钢的淬透性
钢的淬透性测定
1、学会用端淬法测定钢的淬透性； 2、比较碳钢（45）与合金钢（40Cr）的淬透性； 3、了解淬透性曲线的应用。
1
【实验概述】
1、淬透性与淬硬性 钢的淬透性——钢在淬火时获得M的能力。 钢的淬硬性——钢淬火后所能达到的最高硬度。
2、影响淬透性的因素 主要是钢的化学成分（合金元素含量），其次是奥氏体化温度、保温时间等。
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【实验注意事项】
1、试样从盒中取出到开始喷水之间的时间应不超过5 s。 2、磨制试样过程中应注意用水冷却，避免发生回火现象。 3、测量的硬度压痕应沿所磨平面的中心线分布。
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【实验报告撰写】
1、统一使用实验报告纸撰写实验报告，要求写出实验名称、 实验目的、实验材料、实验设备等。
2、实验数据处理
（1）用表格列出两种试样距离顶端各点的硬度（硬度-距离表） （2）根据上表绘制两种试样硬度-距离曲线图（横坐标为距离d、
不同截面的钢淬火时淬硬层深度的变化 (D0为心部为50％M的最大直径)
在相同冷却条件下，Do越大，钢的淬透性越好。
4
（3）端淬法—— GB/T 225-2006 ❖淬透性表示方法：
J HRC- d
J——表示端淬实验法 d——测试点至水冷端的距离（mm） HRC——测试点处的硬度值
例如：
J 42- 5
即表示：距水冷端5mm处 试样硬度值为42HRC
5
淬透性曲线
半M与碳含量
6
【实验设备及材料】
箱式炉 4台
端淬机 1台 台式砂轮机 2台 洛氏硬度计 4台
实验材料 —— 45钢和40Cr标准端淬试样
7
【实验内容及步骤】
4~5人一组，领取一根试样（45或40Cr），进行端淬。
钢的淬透性末端淬火试验
钢的耐热性评价
耐热性评价
末端淬火试验还可以用于评价钢的耐热性，即在高温下保持钢的性能的能力。耐热性对于在高温环境下工作的部 件非常重要。
耐热性影响因素
钢的耐热性受到合金元素、微观组织和热处理工艺的影响。了解这些因素有助于优化钢的性能，提高其在高温环 境下的稳定性和持久性。
对实际应用的指导意义
材料选择
淬火过程中的温度、时间和冷却速度等工艺参数 对淬透性有显著影响，通过优化这些参数，可以 提高钢的淬透性能。
05
试验结论
钢的淬透性评估
淬透性评估
通过末端淬火试验，可以评估钢的淬 透性，即钢在淬火过程中获得淬硬层 的深度。淬透性取决于钢的化学成分、 温度、冷却速度等因素。
影响因素
钢的淬透性受到多种因素的影响，如 合金元素、碳含量、热处理工艺等。 这些因素对钢的硬度和抗疲劳性能有 显著影响。
在比较不同钢种的淬透性时，应综合考虑其化学成分、纯 净度、显微组织等因素，以及其在不同温度和冷却速率下 的组织转变和相变行为。
02
试验原理
淬火原理
01
淬火是将钢加热至奥氏体化后迅 速冷却，使钢转变为马氏体或贝 氏体组织的热处理工艺。
02
通过淬火，可以提高钢的硬度和 耐磨性，同时使钢获得所需的机 械性能。
对试验数据进行整理、分析和处理，计算 淬透性指标，如Jominy淬透性值、KocksZimmerman曲线等，以评估钢的淬透性。
04
试验结果分析
淬透性曲线分析
淬透性曲线
淬透性曲线是描述钢在不同温度 和时间下淬火后硬度的变化曲线， 通过分析曲线可以了解钢的淬透 性能。
淬透性指标
淬透性指标包括临界淬火速率、 淬火温度范围等，这些指标可以 用来评估钢的淬透性能。
钢的淬透性
(3)钢的淬透性淬透性是钢的主要热处理工艺性能，它对合理选用材料及正确制定热处理工艺，具有十分重要的意义。
