淬火钢硬度与含碳量解析式的探讨
各种材料淬火硬度
一、不锈钢440-C:美国制之优质不锈钢材, 含铬量高达16-18%。
最初被应用於外科手术刀具及船舶业, 耐蚀性及耐恴能力极强。
现更广泛应用於手制刀及优质厂制刀具。
含碳量约1%(440系分A, B, C, 及F级; C级及F级含碳量最高则较少) 经熟处理後可达HRc58之硬度。
154CM:美国制之优质不锈钢材, 铬含量达15%, 钼含量达4%; 故定名为154CM。
乃近代手制刀之一代宗师R.W s 率先所采用。
加工性极优, 耐蚀性, 刀锋耐损性及韧性皆强, 但售价较高, 故只见被应用於手制刀具。
含碳量经热处理後可达HRc60~61之硬度。
ATS-34 : 日本“日立金属工业”针对美制154CM 而开发之优质不锈钢份与154CM相近, 而各方面之性能皆达至154CM之标准, 且犹有过之, 但价格则较廉, 被业内认定为最佳刀一, 现已成为手制及优质厂制刀具应用之主流。
经热处理後可达HRc60~61硬度。
ATS-34:日本“日立金属工业”针对美制154CM 而开发之优质不锈钢, 用料和成份与154CM相近, 而各方面之性能4CM之标准, 且犹有过之, 但价格则较廉, 被业内认定为最佳刀具钢材之一, 现已成为手制及优质厂制刀具应经热处理後可达HRc60~61硬度。
AUS8(8A):日本“爱知制钢” 所开发之优质不锈钢材, 耐蚀性, 刀锋耐损性及韧性皆达优异水平, 多被应用於日本制之具。
AUS 钢种分为10A (含碳量约1%), 8A (含量0.8%) 及6A (含碳量约0.6%) 三种。
8A 经热处理後HR 硬度。
D2:金属机械加工用之耐磨工具钢材D2, 属风硬钢(Air-Hardening steel) ; 被广泛应用砍伐刀或猎刀次制作达1.5%, 含铬量亦高达11.5%, 经热处理後可达HRc60之硬度, 但相对地廷展性(韧性)较弱, 耐锈能力亦不甚面亦难作镜面磨光处理。
Hi-Speed Tool Steel (高速工具钢):高度加工制成成之工具钢材, 含碳量高, 而含铬量则低(约4%), 故打磨钢材表面之光泽较暗, 经热处理後2之高硬度, 但耐锈性能不甚佳。
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响含碳量少，一般组织由铁素体和珠光体组成，淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大，硬度低，耐磨性差含碳量高，组织一般由渗碳体跟珠光体组成，淬火后多为片状马氏体；高碳钢脆性大，硬度高，耐磨性好一般碳的含量越高硬度越大，韧性降低！以下是各种钢的特点的一些简介：1 碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。
碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc 0.25％一0.6％)和高碳钢(wc >O．6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 。
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。
2 碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。
若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含s、P 的量依次降低，钢材质量依次提高。
若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’或“b”者为镇静钢。
例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A 级沸腾钢，Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。
通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。
Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。
【钢铁知识】钢的淬火知识大全分析讲解很全面！
【钢铁知识】钢的淬火知识大全分析讲解很全面！淬火的定义与目的将钢加热到临界点Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
钢件在有物态变化的淬火介质中冷却时，其冷却过出一般分为以下三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。
钢的淬透性淬硬性和淬透性是表征钢材接受淬火能力大小的两项性能指标，它们也是选材、用材的重要依据。
