1、加熱溫度的確定
淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以得到細(xì)小均勻的奧氏體晶粒為原則,以便淬火后獲得細(xì)小的馬氏體組織。淬火溫度主要根據(jù)鋼的臨界點(diǎn)確定,亞共析鋼通常加熱至Ac3以上30~50℃,共析鋼、過(guò)共析鋼加熱至Ac1以上30~50℃。亞共析鋼淬火加熱溫度若在A(yíng)c1~Ac3之間,則淬火組織中除馬氏體外,還保留一部分鐵素體,使鋼的硬度和強(qiáng)度降低。但淬火溫度也不能超過(guò)Ac3點(diǎn)過(guò)高,以防奧氏體晶粒粗化。對(duì)于低碳鋼、低碳低合金鋼,如果采用加熱溫度略低于A(yíng)c3點(diǎn)的亞溫淬火,則可獲得鐵素體加馬氏體(5%~20%)雙相組織,既可保證鋼的一定強(qiáng)度,又可保證鋼具備良好的塑性、韌性和沖壓成形性。過(guò)共析鋼的加熱溫度限定在A(yíng)c1以上30~50℃是為了得到細(xì)小的奧氏體晶粒和保留少量滲碳體質(zhì)點(diǎn),淬火后得到隱晶馬氏體和其上均勻分布的粒狀碳化物,不但使鋼具有更高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性,而且也具有較好的韌性。如果過(guò)共析鋼加熱溫度超過(guò)Accm,碳化物將全部溶入奧氏體中,使奧氏體中的含碳量增加,降低鋼的Ms和Mf點(diǎn),淬火后殘留奧氏體量增多,會(huì)降低鋼的硬度和耐磨性。淬火溫度過(guò)高,會(huì)奧氏體晶粒粗化,同時(shí)含碳量又高,淬火后易得到含有顯微裂紋的粗片狀馬氏體,使鋼的脆性增大。此外,高溫加熱淬火應(yīng)力大、氧化脫碳嚴(yán)重,也會(huì)增大鋼件變形和開(kāi)裂傾向。
對(duì)于低合金鋼,淬火溫度也應(yīng)根據(jù)臨界點(diǎn)Ac1或Ac3確定,考慮合金元素的作用,為了加速奧氏體化,淬火溫度可偏高些,一般為Ac1或Ac3以上50~100℃。高合金工具鋼含較多強(qiáng)碳化物形成元素,奧氏體晶粒粗化溫度高,則可采用更高的淬火加熱溫度。含碳、錳量較高的鋼則應(yīng)采用較低的淬火溫度,以防奧氏體晶粒粗化。
除了化學(xué)成分以外,淬火加熱溫度還與其他因素有關(guān)。首先是工件的尺寸和形狀的影響,一般來(lái)說(shuō)大尺寸的工件宜用較高的淬火溫度,小尺寸工件則采用較低的淬火溫度,這是因?yàn)榇蠊ぜ訜崧瑴囟鹊腿菀自斐杉訜岵蛔?,使鋼不易淬硬,適當(dāng)提高淬火溫度可以避免上述問(wèn)題的出現(xiàn),并增加工件的淬透層深度。小工件加熱快,溫度高容易引起過(guò)熱,同時(shí)變形也增大,故應(yīng)適當(dāng)降低淬火溫度。從工件的形狀來(lái)看,形狀簡(jiǎn)單的,淬火溫度高一些也無(wú)妨,而形狀復(fù)雜的則應(yīng)盡可能采用較低的淬火溫度。還有就是淬火冷卻介質(zhì)的影響,對(duì)于冷卻能力較強(qiáng)的淬火冷卻介質(zhì)(水及水基溶液),應(yīng)采用較低的淬火溫度。而采用冷卻能力較小的油及熔鹽作為淬火冷卻介質(zhì),則宜采用較高的淬火溫度。最后是原始組織的影響,在一般情況下,原始組織的彌散度較大(如細(xì)片狀珠光體)時(shí),淬火加熱溫度應(yīng)低一些,若工件原始組織中有帶狀組織或斷續(xù)網(wǎng)狀碳化物,則淬火加熱溫度宜稍高一些。
2、淬火加熱速度和保溫時(shí)間的確定
淬火時(shí)加熱速度力求盡量的快,因?yàn)榭焖偌訜峥梢蕴岣邿崽幚碥?chē)間的生產(chǎn)效率和降低成本,并能減少和消除氧化及脫碳。但是導(dǎo)熱性差的合金鋼或大型鋼材,一定要經(jīng)過(guò)預(yù)熱,否則若加熱太快、受熱不均勻,將會(huì)導(dǎo)致鋼件變形或開(kāi)裂。
所謂保溫時(shí)間是指工件裝爐后,從爐溫上升到淬火溫度算起到工件出爐為止所需要的時(shí)間。它包括工件的加熱時(shí)間和內(nèi)部組織充分轉(zhuǎn)變所需要的時(shí)間。工件的加熱時(shí)間與鋼的化學(xué)成分、工件形狀、尺寸或重量、、加熱介質(zhì)、爐溫等許多因素有關(guān)。目前生產(chǎn)中,常根據(jù)工件的有效厚度,用前面退火的保溫時(shí)間公式t=KD(單位為min)計(jì)算。