1)淬透性的概念淬透性，从组织上讲，是指钢淬火时全部或部分地获得马氏体组织的难易程度;从硬度上讲，是指钢淬火时获得较深淬硬层或中心被淬硬(淬透)的能力。
淬硬层越深，表明钢的淬透性越好。
从理论上讲，淬硬层深度应是工件整个截面上全部淬成马氏体的深度。
但实际上，一般规定从工件表面向里至半马氏体区(马氏体与非马氏体组织各占一半处)的垂直距离作为有效淬硬层深度。
用半马氏体处作淬硬层界限，只要测出截面上半马氏体硬度值的位置，即可确定出淬硬层深图 3-22 工件淬透层深度与冷却速度的关系示意图度。
零件淬火所能获得的淬硬层深度是变化的，随钢的淬透性、零件尺寸和形状以及工艺规范的不同而变化。
实际淬火工作中，如果整个截面都得到马氏体，即表明工件已淬透。
但大的工件经常是表面淬成了马氏体，而心部未得到马氏体，这是因为淬火时，表层冷却速度大于临界冷却速度V而K心部小于V的缘故，如图3-22所示。
K2)注意区分两对易混淆的概念?淬透性与淬硬性的区别淬透性:表明钢淬火时获得马氏体的能力。
过过冷奥氏体越稳定，C曲线越向右移，马氏体临界冷却速度V越小，钢的淬透性越好(越高)。
它主要取决于奥氏体合金含量。
k淬硬性:表示钢淬火后能达到最高硬度的能力。
淬火后硬度越高，淬硬性越好(越高)。
它主要取决于马氏体碳的质量分数，合金元素含量对淬硬性没有显著影响。
所以说，淬透性好的钢，其淬硬性不一定高。
例题1:比较T10 、20CrMnTi 、40Cr 三种钢的淬透性和淬硬性的高低。
请选择: 最高较高最低T10 20CrMnTi 40Cr最低最高较高淬透性最高最低较高淬硬性?淬透性和具体条件下具体零件的淬透层深度的区别在同样奥氏体条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但不能说同一种钢水淬与油淬时的有效淬透层深度相同。
钢的淬透层深度与钢的临界冷却速度、工件的截面尺寸和介质的冷却能力有关。
钢的淬透性影响因素
钢材的淬透性是指钢在一定条件下淬火时获得淬透层（马氏体层）深度的能力，主要与钢的过冷奥氏体稳定性和钢的临界冷却速度有关。
钢淬透性的影响因素1.化学成分的组成：首先从元素来看，提高淬透性的元素有C、MN、P、SI、NI、CR、MO、B、CU、SN、AS、SB、BE、N；而降低淬透性的元素有S、V、TI、CO、NB、TA、W、TE、ER、S E；对淬透性影响不大的元素有（AI）。
而这其中，尤以C元素影响最大，它有一个临界点，当碳含量大于百分之1.2的时候，钢材的冷却速度就升高，C曲线左移，淬透性也就发生下降。
当碳含量小鱼百分之1.2的时候，随着钢中碳浓度的升高，其冷却速度也显著降低，那么C曲线也就发生右移，钢的淬透性也就增大了。
2.热处理过程中冷却介质的冷却特性和冷却速度：在热处理过程中，冷却速度的快与慢大大影响着钢的淬透性能的高低。
简单来说，冷却速度快的，淬透性就提高，冷却速度慢的，淬透性就降低。
我们常用的45钢就是一个很好的例子，在水中冷却时，可淬透11一20毫米，在油中冷却时，可淬透3．5―9．5毫米，这其中就是因为介质的不同导致其冷却速度的差异。
3.零件的加工尺寸大小：钢材产品尺寸的大小也在一定程度上影响着钢的淬透性的高低。
钢淬透性对变形量的淬裂性影响的大小钢的淬透性对对变形的影响比较小而对于淬裂则影响非常大。
淬透性与淬硬性的区别首先我们先来看下两个名词的定义。
淬透性上面已经提到过了，而淬硬性又叫可硬性，是指钢在正常淬火条件下，以超过临界淬火速度冷却所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度。
它主要与钢的含碳量有关。
更确切地说，它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的含碳量。
