感应淬火与火焰淬火的区别
金属热处理试题答案
1/工件淬火时常出现的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、组织缺陷、形状缺陷。
2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：消除或改善钢在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的各种组织缺陷；细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备；还有为了消除应力，防止变形和开裂。
3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到细片状珠光体组织，对低碳钢来说讲，正火组织易进行机械加工；能降低工件切削加工的表面粗糙度；正火还可以消除过共析钢中的渗碳体网。
4淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成马氏体，然后和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。
5 热应力是由于工件加热或冷却时，各部温度不同，使之热胀冷缩不同而产生的应力叫热应力。
减少变形与防止开裂的方法很多，但主要的是靠正确的选材、合理的结构设计、冷热加工工艺的密切配合以及正确的热处理制度来保证。
1将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小：答：（1）水冷：淬火 M（2）油冷：淬火M+T（3）炉冷：退火 P+F（4）空冷：正火 S+F硬度（1）>（2）>（4）>（3）2.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。
试分析：（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？（5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C （4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。
工程材料课后习题参考答案 华科大版
第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。
如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
表面热处理
定义： 将工件置于特定的介质中加热、保温，使介质
中的活性原子渗入工件表层，以改变表层的化学成 分、组织和性能的一种热处理工艺。
化学热处理的基本过程: 渗剂分解出活性原子 →工件表面吸收活性原子 → 活性原子从工件表层向内部的扩散
7.3.2、表面化学热处理
一、什么是化学热处理？
钢件和铸铁件
采用低电压、大电流，通 过压紧在工件表面的滚轮与工 件形成回路，靠接触电阻热实 现快速加热，滚轮移去后即进 行自激冷淬火。
淬硬层达0.15-0.35mm， 硬度均匀，且变形小，目前主 要用于导轨的强化。
7.3.2 化学热处理
一、化学热处理原理 二、钢的渗碳 三、钢的渗氮 四、钢的碳氮和氮碳共渗
化学热处理
1）、气体渗碳 ➢ 按热源分为电加热炉和煤气加热炉。 井式气体渗碳炉
1）、气体渗碳
方法：滴注式渗碳
介质：苯、醇、煤油等液体
工艺：将工件装在密封的渗碳炉中，加热到900～950℃(常用
930℃)，向炉内滴入煤油、苯、 甲醇、丙酮等有机液体，在高 煤油
风扇电机
温下分解成CO、CO2、H2及 CH4等气体组成的渗碳气氛。
（3）二次淬火 目的：
• 第一次淬火TH > Ac3，细化心部组织↑其性能 • 第二次淬火TH > Ac1，细化表层组织↑其性能 •故可获得表面具有高硬度、耐磨性和疲劳强度，
心部具有良好的强韧性和塑性。
应用： 仅适用于本质粗晶粒钢和使用性能要求很高
的工件。这种方法工艺较复杂，因加热次数多， 工件易氧化、脱碳和变形，成本高等缺点，故目 前该工艺已很少采用。
改变钢的表层化学成份→化学热处理
7.3.1表面淬火
一、感应加热表面淬火
各种淬火方法及其适用范围
各种淬火方法及其适用范围1. 第一种淬火方法是通过快速冷却金属材料以增加硬度和强度。
2. 水淬是一种常见的淬火方法，适用于中碳钢和高碳钢。
3. 油淬是另一种常见的淬火方法，适用于低合金钢和不锈钢。
4. 空气淬火适用于部分合金钢和精密零件，用以减少内部应力。
5. 盐浴淬火适用于高温合金钢和不锈钢，效果好且工艺复杂。
6. 固体表面淬火适用于需要局部提高硬度的工件，如齿轮或轴承。
7. 坩埚淬火适用于大型工件，能够在淬火中保持均匀的温度。
8. 悬浸淬火适用于金属丝和细小零件的表面硬化处理。
9. 感应淬火适用于需要精确控制加热和冷却的工件，如汽车零件和机械零件。
10. 激光淬火适用于需要局部加热的工件，效果快速且精准。
