钢的表面淬火.19页PPT
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钢的淬火全套PPT
而碳素工具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高
• 淬透性好的钢其淬硬性不一定高。
• 如低碳合金钢淬透性很好，但其淬硬性却不高；而碳素工 具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高
2、影响淬透性的因素
• 1）含碳量
亚共析钢，含碳量增加，奥氏体的稳定性增大，Ｃ曲线右移，淬) 的稳定性降低，Ｃ曲线左移，淬透性第四
• 淬硬性：钢在淬火后能够达到的最高硬度，它取决于M 使Ｃ曲线右移，提高了钢的淬透性
过共析钢，随着含碳量增加，奥氏体的稳定性降低，Ｃ曲线左移，淬透性降低(未溶渗碳体促进奥氏体分解) 淬透层深度：从工件表面到半M体层的深度
体的含碳量。 通常用淬透层深度来表示（在相同的加热条件下）
钢的淬透性：钢在淬火时能够获得马氏体的能力。
未溶第二相越多，作为结晶核心，使A体不稳定，C曲线左移，淬透性下降
• 四、钢的淬透性
• 3.淬透性的测定
第 四 节 钢 的 淬 火
第 四 节 钢 的 淬 火
第 四 节 钢 的 淬 火
淬 淬透性：钢在淬火时能够获得M体的能力，它是钢材本身固有的属性，取决于M体的临界冷却速度
而碳素工具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高
• 淬透层深度：从工件表面到半M体层的深度 火 随加热温度的提高和保温时间的延长，碳化物溶解充分，奥氏体成分均匀，晶粒粗大（总形核部位减少），这些都增加过冷奥氏体的稳定性，
• 2）合金元素
节
除• C能3o）外会加，发绝热生大温改多变度数，和合使保金淬温元透时素性间溶提入高奥氏体后，都使Ｃ曲线右移，形状也可钢的淬
随加热温度的提高和保温时间的延长，碳化物溶解充分，奥氏体成分均匀，火
晶粒粗大（总形核部位减少），这些都增加过冷奥氏体的稳定性，使Ｃ曲线 右移，提高了钢的淬透性
表面淬火
表 4—3 40Cr 钢不同处理工艺对缺口敏感度的影响 － 试样形式 疲劳强度 σ 1 N／mm2 调质 调质+表面淬火 450~480 630 Φ = 20mm 光滑试样 140 600 Φ = 20mm 缺口试样
第二节 感应加热淬火技术 一、感应加热淬火基本原理 铁制零件在高频交变磁场中， 铁的内部将产生很大的感应电流。 电流在金属体内自行闭合，称为 涡流。由于工件阻抗很小，涡流 很大。受集肤效应的影响，越靠 近工件表面电流越大。感应电流 快速将零件的表面加热到 Ac3 或 Acm以上，快速冷却后即可在零 件表层获得马氏体组织。
5 火焰加热表面淬火的优缺点（1） 硬化层较厚，硬度梯度较平缓，耐磨性好；
5 火焰加热表面淬火的优缺点（2）
投资少，简单易行，处理费用低； 大小零件均可处理，能实现自动化操作；
温度均匀性差，难以控温，质量波动大。
因有软带的问题，只能进行局部淬火。
表面淬火中的软带问题
特大轴承表面淬火的软带问题
2 激光淬火设备
工业上常用的激光发生器有横流CO2和YG两种。
3 材料表面预处理
（1）与基体力学性能有关的热处理：被处理金属的原始 组织对激光淬硬层的硬度和深度都有影响。 （2） 提高零件表面激光吸收率的黑化处理：~80％的激光 被平整金属表面反射，黑化处理可以增加激光吸收率。
黑化处理的方法有：涂碳素墨汁、磷化处理、氧化处理 或激光专用黑色涂料。
二、 感应加热表面淬火工艺流程 以齿轮加工为例 锻打毛坯→正火处理(~220HB)→粗加工→调质处理（~250HB） →精加工（滚齿）→感应加热淬火→回火（~55HRC）→磨削
齿轮高频淬火
三、感应加热的优缺点 热效率高、加热时间短； 工件表面氧化、脱碳比较轻，变形小； 比普通热处理具有更优异的机械性能；
淬火以及淬火工艺PPT课件
