点至水冷端距离的计算式;并且还以统一的参数把硬度、强度、韧性和组织分类的计算联成完整的体系。特别重要的是建立数学模型,这种除依靠专业知识和经验进行广泛的统计分析和严密的逻辑思维外,还在提高效率上十分得力于计算机。

(4) 其他模型

基于数据库的端淬控制模型:所谓数据库法是选择多种已经测出端淬曲线的钢, 用其化学成分、淬透性数据做为原始资料, 去计算待测钢的淬透性.

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