11. 火焰淬火适用于大型铸件或焊接接头的局部淬火。
12. 淬火渗碳适用于提高工件表面硬度和耐磨性，如齿轮和轴承。
13. 离子淬火适用于细小和复杂零件的表面强化处理。
14. 表面淬火适用于需要提高表面硬度的工件，如刀具和模具。
15. 淬火退火适用于同一工件先淬火后退火，以调整其组织和性能。
16. 淬火油是一种常用的冷却介质，适用于大多数碳钢和合金钢。
17. 淬火盐适用于提高淬火速度和表面质量，常用于碳化钢和合金钢。
18. 淬火水适用于快速冷却要求不高的低碳钢和中碳钢。
19. 淬火气体适用于需要精确控制冷却速度和保护表面的工件。
20. 淬火溶液适用于对淬火速度和表面质量要求高的合金钢和不锈钢。
21. 淬火工艺可根据工件材料和要求的硬度而定。
22. 淬火过程需要考虑工件的形状和尺寸，以保证其均匀性和质量。
23. 不同淬火方法对工件的影响有所不同，需根据具体情况选择合适的方法。
24. 淬火是金属热处理的重要环节，直接影响工件的使用性能。
25. 正确的淬火方法可以提高工件的硬度和强度，延长其使用寿命。
26. 淬火过程中要严格控制冷却速度和温度，以避免产生裂纹和变形。
27. 淬火后通常需要进行回火处理，以消除内部应力和提高韧性。
简述感应加热表面淬火的原理及特点
简述感应加热表面淬火的原理及特点一、感应加热表面淬火的原理感应加热表面淬火就是利用电磁感应在工件内产生涡流，然后让工件表面迅速被加热到淬火温度，之后快速冷却的一种淬火方法。
咱打个比方啊，就好像是给工件表面做一个超级快速的“热桑拿”。
当把工件放到感应器里的时候，感应器里通着交变电流呢，这交变电流就会产生交变磁场，这个磁场在工件里就会产生感应电动势啦。
因为工件是导电的嘛，所以就会产生涡流，这个涡流可不得了，它能让工件表面迅速升温，就像小蚂蚁搬家一样，热量快速地聚集在工件表面，然后再喷水或者其他冷却介质进行快速冷却，这样工件表面就淬火成功啦。
二、感应加热表面淬火的特点1. 加热速度特别快这速度快到啥程度呢？就像一阵风“嗖”地一下就把东西吹热了。
因为加热速度快，所以工件表面的氧化脱碳就特别少，就像给工件表面穿上了一层保护衣，能很好地保持工件表面的质量呢。
2. 淬火硬度比较高经过感应加热表面淬火的工件，表面硬度那是相当不错的。
就好比给工件表面注入了一股强大的力量，让它变得更加坚硬耐磨，在很多需要耐磨的地方，这种淬火方式就很吃香。
3. 淬火层深度容易控制咱想让淬火层深一点或者浅一点都比较容易做到。
这就像是做菜的时候放盐，想放多少就放多少，多一点少一点都能根据自己的需求来调整。
通过调整感应电流的频率啊，功率啊，加热时间啊这些参数，就能很精准地控制淬火层的深度。
4. 生产效率高这个淬火方式就像是一个高效的小机器人，工作起来可快了。
因为加热速度快，而且可以连续作业，所以在生产线上能大大提高生产效率，能让生产像小火车一样跑得飞快。
5. 节能它比较节能哦。
就像咱平时节约用电一样，这种淬火方式不会浪费很多能量，它把能量都用在了刀刃上，集中加热工件表面，不像一些其他的加热方式，可能到处浪费能量。
6. 易于实现机械化和自动化它很适合和现代的机械化、自动化生产结合起来。
就好像它天生就是为了现代大生产而生的，能够很好地融入到自动化生产线上，不需要费太多的力气去改造，就能实现高效的自动化生产。
感应加热表面淬火原理
《感应加热表面淬火是咋回事呢？》嘿，朋友！今天咱来唠唠感应加热表面淬火原理。
这玩意儿听起来挺高深，其实啊，也不难理解。
咱先说说啥是淬火哈。
淬火呢，就像是给金属来个“大改造”。
把金属加热到一定温度，然后快速冷却，让它变得更硬、更结实。
就像咱锻炼身体一样，经过一番磨练，就更强壮了。
那感应加热表面淬火又是啥呢？简单来说，就是用一种特别的方法给金属表面淬火。
这种方法可神奇啦！它是通过感应线圈来加热金属的。
感应线圈就像一个魔法棒。
当电流通过感应线圈的时候，就会产生磁场。
这个磁场可厉害了，它能让金属内部产生感应电流。
感应电流会让金属发热，就像在金属里面点了一把火。
但是呢，这个火可不是随便烧的哦。
它只在金属的表面烧得旺，里面却不怎么热。
这是为啥呢？因为感应电流主要集中在金属的表面嘛。
所以，这种方法就叫感应加热表面淬火。
当金属表面被加热到一定温度的时候，就赶紧用水或者油来冷却它。
这一冷一热的，金属表面就变得特别硬啦。
就像给金属穿上了一件坚硬的铠甲。
感应加热表面淬火有很多好处呢。
比如说，它可以让金属表面变得很耐磨，不容易被磨损。
这样，用这种金属做的零件就能用得更久啦。
而且啊，这种方法还很精准。
可以只对金属的表面进行淬火，不会影响到里面的结构。
这样就能根据不同的需要，给金属“定制”不同的硬度。
你想想，要是没有感应加热表面淬火，那很多东西都做不好呢。
比如汽车的零件、机器的部件等等。
这些东西都需要很坚硬、很耐磨，才能用得长久。
感应加热表面淬火原理虽然有点复杂，但是真的很有用哦。
它让我们的生活变得更方便，更美好。
感应加热表面淬火的特点
感应加热表面淬火的特点感应加热表面淬火是一种通过感应加热将金属表面加热至淬火温度，然后迅速冷却以使金属表面硬化的热处理方法。