温度为760~780°C，而采用硝盐浴分级淬火时，常选 为800~820°C )
(4)奥氏体晶粒长大倾向
对奥氏体晶粒不易长大的本质细晶粒钢，其淬 火加热温度范围较宽，所以为了提高加热速度， 缩短整个处理周期，可适当提高其淬火温度。
8. 1. 2加热时间的确定
加热与保温时间由工件入炉到到达指定工艺温度 所需升温时间(τ1 )、透热时间(τ2 )及组织转变所需 时间(τ3)组成，即τ=τ1+τ2+τ3
此外，介质本身流动性的好坏也是影响其冷却速度的 重要因素。流动性好，则冷却速度大。
8. 2. 3常用的淬火介质
常用的淬火介质有水、水溶液、淬火 油、高分子聚合物、熔盐、熔碱等。
按冷却介质分：空冷淬火、气冷淬火、风冷淬火、 水冷淬火、油冷淬火、盐水淬火、热浴淬火、喷液 淬火、喷雾淬火等;
按淬火部位分：整体淬火、局部淬火、表面淬火等。
8.1 淬火加热
8. 1. 1 淬火加热温度 8. 1. 2 淬火加热时间 8. 1. 3 淬火加热介质
8.1.1 淬火加热温度的确定
确定淬火温度的依据
表8.4列出了工模具钢在盐浴及气体介质炉中的加热时间。
生产实践表明，传统的加热时间计算偏于保守，可依具体情 况适当缩短。
8. 1. 3加热介质的选择
工件的加热是在一定介质中进行的。采用不同的加热设备，与工件
接触的介质也就不同。目前常用的加热介质有空气、盐浴、石墨 或三氧化二铝等固体粒子、气体燃烧产物、可控气氛以 及稀薄气体(真空)等。
以钢为代表从狭义上说淬火就是把钢件加热到临界温度ac3或ac1以上保温一定时间使之奥氏体化后再以大于临界冷却速度的冷速冷却从而获得马氏体或大于临界冷却速度的冷速冷却从而获得马氏体或和贝氏体组织的热处理工艺前言3钢淬火的目的主要是提高钢的硬度强度耐磨性等以及与各种回火工艺配合提高钢的强韧性或弹性等
(4)奥氏体晶粒长大倾向
对奥氏体晶粒不易长大的本质细晶粒钢，其淬 火加热温度范围较宽，所以为了提高加热速度， 缩短整个处理周期，可适当提高其淬火温度。
8. 1. 2加热时间的确定
加热与保温时间由工件入炉到到达指定工艺温度 所需升温时间(τ1 )、透热时间(τ2 )及组织转变所需 时间(τ3)组成，即τ=τ1+τ2+τ3
此外，介质本身流动性的好坏也是影响其冷却速度的 重要因素。流动性好，则冷却速度大。
8. 2. 3常用的淬火介质
常用的淬火介质有水、水溶液、淬火 油、高分子聚合物、熔盐、熔碱等。
按冷却介质分：空冷淬火、气冷淬火、风冷淬火、 水冷淬火、油冷淬火、盐水淬火、热浴淬火、喷液 淬火、喷雾淬火等;
按淬火部位分：整体淬火、局部淬火、表面淬火等。
8.1 淬火加热
8. 1. 1 淬火加热温度 8. 1. 2 淬火加热时间 8. 1. 3 淬火加热介质
8.1.1 淬火加热温度的确定
确定淬火温度的依据
表8.4列出了工模具钢在盐浴及气体介质炉中的加热时间。
生产实践表明，传统的加热时间计算偏于保守，可依具体情 况适当缩短。
8. 1. 3加热介质的选择
工件的加热是在一定介质中进行的。采用不同的加热设备，与工件
接触的介质也就不同。目前常用的加热介质有空气、盐浴、石墨 或三氧化二铝等固体粒子、气体燃烧产物、可控气氛以 及稀薄气体(真空)等。
以钢为代表从狭义上说淬火就是把钢件加热到临界温度ac3或ac1以上保温一定时间使之奥氏体化后再以大于临界冷却速度的冷速冷却从而获得马氏体或大于临界冷却速度的冷速冷却从而获得马氏体或和贝氏体组织的热处理工艺前言3钢淬火的目的主要是提高钢的硬度强度耐磨性等以及与各种回火工艺配合提高钢的强韧性或弹性等
钢的表面淬火
热传导
热量从系统的 一部分传到另一部 分或由一个系统传 到另一个系统的现 象叫热传导
第六节 钢的表面淬火
一、表面淬火以后的工件能不能直接应用？
不能，需及时回火
二、表面淬火以后应该进行何种类型的回火处理？
低温回火处理
三、如对心部有一定的机械性能要求，如何处理？
先进行整体热处理