其中，淬透性取决于其本身的内在因素（如化学成分、纯净度、晶粒度、组织均匀性等），而与外部因素无关；而钢的淬硬层厚度除取决于淬透性外，还与所采用的淬冷介质，工件尺寸、形貌、质量效应等外部因素有关。
影响钢的淬硬性的主要因素是;1.钢的含碳量;2.钢中Cr,Si,B等能提高淬透性的合金元素的含量.。
钢的淬透性测定
实验设备：箱式电阻炉、末端淬火设备、洛氏硬度试验机。
实验步骤：
1、将待测的一定钢号的试样，加热到奥氏体化温度（860℃），保温30分钟；
2、由炉中取出，在5秒内迅速放入淬火的试验装置，试样的淬火端被喷水冷
却15分钟；
3、试样冷却后，取出，在试样两侧各磨去0.2～0.5mm,得到互相平行的沿纵 向的两个狭长的平行平面。在其中的一个平面上，从淬火端开始，每隔 1.5mm测一次硬度（HRC），并做出淬透性曲线（HRC-X关系曲线）。
四、注意事项
1. 按要求对淬火试验装置进行调整，必须严格、认真；
2. 要检查试样的表面质量，必须时，应进行处理；
3. 试样两侧磨出的平面应平行，并在测硬度前，应划线定好测
硬度的位置，力求准确；
4. 取试样放入淬火装置时，动作要迅速，但要注意安全。
五、实验报告要求
1. 说明本次实验目的； 2. 简述末端淬火法的试验原理和方法； 3. 绘制淬透性曲线； 4. 说明影响钢的淬透性的因素与淬透性的实际意义。
三、实验内容
末端淬火
规定试样尺寸，长100mm，直径 25mm，并带有“台阶”，直径30mm， 台高3mm。 淬火在特定的试验装置上进行如图 1，在试验之前应进行调整，使水柱的 自由喷出高度为65mm，水的温度为 20-30℃，试样放入试验装置时，冷却 端与喷嘴距离为12.5 mm。
图1 末端淬透性实验示意图
本实验的测定方法是将标准试样加热到淬火温度，然后 在试样末端喷水进行淬火，因此沿试样长度方向各点冷却
速度不同，从而获得不同的组织和硬度。
淬透层的深度大小受到钢的淬透性、淬火介质的冷却能
力、工件的体积，工件的表面状态等所影响，所以测定钢
的淬透性时，要将淬火介质、工件的尺寸等都规定下来， 才能通过淬透层深度以确定钢的淬透性。
钢的淬透性测试
1
一、实验目的
• 掌握端淬试验方法 • 比较合金元素对钢的淬透性影响。
可编辑ppt
2
二、设备和材料
• 加热炉、热电偶炉温指示仪表 • 端淬机 • 硬度计 • 砂轮机 • 实验材料 40# 40Ｃr
可编辑ppt
3
3-5
28-
30
13
100
Φ25
12.5
Φ12. 自由水柱高度
• 2.将试样迅速的自炉内取出放在端淬机上，喷水冷却，试样面上不得溅上水。从 炉内取出到喷水时间不超过5秒，冷却10分钟后投入水中。
• 3.将试样相隔180℃位置上磨出两平行面，磨削深度为0.2—0.5mm，磨面不准有 发蓝现象。
• 4在磨面中心线上由末端起每隔1.5mm打洛氏硬度。
• 5以硬度（HRC）为纵坐标，以距淬火末端距离为横坐标绘制淬透性曲线。
点，可以同不同直径的钢件在不同介质中的冷却情况对应比较，因此可以方便的 利用端淬曲线与有关的表格，求出各种钢在不同淬火介质中的临界直径，同时可 推测不同直径钢件在不同介质中淬火后沿横截面组织硬度分布。
• 以4人为一组，其中每两人做一个试样
• 1.将试样按工艺规定加热保温时间30分，端部要保护防止脱碳。
• 6利用端淬曲线确定钢材临界直径，首先根据端淬线上硬度变化最显著处，求出 水冷端半马氏体距离，利用图3根据冷却状态找出相应的淬火直径
• 7绘制Φ100mm截面上硬度分析（υ形硬度曲线）利用图3对一定直径工作截面不 同位置所对应距水冷端距离在端淬曲线上找出相应硬度值，将硬度值与工作截面 不同位置绘在一起即表示截面硬度分布的U形曲线，并确定淬透深度。
可编辑ppt
5
HRC
60
50
钢材生产过程中的淬透性及其控制研究