1.淬硬性与淬透性的概念淬硬性是钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。
决定钢淬硬性高低的主要因索是钢的含碳量，更确切地说是淬火加热时固溶在奥氏体中的含碳量，含碳量越离，钢的淬硬性也就越高。
而钢中合金元素对淬硬性的影响不大，但对钢的淬透性却有重大影响。
淬透性是指在規定条件下，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，它是钢材固有的一种属性。
淬透性实际上反映了钢在淬火时，奥氏体转变为马氏体的容易程度。
它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关，或者说与钢的临界淬火冷却速度有关。
还应指出：必须把钢的淬透性和钢件在具体淬火条件下的有效淬硬深度区分开来。
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；而钢的有效淬硬深度除取决于钢材的淬透性外，还与所采用的冷却介质、工件尺寸等外部因索有关，例如在同样奥氏体化的条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但是水淬比油淬的有效淬硬深度大，小件比大件的有效淬硬深度大，这决不能说水淬比油淬的淬透性髙。
也不能说小件比大件的淬透性高。
淬火工艺对碳钢硬度的影响
淬火工艺对碳钢硬度的影响作者：柳彭鹏来源：《科技与创新》2017年第06期摘要：碳钢含碳量对碳钢淬火后的硬度有很大的影响。
对于相同含碳量的碳钢，不同加热温度和淬火方式对碳钢的硬度也有影响。
通过实验，可以总结出碳钢含碳量和碳钢淬火条件对碳钢硬度的影响，对实际工业生产可以起到一定的指导作用。
关键词：淬火；碳钢硬度；加热温度；水淬中图分类号：TG156.3 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.06.098工业中为获得硬度合适的碳钢，工厂会试用不同含碳量的碳钢，同时采取多种热处理方法对碳钢进行处理。
为得到不同淬火工艺与碳钢含碳量的关系，本文采用了45#和T10 2种不同的含碳钢，共设置了8组实验进行对照和数据分析，以此确定这些因素对碳钢含碳量的影响。
1 实验条件该实验中的磨样、硬度测量和显微观察步骤均是在常温常压下进行的。
淬火中选取了2个不同的温度分别对2种碳钢进行加热处理，淬火分为水淬和油淬，淬火后置于常温常压下等待进行后续步骤。
具体加热温度和时间如表1.实验材料及设备如下：半径为20 mm的45#钢4个；半径为25 mm的T10钢4个；高温箱式电阻炉，相应的热电偶和温控仪表；洛氏硬度计；油淬和水淬淬火用水槽各1个，铁钳、成套砂纸和硝酸酒精若干；卧式金相显微镜（带摄影装置）1台，台式金相显微镜若干。
2 实验方法和步骤2.1 淬火分别取2个45#样品和2个T10样品。
打磨掉其氧化层后，将样品置于电阻炉中加热到指定温度后保温。
保温后，分别对各组中的2个样品进行水淬和油淬，然后再分别对45#样品和T10样品进行一次非正常处理。
将45#样品打磨后在500 ℃下保温20 min，接着水淬，将T10样品打磨后在940 ℃下保温25 min后水淬。
2.2 测量硬度取以上6个样品进行硬度测量。
使用洛氏硬度计进行硬度测试，对同一试样测试3次，取其平均值作为实验结果。
2.3 金相试样的制备金相试样的制备包括取样、磨制、抛光、腐蚀等几个步骤。
45钢淬火和低碳钢渗碳淬火
45钢淬火和低碳钢渗碳淬火1. 介绍淬火是一种常用的金属热处理工艺，通过迅速冷却来改变材料的组织结构和性能。
45钢和低碳钢是两种常见的金属材料，它们在淬火过程中有一些不同的特点和要求。
本文将介绍45钢淬火和低碳钢渗碳淬火的工艺流程、影响因素以及淬火后的性能变化。
2. 45钢淬火2.1 工艺流程45钢是一种碳钢，其含碳量约为0.45%，具有良好的机械性能和热处理响应。
淬火是提高45钢硬度和强度的常用方法。
45钢淬火的工艺流程如下： 1. 预热：将45钢加热到适当的温度，以减少热应力和提高淬火效果。
2. 加热保温：将预热后的45钢加热到A3点以上，保持一段时间，使组织均匀化。
3. 高温保温：将加热保温后的45钢加热到适当的温度，保持一段时间，以使组织达到奥氏体化。
4. 快速冷却：将高温保温后的45钢迅速冷却，通常使用水、油或盐水进行淬火。
5. 回火：对淬火后的45钢进行回火处理，以减少内部应力和提高韧性。
2.2 影响因素45钢淬火的效果受多种因素的影响，包括温度、冷却介质、冷却速度等。
•温度：淬火温度的选择对45钢的硬度和组织结构有重要影响。
通常，较高的温度可以获得较低的硬度和较粗的组织，而较低的温度可以获得较高的硬度和较细的组织。
•冷却介质：不同的冷却介质对45钢的淬火效果有差异。
水冷却速度快，可以获得较高的硬度，但易产生变形和开裂；油冷却速度适中，可平衡硬度和韧性；盐水冷却速度较慢，可以获得较低的硬度和较好的韧性。