第六节 钢的表面淬火 二、感应加热表面淬火 （2）感应加热表面淬火的常用工艺路线
淬火后的回火： 低温回火 材料的选用： ωc=0.4-0.5% 预备热处理： 调质或正火
常用工艺路线：锻造-退火或正火——粗机械加工——正火或调质——半 精机械加工——感应加热淬火——低温回火——磨削。
（1）表面淬火的目的 （2）感应加热表面淬火的基本原理 （3）感应加热淬火件的常用工艺路线
思考与练习
第六节 钢的表面淬火
第六节 钢的表面淬火 上节回顾
退火
备热处理 最终热处理
引入：车床传动齿轮的性能要求分析 齿轮传动受力分析
引入：车床传动齿轮的性能要求分析
引入:车床传动齿轮的性能要求分析
表面硬度:58-62HRC 心部硬度:33-38HRC
引入:车床传动齿轮的性能要求分析
第六节 钢的表面淬火 二、感应加热表面淬火 （1）感应加热表面淬火的原理
集肤效应
当交变电流通过导体 时，电流将集中在导体表 面流过，这种现象叫集肤 效应。是电流或电压以频 率较高的电子在导体中传 导时，会聚集于总导体表 层，而非平均分布于整个 导体的截面积中。
第六节 钢的表面淬火 二、感应加热表面淬火 （1）感应加热表面淬火的原理
1、调质处理后的40钢齿轮，经高频加热后的温度分布如图所示，试分析高 频水淬后，轮齿由表面到中心各区(1，Ⅱ，Ⅲ)的组织变化。
四、表面淬火
二、表面淬火的条件
快速加热: 要在工件表面有限深度内达到相变点以上的温度， 必须给工件表面以极高的能量密度来加热，使工件表面的热量来 不及向心部传导，以造成极大的温差。
-
2
三、表面淬火的分类: 表面淬火常以供给表面能量的形式不同而命名及分类。目前表
面淬火可以分成以下几类: 1.感应加热表面淬火 2.火焰淬火 3.电接触加热表面淬火 4.电解液加热表面淬火 5.激光加热表面淬火 6.电子束加热表面淬火
-
4
2. 奥氏体成分不均匀性随着加热速度的增加而增大 如前所述，随着加热速度的增大，转变温度提高，转变温度范
围扩大. 随着转变温度的升高，与铁素体相平衡的奥氏体碳浓度 降低，而与渗碳体相平衡的奥氏体碳浓度增大. 因此，与铁素体 相毗邻的奥氏体碳浓度将和与渗碳体相毗邻的奥氏体中碳浓度有 很大差异。由于加热速度快，加热时间短，碳及合金元素来不及 扩散，将造成奥氏体中成分的不均匀，且随着加热速度的提高， 奥氏体成分的不均匀性增大。例如0.4％C碳钢，当以130℃／s 的加热速度加热至900℃时，奥氏体中存在着1.6％C的碳浓度区. 显然，快速加热时，钢种、原始组织对奥氏体成分的均匀性有很 大影响. 对热传导系数小，碳化物粗大且溶解困难的高合金钢采 用快速加热是有困难的。
快速加热使奥氏体成分不均匀及晶粒细化，减小了过冷奥氏体 的稳定性，使c曲线左移. 由于奥氏体成分的不均匀性，特别是亚 共析钢，还会出现二种成分不均匀性现象。在珠光体区域，原渗 碳体片区与原铁素体片区之间存在着成分的不均匀性，这种区域 很傲小，即在微小体积内的不均匀性. 而在原珠光体区与原先共 析铁素体块区也存在着成分的不均匀性，这是大体积范围内的不 均匀性. 由于存在这种成分的大体积不均匀性，将使这二区域的 马氏体转变点不同，马氏体形态不同. 即相当于原铁素体区出现 低碳马氏体，原珠光体区出现高碳马氏体. 由于快速加热奥氏体 成分的不均匀性，淬火后马氏体成分也不均匀，所以，尽管淬火 后硬度较高，但回火时硬度下降较快，因此回火温度应比普通加 热淬火的略低。
快速加热: 要在工件表面有限深度内达到相变点以上的温度， 必须给工件表面以极高的能量密度来加热，使工件表面的热量来 不及向心部传导，以造成极大的温差。
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2
三、表面淬火的分类: 表面淬火常以供给表面能量的形式不同而命名及分类。目前表
面淬火可以分成以下几类: 1.感应加热表面淬火 2.火焰淬火 3.电接触加热表面淬火 4.电解液加热表面淬火 5.激光加热表面淬火 6.电子束加热表面淬火