钢材生产过程中的淬透性及其控制研究钢材作为一种重要的工业材料，其生产和使用一直是人们关注的焦点。
在钢材生产过程中，淬透性是一项十分关键的指标，其决定了钢材的性能和质量。
本文将从淬透性的概念、影响因素、控制方法和研究现状等方面进行探讨。
一、淬透性的概念淬透性是指钢材在淬火过程中所能获得的硬度和韧性之间的平衡程度，是衡量钢材淬火性能的重要指标。
淬透性好的钢材，其硬度高，韧性也足够，在使用过程中不易出现失效、开裂等问题，有较高的耐磨、耐久性能。
淬透性差的钢材，则往往出现脆性断裂、韧性不足等问题。
二、影响淬透性的因素1. 化学成分钢材的化学成分是影响淬透性的首要因素。
常见的影响淬透性的元素有C、Cr、Mn等。
其中C含量越高，淬火过程中的相变速率越快，淬透性也越好。
Cr和Mn会使晶粒细化，提高淬透性。
2. 冷却速率淬火冷却速率越快，所获得的硬度越高，淬透性也就越好。
但是超过一定冷却速率后，就容易产生过度淬火，导致钢材脆性增加。
因此，冷却速率的选择应该能够发挥钢材的最佳性能，并避免钢材脆性的增加。
3. 残余应力和组织形态淬火后的钢材会产生残余应力，这些应力也会对淬透性产生影响。
此外，组织形态如晶粒尺寸、相变温度等也会直接影响淬透性。
晶粒尺寸越小，相变温度越低，淬透性越好。
三、控制淬透性的方法1. 调整化学成分根据不同的使用要求，可以针对化学成分进行调整，使其在保证机械性能的前提下，达到最佳淬透性。
比如增加C含量、Cr含量、降低Mn含量等。
2. 调整冷却速率不同的工艺、设备和冷却介质会导致不同的冷却速率。
因此，在生产过程中，要根据具体情况选择合适的冷却方式和冷却介质，确保所获得的冷却速率能够发挥最佳淬透性。
3. 改善组织形态通过工艺优化或添加合适的合金元素等方式，可以改善钢材的组织形态，提高晶粒细化程度，调整相变温度等，从而提高淬透性。
四、淬透性的研究现状当前，国内外针对淬透性的研究已越来越深入。
国内外一些大型钢铁企业已经建立了淬透性的在线检测系统，能够实时地监测钢材的淬透性指标，并进行调整。
第六章第六节钢的淬透性_工程材料
§6-6 钢的淬透性
定义：钢接受淬火时形成马氏体的能力叫做钢的淬透性。
即同等条件下，得到M层深度（淬透层）的能力。
一、影响淬透性的因素
钢的成分决定了C曲线的位置，C曲线越右，淬透层越深。
二、淬透性的测定及其表示方法
1、淬透性的测定
将标准试样加热奥氏体化后, 迅速放入末端淬火试验机的冷却孔中, 喷水（水温20-30℃）冷却。
在试样测面沿长度方向每隔一定距离测量一个硬度值, 即可测得试样沿长度方向上的硬度变化, 所得曲线称为淬透性曲线。
2、淬透性曲线的应用
在实际生产中,规定淬透层深度即是从试样表面至半马氏体区的 距离。
在同样淬火条件下, 淬透层深度越大,则钢的淬透性越好。
利用半马氏体硬度曲线和淬透性曲线，找出钢的半马氏体区所 对应的距水冷端距离。
该距离越大，淬透性越好。
图中可知 40Cr 钢的淬透性比45钢要好。
3、淬透性的表示方法
①用淬透性曲线表示
钢的淬透性值用 d HRC J 表示。
其中：J 表示末端淬火的淬透性； d 表示距水冷端的距离；
HRC 为该处的硬度。
例如, 淬透性值5
42J ,即表示距水冷端5mm 试样硬度为42HRC 。
②用临界淬透直径D 0表示
奥氏体化的钢在一定介质中淬透的最大直径。
钢的淬透性测定
实验钢的淬透性测定一:定义：钢的淬透性——指钢材被淬透的能力，或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体的能力的特性。
应该注意，钢的淬透性与可硬性两个概念的区别。
淬透性系指淬火时获得马氏体难易程度。