它具有以下几个特点。
感应加热表面淬火具有加热速度快的特点。
感应加热是利用变化磁场在导体内产生涡流热，将电能转化为热能。
感应加热具有高效率、高加热速度和良好的控制性能等优点，能够快速将金属表面加热至淬火温度，大大缩短了加热时间。
感应加热表面淬火具有淬火效果好的特点。
感应加热的加热速度快，能够迅速将金属表面加热至淬火温度，然后通过冷却剂迅速冷却，使金属表面形成马氏体组织，从而提高了金属表面的硬度和耐磨性。
感应加热表面淬火具有加热均匀的特点。
感应加热是通过变化磁场在导体内产生涡流热，涡流热的分布与导体的电阻率和磁导率有关。
在感应加热过程中，由于导体表面与磁场的交互作用，导致表层电流密度大于内部电流密度，从而实现了金属表面的加热均匀性。
感应加热表面淬火具有节能环保的特点。
感应加热能够将电能转化为热能，不需要加热介质，减少了能源的浪费。
同时，感应加热的加热速度快，加热时间短，减少了加热过程中的能量消耗。
此外，感应加热无污染，不会产生废气、废水和噪音等环境污染物，更加符合环保要求。
感应加热表面淬火具有操作简便、自动化程度高的特点。
感应加热过程中只需要将工件放置在感应加热器中，通过调节加热器的电源、工作频率和工作时间等参数，即可实现加热和冷却过程的控制。
同时，感应加热设备可以与传感器、控制器等自动化设备相连接，实现自动化生产过程，提高生产效率和产品质量。
感应加热表面淬火具有加热速度快、淬火效果好、加热均匀、节能环保和操作简便等特点。
在金属加工和热处理领域中，感应加热表面淬火已被广泛应用，为金属制品的性能提升和质量保障提供了有效的解决方案。
感应淬火与火焰淬火的区别及优势
感应淬火与火焰淬火的区别及优势感应淬火的原理感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。
电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。
感应淬火与火焰淬火的区别和优势表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。
感应淬火：感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。
淬火层马氏体组织细小，机械性能好。
工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产。
常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40Mn B等。
也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。
感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难表1-1 感应加热种类及应用范围感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／mm应用范围高频200～1000kHz 0.5～2.5 中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件中频1～10kHz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮超音频30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分中小模数齿轮工频50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径零件如轧辊、火车车轮的表面淬感应淬火的优点1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：3变形小：4淬火层深度易于控制：5淬火时不易氧化和脱碳：6可采用较便宜的低淬透性钢：7操作易于实现机械化和自动化,生产率高8电流频率愈高，淬透层愈薄。
感应淬火和强烈淬火的区别
在强烈淬火条件下, 马氏体转变区的冷速>30℃/s时, 钢件表层的过冷奥氏体受到1200MPa的压应力, 使淬火后钢的屈服强度至少提高25%。
在强烈淬火过程中, 由相变塑性引起的残余应力和奥氏体—马氏体转变的比容变化导致的残余应力增加。
在强烈冷却时, 工件表面立即冷到槽液温度, 心部温度几乎没有变化。
快速冷却引起表面层收缩和被心部应力平衡的高拉伸应力。
温度梯度的增加使初始马氏体转变造成的拉应力增加, 而马氏体转变开始温度Ms的提高会引起相变塑性导致的表层膨胀, 表面拉应力会明显减小, 并转化为压应力, 表面压应力数值和生成的的表面马氏体量成正比。
强烈淬火方法的优点是在表层形成压应力, 降低产生裂纹的几率, 提高硬度和强度。
表层形成100%马氏体组织, 会使给定钢种得到最大的淬硬层, 故可用碳钢代替较贵重的合金钢, 强烈淬火也可促使钢获得均匀的力学性能和产生最小的工件畸变。
