热处理工艺中淬火的常用方法有十种,分别是单介质(水、油、空气)淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火、低于Ms点的马氏体分级淬火法、贝氏体等温淬火法、复合淬火法、预冷等温淬火法、延迟冷却淬火法、淬火自回火法、喷射淬火法等。
一、单介质(水、油、空气)淬火
单介质(水、油、空气)淬火:把已加热到淬火温度的工件淬入一种淬火介质,使其完全冷却。这种是最简单的淬火方法,常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。
二、双介质淬火
工件加热奥氏体化后,先浸入冷却能力强的介质,在组织将发生马氏体转变时,立即转入冷却能力弱的介质中冷却。用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件,碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气,一般用水作快冷淬火介质,用油或空气作慢冷淬火介质,较少采用空气。
三、马氏体分级淬火
马氏体分级淬火也称低于马氏体点的分级淬火。将经奥氏体化的钢置于温度稍低于马氏体开始转变温度的淬火介质中保温一定时间,使其发生部分的马氏体转变,然后取出在空气中冷却的一种淬火工艺。淬火介质的温度较低,冷却速度较大,不易发生珠光体型转变。先形成的部分马氏体组织在随后的保温过程中转变为回火马氏体,使产生的组织应力减小,在保温过程中可使工件各部分的温度基本趋于一致,且在随后空冷时冷速较小,继续形成的马氏体量又不多,所引起的组织应力不大,故变形和开裂的倾向较小。
四、低于Ms点的马氏体分级淬火法
低于Ms点的马氏体分级淬火法:浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf时,工件在该浴槽中冷却较快,尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。
五、贝氏体等温淬火法
将加热的工件放入温度稍高于Ms点的硝盐浴或碱浴中,保温足够长的时间使其完成贝氏体转变,获得下贝氏体组织,一般在浴槽中保温30~60min。贝氏体等温淬火工艺主要三个步骤:①奥氏体化处理;②奥氏体化后冷却处理;③贝氏体等温处理;常用于合金钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。
下贝氏体(LowerBainite)的铁素体针细小,无方向性,碳的过饱和度大,位错密度高,且碳化物分布均匀,弥散度大,所以硬度高,韧性好,具有较好的综合机械性能,是一种很有应用价值的组织。在钢的热处理中,通常期望得到下贝氏体以获得更好的机械性能。
六、复合淬火法
复合淬火法:先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体,然后在下贝氏体区等温,使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织,常用于合金工具钢工件。
七、预冷等温淬火法
预冷等温淬火法:又称升温等温淬火,零件先在温度较低(大于Ms)浴槽中冷却,然后转入温度较高的浴槽中,使奥氏体进行等温转变。适用于淬透性较差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火的工件。
八、延迟冷却淬火法
延迟冷却淬火法:零件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于Ar3或Ar1温度,然后进行单介质淬火。常用于形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的零件。
九、淬火自回火法
淬火自回火法:将被处理工件全部加热,但在淬火时仅将需要淬硬的部分(常为工作部位)浸入淬火液冷却,待到未浸入部分火色消失的瞬间,立即取出在空气中冷却的淬火工艺。淬火自回火法利用心部未全部冷透的热量传到表面,使表面回火。常用于承受冲击的工具如錾子、冲子、锤子等。
十、喷射淬火法
喷射淬火法:向工件喷射水流的淬火方法,水流可大可小,根据所要求的淬火深度而定。喷射淬火法不会在工件表面形成蒸汽膜,这样就能够保证得到比昔通水中淬火更深的淬硬层。主要用于局部表面淬火。
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