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，可硬性指淬成马氏体可能得到的硬度，因此它主要和钢中含碳量有关。
二：淬透性影响因素1：钢的化学成分：a）：当加热温度低于Acm点时，含C量低于1％以下，随含碳量增加，临界冷却速度下降，淬透性提高，含C量高于1％时，则相反，当加热温度高于Ac3或Acm时，则随含碳量增加，临界冷却速度下降。
b）：合金元素除Ti，Zr，和Co外所有元素提高淬透性。
2：奥氏体晶粒度：奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。
3：奥氏体化温度：提高奥氏体化温度，不仅使奥氏体晶粒粗大，促使碳化物及其它非金属夹杂物流入，并使奥氏体成分均匀化，提高过冷奥氏体稳定性，从而提高淬透性。
4：第二相及其分布:奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在以及其大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。
三：淬透性的实验测定方法有两种方法，一种是临界直径法，另一种是端淬法。
1．临界直径法一组由被测钢制成的不同直径的圆形棒按规定淬火条件(加热温度，冷却介质)进行淬火，然后在中间部位垂直于轴线截断，经磨光，制成粗晶试样后，沿着直径方向瞄定自表面至心部的硬度分布曲线。
发现随着试样直径增加，心的出现暗色易腐蚀区，表面为亮圈，且随着直径的继续增大，暗区愈来愈大，亮圈愈来凶小。
若与硬度分布曲线对应地观察，则该二区的分界线正好是硬度变化最大部位；若观察金相组织，则正好是50％马氏体和非马氏体的混合组织区，愈向外靠近表面，马氏体愈多，向里则马氏体急剧减少。
分界线上的硬度代表马氏体区的硬度，格罗斯曼(Gmssmann)将此硬度称为临界硬度或半马氏体硬度。
亮区就是淬硬层，暗区就是未淬硬层，把未出现暗区的最大试样直径称为淬火临界直径，则其含义为该种钢在该种淬火介质中能够完全淬透的最大直径。
淬透性与淬硬性(精)
②在油淬“表面”栏的35mm处引垂线，与端淬曲线分别交于 48HRC和58HRC。这表明直径为35mm的40Cr钢棒料油淬后，表面硬 度为48HRC～58HRC，可满足表面硬度>45HRC的要求。故该工件可 选用40Cr钢。
45钢与45Cr钢的淬透性曲线
45钢
40Cr钢
2) 预测工件淬火后硬度分布
碳化物形成元素只有溶入奥氏体才可起增大淬透性的作用，若存在于碳 化物中则反而起降低淬透性的作用。 (2)奥氏体晶粒度和成分均匀程度同样加热条件下，奥氏体晶粒越大，成 分越均匀，则过冷奥氏体越稳定，故淬透性越好。
(3)未溶第二相的影响钢中未溶碳化物、氮化物等与奥氏体的交界处是珠 光体、贝氏体择优形核地点，可促进珠光体、贝氏体形核，降低过冷奥 氏体的稳定性，故降低淬透性；此外，未溶碳、氮化物还会阻碍奥氏体 晶粒长大，也对淬透性有降低作用。 此外，形变和应力场等对钢的淬透性也有影响。
(2)淬透性与实际淬透层深度的关系
• 实际淬透层深度(常简称为淬透深度或淬硬(层)深度)与淬透性之间有密 切关系，但又有着重要的区别。
• 实际淬透深度是指在实际具体条件下获得的马氏体层深度，对试样尺 寸、形状及冷却条件等没有要求，其值是随条件变化而变化的。而淬 透性反映的是标准条件下的淬透深度，其值是固定的，所用试样尺寸、 形状及冷却条件等都要求处在标准状态。 例如，45钢在标准条件下的淬透深度约为l5mm，而同样试样在20℃、 5％(质量分数)食盐水中的淬透深度可达21mm，在油中的淬透深度却不 到l0mm。
1)根据端淬曲线合理选用钢材，以满足心部硬度的要求。
例如：某直径为35mm圆柱形工件，要求油淬(H=0．4)后表面硬度 >45HRC，心部硬度>32HRC，可否选用40Cr?
