在現(xiàn)場(chǎng)通常說(shuō)淬火加熱溫度800℃，或說(shuō)在800℃淬火，你考慮過(guò)這是什么意思嗎？所謂淬火加熱溫度就是把淬火溫度設(shè)為800℃，并在此溫度下加熱；也可以說(shuō)是加熱溫度為800℃。而后者所謂800°C淬火，則淬火時(shí)溫度為800℃，也就是說(shuō)零件投入淬火液時(shí)的溫度為800℃，為此，估計(jì)到從加熱爐取出再拿到淬火槽的一小段時(shí)間內(nèi)溫度有所下降，應(yīng)按所降的那部分提高加熱溫度。也就是說(shuō)設(shè)定的淬火加熱溫度應(yīng)為800℃+α。例如，若溫度下降100℃，則淬火加熱溫度為800℃+100℃=900℃，投入淬火液的溫度正好是800℃，這可解釋為800℃淬火?？梢?jiàn)，淬火加熱溫度為800℃和淬火溫度為800℃，兩者的含義是不大相同的?！ ?/span>
因此，為了防止誤解，不使用淬火加熱溫度這個(gè)詞，最好區(qū)分為奧氏體化溫度(Ta)和淬火溫度(Tq)。奧氏體化溫度是淬火的最高加熱溫度，淬火溫度為投入淬火液時(shí)的溫度，兩者必須分淸。最近學(xué)會(huì)等組織都不使用淬火加熱溫度這個(gè)詞，而用奧氏體化溫度這個(gè)名詞，這也是世界性的傾向。但是淬火溫度這個(gè)詞還不大使用，重要的是Ta和Tq分開(kāi)用。
從各種實(shí)驗(yàn)可看到，Ta和Tq之間約有100℃的溫差。因此，只要在奧氏體化溫度加熱，從爐子取出后就沒(méi)有必要忙亂地投入油或水中。敏捷地淬火可以說(shuō)是一個(gè)竅門(mén)，這種做法叫做延遲淬火，把淬火的熱曲線改成如圖1那樣。
在熱處理作業(yè)中都嚴(yán)格規(guī)定加熱溫度，但保溫時(shí)間卻規(guī)定得非常草率，也就是說(shuō)淬火的保溫時(shí)間，很早以前所說(shuō)的“一英寸(2.54毫米)見(jiàn)方需30分鐘”已被公認(rèn)，產(chǎn)品目錄和教科書(shū)都是這樣寫(xiě)的。因此大件的保溫時(shí)間長(zhǎng)，小件保溫時(shí)間短乃是常識(shí)。按照這個(gè)說(shuō)法果真好嗎? 大件升溫時(shí)間長(zhǎng)，小件升溫時(shí)間短，熱處理溫度(例如淬火溫度)達(dá)到后的保持時(shí)間大件與小件無(wú)區(qū)別。自然這是處理件內(nèi)外達(dá)到該溫度后的時(shí)間(參照?qǐng)D2)。為了檢査是否達(dá)到正確的淬火溫度，通常根據(jù)溫度計(jì)(溫控表)的指示，但必須注意這是熱電偶端部溫度，而不是處理件的溫度。處理件越大，零件的裝入量越多，溫度計(jì)的指示溫度和處理件的實(shí)際溫度相差就越大，也即產(chǎn)生加熱遲滯時(shí)間。
升溫時(shí)間t3>t1，加熱時(shí)間t4>t2，
升溫時(shí)間+保溫時(shí)間=加熱時(shí)間 說(shuō)起來(lái)，淬火是把奧氏體化了的物件快速冷卻并使之硬化的操作。鋼相變?yōu)閵W氏體時(shí)，合金結(jié)構(gòu)鋼(珠光體系)只用瞬時(shí)(變?yōu)閵W氏體所需時(shí)間為零)，只要轉(zhuǎn)變成奧氏體，淬火第一階段就完成了，何必要一英寸見(jiàn)方保溫30分鐘呢?處理件心部已轉(zhuǎn)變成奧氏體再淬火是妥當(dāng)?shù)?，也即保溫時(shí)間最好為零，見(jiàn)圖3(a)(高頻淬火與此相同)。
與此相反，工具鋼(碳化物系)的基體相變?yōu)閵W氏體后，此奧氏體中有約50~70%的初析碳化物不固溶，那么淬火就不硬化，所以必須有一些保溫時(shí)間。然而，即使這樣，“一 英寸見(jiàn)方需30分鐘”也太長(zhǎng)，充其量10分鐘左右就夠了，見(jiàn)圖3(b)。當(dāng)然，根據(jù)碳化物的種類、形狀、數(shù)量、分布狀態(tài)等，保溫時(shí)間多少應(yīng)有些變動(dòng)。
總之：
加熱升溫時(shí)間=f(被處理件的大小)
淬火保溫時(shí)間=f(鋼質(zhì))
其中：合金結(jié)構(gòu)鋼(珠光體系)=0
工具鋼(碳化物系)=約10分鐘
在熱處理中，冷卻方法很重要。冷卻的快慢能使鋼變軟或變硬。冷卻介質(zhì)叫冷卻劑，包括空氣、油、水等各種各樣的介質(zhì)?！ ?/span>一般，空氣的冷卻速度慢，其次是油，冷卻速度快的是水。但是由冷卻劑所致的冷卻效果并非絕對(duì)的，可因處理件的大小而變化。冷卻劑的冷卻速度是固有的，而冷卻劑對(duì)處理件的冷卻效果卻因零件的大小而有差異。也就是說(shuō)熱處理的冷卻方法和冷卻效果是兩回事。冷卻方法是從冷卻劑來(lái)看冷卻，而冷卻效果是從處理件來(lái)看冷卻。即使冷卻方法相同，冷卻效果也不一樣。熱處理中，重要的不是如何冷卻，而是如何獲得好的冷部效果，兩者不可混淆。正火的定義是在大氣中放冷(空冷)，但是，小件放冷和大件放冷的冷卻速度不同，即冷卻效果不同。因此，從表面上看，放冷做到形式上的正火，但實(shí)質(zhì)很不相同。小件的放冷，因技術(shù)上的不當(dāng)可能會(huì)變成空氣淬火；反之，大件的放冷，有成為退火的可能。因此，小件進(jìn)行正火時(shí)，須用坑冷或加蓋冷卻；反之，大件如不用電扇等吹風(fēng)冷卻則得不到正火的效果，僅是形式上的冷卻得不到熱處理的效果?！ ?/span>