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4
2. 奥氏体成分不均匀性随着加热速度的增加而增大 如前所述，随着加热速度的增大，转变温度提高，转变温度范
围扩大. 随着转变温度的升高，与铁素体相平衡的奥氏体碳浓度 降低，而与渗碳体相平衡的奥氏体碳浓度增大. 因此，与铁素体 相毗邻的奥氏体碳浓度将和与渗碳体相毗邻的奥氏体中碳浓度有 很大差异。由于加热速度快，加热时间短，碳及合金元素来不及 扩散，将造成奥氏体中成分的不均匀，且随着加热速度的提高， 奥氏体成分的不均匀性增大。例如0.4％C碳钢，当以130℃／s 的加热速度加热至900℃时，奥氏体中存在着1.6％C的碳浓度区. 显然，快速加热时，钢种、原始组织对奥氏体成分的均匀性有很 大影响. 对热传导系数小，碳化物粗大且溶解困难的高合金钢采 用快速加热是有困难的。
快速加热使奥氏体成分不均匀及晶粒细化，减小了过冷奥氏体 的稳定性，使c曲线左移. 由于奥氏体成分的不均匀性，特别是亚 共析钢，还会出现二种成分不均匀性现象。在珠光体区域，原渗 碳体片区与原铁素体片区之间存在着成分的不均匀性，这种区域 很傲小，即在微小体积内的不均匀性. 而在原珠光体区与原先共 析铁素体块区也存在着成分的不均匀性，这是大体积范围内的不 均匀性. 由于存在这种成分的大体积不均匀性，将使这二区域的 马氏体转变点不同，马氏体形态不同. 即相当于原铁素体区出现 低碳马氏体，原珠光体区出现高碳马氏体. 由于快速加热奥氏体 成分的不均匀性，淬火后马氏体成分也不均匀，所以，尽管淬火 后硬度较高，但回火时硬度下降较快，因此回火温度应比普通加 热淬火的略低。
《钢的淬火与回火》课件
深入研究淬火与回火的物理和化学机制，优化工艺参数，提高工件的性能和稳定性。
03
02
01
03
新型环保介质开发
研发新型环保的淬火介质和回火材料，降低对环境的污染和破坏。
01
减少能源消耗
研究节能型的淬火与回火工艺，降低能源消耗和碳排放，实现绿色生产。
02
废弃物资源化利用
对淬火与回火过程中产生的废弃物进行资源化利用，减少对环境的负担。
目的
淬火的方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
方法
淬火过程包括加热、保温和冷却三个阶段。加热阶段是将钢加热到奥氏体化温度；保温阶段是为了保证奥氏体化充分进行；冷却阶段是将钢迅速冷却至室温，使奥氏体转变为马氏体。
过程
淬火后的组织主要包括马氏体、残余奥氏体和少量未转变的铁素体。马氏体的形态和分布对钢的性能有重要影响。
淬火后的钢具有较高的硬度和强度，但同时也存在较大的脆性。为了获得良好的综合性能，通常需要对淬火后的钢进行回火处理。
性能
组织
CHAPTER
钢的回火
02
定义
回火是钢淬火后加热到低于临界点某一温度，并保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理工艺。
目的
消除淬火产生的内应力，提高钢的塑性和韧性，获得良好的力学性能和稳定组织。
组织：回火后钢的组织转变为多相混合组织，包括铁素体、奥氏体和碳化物。
CHAPTER
淬火与回火的关系
03
淬火的目的是通过快速冷却使钢的内部组织转变为马氏体，从而提高钢的硬度和强度。
回火的目的是通过加热使钢的内部组织进行转变，消除淬火过程中产生的内应力，提高钢的韧性和塑性。
淬火与回火是钢铁热处理工艺中的两个重要环节，二者相互关联，相互影响。淬火是回火的基础，回火的质量直接影响淬火的效果。
03
02
01
03
新型环保介质开发
研发新型环保的淬火介质和回火材料，降低对环境的污染和破坏。
01
减少能源消耗
研究节能型的淬火与回火工艺，降低能源消耗和碳排放，实现绿色生产。
02
废弃物资源化利用
对淬火与回火过程中产生的废弃物进行资源化利用，减少对环境的负担。
目的