•冷却速度：冷却速度越快，45钢的硬度越高。
不同部位的冷却速度会导致组织不均匀，需要进行适当的调整。
2.3 性能变化经过淬火处理后，45钢的硬度和强度得到了显著提高，但韧性和塑性较低。
这是由于淬火过程中产生了马氏体组织，其具有脆性。
淬火后的45钢可以通过回火处理来调整其性能。
回火可以降低硬度，增加韧性和塑性。
回火温度的选择应根据具体应用需求进行调整，以平衡硬度和韧性的要求。
3. 低碳钢渗碳淬火3.1 工艺流程低碳钢是一种含碳量较低的钢材，通常在淬火前需要进行渗碳处理，以提高其硬度和耐磨性。
简述淬火钢回火时力学性能与回火温度之间的关系
简述淬火钢回火时力学性能与回火温度之间的关系⑴ 硬度与回火温度之间的关系中、低碳钢在250℃一下回火时，机械性能无明显变化。
这是因为只有碳的偏聚，而无其他组织变化。
高碳钢则不同，由于ε相共格析出，引起弥散强化，硬度略有升高。
250-400℃回火时，一方面由于马氏体分解、正方度减小以及碳化物转变和聚集长大，硬度趋于降低；另一方面，由于残余奥氏体转变为下贝氏体，硬度则有所升高。
二者综合影响，使得中、低碳钢硬度下降，而高碳钢硬度升高。
回火温度在400℃以上升高时，产生α相的回复与再结晶及碳化物聚集并球化，均使硬度下降。
⑵强度和塑性与回火温度的关系高、中、低碳钢回火时，弹性极限随回火温度上升而增加，大约在350℃左右出现峰值。
这与回火过程中碳的偏聚、ε碳化物的析出、α相中碳过饱和度下降以及渗碳体析出α相回复等组织结构变化相联系。
钢的塑性一般随回火温度的升高而加大。
⑶冲击韧性与回火温度之间的关系随着回火温度的升高，碳钢冲击值（αk）变化的总趋势是增加的。
但是，高碳钢经扭转冲击试验，可测出250℃左右回火后冲击值下降的脆化现象。
⑷断裂韧性与回火温度之间的关系在400℃以下，随回火温度增高，断裂韧性和冲击韧性均降低。
400℃以上回火时，断裂韧性增大。
解释碳钢回火脆性的定义、原因及消除或改善方法在250-400℃和450-650℃区域存在着冲击韧显著下降的现象，这种脆化现象称为回火脆性。
⑴其中在250-400℃范围内回火时出现的脆性称为第一类回火脆性，存在于一切钢种之中。
此后若重新加热至第一类回火脆化温区，也不再出现脆性。
故又称不可逆回火脆性。
因其出现与低温回火温度范围，故又称低温回火脆性。
发生第一类回火脆性的钢件，断口呈晶间断裂；无第一次回火脆性的钢件，呈穿晶断裂。
消除或改善的方法：①以极快的速度加热和冷却以及高温形变热处理。
②以非碳化合物形成元素（Si）来合金化，一起有效地推迟马氏体脱溶的作用，使低温回火脆性温度区上移，从而使钢获得高强韧性。
工程材料实验二 碳钢的热处理及硬度测试(发送)(1)
碳钢的热处理及硬度测试一、实验目的1、了解碳钢的热处理工艺规程，并能动手操作简单的热处理工艺。
2、分析碳钢在热处理时：1）含碳量对淬火硬度的影响；2）不同的冷却速度对钢的组织与性能的影响；3）不同的回火温度对淬火钢组织和性能的影响。
3、了解金属材料的硬度测试方法。
二、预习内容1、钢的淬火。
所谓淬火就是将钢加热到 Ac3（亚共析钢）或Ac1 (过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临），以获得马氏体组织。
碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。
为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。
（1）淬火温度的选择选定正确的加热温度是保证淬火质量的重要环节。
淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据相图确定（如图1所示）。
对亚共析钢，其加热温度为＋30～50℃，若加热温度不足（低于），则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。
对过共析钢，加热温度为＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。
后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。
图1（2）保温时间的确定淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。
加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。
表1 碳钢在箱式电炉中加热时间的确定3）冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。
冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。
