淬透性测定方法(精)

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程

淬透性的测定方法

主讲教师：雷伟斌

西安航空职业技术学院

淬透性的测定方法

一、末端淬火法

简称端淬试验，是目前国内外应用最广泛的淬透性评定方法，其主要特点是方法简便、应用范围广，可用于测定碳素钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢等的淬透性。端淬试验所用试样为

25×100 mm

的圆柱形试样，将试样加热奥氏体化后放到端淬试验台上对其下端喷水冷却（图1a ）。喷水柱自由高度为65 mm ，喷水管口距试样末端为12.5 mm ，水温为10-30

C 。待试样全部冷透后，将试样沿轴线方向在相对180的

两边各磨去0.2~0.5 mm 的深度，获得两个互相平行的平面，然后从距水冷端1.5 mm 处沿轴线测定洛氏硬度值，当硬度下降缓慢时可以每隔3 mm 测一次硬度。将测定结果绘成硬度分布曲线，即钢的淬透性曲线（图1b ）。钢的淬透性以J d HRC 来表示，d 为至水冷端的距离，HRC 为在该处测定的硬度值。如J 640，表示距水冷端6 mm 处试样的硬度值为40 HRC 。由于钢中成分波动，所以每一种钢的淬透性曲线上都有一个波动范围，称为淬透性带。

钢的顶端淬火淬透性曲线并不能直接表示出可以淬透的工件直径，还

图1 端淬试验与淬透性曲线

a)试样与装置 b)淬透性曲线

需借助其他图表进行换算。

二、临界直径法

如果试样中心硬度高于（等于）半马氏体区硬度，就可以认为试样被淬透。则用上述U 曲线法评定时，总可以找到在一定的淬火介质中冷却时能够淬透（达到半马氏体区硬度）的临界直径。小于此直径时全部可以淬透，而大于此直径时就不能淬透。这个临界直径用D 0表示。相同淬火介质中的D 0值，就可以表示不同钢种的淬透性。

显然，钢种及淬火介质不同，D 0也不同。为了排除冷却条件的影响，根据传热方程的解，建立了理想临界直径D 0的概念。假设淬火介质的淬冷烈度H 为无穷大，即试样淬入冷却介质时其表面温度可立即冷却到淬火介质的温度，此时所能淬透（形成50％马氏体）的最大直径称为理想临界直径D i 。D i 取决于钢的成分，而与试样尺寸及冷却介质无关，它是反映钢淬透性的基本判据。该数值在工程应用时作为基本换算量，从而使各种淬透性评定方法之间，以及不同淬火介质中淬火后的临界直径之间建立起一定的关系。图2是理想临界直径D i 与一定淬火介质中淬火时的临界直径D 0之间的换算图表。例如，已知某种钢的理想临界直径D i 为50mm ，如换算成在油淬（淬冷烈度H ＝0.4）时的临界直径D 0，可从H ＝0.4时所对应的坐标上查出D 0为20 mm 。

1.6

2.0 i n

m

4

5 0.40

0.80

H 值

10.0

5.0

2.0

1.0

三、U 曲线法

用长度为直径的4-6倍的一组直径不同的圆棒试样，按规定条件淬火，然后从试样中间截断，磨平后沿中心十字线测硬度，并将测定结果绘成硬度分布曲线（图3）。淬透性大小可用淬透层深度h 或用未淬透心部的直径

D H 与试样直径D 的比值D H /D 来表示。

U 曲线法大多用于结构钢，优点是直观、准确，与实际工件淬火情况接近；缺点是繁琐、费时，对大批量的生产检验来说不适用。

表面中心 表面

硬度H R C

图3 U 曲线法示意图