为什么钢的淬透性好但其淬硬性不一定好
为什么钢的淬透性好但其淬硬性不一定好钢的淬透性是指在规定的条件下，钢在淬火后获得淬硬层深度的能力。
获得的淬硬层越深，淬透性越好。
它与钢的临界冷却速度有密切关系，临界冷却速度越低，淬透性越好。
因此，一切增加过冷奥氏体稳定性，降低临界冷却速度的因素（主要指钢的化学成分）都可以提高刚的淬透性。
例如我们经常在钢里面加入一些化学元素来提高钢的淬透性。
图1 工件淬火时的实际冷却速度图2 淬透性对回火钢性能的影响钢的淬硬性是指钢在淬火后能达到的最高硬度的能力。
钢的淬硬性与钢的临界冷却速度无关，它的大小主要取决于钢的含碳量，含碳量越高淬硬性越好。
也就是说，淬透性的大小主要与钢里面的化学成分有关，有的化学成分能提高钢的淬透性，而淬硬性主要取决于含碳量。
这是钢的淬透性好但淬硬性不一定好的主要原因。
如高碳钢的淬硬性比较好，因为它的含碳量比较高，但因含其它化学元素比较少，所以淬透性不一定好，它不容易被淬透，而低合金钢淬透性比较好，容易被淬透，但淬硬性比较低。
钢的淬透性的好坏主要与冷却速度有关。
淬火时，工件截面上各处的冷却速度是不同的，表面冷却速度最快，越到中心冷却速度越慢。
见图1，当工件表面及中心的冷却速度都大于临界冷却速度，则沿工件的整个截面都能获得马氏体组织，既钢被完全淬透。
此时钢的硬度主要取决于马氏体的含碳量。
如中心部分的冷却速度低于临界就能看出淬硬层的深度是不同的，淬硬层深度既马氏体深度随着淬硬层深度的变化而变化，其力学性能也是变化的。
因为马氏体的性能普遍都很高，所以淬硬层越深其力学性能越好。
所以在图2a、b、c 三个图中不论是硬度还是强度塑性都是按顺序越来越高的。
工程材料钢淬透性
②火焰加热
三、适合钢种
中碳钢或中碳合金钢（如45、40）
四、表淬工件的典型制造工艺路线
下料
锻造
正火或退火
粗加工
调质 精加工 [表淬＋低回] 精磨
调质处理+表面淬火+低温回火
五、工件表淬处理后的组织和性能
表面： 细中回，
50~55，强、硬、耐磨
1. 渗碳方法简介
1)固体渗碳 设备： 固体渗碳箱，箱
式电炉、反射式燃煤 炉 常用的渗碳剂： 木炭或骨炭等 常用的催渗剂： 碳酸钡或碳酸钠
2) 气体渗碳
渗碳剂: 气态渗剂：天然气、
丙烷、煤气等. 液态渗剂：煤油、
甲醇、乙醇、丙酮、 苯等
2. 渗碳工艺 包括: 渗碳温度和渗碳时间
图7-51 工件截面尺寸对淬透层深度的影响
第七节 钢的表面淬火
表面：强、硬、耐磨 工件若要求
心部：强韧综合性能好
一、表面淬火定义：
快速加热工件表面至奥氏体化，并立即淬火，使表 面获得 M 体而心部组织不变的工艺。
二、加热方法
①感应加热：
②火焰加热
③接触加热、激光加热等
①感应加热 利用交变电流产生感 应电流的集肤效应， 在工件表面形成感应 电流，加热工件。
应用：本质细晶粒钢（如20、20 钢等）；载荷小、耐磨性要求较低的工件。
渗碳
装试样
预冷+油淬
清洗
回火
ห้องสมุดไป่ตู้
出试样
2）一次淬火法
渗碳后缓冷，重新加热淬火及低温回火。 目的： 防止3CⅡ的过量析出
细化晶粒 防止变形
淬火温度选择：应兼顾表面和心部的要求，通常： 心部性能要求较高时： > 3， 以↑心部性能 表面性能要求较高时： > 1， 以↑表面性能
《钢的淬透性测试》课件
淬透性测试的基本原理
1
淬透性测试的流程
准备试样 - 加热至临界温度 - 迅速冷却 - 测量硬度和观察组织结构。
2
淬透性测试中的主要仪器设备
如显微镜、淬火装置、硬度计等。
3
淬透性测试中的主要操作步骤
包括试样制备、温度控制、淬火速度控制等。