淬火的方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
方法
淬火过程包括加热、保温和冷却三个阶段。加热阶段是将钢加热到奥氏体化温度；保温阶段是为了保证奥氏体化充分进行；冷却阶段是将钢迅速冷却至室温，使奥氏体转变为马氏体。
过程
淬火后的组织主要包括马氏体、残余奥氏体和少量未转变的铁素体。马氏体的形态和分布对钢的性能有重要影响。
淬火后的钢具有较高的硬度和强度，但同时也存在较大的脆性。为了获得良好的综合性能，通常需要对淬火后的钢进行回火处理。
性能
组织
CHAPTER
钢的回火
02
定义
回火是钢淬火后加热到低于临界点某一温度，并保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理工艺。
目的
消除淬火产生的内应力，提高钢的塑性和韧性，获得良好的力学性能和稳定组织。
组织：回火后钢的组织转变为多相混合组织，包括铁素体、奥氏体和碳化物。
CHAPTER
淬火与回火的关系
03
淬火的目的是通过快速冷却使钢的内部组织转变为马氏体，从而提高钢的硬度和强度。
回火的目的是通过加热使钢的内部组织进行转变，消除淬火过程中产生的内应力，提高钢的韧性和塑性。
淬火与回火是钢铁热处理工艺中的两个重要环节，二者相互关联，相互影响。淬火是回火的基础，回火的质量直接影响淬火的效果。
钢的表面淬火和化学热处理
２）钢的渗氮（氮化） 渗氮是在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的化学热 处理工艺，又称氮化。 渗氮能使零件获得比渗碳更高的表面硬度、耐磨性以及提 高其耐腐蚀性和疲劳强度。 （１）气体氮化 目前应用最广的是气体渗氮。气体渗氮是将工件置于通有 氨气（NH3）的密闭炉内，加热到500～560℃，氨分解产生的 活性氮离子[N]被工件表面吸收，并逐渐向心部扩散，从而形成 渗氮层。渗氮层的深度一般为0.1～0.6mm。 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\热处理 录像4（钢的表面热处理与化学热处理）\氮化.rm
名称频率淬硬深度mm适用零件高频感应加热100500khz0525淬硬层较薄的中小型零件如小模数齿轮小的轴感应加热表面淬火种类及应用中频感应加热110khz310承受较大载荷和磨损零件如大模数齿轮较大凸轮等工频感应加热50hz1020要求硬层深的大型零件和钢材的穿透加热如轧辊火车车轮等感应加热速度极快时间很短仅为几秒钟加热淬火有如下特点
解的有机液体（如煤油、丙酮等），保温一段时间，渗碳气体 或有机液体在高温下分解产生活性碳原子，活性碳原子逐渐滲 入工件表面，并向心部扩散，形成一定深度的渗碳层。渗碳层 深度可通过控制保温时间来达到，一般为0.5～2.5mm。
井式渗碳炉
第1章 机械工程材料
工件渗碳后必须进行淬火和低温回火，最终表层为细小片 状的回火高碳马氏体及少量的渗碳体，这样表面可获得高的硬 度（60～64HRC）、耐磨性及疲劳强度；而心部组织取决于 钢的淬透性，一般低碳钢心部组织为铁素体和珠光体，硬度为 110～150HBS，低合金钢（20CrMnTi钢）通常心部组织为回 火低碳马氏体和少量铁素体，硬度为35～45HRC，具有较高 的强韧性和塑性。 气体渗碳的渗碳层质量高，渗碳过程易于控制，生产率 高，劳动条件好，易于实现机械化和自动化，适于成批或大量 生产。主要用于受磨损和较大冲击载荷的零件，如齿轮、活塞 销、凸轮、轴类等。
第十一章 钢的表面淬火
7
第11章 钢的表面淬火
加热速度与奥氏体转变温度范围
在快速加热条件下非平衡相图
8
第11章 钢的表面淬火
二、表面淬火的组织与性能
1、表面淬火的金相组织 其金相组织与钢种，淬火前的原始组织及淬火 加热时沿截面温度分布有关。
9
第11章 钢的表面淬火
10
第11章 钢的表面淬火