为此，可根据C曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与C曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。
为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等）.不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。
浅析钢的淬透性和淬硬性
科学与信息化2021年6月下
a ）亚共析碳钢时间（s ）
时间（s ）时间（s ）b ）共析碳钢
c ）过共析碳钢
图1 非共析钢和共析钢的TTT图比较
奥氏体化温度的影响
提高奥氏体化温度将使奥氏体晶粒长大，奥氏体成分更均匀，从而抑制珠光体或贝氏体的形核率，降低了临界淬火速度，可适当提高钢的淬透性。
钢种未溶第二项的影响钢中未溶入奥氏体的碳化物、氮化物及其他非金属夹杂物，由于促进珠光体、贝氏体等相变形核，从而使钢的淬透性钢的原始组织的影响
钢的原始组织中，由于珠光体的类型（片状或粒状）及弥散度的不同，在奥氏体化时，将会影响到奥氏体的均匀性，从而影响到钢的淬透性。
碳化物愈细小，溶入奥氏体愈迅速，从而有利于提高钢的淬透性，粗大的奥氏体晶粒能使等温冷却TTT 曲线右移，降低了钢的临界冷却速度。
但晶粒粗大将增大钢在淬火时的变形、开裂倾向和降低韧性。
在相同冷却速度条件下，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，等温冷却TTT 曲线右移，临界冷却速度减慢，钢的淬透性越高[1]。
图2 淬火试样断面上马氏体量和硬度的变化
钢的淬透性取决于其临界冷却速度的高低，而淬硬性主要取决于钢的含碳量，它们之间没有必然关系。
但淬硬性与淬透性成正比关系，淬硬性低的钢其淬透性差。
参考文献
[1] 程正翠.钢淬透性和淬硬性的教学实践[J].教育教学论坛,2019 (30):155-156.。
淬火和碳含量细化的关系
淬火和碳含量细化的关系全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：淬火是一种传统的金属热加工工艺，通过在高温下加热金属，然后迅速冷却以改变其结构和性能。
而碳含量则是影响金属硬度和强度的重要因素之一。
淬火和碳含量之间存在着密切的关系，对于淬火的效果和最终的金属性能产生着重要影响。
淬火是通过改变金属内部结构来提高其硬度和强度的方法。
在高温下，金属的晶粒会发生变化，形成一种较为均匀的结构。
如果金属在冷却过程中过快进行淬火，会导致晶粒无法完全重新排列，使得金属内部产生拉伸和压缩应力，从而降低其硬度和强度。
控制金属的冷却速度至关重要。
碳含量对于金属的淬火效果也起着至关重要的作用。
一般来说，碳含量越高的金属，淬火效果会更好。
因为在高碳含量下，金属晶粒会更容易重新排列，形成较为均匀的结构，从而提高金属的硬度和强度。
而低碳含量的金属，晶粒容易发生错位，使得金属的性能无法完全发挥。
淬火过程中还需考虑金属的形状和尺寸对淬火效果的影响。
不同形状和尺寸的金属，在冷却过程中会产生不同程度的应力和变形，从而影响金属的淬火效果。
而碳含量的细化则可以增加金属的形变能力，使其在淬火过程中更加稳定，从而提高金属的硬度和强度。
淬火和碳含量之间存在着密切的关系，能够相互影响对方的效果。
只有在确保较高的碳含量和适当的淬火过程下，金属才能获得较好的淬火效果，从而提高其硬度和强度。
在金属加工过程中，淬火和碳含量的细化是至关重要的，值得加以重视和研究。
第二篇示例：淬火和碳含量细化的关系是热处理工艺中非常重要的一个方面。
淬火是将金属件加热到一定温度后急冷，以改变其组织和性能的过程。
而碳含量则是指金属中碳元素的含量，对金属的硬度和耐磨性等性能有着重要的影响。
在淬火过程中，金属件被加热至固溶温度以上，碳元素溶解在铁基中形成奥氏体组织。
当金属件被急冷后，奥氏体组织会转变为马氏体组织，从而提高金属的硬度和强度。
而碳元素的含量对于奥氏体转变为马氏体的速率和转变的形成有着直接的影响。
钢材含碳量与强度关系
钢材含碳量与强度关系公式为
“钢材含碳量与强度关系公式为钢材的含碳量是和力学性能密切相关的，一般来说钢材中的含碳量越高，其强度和硬度就越高，而塑性和韧性则会降低，即脆性增大;反之，含碳量低时，钢材的强度、硬度就会降低，而塑性和韧性则会增高。
”
钢材的强度与硬度成正比，钢材的抗拉强度是布氏硬度的约0.33-0.36倍的关系。
金属的硬度与强度在理论上没有严格的关系，但通过大量的实验可以粗略地得到其换算值或换算关系。
根据试验研究总结出的经验公式，金属的抗拉强度σb与布氏硬度HB之间有近似关系为：
近似关系说明：对于钢铁材料，K=0.33~0.36。
即在含碳量＜1.2%以下时，是正比关系，即含碳量越高，钢材的硬度越大，同时强度也越大；超过后将不存在比例关系，且随着硬度的增高强度会下降；同时硬度增加到一定值（大约为HRC70）时，钢的硬度也不会再增加了。