淬透性测试中的参数
硬度
表征钢材的抗压能力 和形变能力。
强度
代表钢材抵抗外部力 量破坏的能力。
案例1
利用淬透性测试结果对不同牌号 的钢进行分类。
案例2
根据淬透性测试结果选择合适的 钢材加工方法。
案例3
通过改善钢材的淬透性，提高产 品性能。
结论
淬透性测试的重要性和必要性
淬透性测试是评估钢材性能的重要手段，对钢材的应用和发展具有重要意义。
未来淬透性测试的发展趋势
结合多种测试方法，全面评估和预测材料性能的能力将得到进一步提高。
2
钢的性能改进
通过调整淬火工艺，改善钢材的淬透性和性能。
3
钢的加工
根据淬透性测试结果选择合适的加工方法和工艺。
淬透性测试的局限和发展方向
1 淬透性测试的局限
只能评估钢材的淬透性，无法全面反映所有性能指标。
2 淬透性测试的发展方向
结合其他材料测试方法，实现全面评估和预测材料性能。
淬透性测试的应用案例
《钢的淬透性测试》PPT 课件
钢的淬透性测试是探究钢材料硬度、强度、变形和断裂韧性等参数的重要方 法。本课件将带你深入了解淬透性的定义、测试原理、类型、应用及发展方 向。
淬透性的定义和意义
淬透性的定义
淬透性是指钢材料在淬火过程中相变形态和硬度 分布的能力。
淬透性的意义
钢的淬透性测定
五 、基本概念
1. 钢的淬透性 在规定条件下，钢在淬火时获得马氏
体组织深度的能力。一般规定从表面到50% 非马氏体深度的距离作为淬硬层深度。
2. 钢的淬硬性 钢在理想条件下淬火成马氏体后所达
到的最高硬度。
3. 钢的淬透性与淬硬性两个概念的区别。
钢的淬透性——主要取决于钢的属性。 钢的淬硬性——主要取决于M中的含碳量。
心部 表面
A1
温度 冷速V
V临
K
V心
MS
V表 V临
时间
工件截面上不同冷却速度
非马氏体区
马氏体区
淬硬区与未淬硬区示意图
工件淬硬层与冷却速度的关系
淬透性差
淬透性好
硬度HRC
0 直径
0 直径
两种钢的淬透性
（注：料直径相同，在相同淬火介质中淬火）
KU 临界淬火直径——圆棒试样在某介质中淬火时所能得到的最大淬透直径（即心部被淬成半马氏体的最大直径），用Do表示。
2. 处试样硬度值为30 ～ 35HRC 规定试样尺寸为20×20×100mm，也可采用Φ22～23×100mm试样。 一、淬透性的测定及表示方法
2.
在相同冷却条件下，Do越大，钢的淬透性越好。
侧面上刻一个3～5mm的刻槽。
淬火温度为760℃、800℃及840℃。加热保
温15～20分后，淬入10—30℃水中，淬火后用手
锤将其折断。
断口上“脆断区”的深度“h”即为其淬透
层。
100
20
50
二、淬透性对力学性能的影响
切削刀具，必须淬透。
钢在理想条件下淬火成马氏体后所达
将试样圆柱表面相对180°的两边在砂轮机上各磨去0. 钢件淬硬层深度随其截面尺寸↑ 而 ↓。
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钢的淬透性能测定 郑镇洙
概述
钢的淬透性一般是指钢材奥氏体化以后能够接 受淬火能力的大小，或者说钢的淬透性是表征 钢材淬火时获得马氏体能力的特性。通常是指 淬透层深度。 淬透层深度应以100%的马氏体或含有少量残 余奥氏体的马氏体层深度来表示。 为了表示和测量方便，一般用半马氏体区来表 示淬透层深度。因为半马氏体区的硬度是很容 易测量的。 淬透性是提供钢的性能及设计机器零件的一项 重要数据，它可以指导我们如何正确地选用钢 材，既经济又能满足性能要求，以及正确选择 热处理工艺。
1. 断口表示法