零件经强烈淬火后, 在交变载荷下的使用寿命大致可提高一个数量级。
强烈淬火工艺中，当表层冷却至Ms温度后, 奥氏体转变为比体积较大的马氏体, 表面开始膨胀, 就导致了表层开始受切向压应力作用。
需要注意的是在强烈淬火中, 工件表层以极快的速率冷至Ms点, 而心部则仍维持在起始的奥氏体温度范围内。
当工件表层完全为马氏体后,心部的奥氏体也开始冷却, 但温度一直保持在Ms点以上。
心部奥氏体的体积在明显缩小, 我们称这一现象为“马氏体相变前的收缩”。
在这一过程中, “表层马氏体壳”基本不产生畸变, 但切向压应力则不断增大, 因为心部奥氏体的缩小, 使表层有向中间收缩的趋势。
由于奥氏体高温时具有的“超塑性”, 实际淬火时不会像图中模型那样发生奥氏体核与表层分离的现象。
随着时间的延长,心部也开始马氏体相变, 体积又逐渐增大, 造成表层压应力下降。
但这一过程并不会彻底消除残余压应力。
因为奥氏体在“马氏体相变前的收缩”抵消了随后相变时的膨胀, 所以即使心部奥氏体全部转变为马氏体, 表层的残余压应力仍是存在的。
表面热处理名词解释
表面热处理名词解释
表面热处理（Surface Heat Treatment）是一种通过加热金属材料的表面层，以改变其组织、性能和使用寿命的工艺。
表面热处理可以在不改变工件整体化学成分和机械性能的情况下，通过对表面进行加热、冷却等过程来改善材料的硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性等性能。
常见的表面热处理方法有以下几种：
1. 火焰淬火：将火焰直接喷射到工件表面，使其迅速加热并淬火，从而提高工件表面硬度和强度。
2. 感应淬火：在感应线圈中通以高频电流，产生感应电流并导致工件表面加热，再利用淬水或油等介质进行淬火。
3. 等离子渗碳：在真空或氮气保护环境中，使用放电等离子体使气体分子分解并在工件表面沉积形成碳化物，从而增加工件表面硬度和耐磨性。
4. 渗氮处理：在氨气气氛中，将工件加热至一定温度并保持一定时间，使氮原子渗入工件表面形成氮化物，提高工件表面硬度和耐磨性。
5. 疲劳强化：在低于熔点的温度下对金属材料进行加热处理，使其晶粒重新排列，消除内部应力和缺陷，提高材料的抗疲劳性能。
总之，表面热处理是一种重要的金属材料加工工艺，可以通过改变工件表面层的组织和性能来提高材料的使用寿命和性能，广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域。
各种淬火方法及其适用范围 -回复
各种淬火方法及其适用范围-回复【各种淬火方法及其适用范围】淬火是金属热处理工艺中的重要环节，通过快速冷却加热至临界温度以上的金属材料，以获得马氏体或贝氏体组织，进而大幅度提高材料的硬度、强度和耐磨性。
本文将详细介绍几种常见的淬火方法，并阐述其各自的适用范围。
1. 单液淬火法单液淬火是最基本且应用广泛的淬火方式，即将加热后的工件直接浸入到预先准备好的淬火介质（如油、水或其他专用淬火液）中进行冷却。
其中，水作为冷却速度最快的介质，适用于碳含量较高、尺寸较小且对硬化深度要求不大的高碳钢零件，如弹簧、刃具等；而油则因其冷却速度较慢，适用于中碳钢和合金结构钢等较大尺寸、形状复杂、要求变形小的工件。
2. 双液淬火法双液淬火是在高温阶段使用冷却速度快的介质，而在低温阶段切换至冷却速度较慢的介质进行冷却的过程。
这种方法可以有效防止工件在快速冷却时产生过大的内应力导致开裂，适用于中碳钢、高碳钢及某些合金钢的大尺寸或形状复杂的零件。
3. 分级淬火法分级淬火是指将工件先在高温区停留一段时间，然后转移至较低温区继续冷却，这样可以在保证心部得到足够转变的同时降低表面的冷却速度，减少工件的热应力和组织应力，防止工件变形或开裂。
这种方法主要适用于大型或形状复杂的工件，尤其是对于那些厚度较大、截面变化剧烈的工件效果显著。
4. 等温淬火法等温淬火是将加热后的工件迅速转移到一个设定的恒温介质中，在该温度下保持一定时间，使工件整体或部分区域完成相变，然后再取出空冷。
这种方法主要用于获取贝氏体组织，能有效改善工件的韧性，适用于中碳合金结构钢、低碳马氏体时效钢以及需要同时具备高强度和良好韧性的零件。
5. 压力淬火法压力淬火又称为喷射淬火，是利用高压气体或液体对加热后的工件进行高速喷射冷却，具有冷却速度快且均匀的特点，尤其适用于薄壁管状或板状零件，可有效避免变形并确保内部与外部的硬度均匀一致。
6. 局部淬火法局部淬火包括感应淬火、火焰淬火、激光淬火等，仅对工件的部分表面或局部进行淬火处理，以提高这些部位的硬度和耐磨性，而不改变其他部位的机械性能。
机械工程常用材料及钢的热处理(1)
应力 (σ)：单位横截面积的内力
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2. 硬度
材料抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念
硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近似的推算出材料 的其他机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。 硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度，
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断口宏观鉴别法
若断口呈纤维状，无金属光泽，颜色发暗，无结晶颗粒，且断 口边缘有明显的塑性变形特征，则表明钢材具有良好的塑性和韧性， 含碳量较低。若断口齐平，呈银灰色，且具有明显的金属光泽和结 晶颗粒，则表明属脆性材料。而过共析钢或合金经淬火后，断口呈 亮灰色，具有绸缎光泽，类似于细瓷器断口特征。低碳钢不易敲断， 断口边缘有明显的塑性变形特征，有微量颗粒；中碳钢的断口边缘 的塑性变形特征没有低碳钢明显，断口颗粒较细、较多；高碳钢的 断口边缘无明显塑性变形特征，断口颗粒很细密；铸铁极易敲断， 断口无塑性变形，晶粒粗大，呈暗灰色。
主要用于大直径零件。
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(2)感应淬火加热的特点
①加热速度极快； ②工件表层获得极细小的马氏体组织； ③工件表面质量好，变形小； ④生产效率高
2.火焰淬火
火焰淬火是利用氧-乙炔(或其他可燃气体)火焰对工件表层 加热，并快速冷却的淬火工艺。淬硬层深度一般为2～6mm。 用于单件、小批生产 。
需性能的工艺方法。
热处理工艺
加热、保温、冷却
热处理的原理 组织转变规律
热处理的实质 改变组织结构 性能
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人民邮电出版社
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钢的整体热处理
感应淬火的研究
感应淬火的研究一、什么是感应淬火感应淬火是一种热处理技术，主要用于提高金属材料的硬度和耐磨性。
它是通过通过感应加热和迅速冷却来改变金属的晶体结构，从而改善材料的性能。
二、感应淬火的原理感应淬火的原理是利用感应加热的方法对金属材料进行局部加热，然后迅速冷却，以改变晶体结构。
感应加热是利用交变电磁场在导体中产生的涡流和焦耳热来加热材料，从而达到所需的温度。
而迅速冷却则通过水、油或气体进行，以使金属迅速冷却，从而固定新的晶体结构。
三、感应淬火的应用感应淬火广泛应用于工业生产中的各个领域，特别是对于需要提高金属硬度和耐磨性的零部件，如汽车发动机曲轴、齿轮、刀具等。
3.1 汽车制造在汽车制造过程中，感应淬火被广泛应用于发动机的曲轴、减速器、齿轮等关键部件。
通过对这些材料进行淬火，可以显著提高材料的硬度和耐磨性，从而延长零部件的使用寿命。
3.2 机械加工感应淬火也在机械加工领域得到广泛应用。
对于需要承受较大冲击和磨蚀力的刀具和模具，通过淬火可以提高其硬度和耐磨性，从而提高工作效率和使用寿命。
3.3 钢铁冶炼在钢铁冶炼中，感应淬火可以用于调整钢材的硬度和力学性能。
通过对钢材进行局部加热和快速冷却，可以使材料具有更好的力学性能，满足不同工程需求。
3.4 其他行业应用此外，感应淬火还可以用于其他行业的热处理需求，例如航空航天、船舶制造、电子设备等。
通过感应淬火技术，这些行业可以提高产品的质量和性能，提高工作效率。
四、感应淬火的优势感应淬火相对于传统的淬火方法具有一些明显的优势。
1.高效：感应加热可以实现局部加热，避免了整体加热的热能浪费，提高了能源利用率。
同时，感应淬火的加热速度快，可以缩短生产周期，提高生产效率。
2.均匀性好：感应加热可以实现局部加热，能够更好地控制材料的温度分布，避免了由于不均匀加热导致的变形和裂纹。
3.精确控制：感应加热设备可以实时监控和控制温度，可以精确控制加热温度和保持时间，以确保淬火的效果。
常用钢材热处理方法及目的
常用钢材热处理方法及目的一. 淬火 将钢件加热到临界温度以上40~60℃，保温一定时间，急剧冷却的热处理方法，称为淬火。
常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。
淬火的加温温度、冷却介质的热处理规范，见表<常用钢的热处理规范>.淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达HRC60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。
钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有： 1．单液淬火： 将钢件加热到淬火温度，经保温一定时间后，在一种冷却液中冷却，这种热处理方法，称为单液淬火。
它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢，工件直径或厚度大于5~8mm的碳素钢，选用盐水或水中冷却；合金钢选用油冷却。