钢的淬火基础知识要点
将加热至奥氏体状态的工件先在冷却能力较强的淬火介质 中快速冷却至接近点Ms的温度，避免过冷奥氏体发生珠 光体和贝氏体转变，然后再转入另一种冷却能力较弱的 介质中继续冷却，使过冷奥氏体在缓慢冷却条件下转变 成马氏体的淬火方法。如水淬油冷或油淬空冷。
双液淬火主要用于形状复杂的高碳钢工件及大型 合金钢工件。技术要求高，可防止变形与开裂。
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3、分级淬火法
• 将加热至奥氏体状态的工件先淬 入高于该钢点Ms附近的热浴中 停留一定时间，待工件各部分与 热浴的温度一致后，取出空冷至 室温，在缓慢冷却条件下完成马 氏体转变的淬火方法。
•其特点是显著减少淬火变形与开裂 •用于截面尺寸较小淬透性较高的钢件
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淬火过程
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赤热工件进入淬火介质后的三个冷却阶段
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理想淬火冷却曲线
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四、淬火方法
• 淬火方法的选择依据： • 钢的化学成分 • 工件的形状和尺寸 • 技术要求 • 选择淬火方法的好处： • 获得所需的组织和性能 • 减小淬火应力 • 减小工件变形和开裂的倾向
• 影响因素：
• 冷却速度越大，截面上的温差越大，热应力越 大；
• 淬火温度越高，工件截面尺寸大或钢材导热性 差，线膨胀系数大，增大热应力。
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1、热应力及其变化规律
• (a)表层和心部始终存 在着温差
• (b)冷却初期，表层产生拉 应力，心部产生压应力； 冷却后期，表层受到压应 力，心部产生拉应力。
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合金冷硬铸铁硬度与含碳量经验公式
合金冷硬铸铁是一种常用的金属材料，其硬度与含碳量之间有着密切的关系。
研究合金冷硬铸铁的硬度与含碳量之间的经验公式对于材料工程领域具有重要意义。
本文将介绍合金冷硬铸铁硬度与含碳量的经验公式，并对其进行分析和讨论。
1. 合金冷硬铸铁硬度与含碳量关系的实验研究为了探究合金冷硬铸铁硬度与含碳量之间的关系，许多研究人员进行了大量的实验研究。
通过对不同含碳量的合金冷硬铸铁进行硬度测试，他们得出了以下结论：合金冷硬铸铁的硬度随着含碳量的增加而增加，但当含碳量达到一定数值后，硬度不再呈现线性增加的趋势，而是逐渐趋于饱和。
2. 合金冷硬铸铁硬度与含碳量的经验公式根据上述实验结果，研究人员提出了合金冷硬铸铁硬度与含碳量之间的经验公式。
该公式可以用于预测合金冷硬铸铁的硬度，使工程师和设计师在材料选择和零件设计时能够更加准确地把握材料的性能。
一般而言，合金冷硬铸铁的硬度与含碳量之间的经验公式可以表示为：H = k * C^m其中，H表示合金冷硬铸铁的硬度，C表示含碳量，k和m为经验系数。
3. 经验系数k和m的确定确定经验系数k和m是建立合金冷硬铸铁硬度与含碳量经验公式的关键步骤。
研究人员通过大量的实验数据分析和统计，得出了经验系数k 和m的数值范围。
一般来说，经验系数k和m的数值随着合金冷硬铸铁的具体成分和生产工艺而有所差异。
4. 经验公式的应用合金冷硬铸铁硬度与含碳量的经验公式在工程实践中具有广泛的应用价值。
工程师和设计师可以通过该公式预测合金冷硬铸铁的硬度，从而选择合适的材料和制定合理的零件设计方案。
该公式还可以为生产工艺提供指导，帮助生产部门合理安排生产工艺流程，提高材料的利用率和产品的质量。
5. 结论合金冷硬铸铁的硬度与含碳量之间存在着一定的经验规律，通过实验研究和统计分析，可以建立合金冷硬铸铁硬度与含碳量的经验公式，为工程设计和生产工艺提供指导。
然而，需要注意的是，经验公式中的经验系数k和m需要根据具体的材料和工艺进行修正和调整，以确保公式的准确性和可靠性。
弹簧钢淬火硬度
弹簧钢淬火硬度弹簧钢作为一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
其中，淬火硬度是弹簧钢关键性能指标之一。
本文将介绍弹簧钢淬火硬度的意义、影响因素以及提高淬火硬度的方法。
一、弹簧钢淬火硬度的意义弹簧钢淬火硬度是指在淬火过程中，钢材所达到的硬度水平。
它直接影响弹簧钢的使用寿命和安全性能。
较高的淬火硬度表示弹簧钢具有较好的强度和耐磨性，能够承受更大的负荷并保持形状稳定。
因此，确保弹簧钢的淬火硬度达到要求，对于提高产品质量和性能至关重要。
