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淬火的常见问题有哪些,如何解决?

[ 发布日期:2018-05-23 点击:784 来源:洛阳金润宝科技有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  在热处理淬火过程中,行业朋友们总会遇到各种各样的问题,就这些经常会遇到的问题以及相应的解决办法洛阳金润宝科技有限公司小编将其进行了专门整理,现分享给大家,希望对大家能有所帮助:

  Ms点随C%的增加而降低

  淬火时,过冷奥氏体开始转变为马氏体的温度称之为Ms点,转变完成之温度称之为Mf点。%C含量愈高,Ms点温度愈降低。0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右,而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。

  淬火液可添加适当的添加剂

  (1)水中加入食盐可使冷却速率加倍:盐水淬火之冷却速率快,且不会有淬裂及淬火不均匀之现象,可称是最理想之淬硬用冷却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。

  (2)水中有杂质比纯水更适合当淬火液:水中加入固体微粒,有助于工件表面之洗净作用,破坏蒸气膜作用,使得冷却速度增加,可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理,不用纯水而用混合水淬火。

  (3)聚合物可与水调配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液,甚为方便,且又无火灾、污染及其他公害等,颇具前瞻性。

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  (4)干冰加乙醇可用于深冷处理容液:将干冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度,是很实用的低温冷却液。

  硬度与淬火速度之关联性

  只要改变钢材淬火冷却速率,就会获得不同的硬度值,主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线,此时奥氏体转变温度较高,奥氏体会生成波来体,转变开始点为Ps点,转变终结点为Pf点,波来体的硬度较小。若冷却速度加快,冷却曲线不会切过Ps曲线时,则奥氏体会转变成硬度较高的马氏体。马氏体的硬度与固溶的碳含量有关,因此马氏体的硬度会随着%C含量之增加而变大,但超过0.77%C后,马氏体内的碳固溶量已无明显增加,其硬度变化亦趋于缓和。

  淬火与回火冷却方法之区别

  淬火常见的冷却方式有三种,分别是:(1)连续冷却;(2)恒温冷却及(3)阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生,临界区域温度以上,可使用高于临界冷却速率的急速冷却为宜;进入危险区域时,使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此,此类冷却方式施行时,使用阶段冷却或恒温冷却是最适宜的。

  回火处理常见的冷却方式包括急冷和缓冷两种冷却方法,其中合金钢一般使用急冷;工具钢则以缓冷方式为宜。工具钢自回火温度急冷时,因残留奥氏体转变的缘故而易产生裂痕,称之为回火裂痕;相同的,合金钢若採用缓冷的冷却方式,易导致回火脆性。

  淬火后的工件内常存在马氏体与残留奥氏体,在常温放置一段长久时间易引起裂痕的发生,此乃因残留奥氏体产生转变、引起膨胀所导致,此现象尤其再冬天寒冷的气候下最容易产生。此外,残留奥氏体另一个大缺点为硬度太低,使得工具的切削性劣化。可使用深冷处理促使马氏体转变生成,让残留奥氏体即使进一步冷却也无法再产生转变;或以外力加工的方式,使不安定的残留奥氏体转变成马氏体,降低残留奥氏体对钢材特性之影响。

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  淬火处理后硬度不足的原因

  淬火的目的在使钢材表面获得满意的硬度,若硬度值不理想,则可能是下列因素所造成:(1)淬火温度或奥氏体化温度不够;(2)可能是冷却速率不足所致;(3)工件表面若热处理前就发生脱碳现象,则工件表面硬化的效果就会大打折扣;(4)工件表面有銹皮或黑皮时,该处的硬度就会明显不足,因此宜先使用珠击法将工件表面清除干净后,再施以淬火处理。

  淬裂发生的原因

  会影响淬裂的主要原因包括:工件的大小与形状、碳含量高低、冷却方式及前处理方法等。钢铁热处理会产生淬裂,导因于淬火过程会产生转变应力,而这个转变应力与马氏体转变的过程有关,通常钢材并非一开始产生马氏体转变即发生破裂,而是在马氏体转变进行约50%时(此时温度约150℃左右),亦即淬火即将结束前发生。因此淬火过程,在高温时要急速冷却,而低温时要缓慢冷却,若能掌握『先快后缓』的关键,可将淬火裂痕的情况降至最低。

  过热容易产生淬火裂痕

  加热超过是当的淬火温度100℃以上,称之为过热。过热时,奥氏体之结晶颗粒变得粗大化,导致淬火后生成粗大的马氏体而脆化,易使针状马氏体之主干出现横裂痕(此称为马氏体裂痕),此裂痕极易发展成淬火裂痕。因此,当您的工件在奥氏体化温度时产生过热现象时,后续的淬火、冷却均无法阻止淬裂的产生,故有人把『过热』称为发生淬火裂痕的元凶。

  淬火前的组织会影响淬火裂痕

  淬火前的组织当然会影响淬火的成败。最正常的前组织应该是正常化组织或退火组织(波来体结构),若淬火前组织为过热组织、球状化组织均会有不同的结果。过热组织易产生淬火裂痕,球状化组织则可以均匀淬硬而避免淬裂及淬弯,因此工具钢或高碳钢在淬火前,可施行球状化处理已是淬火重要技术之一。此时可施以球状化退火或调质球状化处理以获得球状碳化物。碳化物若以网状组织存在,则容易由该处发生淬火裂痕。

  淬火零件因常温放置引起之瑕疵

  淬火后的零件,若长时间放置在室温,可能发生搁置裂痕及搁置变形两种缺陷。搁置裂痕又称为时效裂痕,尤其在冬天寒冷的夜晚,随温度之下降导致残留奥氏体转变为马氏体,使裂痕因此而产生,又称之为夜泣裂痕。搁置变形又称之为时效变形,乃淬火工件放置于室温引起尺寸形状变化之现象,大多导因于回火处理不完全所致。为防止搁置变形,需让钢材组织安定化,因此首先要消除不安定之残留奥氏体(实施深冷处理)。接著实施200~250℃的回火处理使马氏体安定化。

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