选一组不同钢种但直径相同的试样（长度是直 径的四倍）加热到奥氏体化温度后，在相同的 冷却条件下淬火，将试样沿横截面断开磨平， 然后在横断面上沿直径测其硬度分布，作出硬 度分布曲线，其形状如“U”形，这样就可以得 知各种钢的淬硬层深度。这种方法直观简单， 如果选用的直径与工件尺寸相当，则测出的淬 硬性也还是比较准确的。但这种方法测出的数 值与试样尺寸、淬火介质的冷却能力有关，因 此准确性不高，故很少用。
注意事项
保证喷水柱自由高度为65mm，喷水口距试样 端部为12.5mm。 取样到喷水冷却时间间隔不超过5秒。 冷却时防止水珠溅入试样表面。
2. 临界直径法 将某种钢制成直径不同的一组圆柱试样，经过 同样的温度加热保温以后，用同样的冷却速度 淬火，然后沿横截面断开，磨制金相试样，测 量硬度并进行金相分析，这样在一组试样中总 可以找到一个中心为50%非马氏体组织的一个 试样，这个试样的直径就是临界直径 。这种测 量的优点是准确可靠，并可求出在任何冷却条 件下的临界直径。缺点是需要试样的数量较多， 而且切断淬火试样是比较困难的。
试验目的
了解几种测定淬透性能方法 掌握端淬法测量手段 了解影响淬透性能因素
试验内容
1. 了解用断口法、临界直径法和端淬法测定钢的 淬透性能的原理和方法。 2. 用端淬法测定45、40Cr、40CrNi三种材料淬透 性曲线。 1）加工端淬试样，涂保护剂防止氧化脱碳。 2）将试样放入830℃电炉中加热，到温后保温 20min。 3）将试样取出，迅速放入端淬设备上，打开水阀 冷却。 4）试样冷却后在测表面磨出3mm的平面，测量硬 度，直到硬度无变化为止。 5）绘出三种材料的淬透性曲线。
3. 尾端淬火法 端淬法的要点是采用规定的试样，在端淬机上 进行未端淬火，在这种冷却条件下，试样未端 的冷却速度最大，距未端愈远，冷却速度愈小。 经淬火后，沿试样纵向磨出2—3mm的平台， 从距未端1.5mm处开始测其表面硬度，直测 到表面硬度不变为止，并绘出各种钢的淬透性 曲线。 第一点的硬度为全马氏体的硬度（100%马氏 体），即为此种钢的淬硬性。 曲线拐点的硬度为半马氏体的硬度，（50% 马氏体），从未端至半马氏体的深度即为此种 钢的淬透深度，也即淬透性。
4. 外界条件的影响 冷却介质的冷却能力愈强，钢的淬透性愈 好，所以有时将冷却介质搅拌用，目的也 在于此。零件截面积愈大，愈不容易淬透， 即淬透性能愈低，表面硬度也愈低，因此 对淬透性能低的钢种不宜制造机械性能要 求高的大截面的零件。
钢的淬透性的测定方法
断口表示法 临界直径法 尾端
一般情况下，奥氏体晶粒愈粗，则使C 曲 线愈右移，因而降低了冷却速度，从而使 淬透性提高，否则相反。但奥氏体晶粒愈 粗，则使钢的其他性能降低。
3. 钢的原始组织中碳化物的影响 奥氏体中溶解的碳化物愈多，钢的淬透性愈 好。众所周知，碳化物颗粒愈大，则愈不容 易溶解，所以为了提高钢的淬透性能，要求 钢的原始组织中的碳化物分布愈均匀、颗粒 愈细愈好。
影响钢的淬透性的因素
化学成分的影响 奥氏体晶粒大小的影响 钢的原始组织中碳化物的影响 外界条件的影响
1. 化学成分的影响 对于过共析钢当加热温度低于Acm 时，在含碳 量低于1%时，随着含碳量的增加临界冷却速 度下降，淬透性提高：当含碳量超过1%时则 相反；当加热温度高于Ac 或Acm 时，则随着 含碳量的增加，临界冷却速度单调下降。一般 来说，凡是能使过冷奥氏体稳定化的合金元素 均可增加钢的淬透性，如Cr、Mo、Si、Ni等。 少量的Ti、Zr、V溶入奥氏体后也可以增加钢的 淬透性，但超过一定量后，将使钢的淬透性显 著变坏。钢中加入少量的B对淬透性有利，当 加入量过多则使钢变脆。