二、影响弹簧钢淬火硬度的因素1. 材料成分：弹簧钢的成分是影响淬火硬度的重要因素之一。
含碳量较高的弹簧钢通常具有较高的淬火硬度，但过高的含碳量也容易导致弹簧钢脆化。
其他合金元素如铬、钼等的加入也会对淬火硬度产生影响。
2. 淬火温度和冷却速率：淬火温度和冷却速率直接影响弹簧钢的组织和硬度。
通常情况下，较高的淬火温度和较快的冷却速率能够提高淬火硬度。
然而，温度过高或冷却过快也会导致弹簧钢产生裂纹和变形等缺陷。
3. 淬火介质：不同的淬火介质对淬火硬度有着不同的影响。
常用的淬火介质包括水、油和盐等。
水冷却速度最快，能够获得最高的硬度，但易造成变形和开裂。
油和盐则冷却速度较慢，能够减少变形和开裂的风险，但淬火硬度相对较低。
三、提高弹簧钢淬火硬度的方法1. 控制淬火工艺：根据具体的材料和产品要求，合理选择淬火温度和冷却速率，以达到最佳的淬火效果。
可以采用预淬火、间歇淬火等方式来控制冷却速率，避免产生不均匀的组织和硬度。
2. 优化材料成分：通过调整和控制弹簧钢的成分，以提高淬火硬度。
合适的碳含量和添加合金元素能够显著提高弹簧钢的淬火硬度。
3. 合理选择淬火介质：根据产品的要求和具体情况，选择适合的淬火介质。
水能够获得较高的硬度，但需要注意冷却速率过快导致的变形和开裂问题。
油和盐能够减少变形和开裂的风险，同时也降低了淬火硬度。
4. 精细化热处理：通过采用先进的热处理设备和工艺，控制弹簧钢的加热、保温和冷却过程，以获得均匀的组织和高硬度。
45、60Si2Mn钢的淬透性与淬硬性分析
45、60Si2Mn钢的淬透性与淬硬性分析摘要：淬硬性[1]是指钢在正常淬火条件下，所能达到的最高硬度。
淬硬性主要与钢中碳的含量有关。
形状、尺寸相同的不同钢材淬火后，所获得的硬度值大小是不相同的。
可以根据所获得的最高硬度来进行淬硬性的比较，硬度越高的淬硬性越好，反之，硬度越低的淬硬性越差。
淬透性[1]是指钢材在理想条件下淬火所能获得的马氏体组织硬层深度的倾向。
淬透性是钢材固有的一种属性，它取决于钢的淬火临界冷速[1]的大小。
形状、尺寸相同的不同钢材，在相同条件下淬火后，它们所获得淬层深度是不相同的，淬硬层深度越深，我们就说他的淬透性越好。
相反，淬层深度越浅，它的淬透性越差。
本次综合实验研究在正常淬火条件下，45钢和60Si2Mn的硬度差别与变化，来对比不同钢种的淬硬性和淬透性的差别，通过金相组织的对比来说明影响45钢和60Si2Mn的淬透性和淬硬性的组织因素。
关键词：淬透性淬硬性含碳量临界冷却速度Research on Quenched and Hardenability Characteristics of 45 and 60Si2Mn Steels Abstract:Q uenching rigid means steel can reach the highest rigidity’s ability in normal quenching condition. Major in steel quenching rigid with carbon content. The same in different shapes, sizes steel quenching after hardness value is not the same size. According to the highest rigidity obtained to compare, the higher the better the quenching rigid, conversely, the lower the rigid quenching.Its quench-hardening ability means steel can obtain martensitic organizations of hard layer depth in ideal quenching conditions. Its quench-hardening ability is an attribute of the inherent steel, which depends on the steel quenching cooling rate of critical size. Under the same conditions after quenching, the same in different shapes, sizes steel, obtain differ depth is quenched. The depth of hardening layer, the better its quench-hardening ability, instead the shallow depth of quenching, its quench-hardening ability.This comprehensive