调质状态的45钢， 回火索氏体，会造 成回火组织的不均 匀，在C区温度低于 Ac1，但高于原调质 温度，因此发生进 一步回火，表面淬 火导致这一区域硬 度下降。
23
第11章 钢的表面淬火
导磁率μ和电阻率ρ随温度而变， ρ随温升而增大， 极值为10－4Ωcm， μ在A2点突变。 在20℃时， 20 20 f mm 冷态电流透入深度 800 500 f mm 在800℃时， 热态透入深度 感应加热时，由于表层高温区导磁率下降，涡流 移向内侧，使电流密度发生变化。
19
第11章 钢的表面淬火
感应电动势： 涡流：
d e d
R ~~ 电阻 X L ~~ 感抗
e e If 2 2 I R XL
热量：
2 f
Q 0.24I Rt( J )
20
第11章 钢的表面淬火
2)、集肤效应
电流沿截面的分布是不均匀的，电流主要沿工件表面 通过，交变电流的频率越高，这种不均匀性越严重， 电流的密度集中于表面越多，这种现象称为集肤效应 通入交变电流之导体截面上电流密度的 分布可由电磁场微分方程解得：
37
第11章 钢的表面淬火
38
第11章 钢的表面淬火
3、火焰淬火工艺： 1）同时加热淬火； 2）旋架淬火法； 3）摆动淬火法； 4）推进淬火法 5）旋转连续淬火法 6）周边连续淬火法
《钢的表面淬火》PPT课件
区的存在，促使奥氏体转变，使C曲线左移。 ②改变Ms点和马氏体组织形态
由于低碳区的存在，使Ms升高，淬火钢中的 板条M量增多。在快速加热淬火时，可以获得两 种不同形态的马氏体及未溶碳化物的复合组织。
§3高频感应淬火的组织和性能 一、高频淬火后的组织 第1层 淬硬层
温度＞Ac3 组织：M+AR 第2层 过渡层 温度在Ac1~Ac3之间， 组织：M+AR+F 第3层 心部原始组织。 温度：<Ac1
η感─感应器的效率(≈0.8)
P总─设备的最大输出功率(kW)
Po─另件加热所需的单位功率(kW/cm2)
设备允许的最大加热面积
设备型号
DGF-C-108 DGF-200/2.5 GP60-CR13-1 GP100-C2
设备功率
(kW)
100 200 60 100
最大加热面积(cm2)
一次加热 连续加热
2、疲劳强度
高频淬火后，表面处于压应力状态，提高了 另件的疲劳强度。
疲劳强度和淬硬层深度有一定的关系。 3、耐磨性
高频淬火后工件的耐磨性比普通淬火高。这 主要是由于淬硬层中马氏体极为细小，碳化物 弥散度高，以及硬度较高，且表面的压应力状 态综合作用的结果。 4、多冲抗力
随淬硬层深度的增加而增加，但有一极限值。
➢快速加热时的相变特点
★
➢高频感应淬火的组织和性能 ★
➢高频感应加热淬火工艺
➢高频淬火后的回火
➢高频感应淬火的应用
➢其它表面淬火方法
§1感应加热的基本原理
1、电磁感应产生感应电流
2、感应电流的表面效应
距表面X厘米处的感应电流 强度为：
Ix=Io×exp(-X/△)安培
当X=0时，Ix=Io
由于低碳区的存在，使Ms升高，淬火钢中的 板条M量增多。在快速加热淬火时，可以获得两 种不同形态的马氏体及未溶碳化物的复合组织。
§3高频感应淬火的组织和性能 一、高频淬火后的组织 第1层 淬硬层
温度＞Ac3 组织：M+AR 第2层 过渡层 温度在Ac1~Ac3之间， 组织：M+AR+F 第3层 心部原始组织。 温度：<Ac1
η感─感应器的效率(≈0.8)
P总─设备的最大输出功率(kW)
Po─另件加热所需的单位功率(kW/cm2)
设备允许的最大加热面积
设备型号
DGF-C-108 DGF-200/2.5 GP60-CR13-1 GP100-C2
设备功率
(kW)
100 200 60 100
最大加热面积(cm2)
一次加热 连续加热
2、疲劳强度
高频淬火后，表面处于压应力状态，提高了 另件的疲劳强度。
疲劳强度和淬硬层深度有一定的关系。 3、耐磨性
高频淬火后工件的耐磨性比普通淬火高。这 主要是由于淬硬层中马氏体极为细小，碳化物 弥散度高，以及硬度较高，且表面的压应力状 态综合作用的结果。 4、多冲抗力