淬火與此相同。雖說(shuō)同是油冷，但大件與小件的冷卻效果卻不同。因此，淬火硬化程度也是變化的。小件即使用油淬，也同水淬一樣能淬透，但大件用油淬只得到像正火程度那樣的冷卻效果，淬不透。雖說(shuō)水冷得快，油冷得慢，空氣冷得更慢，但這個(gè)快慢不是絕對(duì)的，它同處理件的大小有關(guān)。所以必須注意冷卻方法和冷卻效果是不同的。
在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵手冊(cè)中規(guī)定正火空冷，退火爐冷，普通鋼材的淬火水冷，優(yōu)質(zhì)鋼材的淬火油冷等，都是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸(直徑25mm)而言。必須根據(jù)處理件的大小適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s方法。明確地辨別冷卻方法和泠卻效果的不同是非常重要的。下述是淬火液的冷卻能力(cooling power)和鋼的硬化能力(hardening power)的差異?！ ?/span>
在淬火液中有冷卻能和硬化能兩種能力。所謂冷卻能是淬火液本身具有的能力，冷卻能力是使鋼從奧氏體化溫度冷卻下來(lái)時(shí)的冷卻速度；硬化能是使鋼硬化的能力，在冷卻能的試驗(yàn)中，有冷卻曲統(tǒng)法 (銀球式、膨脹儀式)和冷卻時(shí)間法等，它們都是用急冷度H值進(jìn)行比較。實(shí)際淬火中通過(guò)測(cè)淬火硬度進(jìn)行硬化能的評(píng)定，它是包含冷卻系統(tǒng)的冷卻綜合能力?！ ?/span>
通常為了判斷淬火液的性能，冷卻能作為大體的標(biāo)準(zhǔn)而得到使用，但冷卻能大的，硬化能不一定大。也就是說(shuō)， 冷卻速度快，淬火硬度并不一定高，這種事例是很多的。技術(shù)人員想要的不是淬火液的冷卻速度，而是在這個(gè)冷卻槽里能夠淬硬到什么程度。即使是同一鋼種同樣用油淬，由于各淬火車間油槽內(nèi)的硬化能不同，淬火效果也不同。
淬火液的冷卻能是淬火液本身具有的特性，硬化能則由于鋼的淬透性、淬火液的量、攪拌速度、處理件的尺寸、 形狀以及表面狀態(tài)等不同而不同，最好根據(jù)處理件實(shí)際淬硬的程度判定淬火現(xiàn)場(chǎng)使用的淬火槽的性能，這是直接判定的簡(jiǎn)便方法，但這種方法往往難以進(jìn)行比較研究?！ ?/span>
鋼的淬火硬度，外部影響因素是淬火槽的冷卻能，內(nèi)在因素是鋼本身的淬透性，特別是受s曲線的制約。通常，淬火是為防止奧氏體化的鋼析出珠光體和貝氏體，使其完全馬氏體化。用淬火液的冷卻能判定淬火硬度時(shí)，根據(jù)鋼種的不同，決定用珠光體(P)淬透性好還是用貝氏體(B) 淬透性好，這是很重要的。一般碳鋼用P型，合金鋼用B型，特殊工具鋼用P+B型。因此，完全淬透即淬硬所需要的冷卻速度因鋼種不同而異。既有需要在S曲線上的P鼻附近的冷卻速度快的情況，也有需要在S曲線上的B鼻附近的冷卻速度快，或P鼻和B鼻二者冷卻速度都需要快的情況。
因此，在上述所有情況中，作為共同的泠卻速度，即700~250℃溫度范圍內(nèi)的冷卻速度是必要的。(在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中油淬釆用800~400℃的冷卻速度)。為了評(píng)價(jià)淬火現(xiàn)場(chǎng)冷卻系統(tǒng)中的淬火槽，最好根據(jù)實(shí)際條件下淬火后的淬火硬度決定。在淬火的情況中有表面硬度和硬化深度兩種說(shuō)法，表面硬度是表面的淬火硬度，相當(dāng)于小件(直徑10mm以下)淬火時(shí)的硬度，幾乎不受合金元素的影響，這是結(jié)構(gòu)鋼的俏況。而工具鋼的淬火硬度雖然受鎢、 銘、釩等合金元素的影響，其硬度基本大于HRC60。
對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼：表面面硬度=f(C%)，可用下述公式近似地逬行定量計(jì)算：
最高淬火硬度(HRC)=30+50xC%(90%馬氏體) 最低淬火硬度(HRC)= 24+40xC%(50%馬氏體) 例如：結(jié)構(gòu)鋼(S45C))為(含碳最為0.45%)： 與此相反，淬火深度受鋼的含碳量和特殊元素以及奧氏體晶粒度的制約，也就是，淬透深度=f(C%、特殊元素、晶粒度)。
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