在单液淬火中，水冷容易发生变形和裂纹；油冷容易产生硬度不够或不均的现象。
2．双液淬火： 将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。
形状复杂的钢件，常采用此方法。
它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。
缺点是操作难度大，不易掌握。
3．火焰表面淬火： 用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面，并使其加热到淬火温度，然后立即用水向工件表面喷射，这种处理方法，称为火焰表面淬火。
它适用于单件生产、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的钢件，缺点是操作难度大。
4．表面感应淬火： 将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。
这种热处理方法，称为表面感应淬火。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。
这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同，可分为高频、中频和工频淬火三种。
高频淬火电流频率为100~150kHz，淬硬层深1~3mm，它适用于齿轮、花键轴、活塞和其它小型零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，淬硬层深3—10mm，它适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等；工频淬火电流频率为50Hz，淬硬层一般大于10mm，适用于直径在300mm以上的大型零件的淬火，如冷轧辊等。
（1）感应淬火
三、钢的表面热处理表面热处理是指为改变工件表面的组织和性能，仅对工件表层进行的热处理工艺。
1、表面淬火钢的表面淬火是将工件表面快速加热到淬火温度，迅速冷却，使工件表面得到一定深度的淬硬层，而心部仍保持未淬火状态的组织的热处理工艺。
表面淬火的方法很多，目前广泛应用的有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火等。
（1）感应淬火感应淬火是指利用感应电流通过工件所产生的热量，使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。
1）感应淬火频率的选用在生产中，根据对零件表面有效淬硬层深度的要求，选择合适的频率。
①高频感应淬火常用频率为200～300KHz，淬硬层深度为0.5～2mm。
主要用于要求淬硬层较薄的中、小模数齿轮和中、小尺寸轴类零件等。
②中频感应淬火常用频率为2500～8000Hz，淬硬层深度为2～10mm。
主要用于大、中模数齿轮和较大直径轴类零件。
③工频感应淬火电流频率为50Hz，淬硬层深度为10～20mm。
主要用于大直径零件（如轧辊、火车车轮等）的表面淬火和直径较大钢件的穿透加热。
④超高频感应淬火电流频率一般为20～40KHz，它兼有高、中频加热的优点，淬硬层深度略高于高频，而且沿零件轮廓均匀分布。
所以，它对用高、中频感应加热难以实现表面淬火的零件有着重要作用，适用于中小模数齿轮、花键轴、链轮等。
2）感应淬火加热的特点与普通加热淬火相比，感应加热表面淬火有以下特点：①感应加热速度极快一般只需要几秒至几十秒时间就可以达到淬火温度。
②工件表层获得极细小的马氏体组织，使工件表层具有比普通淬火稍高的硬度（高2～3HRC）和疲劳强度，且脆性较低。
③工件表面质量好由于快速加热，工件表面不易氧化、脱碳、且淬火时工件变形小。
④生产效率高便于实现机械化、自动化，淬硬层深度也易控制。
上述特点使感应加热表面淬火得到广泛应用，但其工艺设备较贵，维修调整困难，不易处理形状复杂的零件。
感应淬火最适宜的钢种是中碳钢（如40钢、45钢）和中碳合金钢（如40Cr钢、40MnB钢等），也可用于高碳工具钢、含合金元素较少的合金工具钢及铸铁等。
四、表面淬火
5、回火工艺
感应加热淬火后一般只进行低温回火。
其目的是为了降低残余应力和脆性，而又不致降低硬度。一般采 用酶回火方式有炉中回火、自回火和感应加热回火．
二、表面淬火的组织与性能 1.表面淬火的金相组织
钢件经表面淬火后的金相组织与 钢种、淬火前的原始组织及淬火加热 时沿截面温度的分布有关。最简单的 是原始组织为退火状态的共析钢。淬 火以后金相组织应分为三区，自表面 向心部分别为马氏体区 (M) (包括残 余奥氏ห้องสมุดไป่ตู้)， 马氏体加珠光体 (M十P) 及珠光体 (P)区。 2.表面淬火的性能
3．提高加热速度可显著细化奥氏体晶粒．
快速加热时，过热度很大，奥氏体晶核不仅在铁素体一碳化物 相界面上形成，而且也可能在铁素体的亚晶界上形成，因此使奥 氏体的成核串增大。又由于加热时间极短，奥氏体晶粒来不及长 大．当用超快速加热时，可获得超细化晶粒。