随淬硬层深度的增加而增加，但有一极限值。
➢快速加热时的相变特点
★
➢高频感应淬火的组织和性能 ★
➢高频感应加热淬火工艺
➢高频淬火后的回火
➢高频感应淬火的应用
➢其它表面淬火方法
§1感应加热的基本原理
1、电磁感应产生感应电流
2、感应电流的表面效应
距表面X厘米处的感应电流 强度为：
Ix=Io×exp(-X/△)安培
当X=0时，Ix=Io
表面淬火
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• ①表面淬火用材料 • ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。
• 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。
• 含碳量过高，心部韧性下降； • ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导轨
表面淬火齿轮
• ②预备热处理
• ⑴工艺： • 对于结构钢为调质或正火。 • 前者性能高，用于要求高的重 要件，后者用于要求不高的普
感应淬火机床
• ⑤表面淬火常用加热方法 • ⑴ 感应加热: 利用交变电流 在工件表面感应巨大涡流，
使工件表面迅速加热的方法。
感应加热 表面淬火 示意图
• 感应加热分为： • 高频感应加热 频 率 为 250-300KHz ， 淬 硬层深度0.5-2mm
火传 感动 应轴 器连 续 淬
感应加热表面淬火齿轮的截面图
表面淬火
• 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情
况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以
强化零件表面的热处理方法。
火焰加热
感 应 加 热
• 表面淬火目的： • ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; • ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的 塑性和韧性。即表硬里韧。 • 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。
通件。
• ⑵目的: • 为表面淬火作组织准备； • 获得最终心部组织。
回火索氏体
索氏体
• ③表面淬火后的回火 • 采用低温回火，温度不高于200℃。 • 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 • ④表面淬火+低温回火后的组织 • 表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。
感应加热表面淬火
钢的表面淬火
一、火焰加热表面淬火
加热源：氧－乙炔或 氧－煤气的混合气体 特 点：
①操作简单，无需特殊设备 ②淬硬层一般为2-6mm ③淬火质量
利用电流的表面效应来实现的。
高频淬火工艺 水或聚乙烯醇水溶液冷却 （油易燃） ； 160-200℃低温回火，提 高韧性，降低淬火残余应力。 自身回火淬火法 高频淬火优缺点 三、高能密束表面淬火
of
3.7 & Chapter 3
第七节
钢的表面淬火
仅把零件需耐磨的表层淬硬，而中心仍保持未淬
火的高韧性状态 。 （只改变表层组织而不改变化学 成分） 表面淬火零件所用的材料一般是中碳钢，如 40、 45钢及中碳合金结构钢如40Cr、40MnB等。 表面淬火必须用高速加热法使零件表面层很快地达 到淬火温度，而不等其热量传至内部，立即迅速冷却 使表面层淬硬。
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钢的表面淬火.
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底