experimental research on normal quenching condition,the difference of hardness change between 45 and 60Si2Mn , to contrast different kinds of rigid and its quench-hardening ability. Through comparison of metallographic organization to illustrate the influence of 45 steel 60Si2Mn and its quench-hardening ability and organizational factors of rigid.Keywords:Quenched Characteristic Hardenability characteristic Carbon content Critical cooling rate目录第一章绪论 (1)1.1 45、60Si2Mn的综合性能和应用 (1)1.1.1 45钢的工作条件及性能要求 (1)1.1.2 60Si2Mn的工作条件与性能要求 (1)1.2钢的热处理 (2)1.2.1调质钢的热处理 (2)1.2.2弹簧钢的热处理 (2)1.3合金元素在45、60Si2Mn中的作用 (3)1.3.1合金元素在45中的作用 (3)1.3.2合金元素在60Si2Mn中的作用 (3)1.4 本次实验目的 (3)第二章实验方案和实验过程 (4)2．1实验材料及设备 (4)2．1．1实验材料45、60Si2Mn的化学成分 (4)2．1．2实验设备 (4)2.2实验方案 (4)2.1.2钢的热处理工艺参数 (4)2.1.3实验过程 (4)2.3金相显微组织观察 (5)2.3.1金相组织的制备 (5)2.3.2 显微摄影 (5)第三章实验结果分析 (6)3．1实验结果 (6)3.1．1硬度值记录 (6)3．1．2实验试样金相组织照片 (6)3．2 45、60Si2Mn淬火后组织分析 (7)3．3 45、60Si2Mn淬硬性和淬透性分析 (7)第四章实验结论 (9)参考文献 (10)第一章绪论1.1 45、60Si2Mn的综合性能和应用1.1.1 45钢的工作条件及性能要求通常将经过淬火和高温回火处理而使用的结构钢成为调质钢。
实验二碳钢的热处理操作及硬度测定
表 2-1 不同含碳量的碳钢在退火及正火状态下的强度和硬度值
性能
热处理状态
含碳量/%
≤0.1
0.2~0.3
0.4~0.6
硬度（HB）
退火 正火
~120 130~140
150~160 160~180
180~230 220~250
强度 σb/Mpa
退火 正火
200~300 340~360
420~500 480~550
火三类。
A．低温回火 是在 150~250℃进行回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为 HRC60。
低温回火常用于切削刀具和量具，其主要作用是去除淬火后工件的内应力，韧性有所改善，
而硬度并不降低。
B．中温回火 是在 350~500 ℃进行回火，所得组织为回火屈氏体，硬度约为 HRC35
~45。主要用于各类弹簧热处理。
3
C．高温回火 是在 500~650 ℃进行回火，所得组织为回火索氏体，硬度为 HRC25~35。
用于结构零件的热处理。其综合机械性能较好。淬火加高温回火叫调质处理。
D．高于 650 ℃的回火为珠光体，硬度较低。
表 2-3 45 钢淬火后经不同温度回火后的组织及性能
类型
回火温 度/℃
回火后组织
回火后硬度 （HRC）
钢的热处理基本工艺可分为退火、正火、淬火和回火等。热处理操作中，加热温度、保 温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。正确选择这三种工艺参数， 是热处理成功的基本保证。Fe-Fe3C 相图和 C 曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。 （一）加热温度 1、退火加热温度
钢的退火通常是把钢加热到临界温度 Ac1 或 Ac3 以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉 冷却。此时奥氏体在高温区发生分解而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢（如 40 号、45 号钢等）经退火后组织稳定，硬度较低（HB180~220）有利于下一步进行切削加工。
含碳量决定金属的硬度
含碳量决定金属得硬度,锰则就是决定金属得机械性能1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点与抗拉强度升高,但塑性与冲击性降低,当碳量0、23%超过时,钢得焊接性能变坏,因此用于焊接得低合金结构钢,含碳量一般不超过0、20%。
