淬透性(零件的性能与材料淬透性、回火性能之间的关系)

Posted 2023-06-01

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淬透性(零件的性能与材料淬透性、回火性能之间的关系)

材料有热处理要求时要考虑材料的淬透性能，材料的淬透性能首先与材料本身有关，其次与材料工件的厚度也有关。

设计手册上的材料工件厚度参数，是试块试验得出的，而试块尺寸规格都较小，设计者要注意实际应用场合。

　　（1）淬透性对材料力学性能的影响钢淬火后能获得淬硬层深度的性质叫淬透性。材料淬火后，从表面到内部马氏体组织占50%处的距离为淬硬层深度。一般合金钢的淬透性高于碳钢，同一直径为50mm的圆钢，一个材料为45钢，另一个为35CrMo钢。淬火后35CrMo钢从表面到心部完全淬透，其力学性能沿截面是均匀分布的，抗拉强度和屈服强度从表面到心部都一样。淬火后再经过高温回火，得到的组织从表面到心部都是回火索氏体组织。其中渗碳体呈粒状分布，具有较高的强度和韧性。而45钢，淬透性相对差些，心部没有淬透，组织为片层状索氏体，韧性较低，抗拉强度和屈服强度从表面到心部是降低的，韧性从表面到心部是增大的，其力学性能沿截面分布不均匀。

　　（2）影响淬透性的因素影响淬透性的因素是临界冷却速度vk，此速度为全部获得马氏体组织的最小冷却速度，此值越小，越易获得马氏体组织，表示钢的淬透性强。亚共析钢随着含碳量的增加，将降低临界冷却速度，等温转变曲线右移，淬透性有所增加，过共析钢随着含碳量（质量分数）超过1.2%～1.3%时，临界冷却速度将升高，等温转变曲线左移，淬透性明显降低，合金元素Mn、Mo、Cr、Al、Si、Ni等能降低钢的临界冷却速度，使钢的淬透性有较大的提高。如果设计的零件要求全部淬透，选取含以上合金元素的合金钢将有利于提高材料的淬透性，淬火+回火后可达到零件所要求的性能。

　　（3）不同温度回火后的性能为发挥材料最佳性能，一些中碳钢或合金钢必须经过调质处理。根据材料使用的目的不同，可控制回火温度得到不同的组织。回火温度在150～250℃，得到的组织为回火马氏体，硬度为58～64HRC，这种回火主要是为了降低材料的残余应力和脆性。一些工模具需要高硬度和较高的耐磨性能，经常采用低温回火，得到所要的材料性能。回火温度在350～500℃，得到的组织为回火托氏体，硬度为35～45HRC。中温回火主要用于各种弹簧的处理，使其在保持一定韧性的同时具有高的弹性和屈服强度，回火温度在500～650℃，得到的组织为回火索氏体，硬度为200～350HBW。如果设计的零件需要调质处理，在选材时注意材料的WC在0.27%～0.5%之间比较合适，含碳量过低不易淬硬，回火后达不到所需要的强度；含碳量过高则韧性不够，综合力学性能变差。