4．快速加热对过冷奥氏体的转变及马氏体回火有明显影响．
感应加热方式：一种称同时加热法，即对工件需淬火表面同时 加热，一般在设备功率足够、生产批量比较大的情况下采用； 另一种称连续加热法，即对工件需淬火部位中的一部分同时加热， 通过感应器与工件之间的相对位移速度来实现。
4、冷却方式和冷却介质的选择
最常用的冷却方式是喷射冷却法和漫液冷却法。
喷射冷却法即当感应加热终了时把工件置于喷射器之中，向工件喷 射淬火介质进行淬火冷却。其冷却速度可以通过调节液体压力、温 度及喷射时间来控制。
漫液淬火法即当工件加热终了时，浸入淬火介质中进行冷却。对 细，薄工件或合金钢齿轮，为减少变形、开裂，可将感应器与工件 同时放入油槽中加热，断电后冷却，也称为埋油淬火法。
5、回火工艺
感应加热淬火后一般只进行低温回火。其目的是为了降低残余应 力和脆性，而又不致降低硬度。一般采用酶回火方式有炉中回火、 自回火和感应加热回火．
金属热处理试题答案
1/工件淬火时常出现的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、组织缺陷、形状缺陷。
2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：消除或改善钢在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的各种组织缺陷；细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备；还有为了消除应力，防止变形和开裂。
3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到细片状珠光体组织，对低碳钢来说讲，正火组织易进行机械加工；能降低工件切削加工的表面粗糙度；正火还可以消除过共析钢中的渗碳体网。
4淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成马氏体，然后和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。
5 热应力是由于工件加热或冷却时，各部温度不同，使之热胀冷缩不同而产生的应力叫热应力。
减少变形与防止开裂的方法很多，但主要的是靠正确的选材、合理的结构设计、冷热加工工艺的密切配合以及正确的热处理制度来保证。
1将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺各获得何种组织排列一下硬度大小：答：（1）水冷：淬火 M（2）油冷：淬火 M+T（3）炉冷：退火 P+F（4）空冷：正火 S+F硬度（1）>（2）>（4）>（3）2.两个碳质量分数为%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。
试分析：（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多（5）你认为哪个温度加热淬火合适为什么答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C（4）780°C （5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。
3.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。
表淬变形技术标准
表淬变形技术标准本标准规定了模具部件的表面淬火方法，适用材料，工艺控制，质量控制及质量检验的基本要求。
2、表面淬火处理方法按照加热设备的不同，表而淬火分为火焰淬火，感应淬火和激光淬火。
2.1火焰淬火:利用氧-乙炔火焰燃烧的热量使工件表层加热并快速冷却的淬火。
特点:适用范围广，可用于任何模具的表面淬火。
但不适合大面积淬火，对于操作工人的目测温度和操作控制水平等技术有一-定的要求。
2.2感应淬火:利用感应电流通过工件所产生的热量，使工件表层加热并快速冷却的淬火。
特点:操作简单，但需要有和工件形状相匹配的感应圈，不适用于形状复杂的工件。
适合钢件翻整类模具淬火，不适用于MoCr铸铁等材料，不适合修边类模具淬火。
2.3激光淬火:以激光作为能源，以极快的速度加热工件的白冷淬火。
特点:淬火变形小，适合大面积淬火，适用于拉延类模具。
不适合修边类模具淬火。
3、工件3.1模具公司表面淬火件常用材料铸铁:GGG-70L，GM-241，TGC-600，MoCr铸铁等钢:7CrSiMnMoV，GM-190，1.2333/1.2358等3.2工件外观状态工件淬火区无裂纹，伤痕，焊接痕迹，黑皮，毛坯面等。
工件没有尺寸急剧变化，薄边，尖角等特殊形状。
工件长、宽、高比例协调，无产生淬火变形趋势。
工件表面光洁度符合要求，飞边毛刺清除净。
工件没有已经淬火的迹象。
工件符合表面淬火工艺性。
3.3加工状态和技术要求3.3.1加工状态:要求标明工件日前加工状态(属于半精加工还是精加工)，表面淬火后有无机加工序。