碳量高还会降低钢得耐大气腐蚀能力,在露天料场得高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢得冷脆性与时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂与脱氧剂,所以镇静钢含有0、15－0、3 0%得硅。
如果钢中含硅量超过0、500、60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢得弹性极限,屈服点与抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1、0－1、2%得硅,强度可提高15－20%。
硅与钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性与抗氧化得作用,可制造耐热钢。
含硅1－4%得低碳钢,具有极高得导磁率,用于电器工业做矽钢片。
硅量增加,会降低钢得焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰就是良好得脱氧剂与脱硫剂,一般钢中含锰0、30－0、50%。
在碳素钢中加入0、70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量得钢不但有足够得韧性,且有较高得强度与硬度,提高钢得淬性,改善钢得热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%得钢有极高得耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。
锰量增高,减弱钢得抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷就是钢中有害元素,增加钢得冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0、045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也就是有害元素。
使钢产生热脆性,降低钢得延展性与韧性,在锻造与轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0、055%,优质钢要求小于0、040%。
在钢中加入0、080、20%得硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
6、铬(Cr):在结构钢与工具钢中,铬能显著提高强度、硬度与耐磨性,但同时降低塑性与韧性。
车床技师高硬度淬火钢车削
高硬度淬火钢车削高硬度淬火钢车削[摘要]：我们在生产中，经常遇到一些淬火后加工的产品。
如新制螺纹环规，单元制动齿止推轴承盖产品，为避免淬火变形都是在淬火后加工，还有一些急用废旧刀具量规的改制。
一般淬火硬度在HRC55~65的情况下半精车或直接车制加工完成的。
因硬度高，车削抗力大，刀具损坏严重等，用通常的加工方法是无法完成的。
经过反复试验，从淬火钢的加工特性入手，通过选用刀具材质，改进刀具几何参数、选择合理的切削用量等办法，最终摸索出车高硬度淬火钢的规律。
解决了生产中的一系列加工难题。
[关键词] 刀片材质、刀具参数、切削用量、车淬火钢一、引言我们工模具分厂经常加工一些淬火件，如各型机车单元制动器上应的专用轴向止推轴承超薄的上、下盖；各种非标螺纹环规；有时改制急用的刀具、量规等一般淬火硬度都在HRC55-64之间。
材质主要是材料主要是W18Cv4V、CrWMn、GCr15等。
之所以要采用热处理后加工主要是为了解决热处理变形问题，如螺纹环规、如先粗车，淬火后用研磨棒研制。
因变形量大往往需要六级研棒，工装量大、造价高、废品率60%，如淬火后精车只用三级研棒并杜绝了废品。
单元制动器轴承上、下端盖也同样有很好的效果。
然而上述产品淬火后车削，遇到的最大难题是刀具崩刃和刃口磨损问题，这些问题应该怎么解决呢？二、淬火钢的加工性质分析。
通常所说的淬火钢一般指含碳量0.45%左右的优质碳素钢和含碳量在0.4%左右的合金钢。
淬火硬度在HRC45~60，抗拉强度在120~210公斤/平方毫米，导热系数较低。
而我们加工的淬火钢如W18Cr4V，GCr15等都属高合金工具钢，淬火硬度一般都在55~65之间上述特点更加明显。
特别是很高的硬度和要求较高的加工精度给切削加工造成很大困难，但长期加工实践认识到淬火钢在切削过程中主要有以下特征。
1、切削抗力大，刀尖易崩刃。
据有些资料介绍。
当45号钢淬火硬度达到HRC44时，单位切削力达270公斤/平方毫米，比一般钢的单位切削力提高35%以上，而我们加工的产品硬度都在HRC55~65之间，且都是高合金钢，切削力将明显提高。