淬火設(shè)備(一)
通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過(guò)程的熱處理工藝稱為淬火。
淬火的目的是使過(guò)冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變,得到馬氏體或貝氏體組織,然后配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等,從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過(guò)淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。
淬火能使鋼強(qiáng)化的根本原因是相變,即奧氏體組織通過(guò)相變而成為馬氏體組織(或貝氏體組織)。
鋼淬火工藝最早的應(yīng)用見于河北易縣燕下都遺址出土的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的鋼制兵器。
淬火工藝最早的史料記載見于《漢書.王褒傳》中的“清水焠其峰”。
“淬火”在專業(yè)文獻(xiàn)上,人們寫的是“淬火”,而讀起來(lái)又稱“蘸火”!罢夯稹币殉蔀閷I(yè)口頭交流的習(xí)用詞,但文獻(xiàn)中又看不到它的存在。也就是說(shuō),淬火是標(biāo)準(zhǔn)詞,人們不讀它,“蘸火”是常用詞,人們卻不寫它,這是我國(guó)文字中不多見的現(xiàn)象。
淬火是“蘸火”的正詞,淬火的古詞為蔯火,本義是滅火,引申義是“將高溫的物體急速冷卻的工藝”!罢夯稹笔抢淦г~,屬于現(xiàn)代詞,是文字改革后出現(xiàn)的產(chǎn)物,“蘸”字本義與淬火無(wú)關(guān)!罢夯稹北驹~為“湛火”,“湛”字讀音同“蘸”,而其字形又與水、火有關(guān),符合“水與火合為蔯”之意,字義與“淬火”相通!罢炕稹睘楸驹~,“蘸火”則為假借詞。
淬火將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間,隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。通過(guò)淬火與不同溫度的回火配合,可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性及疲勞強(qiáng)度,并可獲得這些性能之間的配合(綜合機(jī)械性能)以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學(xué)性能,如淬火使永磁鋼增強(qiáng)其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件。常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時(shí),原有在室溫下的組織將全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。隨后將鋼浸入水或油中快速冷卻,奧氏體即轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。與鋼中其他組織相比,馬氏體硬度最高。鋼淬火的目的就是為了使它的組織全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,獲得高硬度,然后在適當(dāng)溫度下回火,使工件具有預(yù)期的性能。淬火時(shí)的快速冷卻會(huì)使工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)其大到一定程度時(shí)工件便會(huì)發(fā)生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。根據(jù)冷卻方法,淬火工藝分為單液淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級(jí)淬火和貝氏體等溫淬火4類。
淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和檢測(cè)方法:
淬火工件的硬度影響了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度計(jì),測(cè)試HRC硬度。淬火的薄硬鋼板和表面淬火工件可測(cè)試HRA的硬度。厚度小于0.8mm的淬火鋼板、淺層表面淬火工件和直徑小于5mm的淬火鋼棒,可改用表面洛氏硬度計(jì),測(cè)試HRN硬度。
在焊接中碳鋼和某些合金鋼時(shí),熱影響區(qū)中可能發(fā)生淬火現(xiàn)象而變硬,易形成冷裂紋,這是在焊接過(guò)程中要設(shè)法防止的。
由于淬火后金屬硬而脆,產(chǎn)生的表面殘余應(yīng)力會(huì)造成冷裂紋,回火可作為在不影響硬度的基礎(chǔ)上,消除冷裂紋的手段之
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