3.3.2特殊标注:淬火前的焊接区或其他特殊情况应明确标注并交接。
3.3.3技术要求:工件的材质，工作部位，走料情况，表面淬火的范围，处理方法，硬度要求等信息传递明确。
3.3.4变形要求严格的工件，淬火前抽检机加尺寸和变形状态符合标准要求。
4、处理方法，工艺规范4.1处理方法的确定原则:表面淬火前，工件确认完毕。
根据钢种，技术要求，表而状态，用户要求，火后工艺路线等具体条件，选择适合的设备及工艺方法。
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感应淬火与火焰淬火的区别
感应淬火的原理
感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺
感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬
感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。
电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。
感应淬火与火焰淬火的区别和优势
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。
感应淬火：感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。
淬火层马氏体组织细小，机械性能好。
工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产。
常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40Mn B等。
也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。
感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难
表1-1 感应加热种类及应用范围
感应加热类型常用频率
一般淬硬层深
度／mm
应用范围
高频200～1000kHz 0.5～2.5 中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件
中频1～10kHz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮
超音频30～36kHz 淬硬层能沿工
件轮廓分
中小模数齿轮
工频50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径零件如轧辊、火车车轮的表面淬
感应淬火的优点
1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：
2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：
3变形小：
4淬火层深度易于控制：
5淬火时不易氧化和脱碳：
6可采用较便宜的低淬透性钢：
7操作易于实现机械化和自动化,生产率高
8电流频率愈高，淬透层愈薄。
火焰淬火的原理
火焰表面淬火：是用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却
淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。
表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52
这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，还可用于灰铸铁、合金铸铁件。
碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右
0.35-0.5%之间的碳素钢最适宜。
常用中碳钢(0.4-0.5%C)和中碳合金结构钢，也可用高碳工具钢和低合金结构钢，以及铸铁。
对于小直径10-20mm的零件，建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5；一般零件淬透层深度为半径的1/10左右时，可得到强度、耐疲劳性和韧性的最好配合。
对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度，即小于半径1/10以下。
表1-2感应淬火、火焰淬火、电炉淬火后碳钢的疲劳强度比较
含碳量% 热处理方法扭转弯曲疲劳强度
0.33 高频表面淬火600
0.33 火焰表面淬火350
0.33 电炉内整体加热淬火90
0.41 高频表面淬火600
0.41 电炉内整体加热淬火 110
0.41 正火130
0.63 高频表面淬火 360
0.63 火焰表面淬火390
0.63 电炉内整体加热淬火150。